DE102019207649A1

DE102019207649A1 - Fahrzeugsitz mit passiv aktuierten adaptiven Strukturen

Info

Publication number: DE102019207649A1
Application number: DE102019207649.1A
Authority: DE
Inventors: Ralf Welp; Sylvain Fischer; Andrew Hart-Barron; Georg Bergmann; Lena Ammann
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2019-05-24
Filing date: 2019-05-24
Publication date: 2020-11-26

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Strukturteil (12, 14) eines Fahrzeugsitzes (100), welches mindestens eine aktuierbare Komponente (12.1, 14.1) umfasst, die durch ihre Aktuierung eine kinematische Verstellbewegung ausführt.
Es ist vorgesehen, dass das Strukturteil (12, 14) insgesamt aus Kunststoff ausgebildet ist, wobei die mindestens eine Komponente (12.1, 14.1) des Strukturteiles (12, 14) über mindestens ein ausgebildetes flexibles elastisches Gelenk (G1, G2, G3, S1) mit einem Aktuator-Element (12.2) in Verbindung steht, welches durch eine auf das Aktuator-Element (12.2) einwirkende Kraft (F_A) verstellt wird, wobei eine Verstellbewegung des Aktuator-Elementes (12.2) auf das mindestens eine Gelenk (G1, G2, G3, S1) übertragen wird, sodass die mindestens eine Komponente (12.1, 14.1) einer kinematischen Adaption unterzogen wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Strukturteil eines Fahrzeugsitzes, der mindestens eine aktuierbare Komponente umfasst, die durch ihre Aktuierung eine kinematische Verstellbewegung ausführt.
Fahrzeugsitze weisen in bekannter Weise Seitenwangen auf, um einer aufsitzenden Person bei Kurvenfahrten Seitenhalt zu geben. Es wurde festgestellt, dass die Seitenwangen bei Fahrzeugen mit höherer Sitzlage insbesondere für kleinere Personen beim Ein- und Aussteigen Störkonturen darstellen, die von den Personen sogar als unangenehm empfunden werden.
Eine bekannte Lösung besteht in dem Einsatz aufblasbarer Seitenwangen, wodurch eine aktive Verstelleinheit implementiert werden muss, sodass ein höherer technischer Aufwand die Folge ist, wobei zudem nur eine geringe Verstellbarkeit realisiert werden kann.
Eine andere bekannte Lösung besteht in der Reduzierung der Seitenwangen an sich, wodurch jedoch Einbußen des Seitenhaltes der aufsitzenden Person in Kauf genommen werden müssen.
Schließlich sind kinematische Lösungen bekannt, bei denen ein Einstell- beziehungsweise Verstellmechanismus für eine manuelle oder antriebsunterstützte Verstellung der Seitenwangen sorgt.
Ausgangspunkt der Erfindung ist jedoch die Suche nach einer weniger aufwändigen Lösung zur Seitenwangenverstellung, bei der keine aktiven Einstell- beziehungsweise Verstellmechanismen in den Seitenwangen selbst oder dem Seitenwangen aufweisenden Fahrzeugsitz implementiert werden müssen.
Die Druckschrift EP 2 760 701 B1 offenbart bereits einen Fahrzeugsitz mit einer rückenlehnenseitigen und/oder einer sitzteileseitigen Grundstruktur, die mindestens eine bewegliche Seitenwangenstruktur umfasst, wobei zumindest die Seitenwangenstruktur der Grundstruktur aus mindestens einer Gerüststruktur ausgebildet ist, wobei diese mindestens eine Seitenwangengerüststruktur biegeelastische Flanken und zwischen den Flanken liegende auslenkbare Querstreben aufweist, die über elastische Verbindungsmittel an den Flanken angeordnet sind. Es ist beschrieben, dass ein aus einer Richtung über eine biegeelastische Flanke auf die Querstreben der mindestens einen Seitenwangengerüststruktur wirkender Kraftimpuls, eine ausgleichende autoreaktive Verformung der mindestens einen Seitenwangengerüststruktur an einer anderen Stelle in entgegen gesetzter Richtung bewirkt. Es kommt bei dieser Lösung somit nicht zu einer aktiven Reaktion durch aktiven Einstellbeziehungsweise Verstellmechanismen, sondern zu einer passiven Anpassung der Seitenwangengerüststruktu r.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Verstellmechanismus für eine Seitenwange zu schaffen, die in einfacher Weise in dem Fahrzeugsitz implementiert werden kann und welche die Problematik der bei herkömmlichen Seitenwangen auftretenden Nachteile, insbesondere die Bildung eine Seitenwangen-Störkontur, überwindet.
Ausgangspunkt der Erfindung ist ein Strukturteil eines Fahrzeugsitzes, der mindestens eine aktuierbare Komponente umfasst, die durch ihre Aktuierung eine kinematische Verstellbewegung ausführt.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Strukturteil insgesamt aus Kunststoff ausgebildet ist, wobei die mindestens eine Komponente des Strukturteiles über mindestens ein ausgebildetes flexibles elastisches Gelenk mit einem Aktuator-Element in Verbindung steht, welches durch eine auf das Aktuator-Element einwirkende Kraft verstellt wird, wobei eine Verstellbewegung des Aktuator-Elementes auf das mindestens eine Gelenk übertragen wird, sodass die mindestens eine Komponente einer kinematischen Adaption unterzogen wird.
Die mindestens eine Komponente ist bevorzugt ein Sitzteil und/oder eine Rückenlehne oder eine Teilestruktur des Sitzteiles und/oder eine Teilestruktur der Rückenlehne.
Die mindestens eine Komponente ist bevorzugt eine Seitenwange.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Sitzteil und/oder die Rückenlehne oder Teilestrukturen davon, die mindestens eine kinematisch adaptierbare Seitenwange um, die erfindungsgemäß eine aus flexiblem elastischen Kunststoff ausgebildete äußere Hüllstruktur ist, die einen Hohlraum aufweist, wobei die äußere Hüllstruktur eine Außen- und Innenkontur der Seitenwange ausbildet.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass das Sitzteil und/oder die Rückenlehne oder Teilestrukturen davon, in dem Hohlraum der kinematisch adaptierbaren Seitenwange als Stützstruktur eine Innenstruktur ausgebildet ist.
Bevorzugt, ist die Innenstruktur in verschiedenen möglichen Ausgestaltungen entweder aus einem Vollmaterial oder als Hohlräume aufweisende Stützstruktur oder als innere Hüllstruktur mit einem Hohlraum ausgebildet.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die als Stützstruktur ausgebildete Innenstruktur aus einem starren Material ausgebildet ist, wodurch die Innenkontur der mindestens einen Seitenwange ausgesteift wird. Dabei ist bevorzugt vorgesehen, dass das starre Material der Innenstruktur der Seitenwange Kunststoff mit gegenüber der aus flexiblem elastischen Kunststoff bestehenden äußeren Hüllstruktur geringerer Elastizität ist.
Ferner ist bevorzugt vorgesehen, dass die äußere Hüllstruktur der Seitenwange dickere und dünne Materialbereiche aufweist, wobei mindestens einer der dünneren Bereiche der äußeren Hüllstruktur der Seitenwange das mindestens eine flexible elastische Gelenk ausbildet.
Zur Kraftübertragung ist vorgesehen, dass die mindestens eine kinematisch adaptierbare Seitenwange mit dem Aktuator-Element über eine Kunststoffverbindung miteinander verbunden sind, sodass die auf das Aktuator-Element einwirkende Kraft zur einer Verstellbewegung des Aktuator-Elementes führt, wobei diese Verstellbewegung auf das mindestens eine flexible elastische Gelenk der Seitenwange übertragen wird, sodass die Seitenwange einer kinematischen Adaption unterzogen wird, bei sich die Seitenwange von einer Nichtgebrauchsposition in eine Gebrauchsposition bewegt.
Die einwirkende Kraft wird bei einem Sitzteil durch ein Aufsitzen einer Person auf das Sitzteil oder bei einer Rückenlehne durch das Anlehnen einer Person an die Rückenlehne von Außen erzeugt und aktiv in das Aktuator-Element eingeleitet, wobei die Kraft von dem mit der Seitenwange in Verbindung stehenden Aktuator-Element auf das mindestens eine flexible elastische Gelenk übertragen wird, wodurch die Seitenwange passiv von der Nichtgebrauchsposition in die Gebrauchsposition bewegt wird, da die aktuatorische Kraft nicht direkt auf die Seitenwange wirkt. In vorteilhafter Weise stellt sich die Seitenwange somit erst dann in die Gebrauchsposition auf, wenn die Person bereits den Bereich der Seitenwange passiert hat und sich auf den Fahrzeugsitz setzt, sodass die Seitenwange beim Einsteigen und analog beim Aussteigen keine Störkontur bildet. Es wird deutlich, dass in vorteilhafter Weise keine Antriebe benötigt werden, um die erfindungsgemäße Funktion auszuführen.
Bevorzugt wird vorgeschlagen, dass das Sitzteil und/oder die Rückenlehne oder Teilestrukturen davon, aus mindestens einer Kunststoffart bestehende Spritzteile oder ein aus mindestens einer Kunststoffart bestehendes 3D-Druckteil ist, wobei darauf speziell hingewiesen wird, dass die äußere Hüllstruktur und die Innenstrukturen des Sitzteiles und/oder der Rückenlehne oder Teilestrukturen davon und die Seitenwangen des Sitzteiles und/oder der Rückenlehne insbesondere bei der Herstellungsart als 3D-Druck in vorteilhafter Weise in einem kontinuierlichen Fertigungsprozess hergestellt werden können, wobei bereichsweise unterschiedliche Kunststoffarten eingesetzt werden, um die elastischen und die starren Strukturen herzustellen, wie nachfolgend detailliert erläutert wird.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

1 einen Fahrzeugsitz in einer Seitenansicht
1.1 eine adaptierbare Komponente gemäß der Erfindung in einer Schnittdarstellung Y-Y in einer Ausführungsvariante einer ersten Ausführungsform;
2.1 eine adaptierbare Komponente gemäß der Erfindung in einer Schnittdarstellung Y-Y in einer ersten Ausführungsvariante einer zweiten Ausführungsform;
2.2 eine adaptierbare Komponente gemäß der Erfindung in einer Schnittdarstellung Y-Y in einer zweiten Ausführungsvariante der zweiten Ausführungsform;
2.3 eine adaptierbare Komponente gemäß der Erfindung in einer Schnittdarstellung Y-Y in einer dritten Ausführungsvariante der zweiten Ausführungsform;

1 zeigt einen Fahrzeugsitz 100 in einer Seitenansicht.
Der Fahrzeugsitz 100 umfasst eine Basisstruktur 100.1, an der verstellbare den Komfortbereich der aufsitzenden Person bildende Strukturteile, wie Sitzteil 12, Rückenlehne 14 und Kopfstütze 16 angeordnet sind.
Die Strukturteile 12, 14, 16 weisen in bekannter Weise verstellbare Seitenwangen 12.1, 14.1 und 16.1 auf, die in Figur angedeutet sind.
1 verdeutlicht außerdem, dass insbesondere Sitzteil 12 und Rückenlehne 14 unterschiedliche Teilestrukturen umfassen kann, wie in 1 am Beispiel der Rückenlehne 14 verdeutlicht ist, die beispielsweise ein unteres Lordosen-Rückenlehnenteil 14A und ein oberes Schulter-Rückenlehnenteil 14B umfasst. Diese Teilestrukturen 14A, 14B weisen dann beispielsweise unabhängig voneinander Seitenwangen auf, die ebenfalls mit den Bezugszeichen 14.1 und 14.1 gekennzeichnet sind.
Von dieser Einleitung ausgehend, besteht der Kern der Erfindung darin, dass eines oder mehrere der genannten Strukturteile derart ausgebildet sind, dass sie mindestens eine adaptierbare Komponente aufweisen, die durch eine Kraft aktuiert wird, die durch eine auf dem Fahrzeugsitz aufsitzenden Person erzeugt wird, sodass die mindestens eine Komponente nach ihrer Aktuierung durch die einwirkenden Kraft eine kinematische Adaption, im Sinne einer Verstellbewegung erfährt, wie nachfolgend erläutert wird.
In den Ausführungsbeispielen ist die mindestens eine Komponente jeweils eine Seitenwange 12.1 (vergleiche die 1, 1.1, 2.1, 2.2, 2.3).
Die Erfindung wird anhand der Seitenwange 12.1 des Sitzteiles 12 erläutert, mithin stellt die Seitenwange 12.1 des Sitzteiles 12 eine durch entsprechende Aktuierung adaptierbare Komponente des Fahrzeugsitzes 100 dar, welche gemäß Grundprinzip der Erfindung folgt und in einer Ausführungsvariante der ersten Ausführungsform gemäß 1.1 wie folgt ausgebildet ist.
Erste Ausführungsform in einer Ausführungsvariante:

Die Seitenwange 12.1 des Sitzteiles 12 und das Sitzteil sind in 1.1 quer zu einer x-Richtung in einem Schnitt Y-Y geschnitten dargestellt.

Das Sitzteil 12 umfasst die Seitenwangen 12.1, ein Sitzteil-Aufsitzelement 12.2 und ein Basiselement 12.3, welches ortsfest und zumeist mit einer Karosseriestruktur indirekt oder direkt verbunden ist.
Das Sitzteil-Aufsitzelement 12.2 wird als Aktuator-Element verwendet, wie noch erläutert wird. Bei einer Rückenlehne 14 ist das Aktuator-Element ein analog verwendetes Rückenlehnen-Anlehnelement.
Es wird vorgeschlagen, das Sitzteil 12 insgesamt aus einem flexiblen elastischen Material insbesondere einem flexiblen elastischen Kunststoffmaterial auszubilden beziehungsweise herzustellen.
In einer Ausgestaltung ist das Basiselement 12.3 aus einem anderen starren Material, insbesondere Kunststoff, ausgebildet, während das Sitzteil-Aufsitzelement 12.2 und das Basiselement 12.3 aus dem flexiblen elastischen Kunststoffmaterial ausgebildet sind.
In der nachfolgenden Ausführungsvariante der ersten Ausführungsform wird davon ausgegangen, dass das Sitzteil 12 insgesamt aus dem flexiblen elastischen Kunststoffmaterial ausgebildet ist.
Das Sitzteil-Aufsitzelement 12.2 umfasst im Ausführungsbeispiel ein Aufsitzoberteil 12.21 und ein Aufsitzunterteil 12.22, welche ein zwischen ihnen liegendes Aufsitzstützteil 12.23 aufweist, welches die Formstabilität des Sitzteil-Aufsitzelementes 12.2 insgesamt bewirkt.
Die Seitenwange 12.1 weist jeweils ein Wangenoberteil 12.11, ein äußeres Wangenseitenteil 12.12, ein Wangenunterteil 12.13 und ein inneres Wangenseitenteil 12.14 auf.
Das Wangenunterteil 12.13 ist als Wippe ausgebildet, da es sich erfindungsgemäß über einen Wippendrehpunkt WD auf dem Basiselement 12.3 abstützt. Mit anderen Worten, das Wangenunterteil 12.13 weist ein inneres (im dargestellten Ausführungsbeispiel kürzeres) und ein äußeres (im dargestellten Ausführungsbeispiel längeres) Wippenhebelelement auf. In Abhängigkeit der Hebelverhältnisse kann die kinematische Adaption des äußeren Wangenseitenteiles 12.12 beeinflusst werden, wie noch erläutert wird.
1.1 verdeutlicht, dass die Seitenwange 12.1 materialseitig dünnere Bereiche aufweist, wodurch die Flexibilität des elastischen Materials in bestimmten Bereichen beeinflusst wird.
Das Sitzteil-Aufsitzelement 12.2 weist andererseits nahe der jeweiligen Seitenwangen 12.1 materialseitig verdickte Bereiche 12.4 auf, die eine im Wesentlichen starre Verbindung V1 zu den Seitenwangen 12.1 bilden, worauf ebenfalls noch eingegangen wird.
Die verdickten Bereiche 12.4 gehen in das jeweilige innere Wangenseitenteil 12.14 über, sodass die verdickten Bereiche 12.4 und die inneren Wangenseitenteile 12.14 vertikal in -z (Pfeil in +z) bewegliche Aktuatorstege bilden. Die verdickten Bereiche 12.4 gehen andererseits in einen langgestreckten (mit einem Oval mit Stichlinien) gekennzeichneten dünneren Bereich des Wangenoberteiles 12.11 über, die jeweils einen Stauchungsbereich SB symbolisieren.
Die Spitze des Aktuatorsteges 12.14 bildet im Adaptionsfall, in dem die Seitenwangen 12.1 von einer Nichtgebrauchsposition gemäß 1.1 in eine nicht dargestellte Gebrauchsposition kommen, in je einem Gelenk S1 eine reversible halbkreisförmige Bewegung gemäß dem dargestellten Pfeil aus, wie noch weiter erläutert wird. Die Gelenke S1 stellen somit ein flexibles elastisches Schwenkgelenk S1 mit hohem Rückstellvermögen dar.
Zwischen den dünneren Bereichen der Seitenwangen 12.11 sind dickere Bereiche (ohne Bezugszeichen) ausgebildet, welche als äußere Hüllstruktur insbesondere die Außenkontur, mithin die äußere Erscheinungsform der jeweiligen Seitenwange 12.1 formgebend bilden.
Die erwähnten materialseitig dünneren Bereiche der Seitenwange 12.1 bilden erfindungsgemäß jeweils eine Art Drehgelenk G1, G2, G3, insbesondere ein flexibles elastisches Drehgelenk mit hohem Rückstellvermögen aus.
Der vorgestellte Aufbau beziehungsweise die Anordnung der Teile zueinander, ermöglicht nunmehr eine passive Adaption der Seitenwangen 12.1, die durch eine Aufsitzkraft F_A , die der Gewichtskraft des aufsitzenden Passagiers entspricht, aktiviert wird.
Es werden somit in vorteilhafter Weise keine Antriebe benötigt, um die Seitenwangen 12.1 von ihrer Nichtgebrauchsposition in die Gebrauchsposition zu bringen. Dadurch reduziert sich wesentlich der technische Aufwand, da die in dem Fahrzeugsitz zu integrierenden Antriebskomponenten entfallen, worin ein Vorteil der Erfindung besteht.
Die Aufsitzkraft F_A wirkt im Wesentlichen vertikal in -z-Richtung, da die verdickten Bereiche 12.4 des Sitzteil-Aufsitzelementes 12.2 an dem jeweiligen Wangenoberteil 12.11 relativ starr ausgebildet sind, so dass sich bei der Krafteinwirkung lediglich der Stauchungsbereich SB bildet, in dem die Wangenoberteile 12.11 leicht nach unten in -z-Richtung in den Stauchungsbereich SB eintauchen.
In vorteilhafter Weise verhindert die relativ starr ausgebildete starre Verbindung V1 zwischen den Seitenwangen 12.1 und dem Sitzteil-Aufsitzelement 12.2, dass das Sitzteil-Aufsitzelement 12.2 seitlich „wegschwimmt“. Mit anderen Worten, durch die starre Verbindung V1 zwischen den Seitenwangen 12.1 und dem Sitzteil-Aufsitzelement 12.2 wird dafür gesorgt, dass die Gewichtskraft im Wesentlichen vertikal in die Struktur des Sitzteiles 12 mithin in den Aktuatorsteg 12.14 eingeleitet wird.
So wird im Wesentlichen eine kinematische Bewegung des Aktuatorsteges 12.14 in -z-Richtung bewirkt, der das erste Drehgelenk G1 drehbeweglich um eine zugehörige x-Achse X1 auslenkt.
Die Aufsitzkraft F_A führt dabei in Abhängigkeit des Gewichtes des Aufsitzenden zu einer Verlagerung des inneren Hebelarmes in -z-Richtung, sodass das als Wippe ausgebildete Wangenunterteil 12.13 um den Wippendrehpunkt WD um die zugehörige x-Achse XWD (Wippendrehpunktachse) schwenkt, wodurch das äußere Wangenseitenteil 12.12 in z-Richtung angehoben und das Wangenunterteil 12.12 gegenüber dem äußere Wangenseitenteil 12.12 um das zweite Drehgelenk G2 drehbeweglich um die zugehörige x-Achse X2 gedreht wird, wobei parallel das dritte Drehgelenk G3 drehbeweglich um die zugehörige x-Achse X3 gedreht wird und letztlich die Stauchung im Stauchungsbereich SB bewirkt.
Die Seitenwangenspitze im Bereich des dritten Drehgelenkes G3 wurde bei dieser Ausgestaltung um z in +z-Richtung entsprechend durch den Hebelarm nach oben gedrückt, sodass die Seitenwange 12.1 erst in Nichtgebrauchsposition kommt, wenn der Passagier aufsitzt. In vorteilhafter Weise wird dadurch keine Störkontur gebildet, wenn der Passagier einsteigt, und sobald der Aufsitzende den Fahrzeugsitz 100 verlässt, wird in vorteilhafter Weise eine automatische Adaption der Seitenwangen 12.1 von der Gebrauchsposition in die Nichtgebrauchsposition hervorgerufen, da die erläuterten Rückstellkräfte wirken.
Die Hebelverhältnisse der Wippe 12.13. sind derart ausgewählt, dass auch bei Aufsitzenden mit geringem Gewicht, das heißt mit geringer Aufsitzkraft F_A eine ausreichende Anpresskraft F_P des Wangenoberteiles 12.11 an den Seitenbereich der aufsitzenden Person erzeugen.
Die Position des Wippendrehpunktes WD wird entlang der Wippe 12.13 derart gewählt, sodass die Kraft und Weg-Übersetzungsverhältnisse für den Bereich der zu erwartenden Aufsitzkräfte F_A ausreicht, um eine entsprechende Anpresskraft Fp des Wangenoberteiles 12.11 und eine Position des Wangenoberteiles 12.11 an den Seitenbereich der jeweiligen Person zu erzeugen.
Zweite Ausführungsform - Erste Ausführungsvariante:

Die 2.1 zeigt wiederum als adaptierbare Komponente eine Seitenwange 12.1 gemäß der Erfindung in einer Schnittdarstellung Y-Y in einer ersten Ausführungsvariante einer zweiten Ausführungsform, die sich unter anderem dadurch von der ersten Ausführungsform unterscheidet, dass keine Wippe 12.13 als Wangenunterteil 12.13 ausgebildet ist.

Bei dieser Ausführungsform werden die adaptierbaren Komponenten nach dem Prinzip „Bone and Skin“-Struktur ausgebildet, wie nachfolgend erläutert wird.
Analog zu der ersten Ausführungsform, umfasst das Sitzteil 12 die Seitenwangen 12.1, das Sitzteil-Aufsitzelement 12.2. und das Basiselement 12.3.
Anders als bei der ersten Ausführungsform, wird nicht nur die äußere Hüllstruktur der Komponenten aus einem flexiblen elastischen Material, insbesondere einem flexiblen elastischen Kunststoffmaterial ausgebildet, sondern die innenliegenden Strukturen B (Bones) werden ebenfalls aus einem Kunststoffmaterial ausgebildet, welches jedoch nicht elastisch ist, sodass die Innenstruktur B die Formstabilität der Komponenten herstellt.
Dabei ist vorgesehen, wie in 2.1 dargestellt ist, dass die Innenstruktur B aus einem Vollmaterial ausgebildet ist. Sie kann aber auch eine Art feste (starre) Stützstruktur sein, wie sie beispielsweise in 1.1 mit dem Bezugszeichen 12.23 des dort gezeigten Aufsitzstützteiles 12.23 ausgebildet ist.
Der Vorteil dieser zweiten Ausführungsform besteht darin, dass eine einfachere Gesamtstruktur ausgebildet werden kann, die weniger Gelenke aufweist, wobei sich dabei das kinematische Prinzip ändert, wie nachfolgend erläutert wird.
Das Sitzteil-Aufsitzelement 12.2 umfasst wiederum ein Aufsitzoberteil 12.21 und ein Aufsitzunterteil 12.22 welches als zwischenliegendes Aufsitzstützteil 12.23 eine innenliegende starre plattenartige Stützstruktur 12.23 umfasst.
Die Seitenwangen 12.1 weisen wiederum ein Wangenoberteil 12.11 und ein äußeres Wangenseitenteil 12.12 auf, die jeweils als Innenstruktur B ebenfalls eine starre Stützstruktur aufweisen, deren Außenkontur der Innenkontur B der Wangenteile 12.11, 12.12 entsprechen, sodass die Wangenteile 12.11 und 12.12 eine äußere Hüllstruktur aus dem flexiblen elastischen Material und eine Kernstruktur aus dem starren Kunststoffmaterial aufweisen.
Ein Wangenunterteil und ein inneres Wangenseitenteil analog zu der ersten Ausführungsform, werden bei dieser zweiten Ausführungsform nicht benötigt.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel umfasst das Sitzteil 12 wiederum ein Basiselement 12.3, welches im Ausführungsbeispiel mit dem äußeren Wangenseitenteil 12.12 über ein Gelenk G2 verbunden ist.
Es wird darauf hingewiesen, dass es bei dieser ersten Ausführungsvariante der zweiten Ausführungsform vorgesehen ist, dass das zweite Gelenk G2 ortsfest beispielsweise karosseriefest angeordnet ist, sodass es nicht zwingend mit dem Basiselement 12.3 in Verbindung stehen muss. Mit anderen Worten, eine karosseriefeste Anbindung der zweiten Gelenke G2 direkt an der Karosserie ist möglich, sodass sogar das Basiselement 12.3 entfallen kann.
Gemäß dem gewählten Ausführungsbeispiel umfasst auch das Basiselement 12.3 einen starren Kern als plattenartige Innenstruktur B aus einem starren Kunststoffmaterial, welches von dem flexiblen elastischen Kunststoffmaterial als äußere Hüllstruktur umgeben ist, wobei das Basiselement 12.3 mit dem äußeren Wangenseitenteil 12.12 über ein Gelenk G2 verbunden ist.
Das Sitzteil-Aufsitzelement 12.2 umfasst oberhalb der Innenstruktur B einen relativ dicken Materialbereich, der die Sitzfläche der aufsitzenden Person bildet, die in den Stauchungsbereichen SB (gestrichelte Ovale, der ebenfalls relativ starr als starre Verbindung V1 ausgebildet ist, in das jeweilige Wangenoberteil 12.11 übergeht. In diesem Übergang verringert sich die Materialstärke bis zur Seitenwangenspitze hin, an der ein drittes Gelenk G3 ausgebildet ist.
Unterhalb der Stauchungsbereiche SB im Übergangsbereich zwischen dem jeweiligen Aufsitzoberteil 12.21 und dem jeweiligen Wangenoberteil 12.11 ist jeweils ein erstes Gelenk G1 angeordnet, welches zusammen mit den beiden anderen Gelenken G2 und G3 die adaptive Verstellkinematik der Seitenwangen 12.1 bildet
Gemäß 2.1 wird deutlich, dass in den Gelenkbereichen zwischen den Innenstrukturen B der jeweiligen Komponenten nur dünnere Bereich aus flexiblem elastischen Material ausgebildet sind, die den dünneren Bereichen gemäß der ersten Ausführungsform entsprechen und somit wiederum filmscharnierartige Gelenke G1, G2, G3 bilden.
Auch dieser vorgestellte Aufbau beziehungsweise die Anordnung der Teile zueinander, ermöglicht nunmehr eine passive Adaption der Seitenwangen 12.1, die durch die Aufsitzkraft F_Adie der Gewichtskraft des aufsitzenden Passagiers entspricht, aktiviert wird.
Es werden somit auch in der zweiten Ausführungsform keine Antriebe benötigt, um die Seitenwangen 12.1 von ihrer Nichtgebrauchsposition in die Gebrauchsposition zu bringen.
Bei dieser zweiten Ausführungsform wirkt die Aufsitzkraft F_A durch die relativ starre Verbindung V1 zwischen den Seitenwangen 12.1 und dem Sitzteil-Aufsitzelement 12.2 ebenfalls im Wesentlichen in -z-Richtung, so dass das Sitzteil-Aufsitzelement 12.2 nicht seitlich wegschwimmt, wobei gleichzeitig eine Drehbewegung um die x-Achse X1 innerhalb des elastischen Gelenkes G1 stattfindet, sodass der Stauchungsbereich SB geringfügig eintaucht.
Dadurch, dass das zweite elastische Gelenk G2 ortsfest angeordnet ist, dabei jedoch um die x-Achse X2 elastisch drehbeweglich ist, kommt es zu einer Ausweichbewegung der Spitze der Seitenwangen 12.1 und einer Drehbewegung der Seitenwangenoberteile 12.11 gegenüber den äußeren Seitenwangenteilen 12.12 um die x-Achse X3.
Mit anderen Worten, durch die Aufsitzkraft F_A wird an dem Wangenoberteil 12.11 (wie die Pfeile in -z-Richtung symbolisieren) gezogen, sodass sich die Spitzen der Seitenwangen 12.1 entsprechend gegenüber der Fläche des Sitzteil-Aufsitzelementes 12.2 aufstellen.
Das Grundprinzip, dass keine Störkontur gebildet wird, wenn der Passagier einsteigt, bleibt jedoch erhalten, da die Seitenwangenverlagerung erst eintritt, wenn der Aufsitzende auf dem Fahrzeugsitz 100 aufsitzt.
Zweite Ausführungsform - Zweite Ausführungsvariante:

Das in 2.2 dargestellte Sitzteil 12 in einer zweiten Ausführungsvariante weist Unterschiede zu der ersten Ausführungsvariante auf, wobei das adaptive Grundprinzip gemäß der Beschreibung der ersten Ausführungsvariante ebenfalls ausgeführt ist.

Ein Unterschied der zweiten zu der ersten Ausführungsvariante besteht darin, dass die „Bones“, das heißt die Innenstrukturen B der Komponenten teilweise aus einem Vollmaterial und teilweise als Hüllstrukturen mit mindestens einem Hohlraum ausgebildet sind.
In der zweiten Ausführungsvariante weist das Sitzteil-Aufsitzelement 12.2 einen Kern aus einem Vollmaterial auf, während die anderen Komponenten 12.11 und 12.12 in der zweiten Ausführungsvariante als Kerne starre innere Hüllstrukturen ausbilden, deren Außenkontur analog zu der ersten Ausführungsvariante der zweiten Ausführungsform der Innenkontur B der Wangenteile 12.11, 12.12 entsprechen, sodass die Wangenteile 12.11 und 12.12 eine äußere Hüllstruktur aus dem flexiblen elastischen Material und eine Kernstruktur aus dem starren beziehungsweise weniger elastischen Kunststoffmaterial aufweisen.
Ein weiterer Unterschied besteht darin, dass das Basisteil 12.3 und die äußeren Wangenseitenteile 12.12 eine gemeinsame Innenstruktur B bilden, so dass die Adaptivität der zweiten Gelenke G2 durch die innenliegende Hüllstruktur B geringer ist, das heißt die Auslenkbewegung der Spitze der Seitenwangen 12.1 ist bei gleicher Aufsitzkraft F_A im Vergleich zu den vorherigen Ausführungsvarianten etwas geringer
Zweite Ausführungsform - dritte Ausführungsvariante:

Das in 2.3 dargestellte Sitzteil 12 in einer dritten Ausführungsvariante weist Unterschiede zu der ersten Ausführungsvariante auf, wobei das adaptive Grundprinzip gemäß der Beschreibung der ersten Ausführungsvariante ebenfalls ausgeführt ist. Ein Unterschied der zweiten zu der ersten Ausführungsvariante besteht darin, dass zwischen den Komponenten eine starre Stützstruktur 12.5 ausgebildet ist, welche die Komponenten 12.21, 12.11, 12.12 und 12.3 untereinander abstützt. Dadurch wird der starre Bereich V1 zwischen den Seitenwangen 12.1 und dem Sitzteil-Aufsitzelement 12.2 beweglich als Gelenk G1 ausgebildet, wodurch die Seitenwangen 12.1 in diesem Bereich flexibler ausgebildet sind.

Das seitliche in die jeweilige y-Richtung nicht erwünschte „Wegschwimmen“ des Sitzteil-Aufsitzelementes 12.2, wird bei dieser Ausführungsvariante nicht durch den starre Bereich V1, sondern durch die innenliegende Stützstruktur 12.5 vermieden.
Alle Ausführungsvarianten der Ausführungsformen:

Ergänzend sind in den 2.1 bis 2.3 noch Sitzschienen 12.6 dargestellt, die eine Sitzlängsverschiebung des Fahrzeugsitzes 100 ermöglichen, die bevorzugt mit dem jeweiligen Basiselement 12.3 in Verbindung stehen.

Gemäß der vorhergehenden Erläuterungen wird das Sitzteil 12 und die jeweilige adaptive Komponente, im Ausführungsbeispiel die mindestens eine Seitenwange aus Kunststoff hergestellt, wobei in bestimmten Bereich ein elastischer Kunststoff, der die Adaptivität ermöglicht und in bestimmten Bereichen ein starrer, insbesondere weniger elastischer Kunststoff eingesetzt wird.
Erfindungsgemäß wird noch ergänzend vorgeschlagen, dass beispielsweise die Elastizität des elastischen Kunststoffes und des starreren Kunststoffes in unterschiedlichen Bereichen noch variieren kann.
Folgende Beispiele:

Beispielsweise kann die Elastizität von dem Sitzteil-Aufsitzelement 12.2 ausgehend nach außen kontinuierlich zunehmen. Das heißt, der sich anschließende Stauchungsbereich SB ist etwas elastischer als das Sitzteil-Aufsitzelement 12.2 ausgeführt und die zu dem Wangenoberteil 12.11 gehörenden Gelenke G1 und G3 sind noch elastischer ausgebildet als der Stauchungsbereich SB, wodurch die Adaptivität der Seitenwangen 12.1 eingestellt werden kann.

Beispielsweise können auch die als Vollmaterial oder als Hüllstrukturen ausgebildeten Innstrukturen „Bones“, je nach Bedarf aus unterschiedlich starrem Kunststoff hergestellt werden. Nur beispielsweise könnte die Innenstruktur B eines äußeren Seitenwangenteiles 12.12 härter ausgebildet werden, als das Wangenoberteil 12.11, sodass Komfortwünsche berücksichtigt werden können.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, die aus Kunststoff bestehenden Komponenten des adaptiven Strukturteiles in einem 3-D-Verfahren mittels eines 3-D-Druckers herzustellen, der gemäß der Erfindung verschiedene Kunststoffe mit verschiedenen bereichsweise benötigten Eigenschaften verarbeitet. Dabei werden die „Bone and Skin“-Strukturen in einem Druck kontinuierlich als Vollkörper oder Hohlkörper wie zuvor erläutert hergestellt, wodurch in vorteilhafter Weise sowohl die Strukturen selbst ausgebildet werden, als auch die adaptive Kinematik der zu verstellenden Komponenten entsteht.
Bezugszeichenliste

100: Fahrzeugsitz
100.1: Basisstruktur
12: Sitzteil
12.1: Seitenwange
12.11: Wangenoberteil
12.12: äußeres Wangenseitenteil
12.13: Wangenunterteil (Wippe)
12.14: inneres Wangenseitenteil
12.2: Sitzteil-Aufsitzelement
12.21: Aufsitzoberteil
12.22: Aufsitzunterteil
12.23: Aufsitzstützteil
12.3: Basiselement
12.4: verdickter Bereich (Aktuatorsteg)
12.5: Stützstruktur
12.6: Sitzschienen
14: Rückenlehne
14.1: Seitenwange
14A: Teilestruktur der Rückenlehne
14B: Teilestruktur der Rückenlehne
16: Kopfstütze
16.1: Seitenwange
F_A: Aufsitzkraft
F_P: Anpresskraft
S1: Schwenkgelenk
G1: Drehgelenk
G2: Drehgelenk
G3: Drehgelenk
SB: Stauchungsbereich
V1: starre Verbindung
B: Innenstruktur
WD: Wippendrehpunkt
X1: Drehgelenkachse
X2: Drehgelenkachse
X3: Drehgelenkachse
XWD: Wippendrehpunktachse
x: horizontale Raumrichtung
y: horizontale Raumrichtung orthogonal zu x
-z: vertikale Richtung nach unten orthogonal zu x, y
+z: vertikale Richtung nach oben orthogonal zu x, y

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 2760701 B1 [0007]

Claims

Strukturteil (12, 14) eines Fahrzeugsitzes (100), insbesondere ein Sitzteil (12) und/oder eine Rückenlehne (14) oder eine Teilestruktur des Sitzteiles (12) und/oder eine Teilestruktur der Rückenlehne (14), umfassend mindestens eine aktuierbare Komponente (12.1, 14.1), die durch ihre Aktuierung eine kinematische Verstellbewegung ausführt, dadurch gekennzeichnet, dass das Strukturteil (12, 14) insgesamt aus Kunststoff ausgebildet ist, wobei die mindestens eine Komponente (12.1, 14.1) des Strukturteiles (12, 14) über mindestens ein ausgebildetes flexibles elastisches Gelenk (G1, G2, G3, S1) mit einem Aktuator-Element (12.2) in Verbindung steht, welches durch eine auf das Aktuator-Element (12.2) einwirkende Kraft (F_A) verstellt wird, wobei eine Verstellbewegung des Aktuator-Elementes (12.2) auf das mindestens eine Gelenk (G1, G2, G3, S1) übertragen wird, sodass die mindestens eine Komponente (12.1, 14.1) einer kinematischen Adaption unterzogen wird.
Strukturteil (12, 14) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine kinematisch adaptierbare Komponente (12.1, 14.1) eine aus flexiblem elastischen Kunststoff ausgebildete äußere Hüllstruktur ist, die einen Hohlraum aufweist, wobei die äußere Hüllstruktur eine Außen- und Innenkontur der Komponente (12.1, 14.1) ausbildet.
Strukturteil (12, 14) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Hohlraum der kinematisch adaptierbaren Komponente (12.1, 14.1) als Stützstruktur eine Innenstruktur (B) ausgebildet ist.
Strukturteil (12, 14) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenstruktur (B) aus einem Vollmaterial oder als Hohlräume aufweisende Stützstruktur oder als innere Hüllstruktur mit einem Hohlraum ausgebildet ist.
Strukturteil (12, 14) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die als Stützstruktur ausgebildete Innenstruktur (B) aus einem starren Material ausgebildet ist, wodurch die Innenkontur der mindestens einen Komponente (12.1, 14.1) ausgesteift wird.
Strukturteil (12, 14) nach Anspruch 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass das starre Material der Innenstruktur (B) Kunststoff mit gegenüber der aus flexiblem elastischen Kunststoff bestehenden äußeren Hüllstruktur geringerer Elastizität ist.
Strukturteil (12, 14) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Hüllstruktur dickere und dünne Materialbereiche aufweist, wobei mindestens einer der dünneren Bereiche das mindestens eine flexible elastische Gelenk (G1, G2, G3, S1) ausbildet.
Strukturteil (12, 14) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine kinematisch adaptierbare Komponente eine Seitenwange (12.1, 14.1) ist, die mit dem Aktuator-Element (12.2) ausschließlich materialseitig in Verbindung steht, sodass die auf das Aktuator-Element (12.2) einwirkende Kraft (F_A) zur einer Verstellbewegung des Aktuator-Elementes (12.2) führt, wobei diese Verstellbewegung auf das mindestens eine Gelenk (G1, G2, G3, S1) der Seitenwange (12.1, 14.1) übertragen wird, sodass die Seitenwange (12.1, 14.1) einer kinematischen Adaption unterzogen wird, bei der sich die Seitenwange(12.1, 14.1) von einer Nichtgebrauchsposition in eine Gebrauchsposition bewegt.
Strukturteil (12, 14) nach Anspruch 1 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass die einwirkende Kraft (F_A) bei einem Sitzteil (12) durch ein Aufsitzen einer Person auf das Sitzteil (12) oder bei einer Rückenlehne (14) durch das Anlehnen einer Person an die Rückenlehne (14) von Außen erzeugt und aktiv in das Aktuator-Element (12.2) eingeleitet wird, wobei die Kraft (F_A) von dem mit der Seitenwange (12.1, 14.1) in Verbindung stehenden Aktuator-Element (12.2) auf das mindestens eine Gelenk (G1, G2, G3, S1) übertragen wird, wodurch die Seitenwange (12.1, 14.1) passiv von der Nichtgebrauchsposition in die Gebrauchsposition bewegt wird, da die aktuatorische Kraft (F_A) nicht direkt auf die Seitenwange(12.1, 14.1) wirkt.
Strukturteil (12, 14) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Strukturteil ein aus mindestens einer Kunststoffart bestehendes Spritzteil oder ein aus mindestens einer Kunststoffart bestehendes 3D-Druckteil ist.