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Die Erfindung betrifft eine Befestigungsschnittstelle für ein Oberflächenmodul, insbesondere zur reversiblen Befestigung eines Oberflächenmoduls an einem Kraftfahrzeug. Die Erfindung betrifft zudem ein Befestigungssystem, ein Oberflächenmodulsystem, einen Fahrzeugsitz und ein Kraftfahrzeug umfassend eine solche Befestigungsschnittstelle.
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Befestigungsschnittstellen zur einmaligen Befestigung werden herkömmlich im Fahrzeugbau verwendet, um beispielsweise Oberflächenelemente, d.h., nach Fertigstellung des Fahrzeugs sichtbare Elemente, zu montieren. Solche Befestigungsschnittstellen, die beispielsweise elastische Rastelemente umfassen, gestatten beispielsweise, dass Verbindungsstellen nach der Montage nicht sichtbar sind. Zudem ermöglichen diese Befestigungsschnittstellen eine einfache Montage während der Fahrzeugfertigung.
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Bei den bekannten Techniken zur Befestigung von Oberflächenelementen können sich Nachteile daraus ergeben, dass der Austausch eines Oberflächenelements oft nicht beschädigungsfrei vom Fahrzeug gelöst werden können. Zudem ist besonders für den Benutzer des Fahrzeugs ein Austausch von Oberflächenelementen, etwa zum Zweck einer individuellen Funktions- oder Designanpassung des Fahrzeuginnenraums, oft nicht oder nur sehr erschwert möglich.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Befestigungsschnittstelle bereitzustellen, die die vorgenannten Nachteile mildert oder vermeidet.
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Diese Aufgabe wird durch einen Gegenstand mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Demnach umfasst gemäß einem ersten Aspekt eine Befestigungsschnittstelle zur reversiblen Befestigung eines Oberflächenmoduls an einem Kraftfahrzeug wenigstens eine Aufnahmevorrichtung zur ortsfesten Anordnung an dem Kraftfahrzeug, wobei die Aufnahmevorrichtung dazu ausgebildet ist, einen Verbindungsvorsprung, der an dem Oberflächenmodul angeordnet ist, aufzunehmen und eine formschlüssige Verbindung mit dem Verbindungsvorsprung zu bilden. Die Aufnahmevorrichtung weist wenigstens ein betätigbares Entriegelungselement auf, das dazu ausgebildet ist, bei Betätigung eine formschlüssige Verbindung der Aufnahmevorrichtung mit einem darin aufgenommenen Verbindungsvorsprung eines Oberflächenmoduls zu lösen.
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Die Aufnahmevorrichtung kann zum Bilden der formschlüssigen Verbindung ferner wenigstens ein bewegliches Verschlusselement aufweisen. Das bewegliche Verschlusselement kann elastisch in eine geschlossene Position vorgespannt sein. Ferner kann das Entriegelungselement dazu ausgebildet sein, bei Betätigung das Verschlusselement in eine geöffnete Position zu bewegen.
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Das Entriegelungselement kann eine Formgedächtnislegierung umfassen. Das Entriegelungselement kann ferner so ausgebildet sein, dass bei Betätigung des Entriegelungselements die Formgedächtnislegierung wenigstens teilweise mit elektrischem Strom beaufschlagt wird. Das Entriegelungselement kann wenigstens einen Formgedächtnisdraht aufweisen, der so angeordnet ist, dass er sich bei einem Beaufschlagen mit elektrischem Strom derart verformt, dass das Entriegelungselement mittels der Verformung des Formgedächtnisdrahts in die geöffnete Position bewegt wird.
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Zusätzlich oder alternativ kann das Entriegelungselement ferner wenigstens eines umfassen aus einem Elektromagneten, wobei das Entriegelungselement dazu ausgebildet ist, das Verschlusselement wenigstens teilweise mittels magnetischer Wechselwirkung in die geöffnete Position zu bewegen, einem Elektromotor, der dazu ausgebildet ist, das Verschlusselement mittels motorischer Kraft in die geöffnete Position zu bewegen, einer Pneumatikvorrichtung zum pneumatischen Bewegen des Verschlusselements in die geöffnete Position, einer Hydraulikvorrichtung zum hydraulischen Bewegen des Verschlusselements in die geöffnete Position, und/oder einem manuellen Bedienelement zum manuellen Bewegen des Verschlusselements in die geöffnete Position.
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Das Entriegelungselement kann wenigstens teilweise zur Betätigung mittels eines Energiesystems des Kraftfahrzeugs ausgebildet sein. Dabei kann das Entriegelungselement eine Formgedächtnislegierung zur Beaufschlagung mit elektrischem Strom mittels einer Stromquelle des Kraftfahrzeugs ausgebildet sein.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Befestigungssystem zur reversiblen Befestigung eines Oberflächenmoduls an einem Kraftfahrzeug beschrieben. Das Befestigungssystem umfasst wenigstens eine Befestigungsschnittstelle der hier vorgestellten Art und wenigstens einen Verbindungsvorsprung zur Anordnung an einem Oberflächenmodul, wobei der Verbindungsvorsprung zur Aufnahme mittels einer Aufnahmevorrichtung der Befestigungsschnittstelle ausgebildet ist.
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Die Befestigungsschnittstelle kann zur ortsfesten Anordnung im Bereich einer Sitzfläche, einer Rückenlehne, einer Mittelkonsole und/oder einer Innenwand des Kraftfahrzeugs ausgebildet sein.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Oberflächenmodulsystem zur reversiblen Befestigung eines Oberflächenmoduls an einem Kraftfahrzeug beschrieben. Das Oberflächenmodulsystem umfasst wenigstens ein Befestigungssystem der hier vorgestellten Art und wenigstens ein Oberflächenmodul, an dem wenigstens ein Verbindungsvorsprung des Befestigungssystems angeordnet ist.
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Das Oberflächenmodul kann eine Kindersitzfläche, einen Kindersitz, ein Polsterelement, ein Aufbewahrungsfach, ein Ladungssicherungsmodul, eine Armauflage und/oder ein Dekorelement umfassen.
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Das Oberflächenmodul kann außerdem verschiedene Oberflächenmodule umfassen, die zur wahlweisen Befestigung mittels der Befestigungsschnittstelle vorgesehen sind.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Fahrzeugsitz beschrieben. Der Fahrzeugsitz umfasst eine Befestigungsschnittstelle, ein Befestigungssystem und/oder ein Oberflächenmodulsystem der hier jeweils vorgestellten Art.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Kraftfahrzeug beschrieben. Das Kraftfahrzeug umfasst eine Befestigungsschnittstelle, ein Befestigungssystem, ein Oberflächenmodulsystem und/oder einen Fahrzeugsitz der hier jeweils vorgestellten Art.
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Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke soll nachfolgend anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen:
- 1 eine perspektivische Ansicht einer Befestigungsschnittstelle gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 2 eine perspektivische Ansicht eines Befestigungssystems in unverbundenem Zustand gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 3A und 3B verschiedene Ansichten eines Befestigungssystems in verbundenem Zustand gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 4 eine perspektivische Ansicht eines Oberflächenmodulsystems gemäß einem Ausführungsbeispiel, und
- 5A und 5B perspektivische Ansichten eines Fahrzeugsitzes mit einem Oberflächenmodulsystem gemäß einem Ausführungsbeispiel.
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1 zeigt schematisch und exemplarisch eine perspektivische Darstellung einer Befestigungsschnittstelle 100 zur reversiblen Befestigung eines Oberflächenmoduls an einem Kraftfahrzeug. Die Befestigungsschnittstelle 100 ist beispielsweise zur ortsfesten Anordnung an einem Kraftfahrzeug vorgesehen. Die Befestigungsschnittstelle 100 umfasst eine Aufnahmevorrichtung 110, die dazu ausgebildet ist, einen Verbindungsvorsprung, der an einem Oberflächenelement befestigt ist, aufzunehmen und mit diesem eine formschlüssige Verbindung zu bilden. Durch die Aufnahme eines Verbindungsvorsprungs und das Bilden einer formschlüssigen Verbindung gestattet die Befestigungsschnittstelle 100 die Befestigung eines Oberflächenelements an dem Kraftfah rzeug.
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Die Aufnahmevorrichtung 110 umfasst in dem gezeigten Beispiel eine Aussparung im mittleren Bereich, die so bemessen ist, dass ein entsprechender Verbindungsvorsprung darin aufgenommen werden kann. Angrenzend an die Aussparung sind vier Verschlusselemente 130 angeordnet, die dazu ausgebildet sind, eine formschlüssige Verbindung mit dem Verbindungsvorsprung zu bilden. Jedes der Verschlusselemente 130 ist dazu beweglich in der Befestigungsschnittstelle 100 angeordnet. Zudem ist jedes der Verschlusselemente 130 mittels eines Rückstellelements 134, beispielsweise einer Feder, in einer geschlossenen Position vorgespannt. In der geschlossenen Position ragt ein Teil jedes der Verschlusselemente 130 in die Aussparung der Aufnahmevorrichtung 110.
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Zum Einsetzen eines Verbindungsvorsprungs in die Aufnahmevorrichtung 110 lässt sich jedes der Verschlusselemente 130 elastisch in eine geöffnete Position bewegen. Die Rückstellelemente 134 bewirken nach Einsetzen des Verbindungsvorsprung ein selbsttätiges Bewegen der Verschlusselemente 130 in deren geschlossene Position. Jedes der Verschlusselemente 130 weist zudem in dem Bereich, der in die Aussparung der Aufnahmevorrichtung 110 ragt, eine Schrägung 132 auf. Die Schrägungen 132 bewirken ein Bewegen jedes der Verschlusselemente 130 in die geöffnete Position, wenn ein Verbindungsvorsprung in die Aussparung der Aufnahmevorrichtung 110 eingesetzt wird. Dabei wird jedes der Verschlusselemente 130 durch mechanische Einwirkung des Verbindungsvorsprungs auf die Schrägung 132 in die geöffnete Position geschoben.
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Die Befestigungsschnittstelle 100 umfasst außerdem ein Entriegelungselement 120. Das Entriegelungselement 120 ist betätigbar, derart, dass es bei Betätigung die formschlüssige Verbindung der Aufnahmevorrichtung 110 mit einem darin aufgenommenen Verbindungsvorsprung löst.
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In dem Beispiel von 1 umfasst das Entriegelungselement 120 einen Formgedächtnisdraht, der so angeordnet ist, dass er mit jedem der Verschlusselemente 130 in mechanischer Wechselwirkung steht. Der Formgedächtnisdraht ist dabei so geformt, dass er im Ruhezustand, d.h. im passiven, nicht erwärmten bzw. nicht mit Strom beaufschlagten Zustand, eine Form aufweist, die einer Position der Verschlusselemente 130 in deren geschlossener Position entspricht. Über eine Stromzufuhr 122, die mittels einer Kontaktierung 124 mit dem Formgedächtnisdraht elektrisch verbunden ist, lässt sich der Formgedächtnisdraht mit Strom beaufschlagen. Der Formgedächtnisdraht ist dabei so ausgebildet, dass er bei Beaufschlagung mit elektrischem Strom seine Form derart ändert, dass er auf jedes der Verschlusselemente 130 mechanisch einwirkt, derart dass dieses in seine geöffnete Position bewegt wird. Eine formschlüssige Verbindung der Aufnahmevorrichtung 110 mit einem darin angeordneten Verbindungsvorsprung eines Oberflächenelements lässt sich so durch Betätigen des Entriegelungselements 120 lösen.
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Die Befestigungsschnittstelle 100 gestattet das Anbringen eines Oberflächenelements an einem Fahrzeug ähnlich einem herkömmlichen Rastelement, das heißt, ohne dass ein Verbindungsbereich nach Montage sichtbar ist, sowie in einfacher, werkzeugloser Weise. Gegenüber herkömmlichen Befestigungsmitteln bietet die Befestigungsschnittstelle 100 jedoch den Vorteil einer reversiblen, d.h. lösbaren, Befestigung von Oberflächenelementen, ohne dass dabei eine Gefahr der Beschädigung des Oberflächenelements und/oder der Befestigungsschnittstelle 100 besteht.
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Das Entriegelungselement 120 ist in einigen Beispielen zudem über ein Energiesystem des Kraftfahrzeugs betätigbar. Beispielsweise erfolgt die Stromzufuhr 122 über ein Energiesystem des Kraftfahrzeugs und von einer Stromquelle, beispielsweise einer Batterie, des Kraftfahrzeugs. Dies begünstigt eine Verwendung durch Laien, wie etwa einen Benutzer des Kraftfahrzeugs, beispielsweise zur individuellen und/oder variablen Ausgestaltung eines Innenraums des Fahrzeugs mit Design- oder Funktionsmodulen, die sich mittels der Befestigungsschnittstelle 100 in einfacher Weise reversibel an dem Fahrzeug befestigen lassen.
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Die Befestigungsschnittstelle 100 in 1 umfasst eine einzige Aufnahmevorrichtung 110. In weiteren Beispielen umfasst die Befestigungsschnittstelle 100 dagegen mehrere Aufnahmevorrichtungen 110. Eine Befestigungsschnittstelle 100 mit mehreren Aufnahmevorrichtungen 110 ist beispielsweise dort vorteilhaft, wo Oberflächenelemente mit großer räumlicher Ausdehnung anzubringen sind, oder solche, die verhältnismäßig hohen mechanischen Einwirkungen standhalten sollen. Die Entriegelungselemente 130 solcher mehrfacher Aufnahmevorrichtungen 110 sind dabei beispielsweise über ein einziges Bedienelement gleichzeitig betätigbar.
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In dem gezeigten Beispiel umfasst das Entriegelungselement 120 eine Formgedächtnislegierung in Gestalt eines Formgedächtnisdrahts. In anderen Beispielen der Befestigungsschnittstelle 100 umfasst das Entriegelungselement 120 zusätzlich dazu oder abweichend davon einen Elektromagneten, einen Elektromotor, eine pneumatische Vorrichtung, eine Hydraulikvorrichtung und/oder ein manuelles Bedienelement. Diese sind dabei beispielsweise dazu ausgebildet, dass Verschlusselement mittels magnetischer Wechselwirkung, motorischer Kraft, pneumatisch, hydraulisch, beziehungsweise durch mechanische Übertragung einer manuellen Kraft in die jeweils geöffnete Position zu bewegen.
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2 zeigt schematisch und exemplarisch eine perspektivische Ansicht eines Befestigungssystems zur reversiblen Befestigung eines Oberflächenmoduls an einem Kraftfahrzeug. Das Befestigungssystem 200 umfasst eine Befestigungsschnittstelle 100. Bei der Befestigungsschnittstelle 100 handelt es sich beispielsweise um eine solche wie im Zusammenhang mit 1 beschrieben. Außerdem umfasst das Befestigungssystem 200 einen Verbindungsvorsprung 210. Der Verbindungsvorsprung 210 ist zum Bilden einer formschlüssigen Verbindung mit der Befestigungsschnittstelle 100, wie vorangehend beschrieben, ausgebildet. Zudem ist der Verbindungsvorsprung 210 zur Anordnung an einem Oberflächenelement vorgesehen. Der Verbindungsvorsprung 210 ist so gestaltet, dass er in einer Aussparung der Befestigungsschnittstelle 100 aufgenommen werden kann. Die in 2 gezeigte Position von Befestigungsschnittstelle 100 und Verbindungsvorsprung 210 entspricht einer gelösten Position des Verbindungsvorsprungs 210.
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Der Verbindungsvorsprung 210 weist entlang seinem äußeren Umfang einen Grat 212 auf. Der Grat 212 sowie Verschlusselemente der Befestigungsschnittstelle 100 sind dazu ausgebildet, zum Bilden der formschlüssigen Verbindung ineinanderzugreifen.
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3A zeigt schematisch und exemplarisch eine perspektivische Ansicht des Befestigungssystems 200. Gleiche Bezugszeichen wie in den vorangehenden Figuren bezeichnen dabei gleiche bzw. gleichwirkende Merkmale. Abweichend von 2 ist in 3A das Befestigungssystem 200 in einem verbundenen Zustand von Befestigungsschnittstelle 100 und Verbindungsvorsprung 210 gezeigt.
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In der gezeigten Position ist der Verbindungvorsprung 210 in der Aufnahmevorrichtung 110 der Befestigungsschnittstelle 100 aufgenommen. Jedes der Verschlusselemente 130 befindet sich zudem in seiner geschlossenen Position. Dabei greift jedes der Verschlusselemente 130 zur Bildung der formschlüssigen Verbindung mit dem Grat 212 ineinander. Wie in 3A erkennbar, führt eine Betätigung des Entriegelungselements 120 und dessen entsprechende Verformung zu einem Bewegen jedes der Verschlusselemente 130 in dessen geöffnete Position. In der geöffneten Position gibt jedes der Verschlusselemente 130 den Grat 212 des Verbindungsvorsprungs 210 frei, sodass ein Lösen der Verbindung erfolgt und der Verbindungvorsprung 210 aus der Befestigungsschnittstelle 100 entfernt werden kann.
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3B zeigt eine Draufsicht des Befestigungssystems 200. Gleiche Bezugszeichen entsprechen dabei wiederum gleichen oder gleichwirkenden Merkmalen. In 3B ist jedes der Verschlusselemente 130 in geschlossener Position gezeigt. Zudem ist das Entriegelungselement 120, welches in dem gezeigten Beispiel einen Formgedächtnisdraht umfasst, im unbetätigten, d.h. im passiven und nicht mit Strom beaufschlagten Zustand gezeigt. Dabei weist der Formgedächtnisdraht im Bereich jedes der Verschlusselemente 130 einen in Richtung auf den Verbindungsvorsprung 210 gebogenen Abschnitt auf. Bei einer Beaufschlagung des Formgedächtnisdrahts mit elektrischem Strom erwärmt sich der Formgedächtnisdraht und nimmt infolge dessen eine vorgegebene abweichende Form an, die einer geringeren Biegung im Bereich der Verschlusselemente 130 entspricht. Durch mechanische Wechselwirkung bewirkt ein solches Verformen des Formgedächtnisdrahts ein Bewegen jedes Verschlusselements 130 gegen die elastische Kraft des jeweiligen Rückstellelements 134 in die geöffnete Position.
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4 zeigt schematisch und exemplarisch eine perspektivische Ansicht eines Oberflächenmodulsystems 300. Das Oberflächenmodulsystem 300 umfasst ein Oberflächenmodul 310 sowie ein Befestigungssystem 200 wie vorangehend beschrieben. Ein Verbindungsvorsprung 210 des Befestigungssystems 200 ist dabei an dem Oberflächenmodul 310 des Oberflächenmodulsystems 300 angebracht. Gemäß dem vorangehenden Beschriebenen, gestattet das Oberflächenmodulsystem 300 ein reversibles Befestigen des Oberflächenmoduls 310 an der Befestigungsschnittstelle 100.
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Das Oberflächenmodul 310 ist in dem gezeigten Beispiel ein Polster- oder Sitzelement. In weiteren Beispielen umfassen Oberflächenmodule 310 des Oberflächenmodulsystems 300 einen Kindersitz, eine Kindersitzfläche, ein Aufbewahrungsfach, ein Ladungssicherungsmodul, eine Armauflage, ein Dekorelement, oder vergleichbare Oberflächenelemente, deren Austauschbarkeit, etwa zu einer Funktion- oder Designanpassung oder zu Reparaturzwecken wünschenswert ist. Gemäß verschiedenen Zwecken von Oberflächenmodulen 310 ist die Befestigungsschnittstelle 100 zudem zur ortsfesten Anordnung in verschiedenen Bereichen innerhalb oder außerhalb eines Kraftfahrzeugs ausgebildet. Beispielsweise gestattet ein Bestücken einer Fahrzeugsitzstruktur mit einer oder mehreren Befestigungsschnittstellen 100 ein individuelles Ausstatten des Fahrzeugsitzes, beispielsweise mit Polsterelementen, die auf einen bestimmten Benutzer zugeschnitten sind oder dessen Designvorlieben entsprechen. Zudem gestattet dies eine vorteilhafte Verwendung eines Sitzbereichs im Fahrzeug auch zu anderen Zwecken, etwa zur reversiblen Anbringung von Funktionselementen, wie beispielsweise einem Aufbewahrungsfach auf dem Fahrzeugsitz. Dies ist beispielsweise vorteilhaft, wenn das Fahrzeug vorwiegend von nur einer Person und nicht zum Transport weiterer Personen benutzt wird. Das Befestigungssystem 200 begünstigt dabei auch eine unter ästhetischen Gesichtspunkten vorteilhafte Gestaltung solcher Module als Oberflächenelemente, die sich in eine Innenraumgestaltung des Kraftfahrzeugs integrieren.
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Ein Oberflächenmodulsystem 300 wie vorangehend beschrieben umfasst in einigen Beispielen zudem verschiedene Oberflächenmodule 310, die jeweils dazu vorgesehen sind mit einer bestimmten Befestigungsschnittstelle 100 im Fahrzeug wahlweise verbunden zu werden. Dies bietet einem Benutzer die Möglichkeit, einen bestimmten Bereich des Fahrzeugs wahlweise für verschiedene Zwecke oder gemäß verschiedenen Vorlieben reversibel mit verschiedenen Oberflächenmodulen zu versehen.
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5A zeigt schematisch und exemplarisch eine perspektivische Ansicht eines Fahrzeugsitzes 400. Der Fahrzeugsitz 400 weist mehrere Bereiche auf, in denen mehrere Oberflächenmodule 310a-310f in Form von Polsterelementen reversibel befestigt sind. Jedes Polsterelement 310a-310f ist dabei beispielsweise gemäß einer Körpergröße eines Benutzers des Fahrzeugsitzes 400 gewählt. Zudem ist jedes der Polsterelemente 310a - 31 0f mittels einer oder mehrerer Befestigungssysteme 200, wie vorangehend beschrieben, reversibel an einer Struktur des Fahrzeugsitzes 400 angebracht.
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5B zeigt den Fahrzeugsitz 400 in einem Zustand, in dem die Oberflächenmodule 310a-310f von einer Struktur des Fahrzeugsitzes 400 entfernt sind. Ein Oberflächenmodul 310a ist von der Struktur des Fahrzeugsitzes 400 gelöst und in verschiedenen Ansichten dargestellt. Wie in 5B erkennbar ist, weist der Fahrzeugsitz 400 im Bereich jedes der Oberflächenmodule 310a - 310f eine einzige Aufnahmevorrichtung 110a - 110f auf, die jeweils zur reversiblen Befestigung eines Oberflächenmoduls 310a - 310f ausgebildet sind. In weiteren Beispielen des Fahrzeugsitzes 400 sind dagegen in einem oder mehreren Bereichen mehr als eine Aufnahmevorrichtung angeordnet, die gemeinsam zur reversiblen Befestigung eines Oberflächenmoduls vorgesehen sind. Dies ist beispielsweise dort vorteilhaft, wo Oberflächenmodule von verhältnismäßig großer Erstreckung vorgesehen sind, oder solche, die verhältnismäßig hohen mechanischen Ansprüchen genügen müssen.
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5B zeigt zudem eine Stromzufuhr 122a-f zum Betätigen des oder der Entriegelungselemente jeder der Aufnahmevorrichtungen 110a-110f. In dem gezeigten Beispiel ist eine gemeinsame Stromzufuhr 122a-f zur Betätigung jedwedes Entriegelungselements der Aufnahmevorrichtungen 110a-110f vorgesehen. In weiteren Beispielen sind dagegen wenigstens zwei der Aufnahmevorrichtung 110a-110f über getrennte Stromzufuhren ansteuerbar. Ein Gruppieren von Befestigungssystemen zum Zweck einer gemeinsamen Betätigung ist beispielsweise dort vorteilhaft, wo für eine zweckmäßige Umgestaltung üblicherweise mehrere Oberflächenmodule gleichzeitig zu lösen sind.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Befestigungsschnittstelle
- 110
- Aufnahmevorrichtung
- 120
- Entriegelungselement
- 122
- Stromzufuhr
- 124
- Kontaktierung
- 130
- Verschlusselement
- 132
- Schrägung
- 134
- Rückstellelement
- 200,300
- Befestigungssystem
- 210
- Verbindungsvorsprung
- 212
- Grat
- 300
- Oberflächenmodulsystem
- 310
- Oberflächenmodul
- 400
- Fahrzeugsitz