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Die Erfindung betrifft einen Insassenstütze. Insbesondere betrifft die Erfindung eine verstellbare Insassenstütze an einem Sitz in einem Kraftfahrzeug.
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Stand der Technik
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Ein Sitz für einen Insassen in einem Kraftfahrzeug umfasst verstellbare Stützelemente, um den Insassen gegenüber dem Sitz abzustützen. Die Stützelemente können durch den Insassen verstellbar sein und darüber hinaus in Abhängigkeit eines Signals, das auf einen bevorstehenden Aufprall des Kraftfahrzeugs auf ein Hindernis hinweist, auch automatisch verstellbar sein. Üblicherweise wird die Einstellung des Halteelements dem Insassen überlassen, so dass dieser in Abhängigkeit von persönlichen Präferenzen, einer Fahrweise und Straßenverhältnissen bestimmen kann, wie stark er beispielsweise seitlich im Bereich des Brustkorbs oder im Bereich der Oberschenkel durch den Sitz gestützt werden möchte. Steht ein Aufprall des Kraftfahrzeugs bevor, so können die vorhandenen Stützelemente in eine Position verfahren werden, in der einen maximale Stützwirkung des Insassen erzielt wird.
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EP 1 726 475 A1 zeigt eine Vorrichtung zur motorischen Ansteuerung einer Seitenwanne eines Sitzes eines Kraftfahrzeugs in Abhängigkeit eines Signals, das eine Unfallgefährdung des Kraftfahrzeugs anzeigt.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Insassenstütze bereitzustellen, die eine verbesserte Umsetzung von Verstellkräften und Haltekräften bereitstellt.
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Die Erfindung löst diese Aufgabe mittels einer Insassenstütze mit den Merkmalen von Anspruch 1. Unteransprüche gegen bevorzugte Ausführungsformen wider.
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Offenbarung der Erfindung
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Eine erfindungsgemäße Insassenstütze an einem Sitz in einem Kraftfahrzeug umfasst ein Stützelement zum Abstützen des Insassen an dem Sitz, eine Verstelleinrichtung zur Verbringung des Stützelements in eine erste oder eine zweite Verstellposition, eine Antriebseinrichtung zur Bereitstellung einer Verstellkraft und eine Übertragungseinrichtung zur Übertragung der Verstellkraft an die Verstelleinrichtung. Dabei ist die Verstelleinrichtung dazu eingerichtet, eine translatorische Bewegung der Übermittlungseinrichtung in eine Drehbewegung des Stützelements umzusetzen.
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Vorteilhafterweise kann dadurch die Antriebseinrichtung flexibel an dem Sitz positioniert werden und die Übertragungseinrichtung beispielsweise in Form eines Bowdenzugs oder eines Seilzugs innerhalb des Sitzes verlegt werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Verstelleinrichtung eine Schiene mit einem kreisbogenförmigen Abschnitt, der in einem kreisbogenförmigen Abschnitt einer Auflage verschiebbar gelagert ist. Dadurch kann die Drehbewegung des Stützelements um eine Achse erfolgen, die außerhalb der Verstelleinrichtung liegt. Beispielsweise kann die Drehachse im Bereich des Sitzes oder des Insassen liegen, ohne dass Elemente der Verstelleinrichtung im Bereich der Drehachse angeordnet sein müssen. Dadurch kann ein zur Verfügung stehender Bauraum verbesserte genützt und die Drehbewegung des Stützelements bezüglich des Sitzes und des Insassen optimiert sein.
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In einem Bereich zwischen den kreisförmigen Abschnitten der Schiene und der Aufnahme kann ein Gleitelement zur Verringerung einer Reibungskraft zwischen der Schiene und der Aufnahme angeordnet sein. Dadurch kann die von der Antriebseinrichtung bereitgestellte Verstellkraft verringert sein, so dass die Antriebseinrichtung schwächer und gegebenenfalls kostengünstiger dimensioniert sein kann. Zudem kann so einer Umsetzung zwischen der Verstellkraft und einer Haltekraft, die auf den Insassen wirkt, mittels der Verstelleinrichtung verbessert sein.
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Das Gleitelement kann mehrere quer zur Bewegungsrichtung der Schiene in der Aufnahme verlaufende Abschnitte umfassen. Alternativ oder zusätzlich kann das Gleitelement einen längs zur Bewegungsrichtung der Schiene in der Aufnahme verlaufenden Abschnitt umfassen.
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In beiden Fällen kann ein Materialeinsatz für das Gleitelement verringert sein, woraus sich Kostenvorteile bei der Herstellung ergeben können. Zudem kann eine Befestigung des Gleitelements an der Schiene oder an der Aufnahme durch die Form des Gleitelements unterstützt sein. Ein Verdrängen des Gleitelements aus dem Bereich zwischen der Schiene und der Aufnahme kann somit verhindert werden.
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Die Schiene kann symmetrisch geformt sein, um wahlweise an einer rechten oder einer linken Seite des Sitzes angebracht werden zu können. Durch die mehrfache Verwendbarkeit der Schiene an unterschiedlichen Verstelleinrichtungen des Sitzes („Gleichteilekonzept”) können Herstellungskosten verringert sein.
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Es können mehrere Verstelleinrichtungen mit zugeordneten Stützelementen vorgesehen sein, wobei die Antriebseinrichtung die Verstellkraft für alle Verstelleinrichtung bereitstellt. Durch die Ansteuerung mehrerer Stützelemente mittels einer einzigen Antriebseinrichtung können Herstellungskosten verringert werden. Zudem kann insbesondere in Verbindung mit dem oben erwähnten Gleichteilekonzept die Insassenstütze an dem Sitz vereinfacht und damit kostengünstig erstellbar sein.
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Die Schiene kann ein Verbindungselement zur Befestigung eines von mehreren unterschiedlichen Stützelementen aufweisen, wobei jedes der Stützelemente ein korrespondierendes Verbindungselement aufweist. Auf diese Weise kann nach dem Baukastenprinzip eine einheitliche Kombination einer Schiene mit einer Aufnahme an verschiedenen Stellen des Sitzes bzw. an verschiedenen Sitzen verwendet werden, wobei individuelle Anforderungen mittels eines individualisierten Stützelements adressiert werden können. So kann es auch ermöglicht werden, einen Sitz im Laufe des Fertigungsprozesses erst relativ spät durch Anbringen entsprechender Stützelemente zu individualisieren und damit für ein bestimmtes Kraftfahrzeug vorzubereiten.
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Bevorzugterweise umfasst die Antriebseinrichtung eine Rutschkupplung zur Begrenzung der Verstellkraft. Die Verstelleinrichtung kann dazu eingerichtet sein, die oben erwähnte Haltekraft und die Verstellkraft einander entgegenzusetzen, so dass die Haltekraft ein Durchrutschen der Rutschkupplung bewirken kann, falls die Haltekraft ein vorbestimmtes Maß übersteigt. Effektiv kann dadurch die auf den Insassen wirkende Haltekraft in Abhängigkeit des vorbestimmten Maßes begrenzt werden, so dass eine Verletzung des Insassen aufgrund einer überhöhten Haltekraft ausgeschlossen werden kann.
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Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Figuren genauer beschrieben, in denen:
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1 einen Sitz mit einer verstellbaren Insassenstütze in einem Kraftfahrzeug;
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2 eine erste Verstelleinrichtung für die Insassenstütze aus 1;
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3 eine zweite Verstelleinrichtung für die Insassenstütze aus 1;
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4 eine dritte Verstelleinrichtung für die Insassenstütze aus 1;
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5 eine vierte Verstelleinrichtung für die Insassenstütze aus 1, und
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6 eine weitere Ansicht der Verstelleinrichtung aus 5 darstellt.
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Genaue Beschreibung von Ausführungsformen
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1 zeigt einen Sitz 100 in einem Kraftfahrzeug. Der Sitz 100 umfasst eine Insassenstütze 105, die ohne Beschränkung der Allgemeinheit in einem Bereich des Sitzes 100 angeordnet ist, in dem Oberschenkel eines Insassen des Sitzes 100 zu liegen kommen. In alternativen Ausführungsformen kann die Insassenstütze 105 auch eine seitliche Oberkörperstütze oder eine andere Stütze des Insassen des Sitzes 100 betreffen. Die Insassenstütze 105 muss auch nicht wie dargestellt symmetrisch aufgebaut sein.
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Die in 1 dargestellte Insassenstütze 105 umfasst zwei Stützelemente 110, die jeweils in einer unteren Verstellposition A und einer oberen Verstellposition B dargestellt sind, eine zentrale Antriebseinrichtung 115 und zwei Verstelleinrichtungen 120, welche jeweils eine Bewegung der Antriebseinrichtung 115 auf die zugeordnete Insassenstütze 105 vermitteln.
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Die Verstelleinrichtungen 120 sind lediglich schematisch dargestellt. Jede Verstelleinrichtung 120 ist dazu eingerichtet, das ihr zugeordnete Stützelement 110 wenigstens zwischen der unteren Verstellposition A und der oberen Verstellposition B zu bewegen, wobei die Bewegung als Kombination zweier Drehbewegungen erfolgt. In der Darstellung von 1 schwenkt eine erste Drehbewegung um eine Drehachse, die außerhalb des Stützelements 110 liegt, das Stützelement 110 nach oben, und eine zweite Drehbewegung mit einer Drehachse, die innerhalb des Stützelements 110 liegt, verkippt das Stützelement 110 zur Mitte des Sitzes 100 hin. Im Folgenden werden unterschiedliche Ausführungsformen für Verstelleinrichtungen 120 dargestellt, um die beschriebene Kombination zweier Drehbewegungen bereitzustellen.
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2 zeigt eine erste Verstelleinrichtung 120 für die Insassenstütze 105 aus 1. In 2A ist das Stützelement 110 der Insassenstütze 105 in einem ausgefahrenen Zustand, der zur unteren Verstellposition A korrespondiert, in 2B in einem eingefahrenen Zustand, der zur oberen Verstellposition B korrespondiert, abgebildet. Die folgenden Erläuterungen beziehen sich auf beide 2A und 2B.
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Das Stützelement 110 ist um eine erste Drehachse 205 drehbar gelagert. Ein Ausrückhebel 210 ist um eine zweite Drehachse 215 drehbar gelagert. Die beiden Drehachsen 205 und 210 befinden sich in einem vorbestimmten horizontalen Abstand und sind gegenüber dem Sitz 100 aus 1 fixiert. Ein von der zweiten Drehachse 215 entferntes Ende des Ausrückhebels 210 befindet sich im Eingriff mit dem Stützelement 110. Je nach Drehstellung des Ausrückhebels 210 betätigt der Ausrückhebel 210 das Stützelement 110 derart, dass es mehr oder weniger weit von den Drehachsen 205 und 215 nach oben geklappt ist.
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Bildet ein Kontaktpunkt des oberen Endes des Ausrückhebels 210 mit den Drehachsen 205 und 215 einen rechten Winkel, so werden nach rechts oder nach unten wirkende Belastungen des Stützelements 110 beinahe vollständig an die Drehachsen 205 und 215 abgegeben und der Ausrückhebel 210 wird dadurch in seinem Drehwinkel nicht beeinflusst. An einem von der ersten Drehachse 205 entfernten Ende umfasst das Stützelement 110 einen gebogenen Abschnitt, in dem das obere Ende des Ausrückhebels 210 zu liegen kommt, wenn der Drehwinkel des Ausrückhebels 210 entsprechend ist. Dieser Zustand ist in 2B dargestellt. Durch das Einrasten des oberen Endes des Ausrückhebels 210 am gebogenen Abschnitt 220 des Stützelements 110 bewirken nach unten oder nach rechts gerichtete Kräfte auf das Stützelement 110 auch in dieser Position kein Verdrehen des Ausrückhebels 210.
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Die Winkelstellung des Ausrückhebels 210 wird gesteuert, indem ein Seilzug 225 reibschlüssig um eine Rolle 230 geführt ist, die drehmomentschlüssig mit der zweiten Drehachse 215 mit dem Ausrückhebel 210 verbunden ist. Der Seilzug 225 kann einseitig oder zweiseitig ausgeführt sein und beispielsweise einen Bowdenzug umfassen. Die Betätigung des Seilzugs 225 erfolgt translatorisch durch die Antriebseinrichtung 115 aus 1.
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3 zeigt eine zweite Verstelleinrichtung 120 für die Insassenstütze 105 aus 1. Anstelle des Ausrückhebels 210 der oben mit Bezug auf 2 dargestellten Ausführungsform wird hier eine horizontal verschiebbare Walze 305 verwendet, um das Stützelement 110 unterschiedlich weit nach oben zu klappen. Die Walze 305 ist in einer linken und einer rechten Position dargestellt; dazu korrespondierend ist das Stützelement 110 in einer oberen Verstellposition B bzw. einer unteren Verstellposition A dargestellt. Die Walze 305 wird mittels des Seilzugs 225 nach links bzw. rechts verschoben. Die Position des Stützelements 110 ist durch einen Berührungspunkt mit der Walze 305 und einem Berührungspunkt der Walze 305 mit einem horizontalen Führungselement 310 definiert, welches am Sitz 100 aus 1 fixiert ist.
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4 zeigt eine dritte Verstelleinrichtung 120 für die Insassenstütze 105 aus 1. Die Verstellung des Stützelements 110 erfolgt hier mithilfe eines Kniehebelgelenks 405. 4A zeigt das Stützelement 110 in der unteren Verstellposition A, 4B in der oberen Verstellposition B. Die folgenden Ausführungen betreffen beide Darstellungen von 4A und 4B.
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In bekannter Weise umfasst das Kniehebelgelenk 405 eine erste Stütze 410 und eine zweite Stütze 415, die mittels einer dritten Drehachse 420 drehbar miteinander verbunden sind. Die erste Stütze 410 ist darüber hinaus mittels einer vierten Drehachse 425 mit dem Stützelement 110 und die zweite Stütze 415 mittels einer fünften Drehachse 430 drehbar mit einer Halterung 435 verbunden. Die Halterung 435 ist am Sitz 100 aus 1 fixiert.
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Die translatorische Bewegung des Seilzugs 225 wird auf die dritte Drehachse 420 übertragen. Das Kniehebelgelenk 405 kann derart ausgelegt sein, dass nach rechts bzw. nach unten wirkende Kräfte auf das Stützelement 110 vollständig vom Kniehebelgelenk 405 aufgenommen werden, so dass eine selbstsperrende Verstelleinrichtung 120 realisiert sein kann, in der diese Kräfte nicht über den Seilzug 225 an die Antriebseinrichtung 115 vermittelt werden.
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5 zeigt eine vierte Versteileinrichtung 120 für die Insassenstütze 105 aus 1. In einer Überlagerung ist das Stützelement 110 in der unteren Verstellposition A und in der oberen Verstellposition B dargestellt.
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Ein Träger 505 ist am Sitz 100 aus 1 fixiert. Bevorzugterweise umfasst der Träger 505 ein profiliertes Blech zur Erhöhung der Stabilität. Am Träger 505 ist eine Aufnahme 510 angebracht, in der ein kreisbogenförmiger Abschnitt einer Schiene 515 entlang des Kreisbogens verschiebbar gelagert ist. Ein oberes Ende der Schiene 515 ist mit dem Stützelement 110 verbunden. Dazu ist an der Schiene 515 ein erstes Verbindungselement 520 und am Stützelement 110 ein zweites Verbindungselement 525 angebracht. Die beiden Verbindungselemente 520, 525 korrespondieren zueinander und stellen einen Kraftschluss zwischen dem Stützelement 110 und der Schiene 115 her.
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In der Aufnahme 510 sind auf einer Außenseite der Schiene 515 zwei Vertiefungen 530 ausgeformt, in denen jeweils ein Gleitelement 535 angeordnet ist. Die Gleitelemente 535 tragen zu einer reibungsarmen Bewegung der Schiene 515 in der Aufnahme 510 bei.
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Im oberen Bereich von 5 ist eine auf das obere Ende des Stützelements 110 nach links wirkende Kraft F1 dargestellt und in einem unteren Bereich ist eine auf das untere Ende der Schiene 515 nach links wirkende Kraft F2 dargestellt. F2 entsprecht einer Verstellkraft, welche das Stützelement 110 von der unteren Verstellposition A in die obere Verstellposition B verbringt. F1 entspricht einer Kraft, die ein Insasse des Sitzes 100 aus 1 im Fall eines seitlichen Aufpralls des Sitzes 100 aus 1 auf ein Hindernis auf das Stützelement 110 ausübt. Die in der Aufnahme 510 verschiebbar gelagerte Schiene 515 lenkt die beiden Kräfte F1 und F2 im Wesentlichen so um, so dass sie gegeneinander wirken. Dabei hängt ein Grad der Umlenkung der Kräfte F1 und F2 umgekehrt von einem Reibungskoeffizienten der Schiene 515 zur Aufnahme 510 ab. Ist die Reibung gering, so erfolgt die Umlenkung der Kräfte F1, F2 verlustarm, ist die Reibung jedoch hoch, so wird ein Teil der umgelenkten Kräfte F1, F2 in einem Eingriffsbereich zwischen der Schiene 515 und der Aufnahme 510 in Wärme umgesetzt.
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Die in den Vertiefungen 530 teilweise aufgenommenen Gleitelemente 535 bestehen aus einem reibungsarmen und elastisch verformbaren Material, beispielsweise einem entsprechenden Kunststoff. Durch die beide nach links wirkenden Kräfte F1 und F2 wird die Schiene 515 nach links gegen die Gleitelemente 535 gepresst, so dass diese komprimiert werden. Übersteigen die nach links wirkende Kräfte ein vorbestimmtes Maß, so werden die Gleitelemente 535 so weit zusammengepresst, dass die Schiene 515 in einem Außenbereich in Reibschluss mit der Aufnahme 510 gelangt. Ab dieser vorbestimmten Kraft steigt ein Anteil der Kräfte F1, F2, die nicht ineinander umgewandelt werden, sondern durch Reibkräfte an der Aufnahme 510 in Wärme umgesetzt werden, weiter an.
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Steigt die Kraft F1 beispielsweise in Form eines seitlichen Aufpralls des Kraftfahrzeugs, in dem der Sitz 100 angebracht ist, sprunghaft an, so wird das Stützelement 110 nach links gedrückt und die Schiene 515 gleitet entgegen dem Uhrzeigersinn durch die Aufnahme 510. Die durch die Antriebseinrichtung 115 in 1 aufgebracht Kraft F2 bewirkt dabei ein Auswandern der Schiene 515 nach links, so dass die Gleitelemente 535 komprimiert werden und ein Teil der Kraft F1 im Reibschluss der Schiene 515 mit der Aufnahme 510 in Wärme umgesetzt wird, während ein anderer Teil an die Antriebseinrichtung 115 weitergegeben wird. Die Antriebseinrichtung 115 umfasst vorzugsweise eine Rutschkupplung, so dass die Kraft F2 ein vorbestimmtes Maß nicht übersteigt.
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Auf die skizzierte Weise kann zum Abbremsen eines Insassen des Sitzes 100 in 1 eine definierte Stützkraft durch das Stützelement 110 auf den Insassen ausgeübt werden, wobei die Stützkraft begrenzt ist, so dass der Insasse vor Verletzungen durch das Stützelement 110 geschützt ist. Dabei wird das Stützelement 110 von der oberen Verstellposition B, in der eine maximale Haltekraft an den Insassen vermittelbar ist, in die untere Verstellposition A gedrückt. Dieser Verstellvorgang erfolgt unabhängig von einer Ansteuerung bzw. einem Antrieb der Verstelleinrichtung 120 durch die Antriebseinrichtung 115. Beim Herunterklappen des Stützelements 110 von der oberen Verstellposition B in die untere Verstellposition A wird ein Impuls des Insassen in kontrollierter Weise abgebaut, so dass weder der Insasse, noch die Verstelleinrichtung 120 Schaden nehmen.
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Die Betätigung der Verstelleinrichtung 120 erfolgt bevorzugt mittels eines Bowdenzugs oder eines Seilzugs 225 translatorisch am unteren Ende der Schiene 515.
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6 zeigt eine weitere Ansicht der Verstelleinrichtung 120 aus 5. Die Darstellung ist perspektivisch, wobei die Schiene 515 zu Darstellungszwecken aus der Aufnahme 510 herausgelöst und verdreht ist. Die translatorische Übermittlung der Verstellkraft von der Antriebseinrichtung 115 von 1 auf die Schiene 515 erfolgt mittels eines Bowdenzugs 605. Der Bowdenzug 605 umfasst eine Hülle 610, die in axialer Richtung an der Schiene 515 abgestützt ist, und eine Seele 615, die aus dem axialen Ende der Hülle 610 austritt und in einem Schraubgewinde 620 endet. An der Aufnahme 510 ist eine Durchführung 625 ausgebildet, durch die das Schraubgewinde 620 der Seele 615 durchgeführt und mit einer Mutter gesichert werden kann. Wird dann die Schiene 515 in die Aufnahme 510 eingesetzt und die Seele 615 durch die Hülle 610 nach rechts zurückgezogen, so wird die Schiene 515 im Uhrzeigersinn durch die Aufnahme 510 geschoben, so dass das Stützelement 110 von einer unteren in eine obere Position gelangt.
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In einer alternativen Ausführungsform kann der Bowdenzug 605 in bekannter Weise auch so verlegt werden, dass die Hülle 610 an der Aufnahme 510 und die Seele 615 an der Schiene 515 abgestützt ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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