DE10112017A1

DE10112017A1 - Stellantrieb zur Verstellung zweier relativ zueinander beweglicher Bauteile

Info

Publication number: DE10112017A1
Application number: DE2001112017
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Geisler; Heiko Ruf
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2001-03-07
Filing date: 2001-03-07
Publication date: 2002-09-12

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Stellantrieb zur Verstellung zweier relativ zueinander beweglicher Bauteile, insbesondere zur Winkelverstellung einer drehbeweglichen Rückenlehne (48) zu einem feststehenden Sitzteil (50) eines Fahrzeugsitzes, wobei die Rückenlehne (48) um eine am Sitzteil (50) angeordnete Schwenkachse (52) schwenkbar ist. DOLLAR A Es ist vorgesehen, dass der Stellantrieb eine Kolben-Zylinder-Einheit (58) mit einem Arbeitszylinder (16) ist, der jeweils eine durch einen Kolben (26) getrennte und mit einem Arbeitsfluid gefüllte obere Arbeitskammer (18) und untere Arbeitskammer (20) aufweist. Die Kolben-Zylinder-Einheit (58) ist jeweils über ein oberes Anbindungsteil (10), das am oberen Ende einer Kolbenstange (14) angeordnet ist, am Rahmen (54) der Rückenlehne (48) und über ein unteres Anbindungsteil (12), das am unteren Ende des Arbeitszylinders (16) angeordnet ist, am Gestell (56) des Sitzteiles (50) angelenkt. Die obere Arbeitskammer (18) und die untere Arbeitskammer (20) der Kolben-Zylinder-Einheit (58) stehen über eine Leitung (24), bei der die Durchflussmenge des Arbeitsfluids durch ein Bedienelement (22) regelbar ist, in Verbindung. Im Kolben (26) ist mindestens eine Verbindung beider Arbeitskammern (18, 20) in Form eines Überströmkanals (32) vorgesehen, der mittels mindestens eines Sicherungselementes (30) verschließbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Stellantrieb zur Verstellung zweier relativ zueinander beweglicher Bauteile, insbesondere zur Winkelverstellung einer drehbeweglichen Rückenlehne zu einem feststehenden Sitzteil eines Fahrzeugsitzes, mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Merkmalen.

Es ist bekannt, die Rückenlehne eines Fahrzeuges mit Hilfe von Verstellmechanismen in ihrer Neigung relativ zum Sitzteil zu verstellen und in der gewünschten Position zu arretieren. Als Verstellmechanismen kommen dabei unterschiedliche Ausführungen zur Anwendung, die sowohl von Hand als auch mittels motorischer Kraft betätigbar sind. Bei den bekannten Einrichtungen der eingangs genannten Art erfolgt die Verstellung des Neigungswinkels der Rückenlehne durch ein als Handrad oder Stellmotor ausgebildetes Betätigungselement, das über ein Getriebe auf die Rückenlehne einwirkt. Im Allgemeinen wird das Übersetzungsverhältnis des Getriebes so gewählt, dass eine Umdrehung des Handrades oder Stellmotors einem bedeutend kleineren Schwenkwinkel der Rückenlehne entspricht und so eine Feineinstellung des Neigungswinkels ermöglicht wird.

In der DE-OS 21 25 705 ist eine Vorrichtung zur gelenkigen Anbringung eines beweglichen Elementes an einem feststehenden Element beschrieben. Insbesondere handelt es sich dabei um die Versteilung der Neigung einer Rückenlehne zu einem Sitzteil eines Fahrzeugsitzes. Die Vorrichtung besteht aus dem Teil 1, das mit der Rückenlehne verbunden ist, und dem mit dem Sitzteil verbundenen Teil 2. Die innere Oberfläche des Teiles 1 besteht aus einer Anzahl von N kurvenförmig ausgebildeter Oberflächen. Zentrisch zur inneren Oberfläche ist eine Steuerwelle angeordnet, die mit einem als Knopf bezeichneten Handrad verbunden ist. Die Steuerwelle weist einen exzentrischen Zapfen auf, um den eine runde Scheibe angeordnet ist. Durch Drehen des Knopfes wird über die Steuerwelle der exzentrische Zapfen gedreht. Dabei wird die runde Scheibe in ihrer Ebene verschoben, wodurch sich in Führungsnuten gehaltene Rollen in radialer Richtung verschieben. Die Anzahl der Rollen ist abweichend von der Anzahl N der kurvenförmig ausgebildeten Oberflächen und kann gemäß dieser Lösung N ± 1 sein. Dadurch wird ein Übersetzungsverhältnis von 20 realisiert. Damit wird erreicht, dass beispielweise bei einer vollen Umdrehung des Knopfes der Schwenkwinkel der Rückenlehne 18° beträgt.

Die genannte Lösung hat verschiedene Nachteile. Ein wesentlicher Nachteil dieser Lösung besteht darin, dass jeweils nur ein Elementepaar, bestehend aus kurvenförmiger Oberfläche und Rolle, im exakten Formschluss stehen. Damit besitzt die Vorrichtung keine selbständige Lagestabilität in Form einer Selbsthemmung der Getriebeteile. Die Folge ist, dass ein Satz von Verriegelungselementen notwendig ist, um die Rückenlehne gegenüber dem Sitzteil in der eingestellten Winkelposition zu halten. Die Verriegelungselemente sind über den Knopf zu betätigen, wobei zur Arretierung der Winkelposition mindestens ein Verriegelungselement wirksam wird. Einerseits ist für den Fahrzeuginsassen somit jede Verstellung der Neigung der Rückenlehne mit einer zusätzlich notwendigen Betätigung des Knopfes verbunden. Andererseits sind die Fertigung und Montage dieser Vorrichtung infolge der Vielzahl der Teile und ihrer komplizierten Gestaltung aufwendig und damit kostenintensiv.

Die DE-OS 27 33 488 A1 beschreibt einen Stellantrieb von Gelenkbeschlägen für Sitze mit verstellbarer Rückenlehne, insbesondere für Kraftfahrzeugsitze. Bei dieser Verstelleinrichtung sind am Umfang einer elliptischen Scheibe Zylinderstifte angeordnet, die nach außen von einem elastischen Band gehalten werden. Zwischen der elliptischen Scheibe und den Zylinderstiften befindet sich ein Gleitband. Die zwei relativ im Winkel zueinander verstellbaren Gelenkteile weisen Ringe mit bogenförmigen Innenverzahnungen auf, wobei die Innenverzahnungen jeweils unterschiedliche Zähnezahlen haben. Durch die elliptische Scheibe werden die Zylinderrollen beim Drehen dieser Scheibe nacheinander in die bogenförmigen Innenverzahnungen der beiden Ringe gedrückt. Infolge der unterschiedlichen Zähnezahlen der Innenverzahnungen beider Ringe wird ein Übersetzungsverhältnis zwischen den Drehbewegungen beider Gelenkteile geschaffen.

Der wesentliche Nachteil dieser genannten Lösung besteht darin, dass die Zähne der Innenverzahnungen der jeweils mit einem Gelenkteil verbundenen Ringe bogenförmig ausgebildet sind. Zusätzlich ist zwischen den Zylinderstiften und den bogenförmigen Zähnen ein elastisches Band angeordnet. Die Form der Zähne der Innenverzahnung sowie die Anordnung eines elastischen Bandes zwischen der Innenverzahnung der Ringe und den Zylinderstiften beeinträchtigen die Stabilität der Lagefixierung der Rückenlehne. Insbesondere beim Einwirken großer Kräfte auf die Rückenlehne, beispielsweise bei einem Auffahrunfall, wäre eine unkontrollierte Verschiebung der Getriebeteile der Verstelleinrichtung möglich. Die ansonsten vorhandene selbsthemmende Wirkung der Verstelleinrichtung könnte damit aufgehoben werden und der/die Fahrzeuginsasse(n) zu Schaden kommen. Außerdem unterliegt insbesondere das elastische Band aufgrund seiner ständigen Verformungen einem erhöhten Verschleiß, was schließlich zu einer Funktionsuntüchtigkeit des gesamten Verstellgetriebes führen kann. Des Weiteren ist infolge der erforderlichen Anzahl der Teile dieser Einrichtung und ihrer komplizierten Ausführung die Fertigung sehr aufwendig und damit kostenintensiv. Das Gleiche trifft auch für die Montage der Verstelleinrichtung zu.

Insgesamt ist bei den bekannten Verstelleinrichtungen zu verzeichnen, dass sie im arretierten Zustand ein starres Gebilde darstellen und die auf die Rückenlehne wirkenden Kräfte auf das Gestell des Sitzteiles übertragen. Die am Gestell des Sitzteiles an unterschiedlichen Stellen und mit unterschiedlichen Richtungen angreifenden Kräfte beanspruchen das Gestell auf Biegung und verursachen dabei innerhalb des Gestells Spannungen. Trotz der im Gestell des Sitzteiles auftretenden Spannungen dürfen sich keine dauerhaften Deformationen und/oder Zerstörungen des Materialgefüges einstellen. Die Folge ist, dass zur Gewährleistung der erforderlichen Stabilität des Gestells des Sitzteiles und der Sicherheit der Fahrzeuginsassen nur Materialien zur Anwendung kommen, die eine hohe Festigkeit besitzen. Außerdem müssen die Einzelteile des Gestells ausreichend groß dimensioniert sein, um Deformationen und/oder Zerstörungen dieses stark belasteten Teiles des Fahrzeugsitzes zu vermeiden. Diese Umstände wirken sich insbesondere negativ auf das Gewicht des Fahrzeuges sowie auf dessen Herstellungskosten aus.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Steilantrieb zur Verstellung zweier relativ zueinander beweglicher Bauteile der eingangs genannten Art zu schaffen, der eine gleichmäßige und feinfühlige Winkelverstellung der drehbeweglichen Rückenlehne ermöglicht, eine hohe Stabilität bei der Fixierung der Lage der Rückenlehne aufweist und zugleich beim Auftreten hoher Belastungen an der Rückenlehne eine Reduzierung der auf das Sitzteil zu übertragenden Kräfte bewirkt sowie kostengünstig herstellbar und montierbar ist.

Diese Aufgabe wird durch einen Stellantrieb zur Verstellung zweier relativ zueinander beweglicher Bauteile mit den in dem unabhängigen Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst. Dadurch, dass der Stellantrieb eine Kolben-Zylinder-Einheit mit einem Arbeitszylinder ist, der jeweils eine durch einen Kolben getrennte und mit einem Arbeitsfluid gefüllte obere Arbeitskammer und untere Arbeitskammer aufweist, wobei die Kolben-Zylinder-Einheit jeweils über ein oberes Anbindungsteil, das am oberen Ende einer Kolbenstange angeordnet ist, am Rahmen der Rückenlehne und über ein unteres Anbindungsteil, das am unteren Ende des Arbeitszylinders angeordnet ist, am Gestell des Sitzteiles angelenkt ist, und die obere Arbeitskammer und die untere Arbeitskammer über eine Leitung, bei der die Durchflussmenge des Arbeitsfluids durch ein Bedienelement regelbar ist, in Verbindung stehen und dass im Kolben mindestens eine Verbindung beider Arbeitskammern in Form eines Überströmkanals vorgesehen ist, der mittels mindestens eines Sicherungselementes verschließbar ist, wird ein Stellantrieb geschaffen, der eine gleichmäßige und feinfühlige Winkelverstellung der drehbeweglichen Rückenlehne ermöglicht. Der Vorteil der Erfindung besteht insbesondere darin, dass der Stellantrieb eine hohe Stabilität zur Lagefixierung der eingestellten Position der Rückenlehne im normalen Benutzungsfall aufweist und zugleich beim Einwirken hoher Kräfte auf die Rückenlehne ein dosiertes und seiner Größenordnung vorbestimmbares Nachgeben der Rückenlehne ermöglicht. Dadurch werden insbesondere die auf das Sitzteil des Fahrzeugsitzes wirkenden Kräfte minimiert. Besonders vorteilhaft ist, dass die Erfindung dadurch die Verwendung von Leichtbaumaterialien, wie beispielsweise von Magnesium oder Kohlefaser, für den Fahrzeugsitz ermöglicht. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Stellantriebes besteht darin, dass er kostengünstig herstellbar und einfach am Fahrzeugsitz zu montieren ist.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.

Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines Fahrzeugsitzes mit der Anordnung des erfindungsgemäßen Stellantriebes als Kolben-Zylinder-Einheit;

Fig. 2 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Stellantriebes als Kolben-Zylinder-Einheit in einer ersten Ausbaustufe;

Fig. 3 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Stellantriebes als Kolben-Zylinder-Einheit in einer zweiten Ausbaustufe und

Fig. 4 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Stellantriebes als Kolben-Zylinder-Einheit in einer dritten Ausbaustufe.

In den vier Figuren sind die einzelnen Teile und Baugruppen des erfindungsgemäßen Stellantriebes symbolhaft und nur mit den für die Erfindung wesentlichen Bestandteilen dargestellt. Gleiche Teile und Baugruppen des Stellantriebes sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen und werden daher in der Regel auch jeweils nur einmal beschrieben.

Die Fig. 1 zeigt die Anordnung des erfindungsgemäßen Stellantriebes als Kolben-Zylinder- Einheit 58 an einem Fahrzeugsitz. Der Fahrzeugsitz besteht im Wesentlichen aus einem Sitzteil 50 mit einem Gestell 56 und einer Rückenlehne 48 mit einem Rahmen 54. Die Rückenlehne 48 ist drehbeweglich gelagert und gegenüber dem Sitzteil 50 in ihrer Winkellage veränderbar. Zur Veränderung der Winkellage der Rückenlehne 48 ist diese um eine am Sitzteil 50 angeordnete Schwenkachse 52 schwenkbar angeordnet. Die Kolben- Zylinder-Einheit 58 ist jeweils über ein oberes Anbindungsteil 10 am Rahmen 54 der Rückenlehne 48 des Fahrzeugsitzes und über ein unteres Anbindungsteil 12 am Gestell 56 des Sitzteiles 50 des Fahrzeugsitzes angelenkt.

Die Fig. 2 zeigt ein erstes bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei der erfindungsgemäße Stellantrieb als Kolben-Zylinder-Einheit 58 in einer ersten Ausbaustufe dargestellt ist. Das obere Anbindungsteil 10 ist am oberen Ende einer Kolbenstange 14 und das untere Anbindungsteil 12 am unteren Ende eines Arbeitszylinders 16 der Kolben- Zylinder-Einheit 58 angeordnet. Die Kolbenstange 14 ist an ihrem unteren Ende fest mit einem Kolben 26 verbunden. Eine obere Arbeitskammer 18 und eine untere Arbeitskammer 20 des Arbeitszylinders 16, die beide mit einem Arbeitsfluid gefüllt sind, stehen über eine Leitung 24 miteinander in Verbindung. Die Durchflussmenge des Arbeitsfluids durch die Leitung 24 ist manuell durch ein Bedienelement 22 regelbar. Die Durchflussmenge des Arbeitsfluids ist durch das Bedienelement 22 vorzugsweise stufenlos regelbar und kann je nach Stellung des Bedienelementes 22 von Null bis zu einer Maximalmenge betragen. Im Kolben 26 ist eine Verbindung beider Arbeitskammern 18, 20 in Form mindestens eines Überströmkanals 32 vorgesehen, der mit einem oder mehreren Sicherungselementen 30 verschließbar ist. Der Kolben 26 ist von der Kraft einer Druckfeder 28 beaufschlagbar, die innerhalb der oberen Arbeitskammer 18 des Arbeitszylinders 16 angeordnet ist. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Druckfeder 28 eine Schraubendruckfeder.

Die Funktion des erfindungsgemäßen Stellantriebes bei der Verstellung der Winkellage der Rückenlehne 48 eines Fahrzeugsitzes wird nachfolgend beschrieben. Zum Verstellen der Winkellage der Rückenlehne 48, die sich in ihrer Gebrauchsstellung in einer leicht nach hinten geneigten Lage befindet, ist das Bedienelement 22 manuell zu betätigen. In der arretierten Ruhestellung der Rückenlehne 48 ist das Bedienelement 22 so eingestellt, dass die Leitung 24, welche die obere Arbeitskammer 18 mit der unteren Arbeitskammer 20 verbindet, verschlossen ist. Dadurch, dass kein Austausch des Arbeitsfluids zwischen den beiden Arbeitskammern 18, 20 stattfinden kann, bleibt das Volumen in beiden Arbeitskammern 18, 20 konstant, so dass eine Verschiebung des Kolbens 26 innerhalb des Arbeitszylinders 16 der Kolben-Zylinder-Einheit 58 verhindert wird. Die Rückenlehne 48 wird somit in vorteilhafter Weise in ihrer Lage arretiert. Nach dem Öffnen der Leitung 24 durch die Betätigung des Bedienelementes 22 kann das Arbeitsfluid durch die Leitung 24 fließen. In Abhängigkeit von der Größe der Öffnung der Leitung 24 findet ein Durchfluss des Arbeitsfluids durch die Leitung 24 in unterschiedlichen großen Mengen statt. Der Durchfluss des Arbeitsfluids wird dabei dadurch erzeugt, dass der Kolben 26 von der Kraft der Druckfeder 28, die innerhalb der oberen Arbeitskammer 18 angeordnet ist, beaufschlagt und nach Öffnung der Leitung 24 nach unten bewegt wird. Dabei strömt das Arbeitsfluid von der unteren Arbeitskammer 20 in die obere Arbeitskammer 18. Die mit dem Kolben 26 fest verbundene Kolbenstange 14 führt mit diesem gemeinsam die Bewegung aus und wird dabei ebenfalls nach unten bewegt. Dadurch verkürzt sich der Abstand des oberen Anbindungsteiles 10 zum unteren Anbindungsteil 12, die jeweils am Rahmen 54 der Rückenlehne 48 und am Gestell 56 des Sitzteiles 50 des Fahrzeugsitzes (Fig. 1) angelenkt sind. Das hat zur Folge, dass die Neigung der drehbeweglichen Rückenlehne 48 sich relativ zum feststehenden Sitzteil 50 verändert. Die Rückenlehne 48 wird bei diesem Vorgang weiter nach vorne um die Schwenkachse 52 verschwenkt und damit der Winkel zum Sitzteil 50 weiter verringert. Die Neigung der Rückenlehne 48 nach hinten wird dabei umso geringer, je mehr sich die beiden Anbindungsteile 10, 12 der Kolben-Zylinder-Einheit 58 annähern. Die Geschwindigkeit der Schwenkbewegung der Rückenlehne 48 um die Schwenkachse 52 ist vorteilhafterweise durch das Bedienelement 22 regelbar und proportional dem Öffnungsquerschnitt der Leitung 24 beziehungsweise proportional der Durchflussmenge des Arbeitsfluids durch die Leitung 24. Des Weiteren ist die Geschwindigkeit der Schwenkbewegung der Rückenlehne 48 von der Steife der Druckfeder 28 abhängig und kann somit durch den Einsatz einer Druckfeder 28 mit entsprechenden Kennwerten vorbestimmt werden. Hat die Rückenlehne 48 die gewünschte Winkellage erreicht, ist durch das Bedienelement 22 die Leitung 24 zu verschließen, so dass kein Austausch des Arbeitsfluids zwischen den Arbeitskammern 18, 20 stattfinden kann. Die Rückenlehne 48 wird dann durch die Kolben-Zylinder-Einheit 58 in vorteilhafter Weise in dieser Winkellage arretiert.

Für das Verschwenken der Rückenlehne 48 nach hinten ist das Bedienelement 22 zu betätigen und damit die Leitung 24 zu öffnen. Gleichzeitig ist Druck auf die Rückenlehne 48 auszuüben und diese gegen die Kraft der Druckfeder 28 nach hinten zu bewegen, wobei die Rückenlehne 48 um die Schwenkachse 52 verschwenkt wird. Dabei strömt ein Teil des Arbeitsfluids von der oberen Arbeitskammer 18 in die untere Arbeitskammer 20 zurück. Sobald die Rückenlehne 48 die gewünschte Winkellage erreicht hat, ist durch das Bedienelement 22 die Leitung 24 zu verschließen. Die Rückenlehne 48 wird dann ebenfalls wie nach ihrem Verschwenken nach vorne durch die Kolben-Zylinder-Einheit 58 in dieser Winkellage arretiert.

Beim Einwirken hoher Kräfte auf die Rückenlehne 48, wie es beispielsweise bei einem Crash des Fahrzeuges der Fall ist, wird über das am Kolben 26 angeordnete Sicherungselement 30 der Überströmkanal 32 geöffnet. Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Sicherungselement 30 ein Überdruckventil ist. Die Erfindung ermöglicht es, das Sicherungselement 30 in Abhängigkeit von der auf die Rückenlehne 48 wirkenden zulässigen Maximalbeanspruchung auszulegen. Durch das Öffnen des Sicherungselementes 30 kann das Arbeitsfluid direkt von einer Arbeitskammer 18 (, 20) in die andere Arbeitskammer 20 (, 18) strömen, wobei die Rückenlehne 48 sich in ihrer Winkellage relativ zum Sitzteil 50 verändert. Dabei kann das Sicherungselement 30 so ausgelegt werden, dass das Arbeitsfluid solange durch den Überströmkanal 32 strömen kann, wie ein bestimmtes Belastungsniveau an der Rückenlehne 48 vorliegt. Es ist auch möglich, mehrere Sicherungselemente 30 vorzusehen, die ein stufenweises Auslösen bei einer Überbelastung der Rückenlehne 48 bewirken und somit die Durchflussmenge des Arbeitsfluids regeln. Die Erfindung ermöglicht auf diese Weise einen kontrollierten Abbau der auf den Fahrzeugsitz einwirkenden Energie. Von besonderem Vorteil ist es dabei, dass an der Kolbenstange 14 ein Anschlag 36 zur Begrenzung des Verstellweges des Kolbens 26 und damit zur Begrenzung der Neigung der Rückenlehne 48 angeordnet ist.

Die Fig. 3 zeigt ein zweites bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei der erfindungsgemäße Stellantrieb als Kolben-Zylinder-Einheit 58 in einer zweiten Ausbaustufe dargestellt ist. Der Unterschied dieses bevorzugten Ausführungsbeispieles der Erfindung zu dem in der Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel besteht darin, dass bei der zweiten Ausbaustufe der Kolben-Zylinder-Einheit 58 zum Verschieben des Kolbens 26 eine Mikropumpe 34 vorgesehen ist, mit der ein Teil des Arbeitsfluids durch die Leitung 24 in eine der beiden Arbeitskammern 18, 20 des Arbeitszylinders 16 bewegbar und somit ein Druckunterschied zwischen der oberen Arbeitskammer 18 und unteren Arbeitskammer 20 herstellbar ist. Dadurch kann die innerhalb der oberen Arbeitskammer 18 angeordnete Druckfeder (Fig. 2) entfallen. Die Mikropumpe 34 ist vorteilhafterweise elektrisch antreibbar und so ausgelegt, dass durch sie das Arbeitsfluid in zwei entgegengesetzte Richtungen bewegbar ist. Dadurch kann zum Verstellen der Neigung der Rückenlehne 48 nach hinten die beim ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel erforderliche manuelle Handhabung der Rückenlehne 48 entfallen. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Verstellgeschwindigkeit der Rückenlehne 48 über die Drehzahl der Mikropumpe 34 regelbar. Insgesamt wird bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 in vorteilhafter Weise ein erhöhter Bedienkomfort bei der Verstellung der Rückenlehne 48 erreicht.

Die Fig. 4 zeigt ein drittes bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei der erfindungsgemäße Stellantrieb als Kolben-Zylinder-Einheit 58 in einer dritten Ausbaustufe dargestellt ist. Der Unterschied dieses bevorzugten Ausführungsbeispieles der Erfindung zu dem in der Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel besteht darin, dass bei der dritten Ausbaustufe der Kolben-Zylinder-Einheit 58 im unteren Bereich des Arbeitszylinders 16 eine mit Gas gefüllte Kammer 38 angeordnet ist. Die mit Gas gefüllte Kammer 38 ist von der unteren Arbeitskammer 20 durch ein Trennelement 40 getrennt. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird das Trennelement 40 durch eine Membran oder eine innerhalb des Arbeitszylinders 16 verschiebbare Dichtungsscheibe gebildet. Die mit Gas gefüllte Kammer 38 steht über eine Leitung 42 mit einem Gasreservoir 44 in Verbindung. Die Durchflussmenge des Gases durch die Leitung 42 ist durch ein Ventil 46 regelbar. Das Volumen des Gases in der Kammer 38 ist vorteilhafterweise in bestimmten Grenzen vorwählbar. Es ist weiterhin von Vorteil, dass das Gas innerhalb des Gasreservoirs 44 ständig unter Druck steht.

Der wesentliche Vorteil dieser Ausbaustufe des erfindungsgemäßen Stellantriebes gegenüber den bereits beschriebenen Ausbaustufen besteht darin, dass durch die Kompressibilität des Gases innerhalb der Kammer 38 eine Federwirkung erreicht wird. Dieser Umstand bewirkt ein geringfügiges Nachgeben der Rückenlehne 48 in ihrer Winkellage bei größeren stoßartigen Belastungen. Das leichte Nachgeben der Rückenlehne 48 bewirkt einen verbesserten Sitzkomfort, indem die Kolben-Zylinder-Einheit 58 einen harten Stoß weitestgehend absorbiert und die Rückenlehne 48 dadurch für den Fahrzeugnutzer "weicher" wirkt.

Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht in vorteilhafter Weise eine gezielte Einstellung der Federwirkung des Gases in der Kammer 38. Um eine geringe Federwirkung zu erreichen, wird nur ein geringes Gasvolumen benötigt. Das Füllen der Kammer 38 innerhalb des Arbeitszylinders 16 mit Gas wird dadurch vollzogen, dass das Ventil 46 geöffnet wird. Danach strömt das Gas aus dem mit Druck gefüllten Gasreservoir 44 durch die Leitung 42 in die Kammer 38 innerhalb des Arbeitszylinders 16. Beim Erreichen der gewünschten Füllmenge innerhalb der Kammer 38 ist das Ventil 46 zu schließen, so dass das Gas nicht aus der Kammer 38 entweichen kann.

Soll ein Teil des in der Kammer 38 befindlichen Gases in das Gasreservoir 44 zurückbewegt werden, muss zunächst das Ventil 46 wieder geöffnet werden. Die Leitung 24 des Arbeitsfluids ist durch das Bedienelement 22 verschlossen zu halten. Danach ist die Rückenlehne 48 manuell in Richtung nach vorne zu verschwenken, so dass der Kolben 26 innerhalb des Arbeitszylinders 16 der Kolben-Zylinder-Einheit 58 nach unten bewegt wird. Über das in der unteren Arbeitskammer 20 vorhandene Arbeitsfluid wird dabei Druck auf das Trennelement 40 ausgeübt, das dadurch nach unten bewegt wird. Auf diese Weise wird ein Teil des Gases aus der Kammer 38 durch die Leitung 42 in das Gasreservoir 44 verdrängt. Danach wird das Ventil 46 geschlossen und somit ein Zurückströmen des Gases in die Kammer 38 verhindert.

Wird ein größeres Gasvolumen innerhalb der Kammer 38 benötigt, um eine größere Federwirkung zu erreichen, ist die Rückenlehne 48 manuell bei geöffnetem Ventil 46 und verschlossener Leitung 24 des Arbeitsfluids in Richtung nach hinten zu verschwenken. Der Kolben 26 der Kolben-Zylinder-Einheit 58 wird dabei nach oben bewegt, wodurch das Volumen der Kammer 38 sich vergrößert. Dabei strömt das unter Druck stehende Gas aus dem Gasreservoir 44 in die Kammer 38 des Arbeitszylinders 16 der Kolben-Zylinder-Einheit 58.

Alle bevorzugten Ausführungsbeispiele des als Kolben-Zylinder-Einheit 58 ausgebildeten erfindungsgemäßen Stellantriebes, die unterschiedliche Stufen des Bedien- und Sitzkomfort eines Fahrzeugsitzes darstellen, haben den gemeinsamen Vorteil, dass eine feinfühlige und stufenlose Verstellung der Neigung der Rückenlehne 48 eines Fahrzeugsitzes möglich ist. Nach der Verstellung der Neigung der Rückenlehne 48 wird diese in vorteilhafter Weise durch die Kolben-Zylinder-Einheit 58 stabil und sicher in ihrer Lage arretiert. Für den Fall eines Crashs des Fahrzeuges werden durch die Erfindung die auf das Sitzteil 50 einwirkenden Kräfte reduziert. Die Erfindung schafft insbesondere mit der Reduzierung der Beanspruchungen des Gestells 56 des Sitzteiles 50 die Voraussetzungen dafür, dass das Gestell 56 des Sitzteiles 50 in Leichtbauweise hergestellt werden kann. Dadurch ist es möglich, das Gewicht des Sitzteiles 50 wesentlich zu verringern sowie Fertigungskosten einzusparen.

BEZUGSZEICHENLISTE

10

oberes Anbindungsteil

12

unteres Anbindungsteil

14

Kolbenstange

16

Arbeitszylinder

18

obere Arbeitskammer

20

untere Arbeitskammer

22

Bedienelement

24

Leitung

26

Kolben

28

Druckfeder

30

Sicherungselement

32

Überströmkanal

34

Mikropumpe

36

Anschlag

38

Kammer

40

Trennelement

42

Leitung

44

Gasreservoir

46

Ventil

48

Rückenlehne

50

Sitzteil

52

Schwenkachse

54

Rahmen

56

Gestell

58

Kolben-Zylinder-Einheit

Claims

1. Stellantrieb zur Verstellung zweier relativ zueinander beweglicher Bauteile, insbesondere zur Winkelverstellung einer drehbeweglichen Rückenlehne (48) zu einem feststehenden Sitzteil (50) eines Fahrzeugsitzes, wobei die Rückenlehne (48) um eine am Sitzteil (50) angeordnete Schwenkachse (52) schwenkbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellantrieb eine Kolben-Zylinder-Einheit (58) mit einem Arbeitszylinder (16) ist, der jeweils eine durch einen Kolben (26) getrennte und mit einem Arbeitsfluid gefüllte obere Arbeitskammer (18) und untere Arbeitskammer (20) aufweist, wobei die Kolben-Zylinder-Einheit (58) jeweils über ein oberes Anbindungsteil (10), das am oberen Ende einer Kolbenstange (14) angeordnet ist, am Rahmen (54) der Rückenlehne (48) und über ein unteres Anbindungsteil (12), das am unteren Ende des Arbeitszylinders (16) angeordnet ist, am Gestell (56) des Sitzteiles (50) des Fahrzeugsitzes angelenkt ist, und die obere Arbeitskammer (18) und die untere Arbeitskammer (20) über eine Leitung (24), bei der die Durchflussmenge des Arbeitsfluids durch ein Bedienelement (22) regelbar ist, in Verbindung stehen und dass im Kolben (26) mindestens eine Verbindung beider Arbeitskammern (18, 20) in Form eines Überströmkanals (32) vorgesehen ist, der mittels mindestens eines Sicherungselementes (30) verschließbar ist.

2. Stellantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (26) der Kolben-Zylinder-Einheit (58) von der Kraft einer Druckfeder (28) beaufschlagbar ist.

3. Stellantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckfeder (28) vorzugsweise eine Schraubendruckfeder ist.

4. Stellantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherungselement (30) vorzugsweise ein Überdruckventil ist.

5. Stellantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Leitung (24) zwischen der oberen Arbeitskammer (18) und unteren Arbeitskammer (20) der Kolben-Zylinder-Einheit (58) eine Mikropumpe (34) angeordnet ist.

6. Stellantrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikropumpe (34) vorzugsweise elektrisch und in zwei Richtungen antreibbar ist.

7. Stellantrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellgeschwindigkeit der Rückenlehne (48) über die Drehzahl der Mikropumpe (34) regelbar ist.

8. Stellantrieb nach den Ansprüchen 1 und 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitszylinder (16) in seinem unteren Bereich eine mit Gas gefüllte Kammer (38) aufweist, die von der unteren Arbeitskammer (20) durch ein Trennelement (40) getrennt ist und die über eine Leitung (42) mit einem Gasreservoir (44) in Verbindung steht, wobei die Durchflussmenge des Gases durch die Leitung (42) mittels eines Ventiles (46) regelbar ist.

9. Stellantrieb nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennelement (40) vorzugsweise durch eine Membran oder durch eine innerhalb des Arbeitszylinders (16) verschiebbare Dichtungsscheibe gebildet wird.

10. Stellantrieb nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumen des Gases innerhalb der Kammer (38) vorwählbar ist.

11. Stellantrieb nach den Ansprüchen 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas innerhalb des Gasreservoirs (44) ständig unter Druck steht.

12. Stellantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Kolbenstange (14) zur Begrenzung des Verstellweges des Kolbens (26) ein Anschlag (36) angeordnet ist.