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Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugsitz gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Fahrzeugsitzes.
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Aus dem Stand der Technik bekannt sind Fahrzeugsitze mit unterschiedlichen Komfortfunktionen. So ist beispielsweise aus der
DE 10 2017 129 451 A1 eine Luftzufuhrvorrichtung für einen Fahrzeugsitz zu entnehmen. Ein beweglicher Körper der Luftzufuhrvorrichtung ist dabei mittels einer Strombeaufschlagung von Spulen bewegbar.
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Ebenfalls bekannt ist eine Massagefunktion für einen Fahrzeugsitz. Hierzu können sogenannte Pneumatikblasen in einer Sitzfläche und/oder Rückenlehne des Fahrzeugsitzes angeordnet sein. Durch die Pneumatikblasen kann ein auf dem Fahrzeugsitz befindlicher Sitzinsasse massiert werden.
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Aufgrund der im Inneren der Sitzfläche und/oder Rückenlehne angeordneten Pneumatikblasen sind diese üblicherweise fest an der Sitzfläche und/oder Rückenlehne angeordnet. Daher sind die Pneumatikblasen angepasst für durchschnittliche Personen, insbesondere in Bezug auf Gewicht, Körpergröße und Körperbau, positioniert. Eine Bewegbarkeit ist aufgrund des hohen Aufwandes nicht vorgesehen.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Massagefunktion eines Fahrzeugsitzes zu ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen mit zweckmäßigen Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Um nun einen Fahrzeugsitz gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 dahingehend weiterzuentwickeln, dass eine verbesserte Massagefunktion ermöglicht wird, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Verstelleinrichtungen jeweils einen ersten Draht aus Nitinol und einen zweiten Draht aus Nitinol umfassen und der erste und der zweite Draht der Verstelleinrichtungen jeweils mit einer ersten Seite an gegenüberliegenden Punkten der jeweiligen Pneumatikblase angeordnet sind und mit einer von der ersten Seite verschiedenen zweiten Seite an einem Haltelement des Fahrzeugsitzes angeordnet sind.
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Bei Nitinol handelt es sich um ein Material, welches zur Bereitstellung oder Modellierung künstlicher Muskeln eingesetzt werden kann. Chemisch betrachtet handelt es sich bei Nitinol um eine Legierung aus Titan und Nickel. Nitinol ist ein Beispiel für eine sogenannte Formgedächtnis-Legierung. Dementsprechend ist die vorliegende Erfindung nicht ausschließlich auf erste und/oder zweite Drähte aus Nitinol beschränkt. Vielmehr können der erste und/oder der zweite Draht beispielsweise aus einer beliebigen Formgedächtnis-Legierung gefertigt sein. Insbesondere handelt es sich bei dem ersten und/oder dem zweiten Draht jeweils um künstliche Muskeln. Vorteilhafterweise zeichnen sich der erste und/oder der zweite Draht durch eine Formänderung, insbesondere eine Längenkontraktion, abhängig von einer an sie angelegten elektrischen Spannung aus.
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Jede der Pneumatikblasen kann eine jeweilige Verstelleinrichtung aufweisen. Alternativ weisen nur einige der Pneumatikblasen eine jeweilige Verstelleinrichtung auf. In diesem Fall können zusätzlich weitere Pneumatikblasen ohne jegliche Verstelleinrichtung vorgesehen sein. In einer weiteren Ausführungsform können mehrere Pneumatikblasen gemeinsam eine Verstelleinrichtung aufweisen.
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Bei den Pneumatikblasen kann es sich um Körper handeln, die ihr jeweiliges Volumen unter Aufwendung von Druck verändern können. Insbesondere können die Pneumatikblasen unter Ausnutzung von Gasdruck oder Flüssigkeitsdruck ihr Volumen ändern und/oder eine Kraft auf die Sitzfläche beziehungsweise die Rückenlehne des Fahrzeugsitzes ausüben. Auf Basis dieser Volumenänderung beziehungsweise dieser Kraft erfolgt die Bereitstellung der Massagefunktion. Wie oben beschrieben kann eine Pneumatikblase entgegen ihrem Namen hydraulisch oder pneumatisch betreibbar sein.
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Ein erfindungsgemäßes Verfahren Betreiben eines erfindungsgemäßen Fahrzeugsitzes weist die folgenden Schritte auf:
- - Auswählen jeweils eines aus Nitinol gefertigten ersten Drahts und/oder eines aus Nitinol gefertigten zweiten Drahts einer Verstelleinrichtung einer der Pneumatikblasen, wobei der erste und der zweite Draht jeweils mit einer ersten Seite an gegenüberliegenden Punkten der jeweiligen Pneumatikblase angeordnet sind und mit einer von der ersten Seite verschiedenen zweiten Seite an einem Haltelement des Fahrzeugsitzes angeordnet sind, und
- - Bewegen der Pneumatikblase in Richtung des ausgewählten Drahts durch Anlegen mit einer elektrischen Spannung an den ausgewählten Draht.
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Mit anderen Worten wird für eine der Pneumatikblasen, mehrere der Pneumatikblasen oder alle der Pneumatikblasen jeweils ein Draht ihrer jeweiligen Verstelleinrichtung ausgewählt. An den jeweils ausgewählten Draht wird dann eine elektrische Spannung angelegt. Durch diese Spannungsanlegung bewegt sich die jeweilige Pneumatikblase in Richtung des jeweils ausgewählten Drahts. Auf diese Weise kann der Fahrzeugsitz an unterschiedliche Sitzinsassen zum Zwecke einer verbesserten Massagefunktion angepasst werden.
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Insbesondere handelt es sich bei dem Fahrzeugsitz um einen Fahrzeugsitz für ein Kraftfahrzeug, vorteilhafterweise einen Kraftwagen, beispielsweise ein Lastkraftwagen, Personenkraftwagen oder Bus. Zur Erfindung gehört somit auch ein Kraftwagen mit dem erfindungsgemäßen Fahrzeugsitz.
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Die Nutzung einer Verstelleinrichtung im Sinne der vorliegenden Erfindung ist jedoch nicht beschränkt auf Pneumatikblase und/oder Fahrzeugsitze. Eine gleichartige Verstelleinrichtung umfassend ein ersten und einen zweiten Draht kann auch zur Bewegung, Positionierung oder Einstellung anderer Objekte als einer Pneumatikblase eingesetzt werden. Eine Verstelleinrichtung im Sinne der vorliegenden Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass sie den ersten Draht und den zweiten Draht aufweist, wobei beide Drähte zumindest teilweise aus einem Formgedächtnis-Material, insbesondere Nitinol, gefertigt sind. Außerdem zeichnet sich die vorliegende Verstelleinrichtung dadurch aus, dass der erste und der zweite Draht jeweils mit ihrer ersten Seite an dem zu positionierenden Objekt, im oben genannten Beispiel der Pneumatikblase, angeordnet sind. Dementsprechend kann das zu positionierende Objekt durch Anlegen einer elektrischen Spannung an den ersten oder den zweiten Draht in Richtung des unter elektrische Spannung gesetzten Drahtes bewegt werden. Die Verstelleinrichtungen zeichnen sich somit durch die Nutzung des Formgedächtnis-Material zur Bereitstellung eines künstlichen Muskels zur Bewegung des zu positionierenden Objekts auf. Beispielsweise kann es sich bei dem zu positionierenden Objekt um die Pneumatikblase, einen Sensor in beliebiger Position innen oder außen an dem Kraftfahrzeug, insbesondere dem Kraftwagen, oder ein beliebiges anderes Objekt handeln.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung(en). Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Dabei zeigen:
- 1 in einer schematischen Perspektivansicht eine Rückenlehne sowie eine Sitzfläche eines Fahrzeugsitzes; und
- 2 die Bewegung einer Pneumatikblase mittels einer Verstelleinrichtung.
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1 zeigt eine Rückenlehne 2 in einer schematischen Vorderansicht sowie eine Sitzfläche 3 in einer schematischen Draufsicht. Die Rückenlehne 2 und die Sitzfläche 3 sind Teil eines Fahrzeugsitzes 1. Der Fahrzeugsitz 1 kann Teil eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Kraftwagens, beispielsweise eines Lastkraftwagens, eines Personenkraftwagens oder eines Busses, sein.
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Bei dem Fahrzeugsitz 1 handelt es sich um einen sogenannten Massagesitz. Der Fahrzeugsitz 1 ist zur Bereitstellung einer Massagefunktion ausgebildet. Insbesondere ermöglicht der Fahrzeugsitz 1 eine Massage eines auf dem Fahrzeugsitz 1 sitzenden Sitzinsassen.
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Zur Bereitstellung der Massagefunktion weist der Fahrzeugsitz 1 eine Vielzahl an Pneumatikblase 4 auf. Die Pneumatikblasen 4 teilen sich auf in Pneumatikblasen 5, die in der Rückenlehne 2 angeordnet sind, und Pneumatikblase 6, die in der Sitzfläche 3 angeordnet sind. Vorliegend sind die Pneumatikblasen 5 rund ausgeführt. Die Pneumatikblase 6 ist im vorliegenden Beispiel eckig ausgebildet. Im vorliegenden Beispiel sind die Pneumatikblasen 5 kleiner als die Pneumatikblasen 6. Die Pneumatikblasen 4 sind dazu ausgebildet, eine Kraft auf die Sitzfläche 3 beziehungsweise die Rückenlehne 2 auszuüben. Insbesondere sind die Pneumatikblasen 5 dazu ausgebildet, eine Kraft auf die Vorderseite der Rückenlehne 2 auszuüben. Insbesondere sind die Pneumatikblasen 6 dazu ausgebildet, eine Kraft auf die Sitzfläche 3 auszuüben. Die Pneumatikblasen 4 können dazu ausgebildet sein, diese jeweilige Kraft mittels Pneumatikblase oder Hydraulik auszuüben. Mit anderen Worten können die Pneumatikblasen 4 zur Ausübung einer hydraulischen oder pneumatischen Kraft ausgebildet sein. Hierzu können die Pneumatikblasen 4 ein Arbeitsmedium, beispielsweise ein Gas oder eine Flüssigkeit, in ihrem Inneren aufweisen. In diesem Fall kann die Kraft durch eine Volumenänderung des Arbeitsmediums beziehungsweise durch ein Komprimieren des Arbeitsmediums ausgeübt werden.
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Um eine optimale Massagefunktion für Sitzinsassen unterschiedlicher Statur beziehungsweise unterschiedlichen Körperbaus zu ermöglichen, weisen die Pneumatikblasen 4 eine jeweilige Verstelleinrichtung 7 auf. Dies ist in 2 schematisch dargestellt. Es kann vorgesehen sein, dass nicht alle Pneumatikblasen 4 eine Verstelleinrichtung 7 aufweisen. Mit anderen Worten kann vorgesehen sein, dass nur einige der Pneumatikblasen 4 eine Verstelleinrichtung 7 aufweisen. Außerdem kann vorgesehen sein, dass mehrere der Pneumatikblasen 4 eine gemeinsame Verstelleinrichtung 7 aufweisen. Vorliegend ist die Verstelleinrichtung 7 zur Bewegung einer in 2 beispielhaft dargestellten Pneumatikblasen 4 entlang der Pfeilrichtungen 13 und 14 zu bewegen. Dies kann einer Bewegung vor und zurück relativ zu der Sitzfläche 3 oder einer Bewegung nach oben oder nach unten bezüglich der Rückenlehne 2 entsprechen, jeweils bezogen auf eine bestimmungsgemäße Einbauposition des Fahrzeugsitzes 1 in Fahrtrichtung in einem Kraftwagen.
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Die Verstelleinrichtung 7 weist einen ersten Draht 8 sowie einen zweiten Draht 9 auf. Der erste Draht 8 und der zweite Draht 9 sind mit einem jeweiligen ersten Ende 15 an der Pneumatikblase 4 angeordnet. Insbesondere sind der erste und der zweite Draht 8, 9 mit dem jeweiligen ersten Ende 15 an jeweils unterschiedlichen Seiten der Pneumatikblase 4 angeordnet. Dabei kann das erste Ende 15 jeweils ein Ende bezüglich der Haupterstreckungsrichtung des jeweiligen Drahts 8, 9 sein. Das jeweilige erste Ende 15 ist von einem jeweiligen zweiten Ende 16 desselben Drahts 8, 9 entlang der Haupterstreckungsrichtung des entsprechenden Drahts 8, 9 beabstandet. Mit anderen Worten weist der erste Draht 8 das erste Ende 15 und das zweite Ende 16 auf. Das erste Ende 15 und das zweite Ende 16 sind entlang der Haupterstreckungsrichtung des ersten Drahts 8 beanstandet. Geometrisch können das erste Ende 15 und das zweite Ende 16 im Wesentlichen einer jeweiligen radialen Schnittfläche durch den ersten Draht 8 entsprechen. Die Haupterstreckungsrichtung des Drahts kann dessen axialer Richtung entsprechen. Der zweite Draht 9 ist insbesondere analog aufgebaut.
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Mit ihrem jeweiligen zweiten Ende 16 sind der erste Draht 8 und der zweite Draht 9 an einem jeweiligen Halteelement 10, 11 des Fahrzeugsitzes 1 angeordnet. An einem Halteelement 10, 9 können dabei mehrere erste Drähte 8 und/oder mehrere zweite Drähte 9 unterschiedlicher Verstelleinrichtungen 7 angeordnet sein. Die Halteelemente 10, 11 sind dabei mit dem Sitz, insbesondere der Sitzfläche 3 oder der Rückenlehne 2, fest verbunden. Mit anderen Worten können die Halteelemente 10, 11 fester Bestandteil der Sitzfläche 3 oder der Rückenlehne 2 sein. Dementsprechend entspricht eine Relativbewegung der Pneumatikblase 4 relativ zu den Halteelemente 10, 11 auch einer analogen Relativbewegung relativ zur Rückenlehne 2 oder Sitzfläche 3.
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Der erste Draht 8 und der zweite Draht 9 sind jeweils zumindest teilweise aus einem Formgedächtnis-Material gefertigt. Alternativ oder zusätzlich kann es sich bei dem ersten Draht 8 und/oder im zweiten Draht 9 um sogenannte künstliche Muskel handeln. Künstliche Muskel beziehungsweise Formgedächtnis-Materialien zeichnen sich dadurch aus, dass sie ihre Struktur beziehungsweise ihre geometrischen Eigenschaften unter Anlegung einer elektrischen Spannung verändern können. Im vorliegenden Beispiel handelt es sich bei dem Formgedächtnis-Material um Nitinol beziehungsweise eine Legierung aus Nickel und Titan. Dementsprechend sind der erste Draht 8 und der zweite Draht 9 im vorliegenden Ausführungsbeispiel zumindest teilweise aus Nitinol beziehungsweise aus der Nickel-Titan-Legierung gebildet. Zumindest teilweise heißt in diesem Kontext, dass der erste Draht 8 und der zweite Draht 9 bereichsweise auch aus anderen Materialien gefertigt sein können.
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Eine Steuereinheit 12 (1) des Fahrzeugsitzes 1 ist dazu ausgebildet, die Bewegung der jeweiligen Pneumatikblase 4 durch Anlegen einer entsprechenden Spannung an den ersten Draht 8 und/oder den zweiten Draht 9 zu steuern. Dies kann beispielsweise anhand tabellarisch in der Steuereinheit 12 gespeicherter Spannungswerte abhängig von einer gewünschten Position für die jeweilige Pneumatikblase 4 erfolgen. Wird beispielsweise eine Spannung an den ersten Draht 8 angelegt, so bewegt sich die Pneumatikblase 4 in Richtung des ersten Drahts 8. Mit anderen Worten kann der erste Draht 8 kontrahieren, wenn eine elektrische Spannung an den ersten Draht 8 angelegt wird. Im Rahmen dieser Kontraktion zieht der erste Draht 8 die Pneumatikblase 4 in Richtung des Halteelements 10, an dem der erste Draht 8 mit seiner zweiten Seite 16 befestigt beziehungsweise angeordnet ist. Dies ist in 2 durch die Pfeilrichtung 13 dargestellt. Wird beispielsweise eine Spannung an den zweiten Draht 9 angelegt, so bewegt sich die Pneumatikblase 4 in Richtung des zweiten Drahts 9. Mit anderen Worten kann der zweite Draht 9 kontrahieren, wenn eine elektrische Spannung an diesen angelegt wird. Im Rahmen dieser Kontraktion zieht der zweite Draht 9 die Pneumatikblase 4 in Richtung des Halteelements 11, an dem der zweite Draht 9 mit seiner zweiten Seite 16 befestigt beziehungsweise angeordnet ist. Dies ist in 2 durch die Pfeilrichtung 14 dargestellt.
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Durch die jeweiligen Verstelleinrichtungen 7 der Pneumatikblasen 4 können die auf Sitzinsassen unterschiedlicher Statur eingestellt werden. Dadurch ist eine optimale Massagefunktion für die Sitzinsassen unterschiedlicher Statur beziehungsweise unterschiedlichen Körperbaus ermöglicht. Beispielsweise erfolgt die Einstellung der Position der Pneumatikblasen 4 entsprechend einer Nutzereingabe, die aus einem Bedienelement empfangen wird. Alternativ kann die Position der Pneumatikblasen 4 entsprechend eines körperlichen Parameters des Sitzinsassen, beispielsweise dessen Größe, Gewicht, Proportionen oder Körperbau. Der körperliche Parameter kann aus einer Nutzereingabe oder aus Sensordaten bestimmt werden. Die Sensordaten können beispielweise ein Bild oder Abbild des Sitzinsassen beinhalten. Insbesondere umfasst das Kraftfahrzeug hierzu einen entsprechenden Sensor, insbesondere eine Kamera.
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Die Nutzung der Verstelleinrichtung 7 ist jedoch nicht beschränkt auf Pneumatikblasen 4 und/oder Fahrzeugsitze. Eine gleichartige Verstelleinrichtung 7 umfassend einen ersten Draht 8 und einen zweiten Draht 9 kann auch zur Bewegung, Positionierung oder Einstellung anderer Objekte als einer Pneumatikblase 4 eingesetzt werden. Die Verstelleinrichtung 7 zeichnet sich dadurch aus, dass sie den ersten Draht 8 und den zweiten Draht 9 aufweist, wobei beide Drähte 8, 9 zumindest teilweise aus einem Formgedächtnis-Material, insbesondere Nitinol, gefertigt sind. Außerdem zeichnet sich die vorliegende Verstelleinrichtung 7 dadurch aus, dass der erste Draht 8 und der zweite Draht 9 jeweils mit ihrer ersten Seite an dem zu positionierenden Objekt, im oben genannten Beispiel der Pneumatikblase 4, angeordnet sind. Dementsprechend kann das zu positionierende Objekt durch Anlegen einer elektrischen Spannung an den ersten Draht 8 oder den zweiten Draht 9 in Richtung des unter elektrische Spannung gesetzten Drahtes 8, 9 bewegt werden. Die Bewegung des zu positionierenden Objekts erfolgt somit durch eine Längenveränderung, insbesondere Kontraktion, des ersten oder zweiten Drahtes 8, 9. Die Verstelleinrichtung 7 zeichnet sich somit durch die Nutzung des Formgedächtnis-Material zur Bereitstellung eines künstlichen Muskels zur Bewegung des zu positionierenden Objekts auf. Beispielsweise kann es sich bei dem zu positionierenden Objekt um die Pneumatikblase 4, einen Sensor in beliebiger Position innen oder außen an dem Kraftfahrzeug, insbesondere dem Kraftwagen, oder ein beliebiges anderes Objekt handeln.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102017129451 A1 [0002]
