-
Die Erfindung betrifft einen verstellbaren Fahrzeugsitz nach dem Oberbegriff des ersten Patentanspruchs.
-
Allgemein ist die Verwendung von Viergelenkgetrieben für die Sitzverstellung bekannt, wobei eine manuelle oder motorisch angetriebene Verstellung realisiert wird. Da die Längenverstellung nicht ausreichend ist, muss der Sitz zusätzlich in Laufschienen, die am Fahrzeugboden befestigt sind, verschoben werden.
-
In der Druckschrift
DE 37 18 126 A1 wird eine derartige kombinierte Sitzlängen- und -höhenverstellung für Fahrzeugsitze, insbesondere Vordersitze von Personenkraftwagen beschrieben, welche aus einer mit Hilfe eines ersten Schalters betätigbaren horizontalen Sitzlängenverstellung sowie einer mit Hilfe eines zweiten Schalters unabhängig von der Sitzlängenverstellung betätigbaren motorbetriebenen vertikalen Sitzhöhenverstellung besteht. Dabei ist im Hinblick auf eine Vermeidung von erforderlichen Nachverstellungen der Sitzlänge vorgesehen, dass bei Aktivierung der vertikalen Sitzhöhenverstellung eine gleichzeitige Aktivierung der horizontalen Sitzlängenverstellung in dem Sinne auslösbar ist, dass entsprechend einer resultierenden Gesamtbewegung des Fahrzeugsitzes entlang eines Kreisbogens der Abstand zwischen dem Fersenpunkt und mit Hüftpunkt einer den jeweiligen Fahrzeugsitz benutzenden Person aufrechterhalten wird.
-
Nachteilig ist die Bedienung von zwei Schaltern zur Erzielung einer horizontalen und einer vertikalen Sitzverstellung. Aus der Druckschrift 102 26 733 B4 ist eine Halterung für ein Sitzteil eines Fahrzeugsitzes, mit einem in einem vorderen chassisseitigen Anlenkpunkt befestigten vorderen Lenker, einem in einem hinteren chassisseitigen Anlenkpunkt befestigten hinteren Lenker, einem vorderen Verbindungslenker, der zwischen dem vorderen Lenker und dem Sitzteil angeordnet und mit diesen jeweils gelenkig verbunden ist, einem hinteren Verbindungslenker, der zwischen dem hinteren Lenker und dem Sitzteil angeordnet und mit diesen jeweils gelenkig verbunden ist, und einer Koppeleinrichtung zwischen dem vorderen Lenker und dem hinteren Lenker, und wobei eine Neigungsvorrichtung vorgesehen ist. Die Neigungsverstellung erfordert wiederum einen erhöhten konstruktiven Aufwand.
-
Aus der Druckschrift
DE 40 10 451 C2 ist ein Sitz für ein Kraftfahrzeug bekannt, der über eine parallelogrammartige Viergelenkkette manuell verstellbar ist. Die Verstellung entgegen der Fahrtrichtung erfolgt entgegen der Federkraft einer einzigen Feder, die zwischen dem Boden des Kraftfahrzeuges und einem Hebel des Viergelenks angeordnet ist. Diese Lösung ist konstruktiv sehr einfach gestaltet und die Sitzverstellung relativ unkomfortabel.
-
Ein Fahrzeugsitz, welcher in Führungsschienen in Längsrichtung verstellbar ist und dessen Neigung durch eine weitere Verstelleinrichtung veränderbar ist, wird in
DE 26 47 288 A1 beschrieben. Durch ein Zahnradgetriebe sind vor Verstelleinrichtung für die Längsverstellung und die Verstelleinrichtung für die Neigungsverstellung zwangsläufig gekoppelt. Die Verstellung ist in relativ geringen Bereichen realisierbar.
-
Ein Führungsgetriebe mit reversierenden Hub- und Drehbewegungen unter Anwendung eines Koppelsystems mit einer Kinematik in symmetrischer und zyklometrischer Spiegelfunktion wird in der Druckschrift
DE 40 39 057 A1 beschrieben. Eine Pendeldrehung ist dabei rast- und gangpolar so gekoppelt, dass zwischen einem statischen Raumpunkt und einem momentanen Raumpunkt eine geradlinige Verschiebung erfolgt. Eine geradlinige Verschiebung ist jedoch oft nicht erwünscht und ergonomisch unvorteilhaft.
-
Weiterhin werden die Anforderungen an die Ergonomie teilweise nur mangelhaft umgesetzt.
-
Aus der Druckschrift
EP 1 224 093 B1 ist eine Vorrichtung zum Verstellen der Höhen- und Längsposition sowie der Neigung eines schwenkbaren Sitzteiles eines Fahrzeugsitzes relativ zu einer Bodenstruktur des Fahrzeugs, mit einem Getriebe, das einen aus mindestens einem Gelenkviereck gebildeten Getriebeteil umfasst, der eine Basis, zwei Schwingen und eine Koppel aufweist, wobei die Basis in einer im wesentlichen zu einer Sitzlängsachse parallel verlaufenden Ebene angeordnet ist und die Schwingen um im wesentlichen parallel zu einer Sitzquerachse verlaufende Drehachsen verschwenkbar sind und wobei das Getriebe zwei jeweils aus mindestens einem Gelenkviereck gebildete Getriebeteile umfasst, die jeweils eine Basis, zwei Schwingen und eine Koppel aufweisen, wobei die Basis des ersten Getriebeteiles gegenüber der Bodenstruktur des Fahrzeugs festlegbar ist, die Koppel des ersten Getriebeteiles die Basis des zweiten Getriebeteiles bildet, die Koppel des zweiten Getriebeteiles gegenüber dem Sitzteil festgelegt ist und eine Schwinge des zweiten Getriebeteiles mit einer Schwinge des ersten Getriebeteiles zwangsläufig kinematisch gekoppelt ist, um den Hüftpunkt des Fahrzeuginsassen optimal zu positionieren.
-
Diese Lösung weist immer noch einen aufwendigen konstruktiven Aufbau auf. Aufgabe der Erfindung ist es, einen verstellbaren Fahrzeigsitz zu entwickeln, der bei einem einfachen konstruktiven Aufbau eine gleichzeitige vertikale und horizontale Verstellung auf einer Kurvenbahn gewährleistet, die den ergonomischen Anforderungen gerecht wird.
-
Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des ersten Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
-
Der verstellbare Fahrzeugsitz, welcher insbesondere für PKWs eingesetzt wird, weist einen Fahrzeugsitz mit einem Sitzbereich und einem Lehnenbereich auf und ist in Fahrtrichtung (in Richtung zum Lenkrad) und gleichzeitig in seiner Höhe verstellbar, wobei der Sitzbereich erfindungsgemäß mittels wenigstens einer Koppel eines Koppelgetriebes auf einer Bahnkurve verstellbar ist, und die Bahnkurve und damit die Bewegung des Fahrzeugsitzes aus einem Schnittpunkt von einer Rastpolbahn und einer Gangpolbahn bestimmt wird.
-
Die Bahnkurve des Sitzes ist dabei in Abhängigkeit von den biometrischen Mitteldaten bestimmt und wird in Abhängigkeit von der Körpergröße in der Höhe und im Abstand vom Lenkrad verstellt. Dabei wird vorgeschlagen, wie die optimale Sitzposition anhand der Körperdaten sein sollte, wobei es möglich ist, ein oder mehrere dafür relevante Körperdaten über geeignete Messungen zu erfassen. Beispielsweise ist es möglich, die Position der Augen zu bestimmen und den Sitz danach so zu verstellen, dass die Person, welche darin Platz genommen hat, in eine ergonomisch günstige Position durch die Verstellung des Sitzes auf der Bahnkurve bewegt wird. Dabei sollte die Augenhöhe aller Personen, nach der Verstellung des Sitzes im Wesentlichen gleich sein. Es ist dann möglich, die Sitzposition nachzukorrigieren. Der/die Sensoren zur Bestimmung der Augenhöhe und/oder des Abstandes der Augen von einem Referenzpunkt in Fahrtrichtung, z.B. vom Rückspiegel, können im Türbereich, beispielsweise in den Fensterhebern, im Bereich der Armaturenkonsole, in dem Rückspiegel oder im Bereich des Rückspiegels usw. angeordnet sein.
-
Zusätzlich oder alternativ kann die Lage der Sitzfläche anhand des H-Punktes (Punkt der Hüftpfanne), z.B. über die Messung des H-Punktes der Person, die im Sitz Platz genommen hat, eingestellt werden. Der H-Punkt spiegelt dabei die den Sitzbereich wider, den der Fahrzeugsitz mit Hilfe der Längs- und Höhenverstellung im Bereich von 5 Percentil Frau bis 95 Percentil Mann abdecken muss.
-
Der Verfahrweg des Sitzes in Richtung zur Längsachse des Fahrzeuges (X-Richtung) beträgt bis ca. 300mm, bevorzugt ca. 250mm und in der Höhe (Z-Richtung) bis ca. 100mm, bevorzugt ca. 80mm. Damit kann eine Sitzverstellung des Fahrzeugsitzes für eine kleine Person bis zu einer sehr großen Person zuverlässig abgedeckt werden.
-
Vorteilhafter Weise werden in den Sitz Drucksensoren integriert, über welche das Gewicht der Person bestimmt wird oder mit welchen bestimmt wird, ob eine Person in dem Sitz Platz genommen hat oder nicht. Weiterhin kann über die Drucksensoren erfasst werden, ob die Sitzposition ergonomisch günstig ist oder nicht und im letzteren Fall kann beispielsweise eine Nachkorrektur der Sitzposition vorgeschlagen bzw. vorgenommen werden.
-
Bevorzugt wird der Sitz entlang der Kurvenbahn so lange verstellt, bis ein Signal ausgegeben wird, dass eine für den jeweiligen Verwender ergonomisch günstige Sitzposition erreicht wurde. Dadurch, dass der Sitz auf nur einer Bahn gleichzeitig in der Höhe und in Längsrichtung des Fahrzeuges auf einer nicht linearen Kurvenbahn verstellbar ist, wird eine sehr einfache Verstellmöglichkeit geschaffen.
-
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und zugehöriger Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
-
1 die Getriebesskizze,
-
2 die Prinzipdarstellung des Koppelgetriebes,
-
3 die Seitenansicht des Koppelgetriebes aus Richtung des Antriebsmotors,
-
4 die gegenüberliegende Seitenansicht,
-
5 die dreidimensionale Ansicht aus Richtung des Motors, wobei sich die Koppelschwinge 3 mit dem Punkt N1 in der ersten Führungsnut in der obersten Position befindet,
-
6 die dreidimensionale Ansicht, wobei sich die Koppelschwinge 3 mit dem Punkt N1 in der ersten Führungsnut in einer mittleren Position befindet,
-
7 die dreidimensionale Ansicht, wobei sich die Koppelschwinge 3 mit dem Punkt N1 in der ersten Führungsnut in der untersten Position befindet,
-
8 die dreidimensionale Ansicht des Sitzverstellgetriebes mit dem Grundgestell des Sitzes.
-
Gemäß 1 ergibt sich nach der Getriebeskizze die Bewegung des Fahrzeugsitzes aus dem Schnittpunkt von einer Rastpol- und einer Gangpolbahn. Die Rastpolbahn R ergibt als Kreisbogen mit dem Radius AoB um Ao (gestellfest) gedreht. Die Gangpolbahn G ergibt sich aus dem Thaleskreis über der Geraden CD. Da das Getriebe ein gleichschenkliges Getriebe ist, muss auch nur auf eine Länge Einfluss genommen werden. Je nachdem, wie groß die Schenkellänge gewählt wird, desto größer oder kleiner wird die sich einstellende Bahnkurve KB an B, die die Verstellung des Fahrzeugsitzes vorgibt. Die Steigung α der linear verlaufenden Bahnkurve KB ergibt sich aus der Lage des Punktes B auf der Gangpolbahn G. Damit sind mit diesem Getriebe mehrere Varianten in der Steigung der Bahnkurve B möglich. Nach ergonomischen Vorgaben, sollte die Bahnkurve KB eine Steigung mit einem Winkel α von 13° aufweisen. Mit einer Schenkellänge von beispielsweise 85 mm ergeben sich damit eine Bahnkurvenlänge und damit ein maximaler Verstellweg des Fahrzeugsitzes von 210 mm. 2 zeigt ein Schaltbild des Koppelgetriebes, welches in 3 und 4 in den zwei Seitenansichten und den 4 bis 6 in dreidimensionaler Ansicht in verschiedenen Stellpositionen dargestellt ist. An einem Gestell 1 ist eine vordere erste Gestellschwinge 2 in einem Punkt Ao gestellfest aber drehbar gelagert. Die erste Gestellschwinge 2 ist in einem Punkt A mit einer ersten vorderen Koppelschwinge 3 drehbar verbunden. Eine Koppel 4, die mit dem Fahrzeugsitz verbunden ist oder eine Strebe es Fahrzeugsitzes bildet, ist dabei an einem ersten vorderen Ende in einem ersten Punkt N1 über ein Übertragungselement 10 mit der ersten Koppelschwinge 3 und an einem zweiten hinteren Ende in einem zweiten Punkt F an einer zweiten Koppelschwinge 5 gelagert. Weiterhin ist die erste Koppelschwinge 3 in dem Punkt N1 in einer ersten Führungsnut F1 und in einem Punkt N2 in einer zweiten Führungsnut F2 des Gestells 1 verschiebbar gelagert. Die erste Gestellschwinge 3 wird weiterhin in einem Punkt C mit einem ersten Ende einer Koppel-Gestellschwinge 7 verbunden, deren zweites Ende in einem Punkt D mit einer zweiten Gestellschwinge 6 gekoppelt ist. Die zweite Gestellschwinge 6 ist in einem gestellfesten Punkt Do mit dem Gestell 1 verbunden. Der Sitz ist an einem ersten Befestigungspunkt B1 am Übertragungselement 10 und an einem zweiten Befestigungspunkt B2 an der zweiten Koppelschwinge 5 befestigt. Ein Antrieb M (in 2 nicht dargestellt) ist mit der ersten Gestellschwinge 2 wirkverbunden und überträgt auf diese eine Drehbewegung, so dass sich die erste Gestellschwinge 2 um den gestellfesten Punkt Ao dreht und damit erste Koppelschwinge in dem Punkt N1 entlang der Führungsnut F und damit die Koppel 4 auf der Bahnkurve KB (s. 1) bewegt, die in Form einer Geraden mit einem Winkel α ausgebildet ist, so dass sich eine Parallelverschiebung der Befestigungspunkte B1 und B2 bei einem Antrieb der ersten Gestellschwingen ergibt. Dabei ergibt sich die Rastpolbahn als Kreisbogen mit einem ersten Radius Ao-B, wobei B in B1 und B2 aufgeteilt ist, um den ersten Lagerungspunkt Do der Koppel 4 und die Gangpolbahn aus dem Thaleskreis über einer Geraden zwischen C und D. Somit ist eine Verstellung der Befestigungspunkte B1, B2 des Sitzbereiches und damit des Fahrzeugsitzes nach ergonomischen Gesichtspunkten realisierbar, so dass die Befestigungspunkte des Fahrzeugsitzes von einer vorderen oberen Position für eine kleinere Person auf eine hintere untere Position für eine größere Person auf der Rastpolbahn verstellbar ist. Vorteilhafter Weise sind die Befestigungspunkte des Fahrzeugsitzes von einer vorderen oberen Position für eine kleinere Person anhand des H-Punktes auf Basis 5% Percentil Frau auf eine hintere untere Position für eine größere Person auf Basis 95% Percentil Mann verstellbar.
-
Werden die Schenkellängen des Koppelgetriebes vergrößert, vergrößert sich auch die Bahnkurve KB entsprechend.
-
Die Befestigungspunkte B1, B2 können auch direkt am Gestell des Fahrzeugsitzes angeordnet sein bzw. auch an der Koppel 4, die wiederum eine Strebe des Fahrzeugsitzes sein kann oder mit einer Strebe des Fahrzeugsitzes bzw. dem Grundgestell des Fahrzeugsitzes gekoppelt sein kann.
-
Aus den 5 bis 7 ist ersichtlich, wie die Befestigungspunkte B1, B2 und die Koppel 4 von einer oberen vorderen Position (5) über eine mittlere Position (6) in eine untere hintere Position (7) bei Betätigung der ersten Gestellschwinge 2 mittels des Motors M bewegt werden. Dabei werden in den Führungen F1, F2 die Punkte N1, N2 der ersten Koppelschwinge 3 geführt und auf den nicht linearen Kurvenbahnen nach unten bewegt. Dadurch wird auch das mit der ersten Koppelschwinge 3 wirkverbundene Übertragungsglied 8, an dem hier der erste Befestigungspunkt B1 angeordnet ist, mit bewegt. Da das Übertragungselement 8 mit der Koppel 4 verbunden ist und diese mit der hinteren zweiten Koppelschwinge 5 in Verbindung steht, die an die zweite Gestellschwinge 6 angebunden ist und die Koppelgestellschwinge 7 mit der ersten Gestellschwinge 2 und mit der zweiten Gestellschwinge 6 über die Koppelgestellschwinge 7 wirkverbunden sind, wird die hintere zweite Koppelschwinge 5 mit dem zweiten Befestigungspunkt B2 ebenfalls nach hinten unten bewegt.
-
Die Bewegung des Sitzes erfolgt dabei auf einer nicht linearen Kurvenbahn.
-
Wie aus 8 ersichtlich, sind beidseitig an einem Fahrzeugsitz (hier nur das Sitzgestell 10 dargestellt), jeweils ein Koppelgetriebe angeordnet, wobei nur eines mittels des Antriebes M verstellbar ist und sich das andere Getriebe synchron dazu über eine Kopplung bewegt. Die beiden Gestelle 1 sind auf einem am Fahrzeugboden befestigten oder in den Fahrzeugboden integrierten Profil 11 angeordnet und in den Punkten Ao über eine erste Querstrebe 12 und in den Punkten Do über eine zweite Querstrebe 13 miteinander gekoppelt.
-
Es ist möglich und vorteilhaft, die Sitzverstellung mit Sensoren zu kombinieren, die in Verbindung mit einer entsprechenden Steuerung eine Verstellung des Sitzes anhand der biometrischen Daten im Wesentlichen automatisch realisieren und so beispielsweise eine Voreinstellung des Sitzes vorzunehmen, die selbstverständlich individuell angepasst werden kann. Dazu kann beispielsweise die Position der Augen erfasst werden und eine Verstellung derart erfolgen, dass sich die Augen in einem vorgesehenen Höhenbereich befinden. Zusätzlich oder alternativ ist es möglich, die Sitzverstellung durch Erfassung des sogenannten H-Punktes/ Hüftpunktes vorzunehmen.
-
Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn sich beim Abstellen bzw. Parken des Fahrzeuges der Sitz in seine untere hintere Position bewegt, so dass ein komfortables Einsteigen gewährleistet ist.
-
Zusätzlich zu der Verstellmöglichkeit des Sitzes im Form einer Parallelverschiebung von vorn und oben in hinten und unten und umgekehrt kann es vorgesehen werden, den Sitz zu schwenken und diesen auch ggf. bei der Verstellung von der vorderen oberen Position in seine hintere untere Position in seiner Neigung zu verstellen.
-
Weiterhin kann es vorteilhaft sein, wenn der Fahrzeugsitz auf eine Sitzposition voreinstellbar ist und dies beispielsweise realisierbar ist, so dass die für einen Fahrer/Beifahrer ergonomisch günstigste Sitzposition speicherbar ist, wobei diese Funktion mit der Augenhöhe des Fahrers/Beifahrers abgleichbar sein kann.
-
Die Vorgabe bzw. der Vorschlag einer ergonomisch günstigen Sitzposition vermeidet Fehlstellungen und trägt zu einem entspannten Fahren bei.
-
Die erfindungsgemäße Sitzverstellung findet bevorzugt bei Fahrersitzen Anwendung und kann auch für Beifahrersitze bzw. für Einzelsitze im Fond eines Kraftfahrzeuges verwendet werden.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 3718126 A1 [0003]
- DE 4010451 C2 [0005]
- DE 2647288 A1 [0006]
- DE 4039057 A1 [0007]
- EP 1224093 B1 [0009]
