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Die Erfindung betrifft eine Verstellvorrichtung für ein schwenkbar an einer Fahrzeugkomponente eines Fahrzeugs angeordnetes Verstellteil mit wenigstens einem Stellelement, welches einerseits mit dem Verstellteil gekoppelt ist und andererseits mit einer Antriebseinheit verbunden ist.
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Motorisch oder manuell angetriebene Stellvorrichtungen für verschwenkbare Verstellteile, wie bspw. Seitenwangen und Kopfstützen von Fahrzeugsitzen, Spoiler oder Klapptaschen kommen in vielfältiger Weise in Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen zum Einsatz.
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So ist aus der
DE 10 2007 009 891 A1 eine gattungsbildende Verstellvorrichtung zum Verstellen einer Seitenwange eines Fahrzeugsitzes bekannt, die ein mit der Seitenwange gekoppeltes Stellelement umfasst, welches mit einer pneumatisch betätigbaren Antriebseinheit verbunden ist, die als aufblasbare Blase ausbildet ist.
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Ferner beschreibt auch die
DE 10 2005 001 646 A1 eine Verstellvorrichtung zum Verstellen einer Seitenwange eines Fahrzeugsitzes, bei der die Seitenwangen um eine zur Längsachse des Sitzkissens bzw. der Rückenlehne parallelen Achse verschwenkbar am Sitzrahmen bzw. am Rückenlehnenrahmen angeordnet sind, wobei die Verstellung dieser Seitenwange über ein Stelleelement mittels eines elektrischen Stellmotors erfolgt, dessen Antriebsachse achsparallel zu deren Schwenkachse ausgerichtet ist und der Antrieb über eine zweistufige Getriebeanordnung erfolgt.
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Nachteilig bei diesen bekannten Verstellvorrichtungen ist deren hoher Bauraumbedarf, insbesondere im Bereich des Stellelements.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, gegenüber dem Stand der Technik eine verbesserte Verstellvorrichtung zu schaffen, welche einen platzsparenden und einfachen konstruktiven Aufbau aufweist.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Verstellvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
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Eine solche Verstellvorrichtung für ein schwenkbar an einer Fahrzeugkomponente eines Fahrzeugs angeordnetes Verstellteil mit wenigstens einem Stellelement, welches einerseits mit dem Verstellteil gekoppelt ist und andererseits mit einer Antriebseinheit verbunden ist, zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass
- – das Stellelement stangenförmig mit einem gekröpften Endabschnitt ausgebildet ist,
- – das Stellelement einenends über den gekröpften Endabschnitt mit einem Koppelelement des Verstellteils schwenkbar gekoppelt ist und andernends zur Erzeugung einer kreisbahnförmigen Bewegung des Endabschnittes des Stellelementes axial drehbar in einem Drehlager der Fahrzeugkomponente gelagert ist,
- – das Koppelement als Kulisse mit einem Kulissenstein ausgebildet ist,
- – der gekröpfte Endabschnitt des Stellelements endseitig mit dem Kulissenstein axial drehbar verbunden ist, und
- – die Antriebseinheit zur Erzeugung der axialen Drehbewegung des Stellelements mit dessen Kulissenstein verbunden ist
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Bei dieser erfindungsgemäßen Verstellvorrichtung wird in überraschend einfacher Weise die Verstellfunktion durch das Verdrehen eines gekröpften stangenförmigen Stellelementes erreicht, da der gekröpfte Endabschnitt des Stellelementes bei einer axialen Drehbewegung des Stellelements eine Kreisbewegung ausführt, die zum Verschwenken des Verstellteils, vorzugsweise einer Seitenwange eines Fahrzeugsitzes genutzt wird. In Abhängigkeit des Verdrehwinkels des Stellelements stellt sich ein bestimmter Schwenkwinkel des Verstellteils ein.
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Bei einer Verstellvorrichtung zur Verstellung einer Seitenwange eines Fahrzeugsitzes übernimmt ein solches stangenförmiges Stellelement gleichzeitig auch die Abstützung der Seitenführungskräfte. Damit wird eine Verstellvorrichtung mit einem äußerst kompakten Aufbau bereitgestellt, die im Kfz-Bereich nicht nur zur Verstellung von Seitenwangen für Fahrzeugsitze geeignet ist, sondern immer dann anwendbar ist, wenn verschwenkbar gelagerte Verstellteile um einen geringen Winkelbetrag verstellt werden sollen.
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Das Koppelement ist als Kulisse mit einem Kulissenstein ausgebildet, wobei der gekröpfte Endabschnitt des Stellelements endseitig mit dem Kulissenstein axial drehbar verbunden ist. Damit ergibt sich eine einfache Kinematik der Verstellvorrichtung, wodurch auch die Anfälligkeit für Funktionsstörungen reduziert wird.
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Vorzugsweise ist der Kulissenstein als kreisförmige Kulissenscheibe ausgebildet, um die bei einer axialen Drehbewegung des Stellelements erzeugte Bewegung des Kulissensteins in einem Kulissenraum der Kulisse zu ermöglichen. Dies führt zu einem robusten Zusammenwirken des Kulissenraums mit der Kulissenscheibe. Ferner ist es auch möglich, bei einer kreisförmigen Kulissenscheibe den zugehörigen Kulissenraum mit einer Kulissenbahn auszugbilden, welche die bei einer axialen Drehbewegung des Stellelements erzeugte Bewegung der Kulissenscheibe in dem Kulissenraum ermöglicht.
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Der Kulissenraum wird gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung in konstruktiv einfacher Weise dadurch gestaltet, dass der Kulissenraum mit einer im Wesentlichen senkrecht zur Schwenkebene des Verstellteils angeordneten Gleitebene für den Kulissenstein ausgebildet ist.
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Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich dadurch, dass ein weiteres Stellelement mit einem gekröpften Endabschnitt und einem weiteren endseitigen Kulissenstein vorgesehen ist, wobei die Kulisse ausgebildet ist die Bewegung der Kulissensteine der beiden Stellelemente synchron in dem Kulissenraum der Kulisse zu ermöglichen. Damit wird eine höhere Stabilität der Verstellvorrichtung erreicht, insbesondere auch eine stabile Bewegung des Stellelements, vorzugsweise einer Seitenwange eines Fahrzeugsitzes, auch unter einer statischen Belastung sichergestellt.
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Dabei sind diese beiden Stellelemente weiterbildungsgemäß derart ausgebildet, dass diese zur Erzeugung einer Schwenkbewegung des Verstellteils bei einer axialen Drehbewegung der beiden Stellelemente eine synchrone Bewegung der Kulissensteine in entgegensetzten Richtungen ermöglichen.
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Die Antriebseinheit ist zur Erzeugung einer axialen Drehbewegung wenigstens eines Stellelements mit dessen Kulissenstein verbunden. Vorzugsweise ist dabei die Antriebseinheit als Seilzugvorrichtung mit einer Seilzughülle und einer Seilzugseele ausgebildet, wobei die Seilzugseele mit dem Kulissenstein verbunden ist. Durch die Verwendung einer Seilzugvorrichtung ist der hierfür erforderliche Bauraum sehr gering, insbesondere im Bereich des Verstellteils.
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Bei einer Realisierung der Verstellvorrichtung mit zwei stangenförmigen Stellelementen mit jeweils einem gekröpften Endabschnitt ist es gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung besonders vorteilhaft, wenn zur Erzeugung der synchronen Bewegung der Kulissensteine der beiden Stellelemente in entgegengesetzten Richtungen die Seilzughülle der Seilzugvorrichtung mit einem Kulissenstein und die Seilzugseele der Seilzugvorrichtung mit dem anderen Kulissenstein verbunden ist. Dies führt zu einem konstruktiv einfachen Aufbau der Verstellvorrichtung. Vorzugsweise sind dabei die Kulissensteine der beiden Stellelemente über eine Rückstellfeder miteinander verbunden. Hierbei bleibt der Vorteil eines geringen Bauraumbedarfs erhalten. Mit einer solchen erfindungsgemäßen Verstellvorrichtung wird auch eine geringe Montagekomplexität erzielt, so dass Montagfehler nahezu ausgeschlossen sind.
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Neben der Verwendung der erfindungsgemäßen Verstellvorrichtung zur Verstellung von Seitenwangen von Fahrzeugsitzen können auch deren Kopfstützen oder verschwenkbare Seitenkopfpolster von Kopfstützen mit einer solchen Verstellvorrichtung verstellt werden. Ferner kann diese erfindungsgemäße Verstellvorrichtung zum Öffnen von an der Innenverkleidung, bspw. einer Fahrzeugtür angebrachte Klapptaschen verwendet werden, ferner auch Funktionsgruppen, wie bspw. Aschenbecher abdeckende Klappen können damit verstellt werden. Schließlich ist es auch möglich, einen Spoiler eines Fahrzeugs mit einer erfindungsgemäßen Verstellvorrichtung zu verstellen.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren ausführlich beschrieben. Es zeigen:
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1 eine perspektivische Darstellung einer Rahmenstruktur einer Rückenlehne eines Fahrzeugsitzes mit einer Verstellvorrichtung zur Verstellung von Seitenwangen der Rückenlehne gemäß der Erfindung,
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2 eine perspektivische Detaildarstellung eines Seitenwangenbereichs der Rahmenstruktur nach 1,
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3a eine schematische Darstellung einer Draufsicht eines Fahrzeugsitzes mit einer Verstelleinrichtung gemäß der Erfindung zur Erläuterung von dessen Funktionsprinzips,
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3b eine Schemadarstellung der Stellelemente einer erfindungsgemäßen Verstellvorrichtung zur Erläuterung von deren Funktionsweise, und
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4 perspektivische Darstellungen des Seitenwangenbereichs nach 2 in unterschiedlichen Verschwenkpositionen der Verstellvorrichtung.
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1 zeigt eine Rahmenstruktur 1 einer Rückenlehne eines Fahrzeugsitzes, an dessen beiden Seitenrahmen 1a und 1b jeweils ein Seitenwangenflügel 2a einer Seitenwange 2 über eine Schwenkachse 15 und zugehörigen Schwenklagern 16a und 16b verschwenkbar angelenkt ist.
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In dieser 1 und in den 2 und 4 sind die Polsterungen des Fahrzeugsitzes nicht dargestellt. So werden sowohl die Rahmenstruktur 1 der Rückenlehne mit einer Rückenlehnenpolsterung als auch die Seitenwangenflügel 2a zur Bildung einer Seitenwange 2 mit einer von der Rückenlehnenpolsterung unabhängigen Polsterung ausgestattet. 3a zeigt andeutungsweise eine Seitenwange 2 mit einem gepolsterten Seitenwangenflügel 2a.
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Eine Verstellvorrichtung zum Verschwenken der Seitenwangen 2 einer Rückenlehne eines Fahrzeugsitzes ist in 1 und im Detail vergrößert in 2 dargestellt.
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Hiernach umfasst diese Verstellvorrichtung als Stellelemente 3 und 4 zwei Rundstäbe mit jeweils einem gekröpften Endabschnitt 3a und 4a. Diese Rundstäbe 3 und 4 werden jeweils axial drehbar von einem Drehlager 11 bzw. 12 aufgenommen, die an einer mit dem Seitenrahmen 1a verbundenen Montageplatte 10 angeformt sind. Der gekröpfte Endabschnitt 3a bzw. 4a endet drehbar in einer kreisförmigen Kulissenscheibe 8 bzw. 9. Diese Kulissenscheiben 8 und 9 sind jeweils als Kulissenstein für eine Kulisse 7 mit einem Kulissenraum 13 für die beiden Kulissenscheiben 8 und 9 ausgebildet. Diese Kulisse 7 mit den Kulissensteinen 8 und 9 bilden ein Koppelelement 6 zwischen den beiden Rundstäben 3 und 4 und dem Seitenwangenflügel 2a.
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Eine Antriebseinheit 5 umfasst einen mit dem Koppelelement 6 verbundenen Bowdenzug als Seilzugvorrichtung mit einer Seilzughülle 5a, welche mit der Kulissenscheibe 8 verbunden ist und einer Seilzugseele 5b, die an die weitere Kulissenscheibe 9 angelenkt ist. Ferner sind die beiden Kulissenscheiben 8 und 9 mittels einer Druckfeder als Rückstellfeder 14 verbunden, welche eine vorspannende Federkraft zwischen den beiden Kulissenscheiben 8 und 9 erzeugt, die die beiden Kulissenscheiben 8 und 9 in entgegengesetzten Richtungen auseinanderdrückt. Die Druckfeder 14 kann als Schraubenfeder ausgebildet werden. Die Seilzugvorrichtung 5 kann elektrisch, pneumatisch oder manuell betätigt werden.
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Bei einer Betätigung der Seilzugvorrichtung 5 wird die dadurch erzeugte Zugkraft auf die beiden Kulissenscheiben 8 und 9 übertragen, die diese aufeinander zu bewegen lässt, wodurch eine synchrone Drehbewegung der beiden Rundstäbe 3 und 4 jeweils in entgegensetzte Richtung bewirkt wird. Aufgrund der gekröpften Endabschnitte 3a und 4a der beiden Rundstäbe 3 und 4 bewegen sich deren Enden, die mit der Kulissenscheibe 8 bzw. 9 verbunden sind, auf einer Kreisbahn, deren senkrecht zur Schwenkachse 15 gerichtete Bewegungskomponente eine Schwenkbewegung des Seitenwangenflügels 2a bewirkt. Diese Funktionsweise wird anhand der 3a und 3b näher erläutert.
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3a zeigt eine Draufsicht auf einen Seitenrahmen 1a der Rahmenstruktur 1 einer Rückenlehne, die einen gepolsterten Seitenwangenflügel 2a als Seitenwange 2 zeigt, wobei ein Rundstab 3 bzw. 4 mit einem über dessen gekröpften Endabschnitt 3a bzw. 4a mit dem Seitenwangenflügel 2a gekoppelt ist. In dieser 3a sind zwei Positionen P1 und P2 des Rundstabes 3 bzw. 4 dargestellt, die zwei unterschiedlichen Schwenkwinkeln des Seitenwangenflügels 2a entsprechen. Eine synchrone axiale Drehbewegung D der beiden in den Drehlagern 11 und 12 gelagerten Stellelemente 3 und 4 aus der Position P1 bewirkt jeweils eine Kreisbewegung des Stabendes der gekröpften Endabschnittes 3a und 4a, so dass mit dieser Kreisbewegung auch der Seitenwangenflügel 2a in die Position P2 verschwenkt.
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3b zeigt die gleiche Situation wie 3a, jedoch in einer Sicht auf die Ebene des Seitenwangenflügels 2a, in der beide Rundstäbe 3 und 4 sichtbar sind. Die beiden Rundstäbe 3 und 4 sind achsensymmetrisch zueinander angeordnet (vgl. Achse A) und behalten in jeder Schwenkstellung des Seitenwangenflügels 2a diese Achsensymmetrie bei. Von beiden Rundstäben 3 und 4 wird eine symmetrische Drehbewegung aus der Position P1 derart ausgeführt, dass sich deren Abstand bei Erreichen der Position P2 um einen durch Pfeile F1 symbolisierten Weg verringert hat und sich gleichzeitig die Stabenden der gekröpften Endabschnitte 3a und 4a der beiden Rundstäbe 3 und 4 aus der in der Position P1 gebildeten Ebene um einen durch einen Pfeil F2 symbolisierten Weg heraus bewegt haben, welcher auch in 3a dargestellt ist. Mit diesem Prinzip der Verdrehung von gekröpften Rundstäben lassen sich Schwenkwinkel bis ca. 60° erreichen.
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Die Erzeugung einer synchronen Drehbewegung der beiden Rundstäbe 3 und 4 erfolgt nicht durch deren direkten Antrieb, sondern über die in der Kulisse 7 geführten Kulissenscheiben 8 und 9, wie im Folgenden anhand der 2 und 4 erläutert werden soll. Aus Übersichtlichkeitsgründen sind in den 4 die Seilzugvorrichtung 5 mit der Seilzughülle 5a und der Seilzugseele 5b sowie die Rückstellfeder 14 nicht dargestellt.
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Aus diesen Figuren ist zunächst ersichtlich, dass die an der Montageplatte 10 angeformten Drehlager 11 und 12 nicht parallel verlaufen, sondern leicht geneigt zueinander ausgerichtet sind. Ferner weist die Kulisse 7 einen Kulissenraum 13 auf, der eine Kreisbewegung der beiden Kulissenscheiben 8 und 9 ermöglicht, wobei auch diese beiden Kulissenscheiben 8 und 9 drehbar an den kreisenden Stabenden der gekröpften Endabschnitte 3a und 4a der Rundstäbe 3 und 4 angeordnet sind. Dieser Kulissenraum 13 der Kulisse 7 erstreckt sich in der Ebene des Seitenwangenflügels 2a, um die Kreisbewegungskomponente in dieser Ebene zu ermöglichen und weist hierzu in dieser Ebene eine Gleitebene 13b mit einer Berandung 13a auf, die die Bewegung der beiden Kulissenscheiben 8 und 9 begrenzt und daher im Wesentlichen aus kreisbogenförmigen und bogenförmigen Abschnitten 17a, 17b, 18a und 18b besteht. Im Ganzen ist dieser Kulissenraum 13 mit der Gleitebene 13b und der Berandung 13a im Wesentlichen nierenförmig ausgebildet, wobei Einführöffnungen 13c für die beiden Rundstäbe 3 und 4 vorgesehen sind, die durch ein dazwischen angeordnetes Begrenzungselement 19 begrenzt werden.
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Die in den 1 und 2 dargestellte Schwenkposition des Seitenwangenflügels 2a stellt eine Ausgangsposition dar, die in den Figuren als P1 bezeichnet wird. In dieser Position werden die beiden Kulissenscheiben 8 und 9 von der Rückstellkraft der Rückstellfeder 14 gehalten und liegen dabei an den kreisbogenförmigen Abschnitten 17a und 17b der Kulissenbahn 13a an, wie dies insbesondere aus 4a ersichtlich ist.
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Bei einer Betätigung der Seilzugvorrichtung 5 bewirkt die dadurch erzeugte Zugkraft, dass die beiden Kulissenscheiben 8 und 9 sich aufeinander zubewegen und dabei jeweils entlang eines bogenförmigen Abschnittes 18a bzw. 18b der Kulissenbahn 13a gleiten, wie dies in den 4b bis 4d dargestellt ist. Dies bewirkt eine symmetrische Drehbewegung der beiden Rundstäbe 3 und 4 in den Drehlagern 11 und 12, so dass die Stabenden der gekröpften Endabschnitte 3a und 4a eine Kreisbewegung ausführen. Dabei bewirkt die senkrecht zur Gleitebene 13b des Kulissenraums 13 gerichtete Bewegungskomponente der Stabenden der gekröpften Endabschnitte 3a und 4a ein Verschwenken des Seitenwangenflügels 2a in Richtung der Position P2 (vgl. 3). Die in der Gleitebene 13b verlaufende Bewegungskomponente der Stabenden der gekröpften Endabschnitte 3a und 4a wird durch die aufeinander zulaufende Bewegung der Kulissenscheiben 8 und 9 in dem Kulissenraum 13 aufgenommen.
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Die 4e zeigt die Position P2 (vgl. 3) als Endposition, in der der Seitenwangenflügel 2a vollständig in Richtung der Rückenlehne verschwenkt ist. Diese Position P2 wird im Wesentlichen durch das Begrenzungselement 19 bestimmt, an dem die beiden Rundstäbe 3 und 4 in dieser Position P2 anlegen.
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Wird die Seilzugvorrichtung 5 in umgekehrter Richtung betätigt, also entlastet, bewirkt die Rückstellkraft der Rückstellfeder 14, dass die beiden Kulissenscheiben 8 und 9 über eine axiale Drehbewegung der beiden Rundstäbe 3 und 4 wieder in ihre Ausgangsposition P1 gemäß den 2 und 4a gedrückt werden, so dass dadurch der Seitenwangenflügel 2a ebenso wieder bis in seine Ausgangsposition P1 zurück verschwenkt werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Rahmenstruktur einer Rückenlehne eines Fahrzeugsitzes
- 1a
- Seitenrahmen der Rahmenstruktur 1
- 2
- Seitenwange des Fahrzeugsitzes
- 2a
- Seitenwangenflügel der Seitenwange
- 3
- Stellelement
- 3a
- gekröpfter Endabschnitt des Stellelements 3
- 4
- weiteres Stellelement
- 4a
- gekröpfter Endabschnitt des Stellelements 4
- 5
- Antriebseinheit, Seilzugvorrichtung
- 5a
- Seilzughülle der Seilzugvorrichtung 5
- 5b
- Seilzugseele der Seilzugvorrichtung 5
- 6
- Koppelelement
- 7
- Kulisse des Koppelelements 6
- 8
- Kulissenstein, Kulissenscheibe des Koppelelements 6
- 9
- Kulissenstein, Kulissenscheibe des Koppelelements 6
- 10
- Montageplatte
- 11
- Drehlager der Montagplatte
- 12
- Drehlager der Montagplatte
- 13
- Kulissenraum
- 13a
- Kulissenbahn des Kulissenraums 13
- 13b
- Gleitebene des Kulissenraums 13
- 13c
- Einführöffnung für Stellelement 3 bzw. 4
- 14
- Rückstellfeder
- 15
- Schwenkachse
- 16a
- Schwenklager des Seitenwangenflügels 2a
- 16b
- Schwenklager des Seitenwangenflügels 2a
- 17a
- kreisbogenförmiger Abschnitt der Kulissenbahn 13a
- 17b
- kreisbogenförmiger Abschnitt der Kulissenbahn 13a
- 18a
- bogenförmiger Abschnitt der Kulissenbahn 13a
- 18b
- bogenförmiger Abschnitt der Kulissenbahn 13a
- 19
- Begrenzungselement des Kulissenraums 13
