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Die Erfindung betrifft eine Anordnung eines Schalensitzes in einem Kraftfahrzeug, der gegenüber einer Karosserie längsverschieblich auf einer Sitzschiene angeordnet ist.
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Aus der
DE 103 56 947 B3 ist ein Schalensitz bekannt, der zum Einbau in einen Personenkraftwagen geeignet ist. Der Schalensitz umfasst ein Lehnenelement und ein Sitzelement, wobei das Sitzelement seitliche Stützwände aufweist und unter Zwischenschaltung von Sitzverstellern an einer Bodenanlage eines Aufbaus des Personenkraftwagens gehalten ist. Um diesen Schalensitz zu optimieren, sind an den Stützwänden Trägervorrichtungen mittels Schrauben befestigt, die sich einerseits über eine wesentliche Länge der Stützwände des Sitzelements des Schalensitzes und andererseits zwischen den Stützwänden und den Sitzverstellern erstrecken.
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Aus der
US 3 961 767 A ist ein Schalensitz bekannt, der dazu vorbereitet, vorteilhaft mit einer Fahrzeugkarosserie verbunden zu werden. Profilartige Aufnahmen an der Unterseite des Schalensitzes ermöglichen eine Längsverschiebung des Schalensitzes über Stangen, die mittels in die Aufnahmen greifenden Flanschen in den Profilen angeordnet sind.
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Ein Sitz für ein Kraftfahrzeug, der jedoch kein Schalensitz ist, geht aus der
DE 40 32 676 C2 hervor. Der Sitz ist über zwei Schienenpaare mit einer Bodengruppe verbunden. Hierfür sind Befestigungsbereiche in einer Bodenschiene der Längsverstellung im Abstand von deren freien Enden und in einem im Wesentlichen parallel zur Bodengruppe verlaufenden Profilbereich der Bodenschiene vorgesehen. Sie hängen mit einer Steilwand unmittelbar zusammen und bilden mit dieser jeweils eine Rampe. Die Befestigungsbereiche sind im Wesentlichen flache Blechteile, die in einem schrägen Winkel zur Richtung der Längsverschiebung verlaufen. Dabei verläuft der vordere Befestigungsbereich beider Bodenschienen in einem Winkel von etwa 30° nach vorn und unten geneigt, wobei der hintere Befestigungsbereich ebenfalls in einem Winkel von 30°, jedoch schräg nach hinten und nach unten geneigt, verläuft. Dadurch verlaufen die Bodenschienen in Richtung der Längsverschiebung gegenüber dem Bodenblech um einen Winkel von 8° geneigt. Bei der Längsverschiebung des Sitzes verändert sich somit der Neigungswinkel zwischen der Unterseite des Sitzes und dem Bodenblech des Kraftfahrzeugs.
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Bei einer hinteren Position des Sitzes ist der Neigungswinkel des Sitzes gegenüber dem Bodenblech geringer als bei einer vorderen Position des Sitzes.
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Bei der Entwicklung von Fahrzeugsitzen ist insbesondere die ergonomische Gestaltung des Fahrzeugsitzes von besonderer Bedeutung. Die wichtigsten Anforderungen an einen Fahrzeugsitz bestehen in der Auswahl der Abmessungen und der Formgebung der Sitz- und Lehnenfläche sowie die Einstellfunktionen und den Einstellbereichen. Sie sind bei der Anpassung des Fahrzeugsitzes an die individuellen Maße des menschlichen Körpers entscheidend. Die folgenden Körpermaße stammen aus der DIN 33402. Alle Längen werden in mm angegeben. Die Werte beziehen sich auf die deutsche Bevölkerung und geben Mittelwerte für die Altersgruppe von 16 ... 60 Jahren wieder.
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Ein Beispiel: Ein Perzentil ist eine Bewertungsgröße aus der statistischen Auswertung von Messergebnissen, bezogen auf 100 % der Messwerte, wie in Tabelle 1 dargestellt.
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Wenn bei einer Beinlänge von Männern das 5% Perzentil 964 mm beträgt, dann heißt das: 5 % aller Männer haben Beine die höchstens 964 mm lang sind. Wenn bei der Beinlänge von Männern das 50% Perzentil 1035 mm beträgt, dann heißt das: 50 % aller Männer haben Beine die höchstens 1035 mm lang sind. Wenn bei der Beinlänge von Männern das 95% Perzentil 1125 mm beträgt, dann heißt das: 95 % aller Männer haben Beine die höchstens 1125 mm lang sind.
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Will man eine Sitzschiene für den Fahrersitz eines Autos dimensionieren, den sich mindestens 90 % aller Kunden richtig einstellen können, so wird derzeit von folgenden Werten ausgegangen:
(Tabelle 1)
| Beinlänge in mm |
| Perzentil | 5% | 50% | 95% |
| Männer | 964 | 1035 | 1125 |
| Frauen | 955 | 1044 | 1126 |
90 % aller Männer haben eine Beinlänge zwischen 964 mm (5% Perzentil) und 1125 mm (95% Perzentil).
90 % aller Frauen haben eine Beinlänge zwischen 955 mm (5% Perzentil) und 1126 mm (95% Perzentil). Interessanterweise haben Frauen etwas längere Beine, obwohl sie insgesamt kleiner als Männer sind.
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Soll mehr als 90 % der Personen eine gute Sitzposition ermöglicht werden, muss die Sitzschiene so ausgelegt werden, dass sich alle Kunden (Frauen und Männer) mit einer Beinlänge zwischen 955 ... 1126 mm den Fahrzeugsitz richtig einstellen können.
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Im Ergebnis soll für eine 5% Perzentil-Person und eine 95% Perzentil-Person, durch entsprechende Auslegung des Fahrzeugsitzes eine ergonomische Sitzposition ermöglicht werden.
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Die Erfindung geht von der Anordnung eines Schalensitzes aus, die in der Patentschrift
DE 103 56 947 B3 beschrieben ist. Sie offenbart die Anordnung eines Schalensitzes in einem Kraftfahrzeug, der gegenüber einer Karosserie längsverschieblich auf einer Sitzschiene angeordnet ist.
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Bei der Druckschrift
DE 22 35 823 A ist der Schalensitz zudem auf einer gegenüber der Karosserie geneigten Sitzschiene angeordnet, die den nächstliegenden Stand der Technik darstellt.
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Als Stand der Technik wurden ferner die Druckschriften
JP 2006-7859 A ,
JP 2001-10389 A sowie
US 2002/0043847 A1 aufgefunden, die zwar Anpassungsmöglichkeiten offenbaren, jedoch ermöglichen die dort offenbarten Lösungen nur eine wenig komfortable Anpassung an die individuellen Maße des menschlichen Körpers der aufsitzenden Person.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Fahrzeugsitz anzubieten, der variable Personengrößen berücksichtigt, komfortabel anpassbar ist und der möglichst einfach gewichtssparend aufgebaut ist.
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Ausgangspunkt für die vorliegende Erfindung ist ein klassischer Fahrzeugsitz, der in seiner Längsposition gegenüber der Karosserie verstellbar ist. Ein solcher klassischer Fahrzeugsitz ermöglicht zudem die Neigungsverstellung der Rückenlehne gegenüber einem Sitzteil. Optional sind die Fahrzeugsitze höhenverstellbar. Die klassischen Fahrzeugsitze haben jedoch den Nachteil, dass sie großen Bauraum benötigen und insgesamt ein hohes Gewicht aufweisen.
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Bekannt sind Schalensitze, deren Vorteil darin besteht, dass sie extrem leicht sind. Sie weisen jedoch keine gegenüber dem Sitzteil verstellbaren Rückenlehnen auf und sind zumeist auf eine bestimmte Personengröße „zugeschneidert“, das heißt zumeist ist nur eine bestimmte Personengröße bei der Abmessung der Schalensitze berücksichtigt.
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Die nachfolgende Erfindung verbindet die positiven Eigenschaften der leichten Schalensitze mit dem Komfort und den ergonomischen Ansprüchen von bekannten Fahrzeugsitzen und spart insbesondere wegen dem Entfall des Gestells Bauraum und Gewicht.
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Die Aufgabe der Erfindung wird in bekannter Weise durch eine Anordnung eines Schalensitzes in einem Kraftfahrzeug, der gegenüber einer Karosserie längsverschieblich auf einer Sitzschiene und gegenüber der Karosserie um einen vorgebbaren Winkel geneigt angeordnet ist, gelöst.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Sitzschiene den Schalensitz um einen vorgebbaren Winkel drehbeweglich in einer vorgebbaren Position feststellbar aufnimmt, wobei ein Sitzschienenoberteil der Sitzschiene eine Schalensitzaufnahme aufweist, die den Schalensitz mit dem Sitzschienenoberteil verbindet.
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Der der Schalensitz ist ausgehend von der in der Auslegungsposition in dem Auslegungspunkt des Schalensitzes vorgesehenen Winkellage gegenüber einer gedachten vertikalen Bezugsebene nach einer Entriegelung des Schalensitzes
- • in einer vordersten Sitzposition des Schalensitzes, die einer 5% Perzentil-Person entspricht, auf eine Winkellage (-β; -β < β0) und
- • in einer hintersten Sitzposition des Schalensitzes, die einer 95% Perzentil-Person entspricht, auf eine Winkellage (+β; +β > β↓0↓)
um den Drehpunkt um die Schwenkachse verschwenkbar.
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In vorteilhafter Weise ist der Schalensitz nach einer Verriegelung ergonomisch an die jeweilige Sitzposition der jeweils aufsitzenden Person angepasst.
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Vorgesehen ist zudem erfindungsgemäß, dass die Schalensitzaufnahme den Schalensitz genau in einer Auslegungsposition in dem Auslegungspunkt aufnimmt, der mit dem Drehpunkt des Schalensitzes zur Neigungsverstellung des Schalensitzes um die Schwenkachse korrespondiert, wobei die Schwenkachse die Schalensitzaufnahme in dem Auslegungspunkt der Auslegungsposition quer zur Längsverschieberichtung schneidet.
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Durch die gegenüber der Karosserie geneigt angeordnete Sitzschiene werden bereits die Längsverstellung und die Höhenverstellung des Schalensitzes relativ zu der Karosserie bewerkstelligt.
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Das zugehörige Sitzschienenunterteil der Sitzschiene ist um den vorgebbaren Winkel geneigt an der Karosserie angeordnet. Es versteht sich, dass prinzipiell eine einzige Sitzschiene ausreicht, um den Fahrzeugsitz gegenüber der Karosserie geneigt anzuordnen. In der Regel werden Sitzschienenpaare verwendet, die beidseitig des Fahrzeugsitzes angeordnet sind.
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Die Auslegungsposition, insbesondere der Auslegungspunkt, korrespondiert mit dem Drehpunkt des Schalensitzes zur Neigungsverstellung des Schalensitzes um einen vorgebbaren Winkel gegenüber einer vertikalen Bezugsebene.
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Ausgehend von diesem Auslegungspunkt werden erfindungsgemäß die Stellgrößen für die Längsverschiebung, Höhenverstellung und Neigungsverstellung übergreifend für alle Perzentil-Personen definiert.
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Diese Lösung ist von besonderem Vorteil, da dadurch, dass sowohl eine 5% Perzentil-Person als auch eine 95% Perzentil-Person hinsichtlich ihrer Position gegenüber der Schalensitzaufnahme des Schalensitzes über den Hüftpunkt definiert wird, ein perzentilübergreifender Schalensitz ausgebildet ist, der alle Perzentile universell berücksichtigt.
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Dadurch kann ein Sitzkomfort gewährleistet werden, der alle Perzentile übergreift, sozusagen alle Personenabmessungen berücksichtigt.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, die Neigungsverstellung des Schalensitzes gegenüber der vertikalen Bezugsebene für alle Perzentil-Personen über ein und denselben Drehpunkt beziehungsweise über die durch denselben Drehpunkt verlaufende Schwenkachse auszuführen.
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In bevorzugter Ausgestaltung ist durch den Schalensitz der Winkel zwischen Rückenlehnenteil und Sitzteil des Schalensitzes definiert, wobei dieser Winkel nach ergonomischen Gesichtspunkten vorgebbar ist, wobei in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung folgende Feststellung berücksichtigt wird, nämlich dass eine 95% Perzentil-Person zumeist keine Oberschenkelunterstützung benötigt, da die große Beinlänge dazu führt, dass die 95% Perzentil-Person, wenn sich die Beine auf der Karosserie abstützen, die Sitzteilfläche mit seinen Oberschenkeln sowieso nicht berührt.
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Deshalb wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, die Position der Sitzfläche beziehungsweise die Lage der Sitzfläche gegenüber der Rückenlehne auf die 5% Perzentil-Person auszulegen. Der Winkel zwischen Rückenlehnenteil und Sitzteil des Schalensitzes Auslegungspunkt wird erfindungsgemäß danach definiert, dass eine 5% Perzentil-Person mit der Unterseite der Oberschenkel ihrer Beine gegenüber der Sitzfläche des Sitzteiles eine Anlagefläche als Oberschenkelunterstützung bildet beziehungsweise dass die Unterseite der Oberschenkel möglichst nahe an der Sitzfläche des Sitzteiles angeordnet sind.
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Bevorzugt ist ferner, dass eine Rückenlehnenlänge der Rückenlehne des Schalensitzes auf die 95% Perzentil-Person ausgelegt ist.
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Dadurch, dass der Schalensitz aus einem Leichtbauwerkstoff, insbesondere einem Kunststoff, Aluminium oder Magnesium oder Legierungen davon, ausgebildet ist, wird in vorteilhafter Weise sichergestellt, dass der Fahrzeugsitz ein besonders geringes Gewicht aufweist.
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In Kombination mit seiner perzentilübergreifenden Ausbildung beziehungsweise der perzentilübergreifenden Positionierung der Personen in dem Schalensitz in einer Sitzposition, die durch Neigungsverstellung des Schalensitzes gegenüber der Sitzschiene beziehungsweise durch Längsverschiebung mit gleichzeitiger Höhenverstellung des Schalensitzes gegenüber der Karosserie beeinflussbar ist und dem geringen Gewicht des Schalensitzes, wird eine einfach realisierbare und gewichtssparende Lösung geschaffen.
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Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.
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Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
- 1A eine Position eines Schalensitzes für eine 5% Perzentil-Person;
- 1B eine Position des Schalensitzes für eine 95% Perzentil-Person;
- 2 eine Überlagerung der Positionen des Schalensitzes sowie der aufsitzenden 5% und 95% Perzentil-Personen nach 1A und 1B;
- 3A eine Darstellung des Schalensitzes und der aufsitzenden 5% Perzentil-Person gemäß 1A in einer Ansicht von vorn sowie
- 3B eine Darstellung des Schalensitzes und der aufsitzenden 95% Perzentil-Person gemäß 1A in einer Ansicht von vorn.
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Innerhalb aller Figuren werden nachfolgend die gleichen Bezugszeichen für gleiche Bauteile verwendet, wobei nicht in jeder Figur erneut alle bereits vorgestellten Bauteile nochmals erläutert werden.
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Ferner wird definiert, dass in beziehungsweise entgegen der Fahrtrichtung der x-Richtung entspricht, die Vertikale in einem Fahrzeug ist mit der z-Richtung festgelegt, wobei die Achsen quer zur Fahrtrichtung in y-Richtung verlaufen.
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1A zeigt eine Position eines Schalensitzes 100 für eine 5% Perzentil-Person.
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Für die Auslegung des Schalensitzes 100 gegenüber der Karosserie K beziehungsweise gegenüber der um einen Winkel α geneigten Sitzschiene 200 wird ein Hüftpunkt HP einer 5% Perzentil-Person gegenüber dem Schalensitz 100 in einer Position x0 , z0 benutzt.
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In dieser Position schneidet eine quer zur Längsverschieberichtung x (x-Richtung) verlaufende Achse Y die Hüftpunkte HP der 5% Perzentil-Person eine Schalensitzaufnahme 230.
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Diese Schalensitzaufnahme 230 ist einem Sitzschienenoberteil 210 der Sitzschiene 200 zugeordnet, die den Schalensitz 100 mit dem Sitzschienenoberteil 210 verbindet. Das Sitzschienenoberteil 210 ist längsverschieblich auf einem karosseriefesten Sitzschienenunterteil 220 angeordnet.
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Die Ausbildung von längsverschieblichen Sitzschienenoberteilen 210 gegenüber Sitzschienenunterteilen ist hinlänglich bekannt und wird an dieser Stelle nicht weiter beschrieben.
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Die Position x0 , z0 und der Winkel β0 gegenüber einer gedachten vertikalen Bezugsebene zB des Schalensitzes 100 ist in 1A, 1B und 2 als zweidimensionaler dargestellter Auslegungspunkt P0 festgelegt. Der Auslegungspunkt P0 dient als Bezugspunkt für die Anordnung des Schalensitzes 100 im Inneren eines Kraftfahrzeuges in Bezug auf die Karosserie K.
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1A zeigt eine Sitzposition, die eine 5% Perzentil-Person bezüglich der Karosserie K einnimmt.
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Der Schalensitz 100 befindet sich in dieser Position in der in x-Richtung gesehen vordersten Position. Durch Längsverstellung des Schalensitzes 100 in -x-Richtung nach vorn, um einen Betrag von - Δx wird der Schalensitz 100 ausgehend vom Auslegungspunkt P0 nicht nur nach vorne verschoben, sondern gleichzeitig um einen Betrag +Δz in z-Richtung angehoben.
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Der Hüftpunkt HP des Aufsitzenden und somit die durch die Hüftpunkte der 5% Perzentil-Person gebildete, in die Blattebene der 1A hinein laufende Schwenkachse Y wird somit -x-Richtung nach vorn, um den Betrag -Δx und um den Betrag +Δz in z-Richtung nach oben verlagert.
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Neben der Längsverschiebung und der Höhenverstellung wird der Schalensitz 100 außerdem um die Schwenkachse Y nach vorn geschwenkt. Die Verschwenkung findet vom Hüftpunkt HP ausgehend, nach entsprechender Entriegelung, ausgehend von der in der Auslegungsposition im Auslegungspunkt P0 des Schalensitzes 100 vorgesehenen Winkellage von β0 gegenüber einer gedachten vertikalen Bezugsebene zum Beispiel um einen auf der Schwenkachse Y liegenden Drehpunkt statt. Der Schalensitz 100 wird vom Hüftpunkt HP ausgehend von β0 in eine Winkellage von - β verschwenkt und anschließend wieder verriegelt.
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Ein Auslegungsbeispiel: Der Winkel α der Sitzschienen gegenüber der Ebene der Karosserie K beträgt beispielsweise 7°, wobei in der Auslegungsposition die Lehnenneigung mit dem Winkel β0 des Schalensitzes 100 gegenüber der vertikalen Bezugsebene zB beispielsweise 30° beträgt. Eine Verschwenkung des Schalensitzes 100 um die Schwenkachse Y erfolgt um einen Winkel von 6° auf -β = 24°. Hierdurch wird eine ergonomische Anpassung der Sitzposition für eine kleine 5% Perzentil-Person an ein dieser Auslegung zu Grunde liegendes Fahrzeug, die von Fahrzeug zu Fahrzeug abweichen kann, ermöglicht.
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1B zeigt eine Sitzposition, die eine 95% Perzentil-Person bezüglich der Karosserie K einnimmt.
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Der Schalensitz 100 befindet sich in dieser Position in der in x-Richtung gesehen hintersten Position. Durch Längsverstellung des Schalensitzes 100 in +x-Richtung nach hinten, um einen Betrag von +Δx wird der Schalensitz 100 ausgehend vom Auslegungspunkt P0 nicht nur nach hinten verschoben, sondern gleichzeitig um einen Betrag -Δz in z-Richtung abgesenkt.
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Der Hüftpunkt HP des Aufsitzenden und somit die durch die Hüftpunkte der 95% Perzentil-Person gebildete in die Blattebene der 1B hinein laufende Schwenkachse Y wird somit +x-Richtung nach hinten, um den Betrag +Δx und um den Betrag -Δz in z-Richtung nach unten verlagert.
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Neben der Längsverschiebung und der Höhenverstellung wird der Schalensitz 100 außerdem um die Schwenkachse Y nach hinten geschwenkt. Die Verschwenkung findet vom Hüftpunkt HP ausgehend, nach entsprechender Entriegelung, ausgehend von der in der Auslegungsposition im Auslegungspunkt P0 des Schalensitzes 100 vorgesehenen Winkellage von β0 gegenüber einer gedachten vertikalen Bezugsebene zB um einen auf der Schwenkachse Y liegenden Drehpunkt statt. Der Schalensitz 100 wird vom Hüftpunkt HP ausgehend von β0 in eine Winkellage von +ß verschwenkt und anschließend wieder verriegelt.
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Ein Auslegungsbeispiel: Der Winkel α der Sitzschienen 200 gegenüber der Ebene der Karosserie K beträgt beispielsweise unverändert 7°, wobei in der Auslegungsposition im Auslegungspunkt P0 die Lehnenneigung β0 des Schalensitzes 100 gegenüber der vertikalen Bezugsebene zB beispielsweise unverändert 30° beträgt. Eine Verschwenkung des Schalensitzes 100 um die Schwenkachse Y erfolgt um einen Winkel von 6° auf +ß = 36°. Hierdurch wird eine ergonomische Anpassung der Sitzposition für eine kleine 95% Perzentil-Person an ein dieser Auslegung zu Grunde liegendes Fahrzeug, die von Fahrzeug zu Fahrzeug abweichen kann, ermöglicht.
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2 zeigt eine Überlagerung der Positionen des Schalensitzes 100 sowie der aufsitzenden 5% und 95% Perzentil-Personen nach 1A und 1B. Eine Verschwenkung des Schalensitzes 100 um die Schwenkachse Y erfolgt im Auslegungsbeispiel in einer Winkelspanne von - β = 24° bis +ß = 36°.
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In der Darstellung der 3A, 3B in einer Ansicht des Schalensitzes 100 und der aufsitzenden 5% Perzentil-Person beziehungsweise 95% Perzentil-Person von vorn gemäß 1A beziehungsweise 1B wird sichtbar, dass der Schalensitz 100 beziehungsweise die auf dem Schalensitz 100 sitzende 5% Perzentil-Person und 95% Perzentil-Person um +Δz angehoben beziehungsweise um -Δz abgesenkt wird. Die Schwenkachse Y, die von den Hüftpunkten HP gebildet wird, wird somit entsprechend angehoben beziehungsweise abgesenkt.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Schalensitz
- 200
- Sitzschiene
- 210
- Schienenoberteil / Sitzschienenoberteil
- 220
- Sitzschienenunterteil
- 230
- Schalensitzaufnahme
- P5%
- 5% Perzentil-Person
- P95%
- 95% Perzentil-Person
- x
- x-Richtung
- y
- y-Richtung
- z
- z-Richtung
- zB
- vertikale Bezugsebene
- Y
- Schwenkachse
- P0
- Auslegungspunkt (x0, z0)
- α,
- Winkel der Sitzschiene 200
- +/-β
- Winkel des Schalensitzes 100
- β0
- Winkel im Auslegungspunkt P0
- +/-Δx
- Betrag in x-Richtung
- +/-Δz
- Betrag in z-Richtung
- z0
- Nullpunkt in z-Richtung
- x0
- Nullpunkt in x-Richtung
- K
- Karosserie
- HP
- Hüftpunkt
