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Die Erfindung betrifft eine Sitzhöhen-Verstellvorrichtung für einen Fahrzeugsitz.
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Ein derartiger Fahrzeugsitz weist im Allgemeinen einen Sitzunterbau, z. B. mit einer Oberschiene, die gegenüber einer chassisseitigen Unterschiene längsverstellbar ist, und einen gegenüber dem Sitz-Unterbau Sitzunterbau höhenverstellbaren Sitzrahmen auf. Hierbei sind im Allgemeinen vordere und hintere Koppeln bzw. Schwingen vorgesehen, die eine Parallelogramm-Verstellung oder Sitzhöhenverstellung mit leichter Schwenkbewegung ermöglichen. Die Sitzhöhen-Verstellung kann vom Sitzinsassen manuell oder z. B. mittels eines elektrischen Motors erfolgen, wozu im Allgemeinen ein Antriebsritzel angetrieben wird, das an einem Zahnsegment eines Verstellelementes des Fahrzeugsitzes, z. B. einer hinteren oder vorderen Schwinge, abläuft.
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Die
DE 10 2007 062 358 B3 beschreibt eine derartige Sitzhöhen-Verstellvorrichtung mit einem Antriebsritzel, das auf einem Zahnsegment einer Verstell-Schwinge abläuft. Eine Sicherungsklammer ist mit einem Verformungsbereich ausgebildet, der in konstruktiver Überschneidung mit der Antriebsvorrichtung ausgeführt und bei Montage der Sicherungsklammer radial zur Anlage an die Antriebsvorrichtung kommt und das Ritzel unter Spieleliminierung in das Zahnelement drückt.
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Die
FR 2 806 675 B1 und
US 6 502 799 B2 beschreiben Fahrzeugsitze mit Sitzhöhen-Verstelleinrichtung, bei denen ein Antriebsritzel mit einem Zahnsegment einer Verstell-Schwinge kämmt, wobei eine Führungseinrichtung vorgesehen ist, die die Antriebswelle mit einem Führungsstift koppelt, der in einem bogenförmigen Führungsschlitz der Verstellschwinge aufgenommen ist. Hierdurch wird das radiale Spiel des Antriebsritzels gegenüber dem Zahnsegment begrenzt und eine Führung bei der Ablaufbewegung des Antriebsritzels gewährleistet. Weiterhin wird hierdurch eine erhöhte Crash-Sicherheit gewährleistet.
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Die
EP 1 905 640 B1 zeigt eine weitere Sitzhöhen-Verstellvorrichtung mit einer Führungseinrichtung, die das Antriebsritzel mit einem in einem Führungsschlitz der Verstell-Schwinge geführten Führungsstift koppelt.
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Es zeigt sich, dass bei derartigen Ausbildungen ein erhebliches Spiel des Zahnritzels in dem Zahnsegment vorliegt, das somit für eine Ablaufbewegung des Antriebsritzels nachteilhaft ist.
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Die
DE 10 2009 010 689 A1 beschreibt eine Höhenverstellung mit einem mehrteilig ausgeführten Antriebsmittel, wobei ein Antriebszahnrad und ein Abtriebszahnrad vorgesehen sind, die miteinander drehfest verbunden sind, wobei das Antriebszahnrad und das Abtriebszahnrad mehrstückig vorgesehen sind. Das Verstellelement kann hierdurch insbesondere ein Sitzhöhenversteller sein.
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Die
DE 10 2014 215 179 A1 beschreibt einen spielreduzierten Höhenversteller eines Fahrzeugsitzes mit einem Antrieb, der an einem Seitenteil des Fahrzeugsitzes vorgesehen ist und der mit einem karosseriefesten Bauteil form- und/oder kraftschlüssig zusammenwirkt und dadurch den Fahrzeugsitz in seiner Höhe verändert. Das Seitenteil weist mindestens eine Ausnehmung auf, die der Antrieb zumindest teilweise durchragt.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Sitzhöhen-Verstellvorrichtung für einen Fahrzeugsitz zu schaffen, die einen sicheren Betrieb und eine gute Ablaufbewegung des Antriebsritzels in dem Zahnsegment ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird durch eine Sitzhöhen-Verstellvorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Weiterbildungen. Weiterhin ist ein Fahrzeugsitz mit einer derartigen Sitzhöhen-Verstellvorrichtung vorgesehen.
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Somit ist eine Führungseinrichtung vorgesehen, die das Antriebsritzel mit einem Führungsstift koppelt, der in einem bogenförmigen Führungsschlitz des Verstell-Elementes geführt ist. Hierbei ist die Führungseinrichtung mit ihrem Führungsstift und dem Antriebsritzel gegenüber dem Verstell-Element und dessen Zahnsegment verstellbar, wodurch ein freies Spiel bzw. eine Toleranz des Zahngetriebes kompensierbar ist.
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Hierdurch wird bereits der Vorteil erreicht, dass in den verschiedenen Höheneinstellungen ohne eine Verstellung des Verstell-Elementes jeweils ein Toleranzausgleich durch eine Verstellung der Führungseinrichtung möglich ist. Hierdurch wird ein Klappern bzw. ein undefinierter Ablauf des Antriebsritzels vermieden und die Sicherheit, insbesondere Crash-Sicherheit erhöht.
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Das Verstell-Element kann insbesondere eine Verstell-Schwinge, d. h. eine hintere oder vordere Schwinge oder Koppel einer Parallelogramm-Verstellung sein. Somit sind nur wenige Bauteile erforderlich; lediglich die Führungseinrichtung ist grundsätzlich als weiteres Bauteil erforderlich. Es ergibt sich somit eine kostengünstige, leicht bauende Ausbildung mit hoher Crashsicherheit.
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Die Führungseinrichtung kann z. B. ein oder zwei Führungsplatten aufweisen, wobei der Führungsstift z. B. zwischen zwei derartigen Führungsplatten sicher aufgenommen sein kann. Die Führungsplatten können z. B. im Wesentlichen parallel zur Verstell-Schwinge bzw. in etwa in X- und Z-Richtung verlaufen; die beiden miteinander verbundenen Führungsplatten bilden somit ein Führungs-Gestell zur Aufnahme des Führungsstiftes. Hierbei kann der Führungsstift starr an den Führungsplatten aufgenommen sein oder auch drehbar, so dass er in dem Führungsschlitz abrollt, z. B. mit glatter Oberfläche, um die leichte Verstellung in dem Führungsschlitz für einen Toleranzausgleich zu ermöglichen.
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Gemäß alternativer Ausbildungen kann das Spiel durch eine translatorische Verstellung der Führungseinrichtung, z. B. in radialer Richtung bzgl. des Zahnsegmentes, oder durch eine Schwenkbewegung der Führungseinrichtung erfolgen:
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Bei der translatorischen Verstellung, die ggf. auch eine leichte Schwenkbewegung aufweist, erfolgt eine Längenverstellung der Führungseinrichtung entlang des Abstands zwischen Antriebsritzel und Führungsstift. Hierbei kann die Antriebswelle des Antriebsritzels in dem Sitzrahmen gelagert sein. Eine derartige Ausführungsform ist mit wenig Aufwand ausbildbar und ermöglicht eine sichere und einfache Lagerung der Antriebswelle im Sitzrahmen.
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Gemäß einer hierzu alternativen Ausbildung ist die Führungseinrichtung um ein Schwenkgelenk (Führungsgelenk) schwenkbar, das an dem Sitzrahmen angebracht ist, vorzugsweise außerhalb des Antriebsritzels und des Führungsstiftes. Somit kann insbesondere ein Dreieck aus dem Schwenkgelenk, dem Antriebsritzel und dem Führungsstift ausgebildet werden, das eine Schwenkbewegung um das Führungsgelenk zur Kompensation des Spiels zulässt. Bei einer derartigen Ausbildung wird somit vorzugsweise die Führungseinrichtung mit der Antriebswelle und dem Antriebsritzel geschwenkt; es zeigt sich, dass auch eine derartige Ausbildung robust vorgesehen sein kann, und insbesondere eine sehr gute Kompensation des Spiels und der Toleranzen ermöglicht.
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Weiterhin kann eine elastische Vorspannung vorgesehen sein, die das Antriebsritzel in das Zahnsegment drückt; insbesondere bei der Ausführungsform mit dem zusätzlichen Schwenkgelenk kann eine Führungsplatte, die das Schwenkgelenk mit der Achse des Zahnritzels und dem Führungsstift verbindet, elastisch ausgebildet sein. Hier können z. B. zwei Arme elastisch gegeneinander verstellbar sein und hierdurch die Vorspannung des Antriebsritzels in radialer Richtung in das Zahnsegment ermöglichen.
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Derartige Ausbildungen ermöglichen eine sehr gute Kompensation der Toleranz bei hoher Crashsicherheit und aufgrund der elastischen Vorspannung auch eine Beseitigung möglicher Ablaufgeräusche und des Spiels.
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Weitere Vorteile ergeben sich, da die Position des oberen Koppelgelenks der Verstell-Schwinge an dem Sitzrahmen und ein Mittelpunkt des aus Antriebsritzel und Zahnsegment gebildeten Verzahnungs-Getriebes getrennt ausgebildet sind; so werden das Zahnsegment und der Führungsschlitz derartig ausgebildet, dass ihr geometrischer Mittelpunkt nicht in das obere Koppelgelenk fällt. Hierdurch werden insbesondere auch konstruktive Möglichkeiten des Designs geschaffen, die z. B. platzsparend sind und eine Positionierung des Antriebsritzels sowie der weiteren Elemente des Antriebs an einer günstigen Position des Sitzrahmens ermöglichen. Auch können hierdurch die Verstell-Schwinge und die ganze Verstellvorrichtung kleiner und tiefer positioniert werden.
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Somit ist insbesondere auch ein Fahrzeugsitz mit einer derartigen Sitzhöhen-Verstellvorrichtung ausbildbar, der entsprechend bei hoher Crashsicherheit und geringer Anzahl von Bauteilen eine sichere Sitzhöhen-Verstellung mit geringen Ablaufgeräuschen und Spielfreiheit ermöglicht.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen an einigen Ausführungsformen erläutert. Es zeigen:
- 1 einen Fahrzeugsitz mit höhenverstellbarem Sitzrahmen und einer Sitzhöhen-Verstellvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform;
- 2 die Sitzhöhen-Verstellvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform in vergrößerter Darstellung;
- 3 eine zu 2 alternative Ausführungsform der Sitzhöhen-Verstellvorrichtung;
- 4 eine gegenüber 3 abgewandelte Ausführungsform der Sitzhöhen-Verstellvorrichtung;
- 5 eine Darstellung der Mittelpunkte der Schwenkbewegung und der Getriebeausbildung der Ausführungsform von 2;
- 6 eine entsprechende Darstellung der Mittelpunkte der Schwenkbewegung und der Getriebeausbildung der Ausführungsformen der 3 und 4;
- 7 a) eine manuell betätigte Verstellvorrichtung der Ausbildung nach 4 und
b) eine entsprechend motorische Verstellvorrichtung der Ausführungsform von 4.
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Ein Fahrzeugsitz 1 weist gemäß 1 einen Unterbau auf, z. B. eine Oberschiene 2, die auf einer chassisfesten Unterschiene 3 längsverstellbar ist, wobei auf der Oberschiene 2 eine vordere Koppelaufnahme 4 und eine hintere Koppelaufnahme 5 fest angebracht sind. Eine vordere Koppel (Schwinge) 6 ist in einem vorderen unteren Koppelgelenk 6a an der vorderen Koppelaufnahme 4 und in einem vorderen oberen Koppelgelenk 6b an einem Sitzrahmen 8 angelenkt; entsprechend ist eine Verstell-Schwinge 7 an der hinteren Koppelaufnahme 5 in einem hinteren unteren Koppelgelenk 7a und an dem Sitzrahmen 8 in einem hinteren oberen Koppelgelenk 7b angelenkt.
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Der Sitzrahmen 8 kann insbesondere durch zwei Seitenteile, d. h. ein linkes und ein rechtes Seitenteil ausgebildet sein. Hierbei kann an der anderen Seite des Sitzrahmens 8 lediglich eine Ausbildung mit zwei einfachen Koppeln vorgesehen sein, so dass lediglich an einer Seite eine Verstell-Schwinge 7 vorgesehen ist; es können aber auch an beiden Seiten hinten derartige Verstell-Schwingen 7 vorgesehen sein. Die Koppel-Längen der Koppel 6 und Verstell-Schwinge 7, d. h. der Abstand der Gelenke 6a und 6b sowie der Gelenke 7a und 7b ist vorzugsweise gleich, so dass eine Parallelogramm-Verstellung (Parallelführungsgestänge) erreicht wird; es können jedoch auch ungleich lange Koppeln 6 und Verstell-Schwingen 7 vorgesehen sein, so dass zusätzlich zu der Höhenverstellung auch eine Schwenkbewegung des Sitzrahmens 8 erfolgt.
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Zur Höhenverstellung des Sitzrahmens 8 gegenüber der Oberschiene 2 dient eine Sitzhöhen-Verstellvorrichtung 10, 110, die gemäß unterschiedlichen Ausführungsformen ausgebildet und manuell oder motorisch betätigt sein kann. Hierbei wird jeweils die Verstell-Schwinge 7 gegenüber dem Sitzrahmen 8 verstellt, indem ein Antriebsritzel 11 über eine Antriebswelle 12 gedreht wird. Das Antriebsritzel 11 (Außenzahnrad) ist hierbei mit einem Zahnsegment 14 in Eingriff, das an der Verstell-Schwinge 7 ausgebildet ist.
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Weiterhin ist in der Verstell-Schwinge 7 ein bogenförmiger Führungsschlitz 15 vorgesehen, der koaxial zu dem Zahnsegment 14 verläuft, wobei in dem Führungsschlitz 15 ein Führungsstift 16 aufgenommen ist. Der Führungsstift 16 kann wie in 2 gezeigt ein sich in Querrichtung (senkrecht zur Zeichenebene) erstreckender fester Bolzen sein, oder aber drehbar gelagert sein und sich bei der Verstellung im Führungsschlitz 15 drehen.
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Der Führungsstift 16 und das Antriebsritzel 11 sind über eine Führungseinrichtung 17 miteinander verbunden, die eine Führungsplatte (Verbindungsplatte) 18 aufweist. Somit ist das Antriebsritzel 11 vorzugsweise drehbar in der Führungsplatte 18 gelagert und der Führungsstift 16 an der Führungsplatte 18 befestigt. Zur Erhöhung der Stabilität können zwei in Querrichtung beabstandete Platten, z. B. die Führungsplatte 18 als innere Platte und eine Verstärkungsplatte 19 als äußere Platte, den Führungsstift 16 aufnehmen und das Antriebsritzel 11 lagern.
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Durch die Führungseinrichtung 17 wird somit gewährleistet, dass der in dem Führungsschlitz 15 geführte Führungsstift 16 mit dem Antriebsritzel 11 gekoppelt ist; bei der Ausführungsform der 2 ist die Führungsplatte 18 z. B. fest bzw. nicht-elastisch ausgebildet, so dass die Achse des Führungsstiftes 16 und die Achse des Antriebsritzels 11 vorteilhafterweise immer einen festen Abstand zueinander aufweisen. Alternativ hierzu kann aber die Führungsplatte 18 auch elastisch ausgebildet sein und eine kontrollierte Vorspannung ermöglichen. Durch die Führungseinrichtung 17 aus dem Führungsstift 16, der Führungsplatte 18 und ggf. der weiteren Verstärkungsplatte 19 wird somit das Antriebsritzel 11 in dem Zahnsegment 14 gehalten und bleibt jeweils im Eingriff mit dem Zahnsegment 14. Das Antriebsritzel 11 mit seiner Antriebswelle 12 kann z. B. fest am Sitzrahmen 8 gelagert sein, so dass bei Drehung des Antriebsritzels 11 der Sitzrahmen 8 gegenüber der Verstell-Schwinge 7 zur Sitzhöhenverstellung verstellt wird.
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Ein Spiel bzw. eine Toleranz der Abstände des Antriebsritzels 11 und des Führungsstifts 16 kann somit durch die Führungseinrichtung 17 ausgeglichen werden, die eine Verstellung in Längsrichtung, d.h. der Pfeilrichtung der 2 ermöglicht, z. B. eine rein translatorische und/oder rotatorische Verstellung, so dass der Führungsstift 16 jeweils auch zur Anlage in den Führungsschlitz 15 gelangt. Ergänzend kann auch eine Elastizität vorgesehen sein, um intern eine mechanische Spannung bzw. einen mechanischen Druck aufzubauen.
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Es zeigt sich, dass das Spiel bzw. die Toleranz zwischen dem Mittelpunkt des Antriebsritzels 11 und dem oberen hinteren Koppelgelenk 7b bereits durch diese Verstellung der Führungseinrichtung 17 wirksam ausgeglichen werden kann.
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Wie insbesondere aus 5 ersichtlich ist, können der Mittelpunkt der Schwenkbewegung der Verstell-Schwinge 7 gegenüber dem Sitzrahmen 8, d. h. das obere Koppelgelenk 7b, und ein Mittelpunkt B der Getriebeausbildung, der somit dem geometrischen Mittelpunkt des bogenförmigen Zahnsegment 14 sowie des bogenförmigen Führungsschlitzes 15 entspricht, getrennt und voneinander verschieden gewählt werden. Somit ist auch die Freiheit der Gestaltung bzw. des technischen Designs erhöht; insbesondere kann der Mittelpunkt B der Getriebeausbildung tiefer und weiter nach vorne oder nach hinten gelegt werden, so dass auch die Getriebeausbildung, z. B. insbesondere auch die geometrische Gestaltung der Verstell-Schwinge 7 mit ihrem Zahnsegment 14 kleiner dimensioniert werden kann.
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Bei der Ausführungsform der 3 ist die Sitzhöhen-Verstellvorrichtung 110 mit einer Führungseinrichtung 117 ausgebildet, die wiederum das Antriebsritzel 11, das bogenförmige Zahnsegment 14 und den bogenförmigen Führungsschlitz 15 sowie einen Führungsstift 16 aufweist, wobei hier eine Führungsplatte 118 (Verbindungsplatte) vorgesehen ist, die in einem Führungsgelenk (Plattengelenk) 120 am Sitzrahmen 8 angelenkt ist, so dass die Führungsplatte 118 um das Führungsgelenk 120 schwenkbar am Sitzrahmen 8 aufgenommen ist. Somit kann ein Toleranzausgleich zwischen dem Antriebsritzel 11 und dem Zahnsegment 14 durch die eingezeichnete - geringe - Schwenkbewegung der Führungseinrichtung 117 gegenüber dem Sitzrahmen 8 und gegenüber der Verstell-Schwinge 7 erfolgen. Wie aus 7 ersichtlich kann die Führungseinrichtung 117 zusätzlich zu der Führungsplatte 118 wiederum eine in Querrichtung versetzte Verstärkungsplatte 119 aufweisen. Insbesondere auch bei dieser Ausführungsform ist eine Trennung des Getriebe-Mittelpunkts B gegenüber der Schwenkachse, d.h. dem hinteren oberen Koppelgelenk 7b möglich, wie aus 6 ersichtlich ist.
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Die Ausführungsform der 4 entspricht im Wesentlichen der Ausführungsform der 3, wobei hier die Führungsplatte 118 elastisch ausgebildet ist, z. B. mit einem ersten Platten-Arm 122 zwischen dem Führungsgelenk 120 und der Achse des Antriebsritzels 11 und einem zweiten Platten-Arm 123 zwischen dem Führungsgelenk 120 und dem Führungsstift 16, wobei die Arme 122, 123 elastisch zueinander verstellbar sind. Somit kann insbesondere eine elastische Vorspannung der Platten-Arme 122, 123 vorgesehen sein, die somit zu einer radialen Vorspannung führt, die das Antriebsritzel 11 in radialer Richtung in das Zahnsegment 14 zieht. Hierdurch wird eine Vorspannung des Antriebsritzels 11 gegenüber dem Führungsstift 16 ermöglicht, die einen sicheren Eingriff des Antriebsritzels 11 in das Zahnsegment 14 ermöglicht und das radiale Spiel beseitigt.
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In 6 sind die Ausbildungen der 3 und 4 entsprechend übereinander dargestellt, da beiden das gleiche Prinzip einer Führungsplatte 118 und der Trennung des Mittelpunktes B des Getriebes (Getriebe-Mittelpunkt B) und der Schwenkachse (oberes Koppelgelenk 7b) zugrunde liegt.
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7 zeigt in den Teilbildern a) und b) eine manuelle und eine motorische Verstellung, jeweils in Aufsicht auf die Achse, mit Bezug zu der Seitenansicht der 4:
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So ist bei der manuellen Verstellung gemäß Teilbild a) ein manueller Antrieb, z. B. eine Pumpeinrichtung 25 vorgesehen, die die Antriebswelle 12 und somit das Antriebsritzel 11 antreibt. Das Führungsgelenk 120 liegt außerhalb dieser Ansicht.
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Bei der motorischen Ausbildung gemäß Teilbild b) ist entsprechend ein Getriebemotor 26 vorgesehen, der die Antriebswelle 12 und somit das Antriebsritzel 11 antreibt.
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Vorzugsweise sind die Antriebseinrichtungen, d. h. die manuelle Pumpeinrichtung 25 bzw. der Getriebemotor 26, schwimmend gelagert, z. B. jeweils an der Führungsplatte 118 oder auch am Sitzrahmen 8.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeugsitz
- 2
- Oberschiene (Sitzunterbau)
- 3
- Unterschiene
- 4
- vordere Koppelaufnahme (Sitzunterbau)
- 5
- hintere Koppelaufnahme (Sitzunterbau)
- 6
- vordere Koppel
- 6a
- vorderes unteres Koppelgelenk
- 6b
- vorderes oberes Koppelgelenk
- 7
- Verstell-Schwinge
- 7a
- unteres Koppelgelenk der Verstell-Schwinge
- 7b
- oberes Koppelgelenk der Verstell-Schwinge
- 8
- Sitzrahmen
- 10, 110
- Sitzhöhen-Verstellvorrichtung
- 11
- Antriebsritzel
- 12
- Antriebswelle
- 14
- Zahnsegment
- 15
- Führungsschlitz
- 16
- Führungsstift
- 17, 117
- Führungseinrichtung
- 18, 118
- Führungsplatte
- 19, 119
- Verstärkungsplatte (zweite Führungsplatte)
- 25
- manuelle Pumpeinrichtung
- 26
- Getriebemotor
- 120
- Führungsgelenk
- 122, 123
- elastisch gegeneinander verstellbare Arme
- B
- Mittelpunkt des Getriebes 11, 14
