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Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugsitz mit Sitzkomponeneten und mit einer Einrichtung zum Verstellen der Position zweier Sitzkomponenten des Fahrzeugsitzes, wobei die Einrichtung auf jeder Seite des Fahrzeugsitzes sowohl Strukturkomponenten zum Lagern der Sitzkomponenten ineinander als auch Strukturkomponenten zum Verstellen der Sitzkomponenten aufweist.
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Eine Einrichtung zum Verstellen der Position zweier Sitzkomponenten eiens Fahrzuegsitzes ist beispielsweise aus der
US 5,306,073 A bekannt. Bei diesen Sitzkomponenten handelt es sich insbesondere um Sitzschienen, eine Sitzkissenstruktur oder Lehnenstruktur des Fahrzeugs. Die Sitzkissenstruktur ist bezüglich der Sitzschiene im Sinne einer relativen Verfahrbewegung verstellbar und überdies in aller Regel auch bezüglich der Sitzschiene in der Höhe und der Neigung verstellbar. Die Lehnenstruktur ist insbesondere bezüglich der Sitzkissenstruktur in deren Neigung zu dieser verstellbar. Zusätzlich können weitere Sitzkomponenten vorgesehen sein, beispielsweise eine Kopfstützenstruktur, die bezüglich der Lehnenstruktur verfahrbar ist.
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Nachteilig ist bei einer solchen Einrichtung, dass die einzelnen Komponenten eines Fahrzeugsitzes aufwendig zur Bildung des Fahrzeugsitzes montiert werden müssen. Es sind in unterschiedlichen Montageabläufen insbesondere Strukturbleche, Verbindungselemente, Schwingen, Antriebseinheiten und dergleichen zu montieren, bei relativ niedriger Vereinfachung des Montagevorgangs. An unterschiedlichen Stellen des Sitzes sind Befestigungen der Sitzkomponenten vorzunehmen, dies auch zu unterschiedlichen Montagezeitpunkten bei der Herstellung des Fahrzeugsitzes. Dies führt in aller Regel zu einer relativ schlechten Package-Ausnutzung und schließt weitgehend eine Anordnung der Einrichtung zum Verstellen der Position der Sitzkomponenten bei unterschiedlichen Fahrzeugsitztypen aus.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen Fahrzueugsitz so weiterzubilden, dass eine einfache Sitzmontage bei Gewichtsreduktion und bestmöglicher Package-Ausnutzung gewährleistet ist. Es soll ferner eine universelle Kombination der Einrichtung mit unterschiedlichen Sitzkomponenten möglich sein.
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Gelöst wird die Aufgabe durch einen Fahrzeugsitz nach Anspruch 1.
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Da die auf der jeweiligen Seite angeordneten Strukturkomponenten als modulare Einheit ausgebildet sind, ist es nur noch erforderlich, diese modulare Einheit, die die wesentlichen oder alle Komponenten zum Verstellen der Position zweier Sitzkomponenten des Fahrzeugsitzes aufweist, mit den Sitzkomponenten zu verbinden. Dies erfolgt beispielsweise durch einfache Schraubverbindungen zwischen der modularen Einheit und den beiden Sitzkomponenten, die der modularen Einheit zugeordnet sind.
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Die Bildung der modularen Einheit ermöglicht es, je nach den Vorgaben an die Komplexität der Verstellung der Position der Sitzkomponenten, mehr oder weniger Strukturkomponenten in die modulare Einheit zu integrieren. Diese mehr oder weniger komplex ausgebildete modulare Einheit wird vorgefertigt und braucht dann nur noch mit den Sitzkomponenten verbunden werden.
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Die funktionelle Trennung zwischen Sitzkomponenten und modularer Einheit ermöglicht es, nicht nur die modulare Einheit entsprechend den speziellen Anforderungen zu gestalten, sondern auch die Sitzkomponenten entsprechend den besonderen Anforderungen zu gestalten. Demzufolge können die unterschiedlichsten Sitzkomponenten verwendet werden, beispielsweise eine Sitzkomponente, die als Sitzschiene, Sitzkissenstruktur oder Lehnenstruktur des Fahrzeugsitzes ausgebildet ist. Wegen der von der modularen Einheit unabhängigen Gestaltung der Sitzkomponente kann beispielsweise die Sitzschiene in unterschiedlicher Länge ausgestaltet sein, oder die Sitzkissenstruktur bzw. die Lehnenstruktur in unterschiedliche Länge oder Breite, gegebenenfalls mit unterschiedlicher Polsterung usw. ausgestaltet sein. All diese unterschiedlichen Sitzkomponenten werden einfach mit der modularen Einheit, die das Verstellen der Position der Sitzkomponenten ermöglicht, verbunden.
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Die Strukturkomponenten zum Lagern der Sitzkomponenten ineinander sowie die Strukturkomponenten zum Verstellen der Sitzkomponenten können unterschiedlich gestaltet sein, wobei Strukturkomponenten zum Lagern der Sitzkomponenten durchaus auch die Funktion von Strukturkomponenten zum Verstellen der Sitzkomponenten, und demzufolge auch umgekehrt, zukommen kann.
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Strukturkomponenten sind Strukturbleche, Schwingen, Verbindungselemente, Antriebselemente.
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Das jeweilige Strukturblech ist mit der jeweiligen Sitzkomponente verbindbar und dient der Aufnahme der weiteren Strukturkomponenten. Die jeweilige Schwinge ist vorzugseise unmittelbar oder mittelbar mit der jeweiligen Sitzkomponente verbindbar. Beispielsweise ist die Sitzkissenstruktur beidseitig über zwei Schwingen in der Sitzschiene gelagert, die ihrerseits in einer im Fahrzeugboden gelagerten Führungsschiene verschieblich gelagert ist. Das jeweilige Antriebselement ist mit dem jeweiligen Strukturblech oder der jeweiligen Schwinge verbindbar. Die Verbindungselemente dienen dem Verbinden der anderen Strukturkomponenten. So ist beispielsweise mittels des jeweiligen Verbindungselements ein Teil des jeweiligen Strukturblechs mit der jeweiligen Sitzkomponente und/oder das jeweilige Strukturblech mit der jeweiligen Schwinge und/oder die jeweilige Antriebseinheit mit dem jeweiligen Strukturblech oder der jeweiligen Schwinge verbindbar.
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Diese Gestaltung ermöglicht einen besonders platzsparenden modularen Aufbau der Einrichtung zum Verstellen der Position zweier Sitzkomponenten, bei bestmöglicher Package-Ausnutzung, insbesondere unter dem Aspekt der Reduzierung der Höhe des R-Punktes, der die Sitzposition des Fahrers im Kraftfahrzeug beschreibt, sowie unter dem Aspekt der Fahrzeughöhe.
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Das jeweilige Antriebselement weist einen Elektromotor und ein Getriebe auf. Hierbei kann jeder Seite des Fahrzeugsitzes eine Elektromotor-Getriebe-Einheit zugeordnet sein, die dem Verstellen der Position der beiden Sitzkomponenten des Fahrzeugsitzes dient. Es ist aber genauso denkbar, dass nur ein Teil des jeweiligen Antriebselements Bestandteil der jeweiligen modularen Einheit ist. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn das jeweilige Antriebselement dem Antreiben der Strukturkomponenten auf beiden Seiten des Fahrzeugsitzes dient. So ist eine Realisierung durch synchronisierte Doppelmotoren, somit jeder Fahrzeugsitzseite zugeordnete Motoren oder alternativ durch eine Wellenverbindung, sei es eine starre Welle oder eine flexible Welle vorgesehen. Die jeweiligen Module können hierbei separat vormontiert werden. Bei Einsatz von Doppelmotoren ist insbesondere vorgesehen, dass sich die Motoren selbst durch integrierte Motorelektronik synchronisieren. Bei einer Wellenverbindung ist ein Motor für beide Seiten des Fahrzeugsitzes vorhanden. Die Übertragung erfolgt durch den Motor, der auf einer Seite des Fahrzeugsitzes angeordnet und direkt mit dem Modul verbunden ist oder durch zwei Wellen, wobei der Motor insbesondere zentriert angeordnet ist, zu den beiden Modulen.
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Unter dem Aspekt der Sitzkomponenten, die als Sitzkissenstruktur oder Lehnenstruktur des Fahrzeugsitzes ausgebildet sind, wird es als besonders vorteilhaft angesehen, wenn die Sitzkissenstruktur und/oder die Lehnenstruktur steif ausgebildet ist. Bei dieser Sitzkomponente handelt es sich insbesondere um ein Gussteil, vorzugsweise ein Leichtmetall-Gussteil. Diese Sitzkomponente besteht, unabhängig vom Herstellungsverfahren, vorzugsweise im Wesentlichen aus Leichtmetall, insbesondere aus einer Magnesium-Legierung oder aus Kohlefaser. Hierdurch ist, abgesehen von der Gewichtsreduktion, aufgrund der Bildung der Einrichtung zum Verstellen der Position zweier Sitzkomponenten als modulare Einheit auch aufgrund der besonderen Materialbeschaffenheit der Sitzkomponente eine erhebliche Gewichtsreduktion des Fahrzeugsitzes möglich.
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Die Ausbildung der auf der jeweiligen Sitzseite angeordneten Strukturkomponenten als modulare Einheit ermöglicht es, nicht zuletzt aufgrund der vormontiert gefertigten modularen Einheit, diese relativ steif zu bauen. Bei Verbindung der jeweiligen modularen Einheit mit der relativ steif ausgebildeten Sitzkomponente, insbesondere Sitzkissenstruktur und/oder Lehnenstruktur ergibt sich ein relativ steifer Verbund von Sitzkomponente und Einrichtung zum Verstellen der Position der Sitzkomponenten. Hierdurch ist es in aller Regel möglich, die einzelnen Bauteile geringer dimensioniert, somit gewichtsreduziert auszubilden, mit der Konsequenz einer weiteren Gewichtsreduktion des die Einrichtung zum Verstellen der Position der Sitzkomponenten aufweisenden Fahrzeugsitzes.
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Zusätzlich sind Strukturkomponenten zum Verriegeln der Sitzkomponenten vorgesehen. Dies ist insbesondere unter dem Aspekt eines Crash-Ereignisses zu sehen. Diese Strukturkomponenten zum Verriegeln der Sitzkomponenten sind in das Getriebe integriert, das als selbsthemmendes Getriebe ausgebildet ist Die jeweilige Verriegelung kann einen Freilauf aufweisen, der bei Überschreiten vorgegebener, durch die Kinematik des Fahrzeugs bedingter Größen, insbesondere Geschwindigkeit, Beschleunigung, Massenträgheit, Fliehkraft des Fahrzeugs, verriegelt.
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Die Strukturkomponenten sind insbesondere vorgesehen, um die Sitzhöhe der Sitzkissenstruktur und/oder die Neigung der Sitzkissenstruktur und/oder die Neigung der Lehnenstruktur zu verstellen. Hierbei sind die Strukturkomponenten zum Verstellen der Sitzhöhe der Sitzkissenstruktur und der Neigung der Sitzkissenstruktur auf der jeweiligen Sitzseite als modulare Einheit ausgebildet. Grundsätzlich könnten diese beiden Verstellfunktionen auch durch zwei separate modulare Einheiten herbeigeführt werden.
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Ein Modul besteht aus Strukturkomponenten und Teilen des Antriebsstrangs. Strukturkomponenten sind insbesondere Strukturbleche, die mit weiteren Sitzelementen verbunden sind, z. B. mit einer Magnesium-Sitzkissenstruktur. Des Weiteren sind Strukturkomponenten die Kinematikelemente, wie die Schwingen, die dazugehörigen Verbindungselemente, und Elementarteile des Getriebes oder das gesamte Getriebe. Auch der Motor kann zu dem Umfang des Moduls gehören. Die Module werden nach Montage an der Sitzkissenstruktur oder Lehnenstruktur verbunden. Durch die Verbindestruktur werden die Module versteift, um die Festigkeitsanforderungen an den Sitz zu erfüllen. Ein Modul kann einen oder mehrere Sitzeinsteller umfassen. Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausbildung ergibt sich eine einfachere Sitzmontage bei bestmöglicher Package-Ausnutzung. Es können schwere Übertragungsmechanismen wie Übertragungsrohre entfallen. Hierdurch ist eine erhebliche Gewichtsreduktion möglich. Die erfindungsgemäße Lösung ist kombinierbar mit unterschiedlichen Sitzschalvarianten, z. B. in Kombination mit einer Kohlefaser-Sitzschale. Die Sitzbreite kann durch die Modulwahlweise einfach variiert werden.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der beigefügten Zeichnung und der Beschreibung der in der Zeichnung wiedergegebenen, bevorzugten Ausführungsbeispiele, ohne auf diese beschränkt zu sein.
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Es zeigt:
- 1 für ein erstes Ausführungsbeispiel eine räumliche Ansicht zweier Seitenteile des Fahrzeugsitzes, zum Verbinden mit einer Sitzkissenstruktur und einer Lehnenstruktur sowie Führungsschienen für zwei Sitzschienen der Seitenteile, wobei das jeweilige Seitenteil als modulare Einheit ausgebildet ist,
- 2 für ein zweites Ausführungsbeispiel eine Ansicht gemäß 1, wobei das jeweilige Seitenteil durch zwei Module, somit separate Module gebildet ist,
- 3 eine räumliche Ansicht des einen Moduls gemäß 2, das der Einstellung der Neigung der Sitzkissenstruktur dient, 4 eine räumliche Ansicht des anderen Moduls gemäß 2, das der Einstellung der Sitzhöhe der Sitzkissenstruktur dient,
- 5 eine räumliche Ansicht einer Seite des Sitzes einer modularen Einheit, die dem Einstellen der Lehnenneigung der Lehnenstruktur bezüglich der Sitzkissenstruktur dient.
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Bei der Ausführungsform gemäß 1 ist ein auf die Fahrtrichtung bezogenes rechtes Seitenteil 1 und ein linkes Seitenteil 2 vorgesehen, das jeweils als vormontierte modulare Einheit ausgebildet ist. Die beiden modularen Einheiten 1 und 2 dienen der Aufnahme einer nicht veranschaulichten Sitzkissenstruktur, die im Wesentlichen zwischen diesen angeordnet ist, wobei die modularen Einheiten 1 und 2 mit der Sitzkissenstruktur nur verschraubt werden müssen. Die jeweilige modulare Einheit 1 bzw. 2 weist in ihrem unteren Bereich eine Sitzschiene 3 auf, die in einer mit dem Boden eines Kraftfahrzeuges, insbesondere eines Personenkraftwagens, verbundenen Führungsschiene 4 gelagert ist. Die beiden modularen Einheiten 1 und 2 nehmen zwischen sich eine nicht veranschaulichte Sitzkissenstruktur auf, wobei die jeweilige modulare Einheit 1 bzw. 2 mit der Sitzkissenstruktur verschraubt ist. Die modularen Einheiten 1 und 2 nehmen ferner eine gleichfalls nicht veranschaulichte Lehnenstruktur des Fahrzeugsitzes schwenkbar auf. Die modularen , Einheiten 1 und 2 sind spiegelsymmetrisch ausgebildet.
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Im Einzelnen weist die jeweilige modulare Einheit 1 bzw. 2 ein in Längsrichtung des Sitzes orientiertes Strukturblech 5 auf. Dieses nimmt in seinem vorderen Bereich, wobei die Bezeichnung vorne auf die Vorwärtsfahrtrichtung des Fahrzeugs bezogen ist, eine Zahnschwinge 6 auf, die mittels eines Verbindungselementes 7 schwenkbar mit dem Strukturblech 5 verbunden ist. Das andere, nach vorne gerichtete Ende der vorderen Schwinge 6 ist mittels eines Verbindungselements 8 schwenkbar mit der Sitzschiene 3 verbunden. Im Wesentlichen parallel zur vorderen Schwinge 6 ist eine hintere Zahnschwinge 9 der jeweiligen modularen Einheit 1 bzw. 2 zugeordnet, die mittels eines Verbindungselements 11 schwenkbar mit der Sitzschiene 3 verbunden ist und mittels eines Verbindungselements 10 mittelbar im Strukturblech 5 in dessen hinteren Bereich schwenkbar gelagert ist. Im vorderen Bereich des jeweiligen Strukturblechs 5 ist ein Antriebselement 12 gelagert, das einen Elektromotor und ein Getriebe aufweist. Im hinteren Bereich des jeweiligen Strukturblechs 5 ist ein weiteres Antriebselement 13 gelagert, das einen Elektromotor und ein Getriebe aufweist. Über die Zähne der Zahnschwingen 6 bzw. 9 erfolgt der Eingriff des zugeordneten Getriebes.
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Das vordere Antriebselement 12 dient dem unmittelbaren Verschwenken der vorderen Schwinge 6 und aufgrund der Ankopplung der beiden Schwingen 6 und 9 an das Strukturblech 5 der Einstellung der Neigung der Sitzkissenstruktur. Das hintere Antriebselement 13, das mit dem Strukturblech 5 verbunden ist, und die hintere Schwinge 9 im Bereich deren oberen Endes aufnimmt, steuert die hintere Schwinge 9 derart kinematisch an, dass beim Betätigen des Antriebselements 13 eine Einstellung der Höhe der Sitzkissenstruktur erfolgt. Die hintere Schwinge 9 ist im Bereich ihres unteren Endes mittels des Verbindungselementes 11 schwenkbar in der Sitzschiene 3 gelagert und im Bereich ihres oberen Endes mittels eines Verbindungselements 10 verbunden.
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Die insoweit beschriebenen Bauteile bilden die vormontierte modulare Einheit 1 bzw. 2, die demzufolge nur noch mit der Sitzkissenstruktur zu verbinden ist. Dies geschieht insbesondere durch Verschrauben von modularer Einheit 1 bzw. 2 und Sitzkissenstruktur. Hierzu weist das jeweilige Strukturblech 5 zwei Löcher 21 zur Aufnahme von Schrauben auf.
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Bestandteil der jeweiligen modularen Einheit 1 bzw. 2 kann durchaus auch die Führungsschiene 4 sein. Mittels eines Antriebselementes 14, das gleichfalls einen Elektromotor und ein Getriebe aufweist, kann die Sitzschiene 3 bezüglich der Führungsschiene 4 verschoben werden. Ist Bestandteil der jeweiligen Einheit 1 bzw. 2 auch die Führungsschiene 4 und das Antriebselement 14, ist es bei der Montage des Fahrzeuges nur erforderlich, die modulare Einheit 1 bzw. 2 mit der Sitzkissenstruktur im Bereich des Strukturblechs 5 und mit dem Boden im Bereich der Führungsschiene 4 zu verbinden..
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Bei dieser Ausbildung des Fahrzeugsitzes, die bezüglich der jeweiligen Funktion Doppelmotoren aufweisen, werden diese synchronisiert. Hierbei synchronisieren sich die Motoren selbst durch eine integrierte Motorelektronik.
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In einen oder mehrere Antriebselemente 12 bzw. 13 bzw. 14 können Komponenten zum Verriegeln der diesem Antriebselement zugeordneten Sitzkomponente integriert sein, so dass insbesondere in einem Crashfall eine Verriegelung der Sitzkomponenten stattfindet.
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Der beschriebene Fahrzeugsitz weist somit diverse Einrichtungen zum Verstellen der Position von Sitzkomponenten des Fahrzeugsitzes auf, wobei die jeweilige Einrichtung dem Verstellen der Position zweier zusammenwirkender Sitzkomponenten des Fahrzeugs dient. Hierbei weist die Einrichtung auf jeder Seite des Fahrzeugsitzes sowohl Strukturkomponenten zum Lagern der Sitzkomponente, vorliegend die Strukturkomponenten des Strukturblechs 5 zum Lagern der Sitzkomponente, die beispielsweise als Sitzkissenstruktur ausgebildet ist, auf, ferner Strukturkomponenten zum Verstellen der Sitzkomponenten. Bei diesen Strukturkomponenten handelt es sich insbesondere um die Schwingen 6 und 9 und die Antriebselemente 12 und 13. Die Schwingen 6 und 9 haben gleichfalls die Funktion von Strukturkomponenten zum Lagern der Sitzkomponente. Dem Lagern der Sitzkomponenten dienen auch die Strukturkomponenten, die als Verbindungselemente zum Verbinden des Strukturblechs mit der jeweiligen Sitzkomponente vorgesehen sind.
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Das Ausführungsbeispiel gemäß der 2 bis 4 unterscheidet sich von derjenigen gemäß der 1 grundsätzlich dadurch, dass nicht eine einzige modulare Einheit zum Verstellen der Sitzkissenstruktur in Höhe und Neigung auf der jeweiligen Seite des Fahrzeugsitzes angeordnet ist, sondern zwei modulare Einheiten, wobei jede modulare Einheit ein Strukturblech 5 aufweist. Die eine modulare Einheit 1a auf der rechten Seite bzw. 2a auf der linken Seite des Fahrzeugsitzes dient dem Verschwenken der zugeordneten vorderen Schwinge 6 und die andere modulare Einheit 1b bzw. 2b dem Verschwenken der zugeordneten hinteren Schwinge 9. Bei dieser Ausführungsform ist nur auf einer Seite des Fahrzeugsitzes ein Antriebselement 12 bzw. 13 vorgesehen. Das Antriebselement 12 ist der modularen Einheit 1a zugeordnet und überträgt die Bewegung einerseits auf die dieser Einheit 1a zugeordnete vordere Schwinge 6 und über eine flexible Welle 15 zur anderen modularen Einheit 2a, die die linke vordere Schwinge 6 aufweist und es wird über diese flexible Welle 15 diese Schwinge verschwenkt. Entsprechend erfolgt das Verschwenken der hinteren Schwingen 9 über ein gemeinsames Antriebselement 13, das der linken hinteren modularen Einheit 2b zugeordnet ist. Von dort wird mittels der flexiblen Welle 16 das Moment des Antriebselements 13 zur modularen Einheit 1b übertragen, die die rechte hinter Schwinge 9 antreibt. Ergänzend wird auf die detaillierte Darstellung der modularen Einheit 1a in 3 und der modularen Einheit 2b in 4 verwiesen. Jedes Strukturblech 5 ist mit zwei Löchern 21 versehen.
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Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß der 2 bis 4 erfolgt somit die Übertragung des Moments des jeweiligen Antriebselements 12 bzw. 13, bestehend aus Elektromotor und Getriebe von einer Seite des Sitzes auf die andere Seite des Sitzes. Wegen der weiteren Einzelheiten der Ausbildung dieses Ausführungsbeispiel wird auf die Ausführungen zu dem Ausführungsbeispiel gemäß der 1 verwiesen. Unter diesem Aspekt sind funktionell gleichwirkende Teile mit denselben Bezugsziffern bezeichnet.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach 5 ist das Strukturblech der modularen Einheit 1b bzw. 2b in seinem oberen Bereich mit einer Aufnahme 17 für eine der jeweiligen Seite des Sitzes zugeordnete modulare Einheit 2c versehen, die der Aufnahme einer Lehnenstruktur des Fahrzeugsitzes dient. Veranschaulicht ist nur die im linken Bereich des Fahrzeugsitzes angeordnete modulare Einheit 2c zur Verbindung mit der nicht gezeigten Lehnenstruktur. Auf der rechten Seite ist eine entsprechende modulare Einheit angeordnet, wobei entsprechend dem Funktionsprinzip gemäß der 2 bis 4 nur eine modulare Einheit, vorliegend die modulare Einheit 2c ein Antriebselement 18 aufweist, das über eine Schwinge 19 dem Verstellen von modularer Einheit 2c und modularer Einheit 2b dient. Das Antriebselement 18, das einen Elektromotor und ein Getriebe aufweist, überträgt mittels einer flexiblen Welle 20 das Stellmoment auf die rechte Seite des Sitzes, zwecks Winkelverstellung von Sitzkissenstruktur und Lehnenstruktur in diesem Bereich.
