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1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Stützelement, insbesondere zur Integration in die Lehne eines Kraftfahrzeugsitzes. Das Stützelement dient dazu die Geometrie und die Polsterungseigenschaften der Lehne auf den Insassen anzupassen.
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2. Stand der Technik
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Stützelemente werden in Rückenlehnen von Kraftfahrzeugsitzen eingesetzt, um die Polsterungseigenschaften bzw. die Geometrie der Rückenlehne zu bestimmen. Heutzutage werden viele Kraftfahrzeugsitze mit einstellbaren Stützelementen ausgestattet, die eine Einstellung ihrer Krümmung im Lordosenbereich der Lehne ermöglichen. Dadurch kann die Rückenlehne individuell auf den Rücken des Insassen angepasst werden, um die Sitzergonomie zu verbessern.
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Der Insasse eines Kraftfahrzeugs ist beim Fahren vielfältigen Kräften ausgesetzt, die durch Beschleunigen und Abbremsen, sowie durch Kurvenfahrten entstehen. Wichtig für die Sitzergonomie ist daher auch der Seitenhalt, den der Sitz bereitstellt. Ein guter Seitenhalt erlaubt einerseits hohe Kurvengeschwindigkeiten und ist aber auch von fundamentaler Bedeutung um die Wirbelsäule auf langen Fahrten gerade zu halten.
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Zur Verbesserung des Seitenhalts von Fahrzeugsitzen weisen konventionelle Rückenlehnen im unteren Bereich an den Seiten Seitenwangen auf, die den unteren Rückenbereich seitlich stützen. Solche Seitenwangen sind auf den Durchschnittsinsassen angepasst, so dass nur wenige Insassen einen optimalen Seitenhalt erhalten.
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Zusätzlich sind auch Systeme mit aufblasbaren Kissen bekannt, die technisch sehr aufwendig sind und anfällig gegenüber Beschädigungen sind. Daher finden sich solche System derzeit nur in Sitzen für Luxusautos.
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Das Dokument
DE 199 18 752 A1 zeigt und beschreibt ein Stützelement für die Lehne eines Sitzes mit einem Basisteil und zwei einstellbaren Seitenwangen.
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Der
DE 29 52 499 A1 ist eine Sitzschale mit einstückig angeformten, gewölbten Randflügeln zu entnehmen.
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Schließlich zeigt die
EP 808 746 A2 eine Sitzschale mit einem Basisteil und zwei daran schwenkbar gelagerten schmetterlingsförmigen Flügeln.
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Obwohl die heutigen Standard-Kraftfahrzeugsitze im Allgemeinen gute Komfort- und Stützeigenschaften aufweisen, besteht ein ständiger Bedarf an Verbesserungen des Sitzkomforts und der Möglichkeit, die Kraftfahrzeugsitze auf kostengünstige Weise individuell auf den entsprechenden Insassen einzustellen. Insbesondere soll der Seitenhalt von Kraftfahrzeugsitzen verbessert werden.
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3. Zusammenfassung der Erfindung
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Die oben genannten Aufgaben werden gelöst durch den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs 1. Die Erfindung umfasst ein Stützelement für die Lehne eines Sitzes, insbesondere eines Kraftfahrzeugsitzes, aufweisend ein an einem Lehnenrahmen befestigbares Basisteil und mindestens zwei Seitenstützen, die seitlich an dem Basisteil verschwenkbar befestigt sind und die einstellbar sind, um die seitliche Führung der Lehne zu verändern.
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Mit solch einem Stützelement, das zwei verschwenkbare Seitenstützen aufweist, kann die Seitenführung einer Lehne eines Kraftfahrzeugsitzes individuell auf den Insassen eingestellt werden. Es ist einerseits möglich, die Stärke der Seitenführung einzustellen und andererseits die effektive Breite zwischen Seitenwangen der Lehne eines Kraftfahrzeugsitzes zu verändern. Dadurch erhöht sich die Sitzergonomie des Kraftfahrzeugsitzes.
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Durch die Befestigung der Seitenstützen an einem Basisteil, wird eine einfache und kostengünstige Möglichkeit bereitgestellt, die Seitenstützen als ein integriertes Stützelement-Modul in die Lehne eines Kraftfahrzeugsitzes einzubauen. Durch die Verwendung eines integrierten Stützelements werden daher die Montagekosten und die Montagezeit verringert. Dabei kann das Stützelement als ganzes beispielsweise mittels Schrauben, Nieten oder Befestigungselementen aus Kunststoff am Lehnenrahmen befestigt werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Seitenstützen um eine im Wesentlichen in Längsrichtung der Lehne ausgerichtete Achse verschwenkbar.
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Damit können die Seitenstützen nach innen verschwenkt werden und vergrößern beim Verschwenken die Stärke der Seitenwangen der Lehne. Gleichzeitig verkürzen sie den Freiraum zwischen den Seitenwangen für Insassen mit schmälerem Rücken.
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Bei der Erfindung weisen die Seitenstützen im Wesentlichen eine flache, längliche Form auf, die zum Insassen hin konvex abgerundet ist. Diese flache längliche, zum Insassen hin abgerundete Form ist auf den seitlichen Lendenwirbelbereich des Rückens des Insassen angepasst und bildet keine fühlbaren Kanten unter der Sitzpolsterung.
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Erfindungsgemäß sind die Seitenstützen in Querrichtung der Lehne in drei nebeneinander liegende Bereiche unterteilt und weisen jeweils von innen nach außen einen steifen Befestigungsbereich, einen weicheren Übergangsbereich und einen steifen Endbereich auf. Durch diese Dreiteilung der Seitenstützen sind diese flexibel und nachgiebig und daher für den Insassen besonders komfortabel aber dennoch ausreichend in der seitlichen Stützwirkung. Insbesondere ist der weichere Übergangsbereich federnd ausgebildet, so dass der steife Endbereich federnd an dem steifen Befestigungsbereich gelagert ist.
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Der Übergangsbereich ist erfindungsgemäß in Längsrichtung konvex gekrümmt. Durch die Krümmung des federnden Übergangsbereichs werden die Federungseigenschaften der Seitenstütze an die Form des seitlichen Lendenwirbelbereichs des Insassen angepasst.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform nimmt die Steifigkeit der Seitenstützen in Längsrichtung von der Mitte her nach oben und unten ab. Damit sind die Seitenstützen in der Mitte steifer und daher der Seitenhalt des Sitzes in diesem Bereich stärker, als am oberen und unteren Ende der Seitenstütze, wo sie in die normale Polsterung übergeht. Damit werden harte Übergänge zwischen dem Bereich der verstellbaren Seitenstützen und dem normalen Polsterungsbereich der Rückenlehne vermieden.
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Erfindungsgemäß weisen die Seitenstützen Lüftungslöcher auf, die in dem weichen Übergangsbereich angeordnet sind. Der weiche Übergangsbereich ist bevorzugt so ausgebildet, dass er Lüftungslöcher aufweist, die die Belüftung der Rückenlehne fördern und gleichzeitig den bevorzugten weichen Übergangsbereich bereitstellen.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform nehmen die Belüftungslöcher in ihrer Ausdehnung in Längsrichtung von der Mitte her nach oben und unten zu. Indem die Belüftungslöcher in ihrer Größe hauptsächlich in Längsrichtung größer werden, wird auch dort die Steifigkeit des Übergangsbereichs herabgesetzt.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden die Seitenstützen über Bowdenzüge betätigt, deren Hüllen an dem Basisteil befestigt sind und deren Kabel an den Seitenstützen befestigt sind. Damit bildet das Stützelement eine integrierte Komponente, die komplett vormontiert als Ganzes in die Lehne eines Kraftfahrzeugsitzes eingebaut werden kann. Somit entfallen bei diesem Einbau weitere zusätzliche Montageschritte bzgl. der Bowdenzüge.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Stützelement weiterhin eine mit dem Basisteil integral ausgebildete Lordosenstütze auf, deren Krümmung in Längsrichtung einstellbar ist. Wenn das Stützelement weiterhin mit einer Lordosenstütze ausgerüstet ist, ergibt sich ebenfalls eine integrierte Komponente, die als Ganzes in die Rückenlehne eines Kraftfahrzeugsitzes eingebaut werden kann. Es entfallen zusätzliche Montageschritte zum Einbau einer Lordosenstütze.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Basisteil und/oder die Seitenstützen aus Kunststoff, insbesondere aus einem Glasfaser verstärkten PA, gefertigt. Durch die Fertigung aus einem Kunststoff ist das Stützelement besonders leicht und dennoch stabil und bruchfest. Weiterhin lassen sich die komplexen Formen von Basisteil und Seitenstützen – und gegebenenfalls auch noch die der integrierten Lordosenstütze – beispielsweise durch Spritzgießen, Tiefziehen oder Thermoformen des Kunststoffs leicht und kostengünstig fertigen.
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Weitere bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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4. Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen zeigt:
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1 eine dreidimensionale Ansicht eines erfindungsgemäßen Stützelements, das in einen Lehnenrahmen eines Kraftfahrzeugsitzes eingebaut ist;
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2A eine dreidimensionale Seitenansicht von unten eines erfindungsgemäßen Stützelements in einer ersten Position;
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2B das Stützelement aus 2A in einer zweiten Position der Seitenstützen;
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3 eine Aufsicht einer der Seitenstützen;
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4 eine dreidimensionale Ansicht von hinten des Stützelements; und
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5 einen Teilschnitt des Stützelements entlang der Linie A-A aus 4.
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5. Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
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Im Folgenden werden unter Bezugnahme auf die Figuren bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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1 zeigt ein Stützelement 1, das in den Lehnenrahmen 10 eines Kraftfahrzeugsitzes eingebaut ist. Das Stützelement 1 befindet sich im unteren Bereich des Lehnenrahmens 10, d. h. im Bereich der Lendenwirbelsäule. Das Stützelement 1 ist bevorzugt unter der Polsterung (nicht dargestellt) der Lehne angeordnet.
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Das Stützelement 1 umfasst ein Basisteil 20, das seitlich an dem Lehnenrahmen 10 befestigt ist. Zur Befestigung des Basisteils 20 an dem Lehnenrahmen 10 ist es mit seitlichen Befestigungsflächen 22 ausgestattet, die sich gegen den seitlichen Lehnenrahmen 10 abstützen. Wie in den 2A und 2B dargestellt, besitzt das Basisteil 20 eine dem Rücken des Insassen zugewandte konkave Form, so dass die fertige Lehne des Kraftfahrzeugsitzes im Wesentlichen konkav ausgebildet ist, um eine seitliche Führung für den Rücken des Insassen bereitzustellen.
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Die Befestigung des integrierten Stützelements 1 am Lehnenrahmen 10 kann auf einfache Weise mittels Schrauben, Nieten oder ähnlichem geschehen, wobei insbesondere Schnellbefestigungselemente aus Kunststoff wie beispielsweise dübelartige Schnellbefestigungselemente 26 bevorzugt sind.
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Seitlich an dem Basisteil 20 sind zwei Seitenstützen 30 verschwenkbar befestigt, die die seitliche Führung der Lehne darstellen. Die Lagerung der Seitenstützen 30 an dem Basisteil 20 erfolgt jeweils bevorzugt durch eine in Längsrichtung L der Lehne ausgerichtete Achse 40, wie sie in den 4 und 5 dargestellt ist. Die Seitenstützen 30 können um die Achse 40 nach innen oder nach außen verschwenkt werden. Damit ist es möglich, die seitliche Führung der Lehne zu vergrößern oder zu verkleinern, bzw. die Seitenführung der Lehne enger oder weiter einzustellen. Damit können die Seitenstützen 30 auf den jeweiligen Insassen angepasst werden.
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Wie in 1 und 3 dargestellt, bestehen die Seitenstützen 30 jeweils aus einem im Wesentlichen flachen, länglichen Bauteil, das zum Insassen hin konvex abgerundet ist. Die konvexe Form ist insbesondere in den 2A und 2B zu sehen. Damit bilden die Seitenstützen 30 unter der Polsterung keine fühlbaren Kanten und sind an den seitlichen Lendenwirbelbereich des Rückens eines Insassen angepasst.
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Weiterhin zeigt 3, dass die Seitenstützen 30 in Querrichtung Q zu der Lehne drei nebeneinander liegende Bereiche 31, 32 und 33 aufweisen, wie durch die strichpunktierten Linien angedeutet. Die Seitenstützen 30 weisen in Bezug auf ihre Anordnung an dem Stützelement 1 einen innen liegenden steifen Befestigungsbereich 31 auf, der mit Befestigungslaschen 36 ausgestattet ist. Die Seitenstützen 30 sind mittels der Befestigungslaschen 36 und der Achse 40 an dem Basisteil 20 gelagert.
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An den Befestigungsbereich 31 angrenzend befindet sich an den Seitenstützen 30 ein weicherer Übergangsbereich 32, der Belüftungslöcher 34 aufweist, die durch Stege 35 voneinander unterteilt sind. Durch die abwechselnde Anordnung von Belüftungslöchern 34 und Stegen 35 wird ein Bereich 32 geschaffen, in dem die Seitenstützen 30 leichter biegsam sind. Es soll beachtet werden, dass in 3 lediglich ein Steg 35 beispielhaft für alle anderen Stege 35 bezeichnet ist.
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Wie in 3 gut zu sehen, nimmt die Ausdehnung der Belüftungslöcher 34 in Längsrichtung L von der Mitte M her nach oben und unten tendenziell zu. Dies führt dazu, dass auch die Biegesteifigkeit des Übergangsbereichs 32 und damit der gesamten Seitenstütze 30 in Längsrichtung L von der Mitte M her nach oben und unten abnimmt. Somit sind die Seitenstützen 30 in der Mitte M steifer als zu den Enden hin.
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Nach außen angrenzend an den Übergangsbereich 32 weist die Seitenstütze 30 einen steifen Endbereich 33 auf. Dieser Endbereich 33 stellt im eingebauten Zustand eine vordere Kante dar, die dem Rücken des Insassen zugewandt ist. Daher ist der Endbereich 33 ebenfalls besonders abgerundet, so dass er unter der Polsterung der Lehne nicht zu spüren ist, bzw. die Polsterung nicht beschädigt.
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Da der Übergangsbereich 32 biegsam ist, ist der Endbereich 33 bzgl. des Befestigungsbereichs 31 federnd gelagert. Dies führt zu einer weiteren Erhöhung des Komforts der Lehne und erhöht im Falle eines Unfalls die Insassensicherheit.
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Wie in 3 zu sehen, ist sowohl der Übergangsbereich 32 als auch der Endbereich 33 in Längsrichtung L derart gekrümmt, dass die Seitenstützen 30 gut an den Rücken des Insassen angepasst sind und insbesondere in der Mitte M eine stärkere Stützwirkung bereitstellen als an den jeweiligen Enden.
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Die Funktionsweise der Einstellung der Seitenstützen 30 ist in den 2A und 2B dargestellt. Die 2A zeigt eine Position der Seitenstützen 30, für weniger Seitenhalt bzw. für einen Insassen mit einem breiten Rücken. In diesem Fall sind die Seitenstützen 30 so verschwenkt, dass sie seitlich an dem Basisteil 20 anliegen.
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Wünscht der Insasse mehr Seitenhalt bzw. hat der Insasse einen schmäleren Rücken, können die Seitenstützen 30 um die Achse 40 nach innen bzw. vorne verschwenkt werden, wie in 2B dargestellt. Selbstverständlich können alle Positionen der Seitenstütze 30 stufenlos zwischen der in 2A dargestellten Position und der in 2B dargestellten Position eingestellt werden.
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Die Einstellung der Seitenstützen 30 erfolgt über einen Bowdenzug-Mechanismus 60, 62. Wie in 4 und 5 dargestellt, ist eine Hülle 67 eines Bowdenzugs 60 an einer horizontal ausgerichteten Halterung 24 des Basisteils 20 befestigt. Ein Kabel 68 des Bowdenzugs 60 ist geeignet an der Seitenstütze 30 befestigt. Durch Anziehen des Kabels 68 kann die Schwenkposition der Seitenstütze 30 stufenlos eingestellt werden. Wie in 5 dargestellt, ist der Schwenkwinkel α der Seitenstütze 30 davon abhängig, auf welches Maß d2 das Kabel 68 des Bowdenzugs 60 eingestellt wird, und bei welcher Entfernung d1 bzgl. der Achse 40 es an der Seitenstütze 30 befestigt ist.
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Wie in 4 zu sehen, werden die Seitenstützen 30 jeweils über separate Bowdenzüge 60 betätigt, welche durch ein gemeinsames Betätigungselement 62 betätigt werden. Wie in 1 dargestellt, ist das Betätigungselement 62 bevorzugt am Lehnenrahmen 10 befestigt. In dieser Ausführungsform ist das Betätigungselement 62 ein manuelles Betätigungselement, das von dem Insassen durch Drehen betätigt wird. Jedoch können selbstverständlich auch elektrische Betätigungselemente zur Betätigung der Bowdenzüge 60 verwendet werden.
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Wie in den 1, 2 und 4 dargestellt, ist das Stützelement 1 weiterhin mit einer Lordosenstütze 50 ausgerüstet, deren Krümmung in Längsrichtung L einstellbar ist. Dies bedeutet, dass die Krümmung der Lordosenstütze 50 in Richtung des Rückens des Insassen konvex veränderbar ist.
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Die Lordosenstütze 50 ist integral mit dem Basisteil 20 des Stützelements 1 ausgebildet, d. h. Basisteil 20 und Lordosenstütze 50 bestehen aus einem Bauteil. Damit wird ein integriertes Stützelement-Modul zur gemeinsamen Montage im Lehnenrahmen 10 geschaffen, das sowohl einstellbare Seitenstützen 30 als auch eine einstellbare Lordosenstütze 50 aufweist.
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Damit die Lordosenstütze 50 einstellbar ist, muss sie sich gegenüber dem Basisteil 20 bewegen können. Im oberen Bereich 52 der Lordosenstütze 50 ist sie durch einen biegsamen Materialstreifen beweglich mit dem Basisteil 20 verbunden. Am unteren Teil 54 liegt die Lordosenstütze 50 lediglich auf dem Basisteil 20 auf, um gegenüber dem Basisteil 20 verschieblich gelagert zu sein.
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Die Lordosenstütze 50 wird ebenfalls über zwei Bowdenzüge 64 angesteuert, deren Hüllen in vertikal ausgerichteten Aufnahmen 28 an dem Basisteil 20 befestigt sind und deren Kabel an dem unteren Teil 54 der Lordosenstütze 50 befestigt sind. Durch Anziehen der Kabel der Bowdenzüge 64 verstärkt sich somit die Krümmung der Lordosenstütze 50. Die Bowdenzüge 64 werden durch ein Betätigungselement 66 betätigt, das gleich oder ähnlich zu dem Betätigungselement 62 sein kann und ebenfalls am Lehnenrahmen 10 befestigt sein kann.
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Insgesamt vereint somit das Stützelement 1 sowohl eine verstellbare Lordosenstütze 50 sowie verstellbare Seitenstützen 30 in einem integrierten Bauteil. Durch diese Integration in einem einzigen Stützelement 1 können sowohl die Lordosenstütze 50 als auch die Seitenstützen 30 gemeinsam in den Lehnenrahmen 10 eingebaut werden. Daraus ergeben sich die oben genannten Montage- und Kostenvorteile.
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Das Basisteil 20 und/oder die Seitenstützen 30 bestehen bevorzugt aus Kunststoff, insbesondere aus einem mit Glasfaser verstärkten Polyamid PA. Die Lordosenstütze 50, sofern sie ein separates Bauteil darstellt, die Achsen 40 und die Betätigungselemente 62 und 66 können ebenfalls aus einem geeigneten Kunststoffmaterial hergestellt werden. Die einzelnen Komponenten können beispielsweise durch Spritzgießen, Tiefziehen oder Thermoformen hergestellt werden.
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Denkbar ist auch das Basisteil 20 und/oder die Seitenstützen 30 aus einem Blechmetall durch Tiefziehen und Stanzen herzustellen.
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Die Bowdenzüge 60 und 64 bestehen aus einem Kabel 68 aus einem Stahldraht sowie aus einer Hülle 67 aus einem gewendelten Stahldraht, der mit einem Kunststoff ummantelt ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Stützelement
- 10
- Lehnenrahmen
- 20
- Basisteil
- 22
- Befestigungsflächen
- 24
- horizontale Aufnahmen
- 26
- Schnellbefestigungselemente
- 28
- vertikale Aufnahmen
- 30
- Seitenstützen
- 31
- Befestigungsbereich
- 32
- Übergangsbereich
- 33
- Endbereich
- 34
- Belüftungslöcher
- 35
- Stege
- 36
- Befestigungslaschen
- 40
- Achsen
- 50
- Lordosenstütze
- 52
- oberer Bereich der Lordosenstütze
- 54
- unterer Bereich der Lordosenstütze
- 60
- Bowdenzüge für Seitenstützen
- 62
- Betätigungselement für Seitenstützen
- 64
- Bowdenzüge für Lordosenstütze
- 66
- Betätigungselement für Lordosenstütze
- 67
- Hüllen
- 68
- Kabel
