DE102020208832A1

DE102020208832A1 - Baugruppe eines Fahrzeugsitzes mit einer Linearverstelleinrichtung

Info

Publication number: DE102020208832A1
Application number: DE102020208832.2A
Authority: DE
Inventors: Jochen Hofmann; Bastian Erbacher; Mina Makram; Katharina Wolfahrt
Original assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Current assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date: 2020-07-15
Filing date: 2020-07-15
Publication date: 2022-01-20
Also published as: WO2022013082A1; EP4182184A1; CN115734895A; KR20230035409A; US20230286420A1

Abstract

Eine Baugruppe eines Fahrzeugsitzes (1) umfasst eine Sitzteilbaugruppe (10), eine Bodenbaugruppe (13), ein vorderes Schwenkelement (120), das an einem vorderen, oberen Schwenkpunkt (B1) schwenkbar mit der Sitzteilbaugruppe (10) gekoppelt ist, und ein hinteres Schwenkelement (121), das an einem hinteren, oberen Schwenkpunkt (A1) schwenkbar mit der Sitzteilbaugruppe (10) gekoppelt ist. Eine Antriebsvorrichtung (14) weist ein Linearelement (140) und ein mit dem Linearelement (140) wirkverbundenes Getriebeelement (141) auf. Das Linearelement (140) nimmt in einer ersten Endstellung einen ersten Winkel (α0) zu einer gedachten, durch den vorderen, oberen Schwenkpunkt (B1) und den hinteren, oberen Schwenkpunkt (A1) erstreckten Linie (L2) und in einer zweiten Endstellung einen zweiten Winkel (α1) zu der Linie (L2) ein, wobei das Linearelement (140) in einer Zwischenstellung unter einem rechten Winkel zu der Linie (L2) angeordnet ist und bei einem Verstellen zwischen der ersten Endstellung und der zweiten Endstellung den rechten Winkel überschreitet.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Baugruppe eines Fahrzeugsitzes nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine derartige Baugruppe umfasst eine Sitzteilbaugruppe, eine Bodenbaugruppe, ein vorderes Schwenkelement und ein entlang einer Längsrichtung hinter dem vorderen Schwenkelement angeordnetes, hinteres Schwenkelement. Das vordere Schwenkelement ist an einem vorderen, oberen Schwenkpunkt schwenkbar mit der Sitzteilbaugruppe gekoppelt. Das hintere Schwenkelement ist demgegenüber an einem hinteren, oberen Schwenkpunkt schwenkbar mit der Sitzteilbaugruppe gekoppelt. Eine Antriebsvorrichtung weist ein zwischen der Bodenbaugruppe und der Sitzteilbaugruppe erstrecktes Linearelement und ein mit dem Linearelement wirkverbundenes Getriebeelement auf. Das Linearelement und das Getriebeelement sind linear relativ zueinander verstellbar, um die Sitzteilbaugruppe zwischen einer ersten Endstellung und einer zweiten Endstellung relativ zur Bodenbaugruppe zu verstellen.
Die Baugruppe kann insbesondere eine Sitzhöhenverstelleinrichtung zum Höhenverstellen eines Sitzrahmens der Sitzteilbaugruppe relativ zur Bodenbaugruppe, beispielsweise relativ zu einer Längsverstelleinrichtung, über die der Fahrzeugsitz mit dem Fahrzeugboden gekoppelt ist, ausbilden. Die Antriebsvorrichtung bewirkt somit eine Verstellkraft an der Sitzteilbaugruppe, um eine Höhenposition der Sitzteilbaugruppe relativ zur Bodenbaugruppe anzupassen. Zum Bewirken der Verstellkraft kann das Linearelement, beispielsweise in Form einer Spindel, linear bewegt werden, wobei das Linearelement beispielsweise mit einem Ende an der Bodenbaugruppe und über das Getriebeelement an der Sitzteilbaugruppe abgestützt ist, sodass durch eine Verstellbewegung des Linearelements eine Lageänderung der Sitzteilbaugruppe gegenüber der Bodenbaugruppe bewirkt wird.
Bei einer solchen, eine Höhenverstelleinrichtung ausbildenden Baugruppe erfolgt das Verstellen der Sitzteilbaugruppe, angetrieben durch die Antriebsvorrichtung, beispielsweise in einem belasteten Zustand des Fahrzeugsitzes, also in einem Zustand, in dem ein Nutzer auf dem Fahrzeugsitz sitzt. Zum Verstellen sind somit gegebenenfalls erhebliche Kräfte aufzubringen, wobei das Verstellen unter Verschwenken des vorderen Schwenkelements und/oder des hinteren Schwenkelements relativ zu der Sitzteilbaugruppe erfolgt und dadurch die Sitzteilbaugruppe relativ zur Bodenbaugruppe angehoben oder abgesenkt wird.
Wenn eine durch die Antriebsvorrichtung aufzubringende Verstellkraft über den Verstellweg bei einem Verstellen der Sitzteilbaugruppe zwischen der ersten Endstellung und der zweiten Endstellung variiert, kann dies zu einer Variation in der Motordrehzahl und damit einhergehend zu einer ungleichmäßigen Akustik führen, die von einem Nutzer gegebenenfalls als unangenehm wahrgenommen wird. Es besteht daher der Wunsch danach, eine Kinematik zum Verstellen der Sitzteilbaugruppe zur Verfügung zu stellen, die ein gleichmäßiges Verstellen bei zumindest näherungsweise konstanter Verstellkraft und damit einhergehender, konstanter Motordrehzahl und Akustik ermöglicht.
Aus der DE 199 14 163 A1 ist ein Fahrzeugsitz mit einem höhenverstellbaren Sitzteil bekannt. Das Sitzteil ist über Schwenkelemente in Form von Schwingen mit der Sitzschiene gekoppelt. Über einen linear verstellbaren Antrieb in Form eines Spindelantriebs kann das Sitzteil in seiner Höhenlage relativ zu der Sitzschiene verstellt werden.
Andere Bauformen von Fahrzeugsitzen mit höhenverstellbaren Sitzteilen sind beispielsweise aus der US 2010/213341 A und der US 2008/179932 A bekannt.
Aus der US 2020/086995 A ist eine Sitzanordnung bekannt, bei der ein Linearversteller mit einem Ende an einer Bodenbaugruppe und mit einem anderen Ende an einem Schwenkelement angreift und durch lineares Verstellen eines Linearelements in Form einer Spindel eine Höhenverstellung eines Sitzteils bewirken kann.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Baugruppe eines Fahrzeugsitzes zur Verfügung zu stellen, die eine kinematisch günstige Verstellung an einer Sitzteilbaugruppe ermöglicht, bei verbesserter Akustik, einfachem Aufbau und vorteilhafter Krafteinleitung in die Sitzteilbaugruppe.
Diese Aufgabe wird durch einen Gegenstand mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Demnach nimmt das Linearelement in der ersten Endstellung einen ersten Winkel zu einer gedachten, durch den vorderen, oberen Schwenkpunkt und den hinteren, oberen Schwenkpunkt erstreckten Linie und in der zweiten Endstellung einen zweiten Winkel zu der gedachten, durch den vorderen, oberen Schwenkpunkt und den hinteren, oberen Schwenkpunkt erstreckten Linie ein. Das Linearelement ist in einer Zwischenstellung unter einem rechten Winkel zu der gedachten, durch den vorderen, oberen Schwenkpunkt und den hinteren, oberen Schwenkpunkt erstreckten Linie angeordnet und überschreitet bei einem Verstellen zwischen der ersten Endstellung und der zweiten Endstellung den rechten Winkel.
Bei der Baugruppe erfolgt ein Verstellen der Sitzteilbaugruppe relativ zu der Bodenbaugruppe unter Verwendung einer Linearverstelleinrichtung, gebildet durch das Linearelement und das Getriebeelement, die linear zueinander verstellt werden können und dadurch eine Lageänderung an der Sitzteilbaugruppe relativ zur Bodenbaugruppe bewirken können. Das Verstellen kann hierbei mit einer vorteilhaften Kinematik erfolgen, die insbesondere eine gleichmäßige Verstellkraft und damit einhergehend eine konstante Motordrehzahl eines Motors der Antriebsvorrichtung und eine gleichmäßige Akustik des Motors ermöglichen kann.
Dies wird dadurch erreicht, dass aufgrund der Anordnung des Linearelements, beispielsweise in Form einer Spindel, zu den Schwenkpunkten der an der Sitzteilbaugruppe angeordneten Schwenkelemente eine Verstellkraft über den Verstellweg vergleichmäßigt werden kann, sodass sich über den Verstellweg bei einem Verstellen der Sitzteilbaugruppe relativ zur Bodenbaugruppe zwischen der ersten Endstellung und der zweiten Endstellung eine im wesentlichen konstante Kraftwirkung ergibt und dadurch eine Motordrehzahl nur in geringem Umfang variiert und eine vergleichmäßigte Akustik eines Motors der Antriebsvorrichtung erhalten wird.
Dies beruht auf der Erkenntnis, dass eine Verstellkraft einer Linearverstelleinrichtung als maximal angenommen werden kann, wenn sich das Linearelement im rechten Winkel zu einer zwischen dem vorderen, oberen Schwenkpunkt des vorderen Schwenkelements und dem hinteren, oberen Schwenkpunkt des hinteren Schwenkelements erstreckten Linie befindet. Überschreitet das Linearelement bei einem Verstellen der Sitzteilbaugruppe zwischen den Endstellungen einen Winkelbereich, der um den rechten Winkel herum angeordnet und vorzugsweise vergleichsweise klein ist, so kann bei einem Verstellen eine zumindest näherungsweise gleichförmige Verstellkraft und entsprechend eine günstige Krafteinleitung und Kinematik erhalten werden.
Die Längsrichtung ist bei bestimmungsgemäßer Anordnung und Verwendung der Baugruppe in einem Fahrzeug entlang der Fahrtvorausrichtung des Fahrzeugs gerichtet. Die Vertikalrichtung entspricht demgegenüber der Fahrzeugvertikalrichtung und ist senkrecht zur Längsrichtung gerichtet.
Der Winkel zwischen dem Linearelement und der durch den vorderen, oberen Schwenkpunkt und den hinteren, oberen Schwenkpunkt erstreckten Linie wird in einer Projektion auf eine durch die Längsrichtung und die Vertikalrichtung aufgespannte Ebene gemessen. Quer zu dieser Ebene können das Linearelement und die Schwenkelemente zueinander versetzt sein. In der Projektion weist das Linearelement in der Zwischenstellung einen rechten Winkel zu der gedachten, durch den vorderen, oberen Schwenkpunkt und den hinteren, oberen Schwenkpunkt erstreckten Linie auf und überschreitet bei einem Verstellen zwischen der ersten Endstellung und der zweiten Endstellung der Sitzteilbaugruppe diesen rechten Winkel.
Vorzugsweise ist die Sitzteilbaugruppe in der ersten Endstellung der Bodenbaugruppe angenähert. Die Sitzteilbaugruppe kann, angetrieben durch die Antriebsvorrichtung, aus der ersten Endstellung heraus in die zweite Endstellung bewegt werden und ist in der zweiten Endstellung beispielsweise gegenüber der Bodenbaugruppe angehoben und somit entlang einer senkrecht zur Längsrichtung erstreckten Vertikalrichtung von der Bodenbaugruppe entfernt. Die Baugruppe verwirklicht somit eine Höhenverstelleinrichtung, die ein Verstellen der Sitzteilbaugruppe vertikal entlang einer Vertikalrichtung zu der Bodenbaugruppe ermöglicht, um eine Vertikalposition der Sitzteilbaugruppe anzupassen.
Im Rahmen der Höhenverstellung erfolgt das Verstellen nicht ausschließlich entlang der Vertikalrichtung, sondern entlang einer durch die Längsrichtung und die Vertikalrichtung aufgespannten Ebene, bedingt durch eine Schwenkbewegung der Schwenkelemente, sodass bei einem Verstellen die Sitzteilbaugruppe eine überlagerte Bewegung entlang der Vertikalrichtung und der Längsrichtung ausführt.
In einer Ausgestaltung ist der der ersten Endstellung zugeordnete, erste Winkel kleiner als 90° und der der zweiten Endstellung zugeordnete, zweite Winkel größer als 90°, gemessen jeweils ausgehend von der gedachten, durch den vorderen, oberen Schwenkpunkt und den hinteren, oberen Schwenkpunkt erstreckten Linie in Richtung eines Verstellens des hinteren Schwenkelements hin zur zweiten Endstellung. Bei einem Verstellen der Sitzteilbaugruppe, angetrieben durch die Antriebsvorrichtung, verändert sich die Lage der gedachten, durch den vorderen, oberen Schwenkpunkt und den hinteren, oberen Schwenkpunkt erstreckten Linie und zudem die Lage des Linearelements relativ zu dieser Linie. Die Lageänderung der Linie erfolgt aufgrund der Verstellbewegung der Sitzteilbaugruppe. Bei einem Verstellen wird das Linearelement hierbei aufgrund seiner Kopplung mit der Bodenbaugruppe und der Sitzteilbaugruppe verschwenkt derart, dass sich der Winkel zwischen der Linie und der Längserstreckungsrichtung des Linearelements verändert. Bei einer Verstellbewegung überschreitet das Linearelement einen Winkel von 90° zu der durch den vorderen, oberen Schwenkpunkt und den hinteren, oberen Schwenkpunkt erstreckten Linie, wobei das Linearelement in der ersten Endstellung auf einer Seite des rechten Winkels und in der zweiten Endstellung auf der anderen Seite des rechten Winkels angeordnet ist. Entsprechend ist der Winkel in der ersten Endstellung beispielsweise kleiner als 90° und in der zweiten Endstellung beispielsweise größer als 90°, gemessen jeweils ausgehend von der gedachten Linie und in Richtung eines Verschwenkens des hinteren Schwenkelements beim Verstellen der Sitzteilbaugruppe aus der ersten Endstellung in die zweite Endstellung.
Der Winkelbereich, der bei einem Verstellen der Sitzteilbaugruppe durch das Linearelement relativ zur durch den vorderen, oberen Schwenkpunkt und den hinteren, oberen Schwenkpunkt erstreckten Linie überstrichen wird, kann in einer Ausgestaltung zu dem rechten Winkel näherungsweise zentriert sein. Bei einem Winkel von 90° liegt hierbei näherungsweise eine maximale Verstellkraft vor, wobei sich die Verstellkraft über den Winkelbereich vorzugsweise nur geringfügig ändert und somit eine Vergleichmäßigung der Verstellkraft und damit eine günstige Krafteinleitung und Kinematik für ein vorteilhaftes Betriebsverhalten der Antriebsvorrichtung erhalten wird.
In einer Ausgestaltung weist die Sitzteilbaugruppe ein Rahmenteil auf. Der vordere, obere Schwenkpunkt und der hintere, obere Schwenkpunkt sind hierbei, in einer Ausgestaltung, ortsfest an dem Rahmenteil angeordnet. Das vordere Schwenkelement und das hintere Schwenkelement sind somit jeweils zu dem Rahmenteil verschwenkbar.
Üblicherweise weist die Sitzteilbaugruppe hierbei zwei entlang einer Querrichtung zueinander beabstandete Rahmenteile mit jeweils zwei daran angeordneten Schwenkelementen in Form von sogenannten Schwingen auf, sodass beidseitig der Sitzteilbaugruppe (betrachtet entlang der Querrichtung) eine Anordnung von Schwenkelementen geschaffen wird, die ein Verstellen der Sitzteilbaugruppe, insbesondere entlang einer Vertikalrichtung zu der Bodenbaugruppe ermöglichen.
In einer Ausgestaltung ist das vordere Schwenkelement an einem vorderen, unteren Schwenkpunkt schwenkbar mit der Bodenbaugruppe und das hintere Schwenkelement an einem hinteren, unteren Schwenkpunkt schwenkbar mit der Bodenbaugruppe gekoppelt. Die Schwenkelemente bilden somit gemeinsam mit der Sitzteilbaugruppe und der Bodenbaugruppe ein Viergelenk aus, sodass durch Verschwenken der Schwenkelemente an der Sitzteilbaugruppe eine Lageänderung der Sitzteilbaugruppe zu der Bodenbaugruppe insbesondere für eine Vertikalverstellung der Sitzteilbaugruppe ermöglicht werden kann.
In einer Ausgestaltung ist das Linearelement an einem unteren Koppelpunkt mit der Bodenbaugruppe und an einem oberen Koppelpunkt mit der Sitzteilbaugruppe gekoppelt. Das Linearelement ist somit einerseits an der Bodenbaugruppe und andererseits an der Sitzteilbaugruppe abgestützt, wobei die Kopplung jeweils derart gelenkig ausgeführt sein kann, dass das Linearelement bei einem Verstellen der Sitzteilbaugruppe sich in seiner Schwenkstellung sowohl zu der Bodenbaugruppe als auch zu der Sitzteilbaugruppe verändern kann.
Beispielweise kann das Linearelement mit einem Ende gelenkig mit der Bodenbaugruppe verbunden sein, beispielsweise mit einer oberen Führungsschiene einer die Bodenbaugruppe verwirklichenden Längsverstelleinrichtung des Fahrzeugsitzes. Das Getriebeelement kann in diesem Fall beispielsweise Bestandteil eines Verstellgetriebes sein, das schwenkbar an der Sitzteilbaugruppe angeordnet ist und ein Antreiben des Getriebeelements für ein lineares Verstellen entlang des Linearelements ermöglicht.
In einer Ausgestaltung ist der untere Koppelpunkt des Linearelements, betrachtet entlang der Längsrichtung, hinter dem hinteren, unteren Schwenkpunkt des hinteren Schwenkelements angeordnet. Das Linearelement ist somit an einem Ort an der Bodenbaugruppe angeordnet, der betrachtet entlang der Längsrichtung hinter dem Anbindungspunkt des hinteren Schwenkelements an der Bodenbaugruppe liegt.
Zusätzlich oder alternativ kann der untere Koppelpunkt unterhalb einer gedachten, durch den vorderen, unteren Schwenkpunkt und den hinteren, unteren Schwenkpunkt erstreckten Linie angeordnet sein. Der untere Koppelpunkt, an dem das Linearelement an der Bodenbaugruppe abgestützt ist, ist somit an einer der Sitzteilbaugruppe abgewandten Seite der durch den vorderen, unteren Schwenkpunkt und den hinteren, unteren Schwenkpunkt erstreckten Linie angeordnet.
Der obere Kopplungspunkt kann, in einer Ausgestaltung, ortsfest an der Sitzteilbaugruppe angeordnet sein. Beispielweise kann der obere Koppelpunkt hierbei oberhalb der gedachten, durch den vorderen, oberen Schwenkpunkt und den hinteren, oberen Schwenkpunkt erstreckten Linie angeordnet sein.
Durch das Anordnen des unteren Koppelpunkts hinter und unterhalb des hinteren, unteren Schwenkpunkts des hinteren Schwenkelements und durch Anordnen des oberen Koppelpunkts oberhalb des hinteren, oberen Schwenkpunkts - vorzugsweise zudem vor dem hinteren, oberen Schwenkpunkt - kann erreicht werden, dass das Linearelement bei einer Verstellbewegung der Sitzteilbaugruppe nur eine vergleichsweise geringe Lageänderung erfährt und sich somit nur über einen vergleichsweise geringen Winkelbereich zu der Sitzteilbaugruppe verstellt. Weil zumindest näherungsweise die Lage des Linearelements zu der Sitzteilbaugruppe senkrecht bleibt und sich das Linearelement in einem engen Bereich um den rechten Winkel zu der zwischen dem oberen Schwenkpunkt der Schwenkelemente erstreckten Linie erstreckt, ergibt sich eine Vergleichmäßigung im Kraftverlauf der Kinematik und somit ein günstiges Betriebsverhalten.
In einer Ausgestaltung schneidet das Linearelement, betrachtet in einer Projektion auf eine durch die Längsrichtung und die Vertikalrichtung aufgespannten Ebene, stets eine gedachte, zwischen dem hinteren, unteren Schwenkpunkt und dem hinteren, oberen Schwenkpunkt des hinteren Schwenkelements erstreckte Linie. Die gedachte Linie entspricht im Wesentlichen der Längserstreckungsrichtung des hinteren Schwenkelements. Das Linearelement schneidet somit stets - also im gesamten Verstellbereich - das hintere Schwenkelement. Das Linearelement ist hierbei zumindest näherungsweise senkrecht ausgerichtet und wird über einen Winkelbereich verschwenkt, der vorzugsweise deutlich kleiner als der Schwenkwinkel des Schwenkelements ist.
In einer Ausgestaltung ist eine erste Winkeldifferenz zwischen dem ersten Winkel und dem rechten Winkel und/oder eine zweite Winkeldifferenz zwischen dem zweiten Winkel und dem rechten Winkel im Betrag kleiner als 45°, vorzugsweise kleiner als 30°, weiter vorzugsweise kleiner als 20°. Die Winkelverstellung des Linearelements relativ zu der gedachten, durch den vorderen, oberen Schwenkpunkt und den hinteren, oberen Schwenkpunkt erstreckten Linie ist somit vorzugsweise klein, beispielsweise kleiner als 90°, vorzugsweise kleiner als 60°, weiter vorzugsweise kleiner als 40°, sodass das Linearelement bei einem Verstellen einen vergleichsweise kleinen Winkel überstreicht und damit eine geringe Winkeländerung zu der Sitzteilbaugruppe erfährt. Das Linearelement bleibt somit bei einem Verstellen im Wesentlichen senkrecht ausgerichtet, bei vergleichmäßigter Krafteinleitung und somit bei zumindest näherungsweise konstanter Verstellkraft über den Verstellweg.
In einer Ausgestaltung legen das Getriebeelement und das Linearelement bei einem Verstellen der Sitzteilbaugruppe zwischen der ersten Endstellung und der zweiten Endstellung relativ zur Bodenbaugruppe einen linearen Verstellweg zueinander zurück, der größer als ein vertikaler Hub der Sitzteilbaugruppe ist. Das Getriebeelement wird bei einem Verstellen linear zum Linearelement verstellt. Legt das Getriebeelement hierbei einen größeren Weg relativ zu dem Linearelement zurück als die Sitzteilbaugruppe in vertikaler Richtung relativ zu der Bodenbaugruppe, ergibt sich eine vorteilhafte Übersetzung, bei der eine vergleichsweise kleine Verstellkraft eines Antriebsmotors der Antriebsvorrichtung übersetzt wird in eine größere Verstellkraft an der Sitzteilbaugruppe zum Verstellen der Sitzteilbaugruppe relativ zu der Bodenbaugruppe.
In einer Ausgestaltung ist das Linearelement durch eine Spindel ausgebildet. Das Getriebeelement ist demgegenüber durch eine Spindelmutter ausgebildet, die mit der Spindel in Gewindeeingriff steht. An einer inneren Bohrung kann die Spindelmutter dazu ein Gewinde aufweisen, das mit einem Außengewinde der Spindel in Eingriff steht, sodass bei einem Verdrehen die Spindelmutter an der Spindel abrollt und dadurch die Spindel längs zur Spindelmutter verstellt wird. Die Spindelmutter kann beispielsweise, angetrieben durch einen Antriebsmotor, in eine Drehbewegung versetzt werden, um die Spindelmutter zu der Spindel zu verdrehen und dadurch die Spindel und die Spindelmutter längs zueinander zu verstellen.
In einer Ausgestaltung weist die Antriebsvorrichtung einen Elektromotor zum Antreiben einer Linearverstellung des Linearelements relativ zu dem Getriebeelement auf. Der Elektromotor kann beispielsweise auf das Getriebeelement in Form einer Spindelmutter einwirken, um die Spindelmutter relativ zu dem Linearelement in Form einer Spindel zu verdrehen und dadurch längs entlang der Spindel zu verstellen. Das Getriebeelement kann hierbei beispielsweise an der Sitzteilbaugruppe ortsfest (aber gegebenenfalls schwenkbar) abgestützt sein, sodass durch das Verstellen eine Verstellkraft in die Sitzteilbaugruppe eingeleitet und die Sitzteilbaugruppe relativ zu der Bodenbaugruppe verstellt wird.
Zum Antreiben des Getriebeelements in Form einer Spindelmutter kann beispielsweise ein Antriebselement in Form einer Antriebsschnecke mit der Spindelmutter in Wirkverbindung stehen, wobei die Antriebsschnecke über den Antriebsmotor angetrieben wird.
Anstatt als Spindel kann das Linearelement beispielsweise auch durch eine Zahnstange ausgestaltet sein, die mit einem Getriebeelement in Form eines Zahnrads in Eingriff steht.
Alternativ zu einer elektromotorischen Ausgestaltung der Antriebsvorrichtung ist auch denkbar, dass ein Verstellgetriebe manuell durch manuelles Antreiben der Antriebsvorrichtung zu betätigen ist. Der Antrieb kann wiederum alternativ auch hydraulisch oder pneumatisch ausgebildet sein.
Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke soll nachfolgend anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen:

1 eine schematische Ansicht eines Fahrzeugsitzes mit einer höhenverstellbaren Sitzteilbaugruppe;
2A eine schematische Ansicht der Kinematik einer Höhenverstellung der Sitzteilbaugruppe, in einer abgesenkten Stellung;
2B eine Ansicht der Kinematik, in einer Zwischenstellung bei einem Anheben der Sitzteilbaugruppe;
3A eine Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer Sitzteilbaugruppe, in einer abgesenkten Stellung;
3B eine Ansicht der Sitzteilbaugruppe, beim Anheben;
4 eine Ansicht der Verstellkraft über den Verstellweg eines Getriebeelements relativ zu einem Linearelement in Form einer Spindel; und
5 eine Ansicht eines Sitzhubs über den Verstellweg des Getriebeelements an dem Linearelement in Form der Spindel.

Ein in 1 in einem Ausführungsbeispiel dargestellter Fahrzeugsitz 1 weist eine Sitzteilbaugruppe 10 auf, an der ein Rückenlehnenteil 11 (neigungsverstellbar) angeordnet ist und die eine Sitzfläche für einen Fahrzeuginsassen ausbildet. Die Sitzteilbaugruppe 10 kann beispielsweise durch einen Sitzrahmen gebildet sein, an dem zum Beispiel eine Sitzwanne zur Bereitstellung der Sitzfläche angeordnet ist, wobei die Sitzwanne relativ zu dem Sitzrahmen verstellbar sein kann, um zum Beispiel eine Sitzneigung einzustellen.
Die Sitzteilbaugruppe 10 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel über eine Höhenverstelleinrichtung 12 mit einer Bodenbaugruppe 13 verbunden, die durch eine Längsverstelleinrichtung zum Längsverstellen des Fahrzeugsitzes 1 entlang einer Längsrichtung X ausgebildet ist.
Die Höhenverstelleinrichtung 12 weist Schwenkelemente 120, 121 auf, die die Sitzteilbaugruppe 10 mit der Bodenbaugruppe 13 in Form der Längsverstelleinrichtung koppeln. An einer jeden Seite der Sitzteilbaugruppe 10 (betrachtet entlang einer quer zur Längsrichtung X und quer zu einer Vertikalrichtung Z erstreckten Querrichtung) können hierbei zwei Paare von Schwenkelementen 120, 121 angeordnet sein, sodass die Sitzteilbaugruppe 10 beidseitig über je ein durch die Schwenkelemente 120, 121 gemeinsam mit der Sitzteilbaugruppe 10 und der Bodenbaugruppe 13 gebildetes Viergelenk abgestützt und verstellbar ist.
Die Schwenkelemente 120, 121 sind jeweils gelenkig mit der Sitzteilbaugruppe 10 und der Bodenbaugruppe 13 gekoppelt. Ein vorderes Schwenkelement 120 - das mit Blick auf eine Fahrtvorausrichtung des Fahrzeugs bei bestimmungsgemäßer Anordnung und Verwendung des Fahrzeugsitzes 1 vor einem dahinter gelegenen, hinteren Schwenkelement 121 angeordnet ist - ist über einen vorderen, unteren Schwenkpunkt B0 an einem vorderen Anbauteil 132 einer oberen Führungsschiene 130 der Bodenbaugruppe 13 schwenkbar angeordnet und an einem vorderen, oberen Schwenkpunkt B1 schwenkbar mit der Sitzteilbaugruppe 10 gekoppelt. Das hintere Schwenkelement 121 ist demgegenüber an einem hinteren, unteren Schwenkpunkt A0 schwenkbar mit einem an der oberen Führungsschiene 130 angeordneten, hinteren Anbauteil 133 verbunden und an einem hinteren, oberen Schwenkpunkt A1 schwenkbar mit der Sitzteilbaugruppe 10 gekoppelt. Die obere Führungsschiene 130 ist an einer unteren Führungsschiene 131 entlang der Längsrichtung X verschiebbar geführt, sodass durch Verschieben der Führungsschienen 130, 131 relativ zueinander die Längsposition des Fahrzeugsitzes 1 angepasst werden kann.
Bei einem Verstellen der Sitzteilbaugruppe 10 zu der Bodenbaugruppe 13 verschwenken die Schwenkelemente 120, 121 jeweils um ihre Schwenkpunkte B0, B1, A0, A1, sodass dadurch die Lage der Sitzteilbaugruppe 10 zu der Bodenbaugruppe 13 verändert und die Sitzteilbaugruppe 10 insbesondere entlang der Vertikalrichtung Z in ihrer Höhenlage verstellt wird.
Zum Verstellen der Sitzteilbaugruppe 10 ist eine Antriebsvorrichtung 14 einerseits mit der Sitzteilbaugruppe 10 und andererseits mit der Bodenbaugruppe 13 wirkverbunden.
Die Antriebsvorrichtung 14 weist ein Linearelement 140 zum Beispiel in Form einer Spindel auf, das an einem Koppelpunkt S2 mit der oberen Führungsschiene 130 der Bodenbaugruppe 13 gelenkig verbunden ist und über ein Getriebeelement 141 zum Beispiel in Form einer Spindelmutter mit der Sitzteilbaugruppe 10 gekoppelt ist. Das Getriebeelement 141 ist hierbei schwenkbar an der Sitzteilbaugruppe 10 gelagert und bildet einen Koppelpunkt S1 aus, über den das Linearelement 140 in Form der Spindel auf Seiten der Sitzteilbaugruppe 10 abgestützt ist.
Ein Elektromotor 142 dient zum Antreiben eines Antriebselements 143 in Form einer Antriebsschnecke, die mit dem Getriebeelement 141 in Form der Spindelmutter in Verbindung steht. Angetrieben durch den Elektromotor 142 kann das Getriebeelement 141 somit in eine Drehbewegung versetzt werden, sodass das Getriebeelement 141 in Form der Spindelmutter aufgrund eines Gewindeeingriffe mit dem Linearelement 140 in Form der Spindel an der Spindel 140 abrollt und dadurch längs entlang der Spindel 140 verstellt wird.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel erstreckt sich das Linearelement 140 in Form der Spindel im Wesentlichen senkrecht zwischen der Sitzteilbaugruppe 10 und der Bodenbaugruppe 13. Bei einem Verstellen der Sitzteilbaugruppe 10 relativ zur Bodenbaugruppe 13 ändert sich die Lage des Linearelements 140 relativ zur Sitzteilbaugruppe 10 und auch relativ zur Bodenbaugruppe 13, wobei aufgrund der Anordnung und Kopplung des Linearelements 140 mit der Sitzteilbaugruppe 10 und der Bodenbaugruppe 13 das Linearelement 140 seine senkrechte Ausrichtung bei einem Verstellen im Wesentlichen beibehält. Dies ermöglicht eine Kinematik, bei der eine Verstellkraft über den Verstellweg der Sitzteilbaugruppe 10 relativ zur Bodenbaugruppe 13 vergleichmäßigt sein kann.
Dies ist in 2A und 2B veranschaulicht. 2A zeigt hierbei die Lage der Schwenkpunkte A0, A1, B0, B1 der Schwenkelemente 120, 121 in einer abgesenkten Stellung der Sitzteilbaugruppe 10 und 2B die Lage der Schwenkpunkte A0, A1, B0, B1 in eine gegenüber der Stellung gemäß 2A angehobenen Zwischenstellung.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Linearelement 140 an einem Koppelpunkt S2 mit der Bodenbaugruppe 13 gekoppelt, der hinter und unterhalb des unteren Schwenkpunkts A0 des hinteren Schwenkelements 121 angeordnet ist, nämlich unterhalb einer Linie C, die die unteren Schwenkpunkte A0, B0 der Schwenkelemente 120, 121 miteinander verbindet. Der obere Koppelpunkt S1, der durch das schwenkbar an der Sitzteilbaugruppe 10 angeordnete Getriebeelement 141 definiert ist, ist hierbei oberhalb einer durch die oberen Schwenkpunkte A1, B1 erstreckten Linie L2 angeordnet. Das Linearelement 140 schneidet eine Linie L3 zwischen den Schwenkpunkten A0, A1 des hinteren Schwenkelements 121. Dies gilt jeweils in einer Projektion auf eine durch die Längsrichtung X und die Vertikalrichtung Z aufgespannte Ebene, entsprechend der Zeichenebene gemäß 2A und 2B, wobei das Linearelement 140 entlang einer senkrecht zu dieser Ebene erstreckten Querrichtung zu den Schwenkelementen 120, 121 versetzt oder auch näherungsweise in der gleichen Ebene angeordnet sein kann.
In der abgesenkten Stellung gemäß 2A, die einer unteren Endstellung der Sitzteilbaugruppe 10 auf dem Verstellweg relativ zur Bodenbaugruppe 13 entspricht, erstreckt sich das Linearelement 140 unter einem Winkel α0 zu der zwischen den oberen Schwenkpunkten A1, B1 der Schwenkelemente 120, 121 erstreckten Linie L2, wie dies aus 2A ersichtlich ist (der Winkel α0 wird gemessen ausgehend von der Linie L2 in Richtung eines Verstellens des hinteren Schwenkelements 121 aus der abgesenkten Endstellung in eine angehobenen Stellung). Der Winkel α0 ist hierbei kleiner als 90°.
Beim Verstellen der Sitzteilbaugruppe 10 zum Anheben der Sitzteilbaugruppe 10 relativ zur Bodenbaugruppe 13 wird das Getriebeelement 141 linear an dem Linearelement 140 verstellt und dadurch der Abstand zwischen den Koppelpunkten S1, S2 vergrößert, wie dies aus dem Übergang von 2A hin zu 2B ersichtlich ist. 2B zeigt hierbei eine Zwischenstellung, in der das Linearelement 140 gerade unter einem rechten Winkel zu der Linie L2 zwischen den oberen Schwenkpunkten A1, B1 der Schwenkelemente 120, 121 angeordnet ist.
In der Stellung gemäß 2B sind die Schwenkelemente 120, 121 aus der Stellung gemäß 2A heraus verschwenkt, wobei sich die oberen Schwenkpunkte A1, B1, entlang von jeweils zugeordneten Ortskurven O1, O3 bewegen, die unteren Schwenkpunkte A0, B0 aber ortsfest an der zugeordneten Führungsschiene 130 der Bodenbaugruppe 13 verbleiben. Zudem ist auch das Linearelement 140 zu der Bodenbaugruppe 13 verschwenkt, wobei sich das Getriebeelement 141, das den oberen Koppelpunkt S1 definiert, entlang einer Ortskurve O2 bewegt und das Linearelement 140 in der in 2B dargestellten Stellung gerade einen rechten Winkel zu der durch die oberen Schwenkpunkte A1, B1 der Schwenkelemente 120, 121 erstreckten Linie L2 einnimmt.
Bei einem weiteren Verschwenken in Richtung einer oberen Endstellung, ebenfalls eingezeichnet in 2A, überschreitet das Linearelement 140 den rechten Winkel zu der Linie L2 und nimmt in der oberen Endstellung, wie in 2A eingezeichnet, einen Winkel α1 zu der Linie L2 ein. Der Winkel α1 ist größer als 90°. Die Winkeldifferenz zwischen dem der unteren Endstellung zugeordneten, ersten Winkel α0 und dem rechten Winkel einerseits und dem der oberen Endstellung zugeordneten, zweiten Winkel α1 und dem rechten Winkel ist hierbei jedoch jeweils vergleichsweise klein, beispielsweise kleiner als 20°, sodass das Linearelement 140 sich nur in einem vergleichsweise kleinen Winkelbereich in seiner Lage zu der die Lage der Sitzteilbaugruppe 10 beschreibenden, durch die oberen Schwenkpunkte A1, B1 erstreckten Linie L2 ändert und auf dem gesamten Verstellweg zumindest näherungsweise senkrecht zu der Linie L2 ausgerichtet ist.
Bei einem Verstellen ist der lineare Verstellweg des Getriebeelements 141 relativ zu dem Linearelement 140 größer als der Hub der Sitzteilbaugruppe 10 entlang der Vertikalrichtung Z, was bewirkt, dass die Antriebvorrichtung 14 eine Übersetzung bereitstellt dergestalt, dass eine vergleichsweise kleine Verstellkraft am Elektromotor 142 in eine größere Verstellkraft an der Sitzteilbaugruppe 10 umgesetzt wird.
3A und 3B veranschaulichen die Kinematik anhand eines konkreten Ausführungsbeispiels einer Sitzteilbaugruppe 10, bei der die Schwenkelemente 120, 121 an einem seitlichen Rahmenteil 100 der Sitzteilbaugruppe 10 gelagert sind und das Getriebeelement 141 in einem Gehäuse eines Verstellgetriebes eingefasst ist, das schwenkbar an dem Rahmenteil 100 aufgenommen ist. Die Kinematik ist hierbei analog wie anhand von 2A und 2B erläutert.
Durch die Anordnung und Ausrichtung des Linearelements 140 zwischen der Sitzteilbaugruppe 10 und der Bodenbaugruppe 13 ergibt sich eine über den Verstellweg der Sitzteilbaugruppe 10 zumindest näherungsweise gleichmäßige Verstellkraft, wie dies in 4 dargestellt ist. So variiert die Verstellkraft über den Verstellweg zwischen den Endstellungen der Sitzteilbaugruppe 10 nur über einen vergleichsweise kleinen Wertebereich. Die Verstellkraft an der Sitzteilbaugruppe 10 weist hierbei ein Maximum M auf, wenn das Linearelement 140 in der in 2B dargestellten Zwischenstellung gerade einen rechten Winkel zu der Linie A2 zwischen den oberen Schwenkpunkten A1, B1 der Schwenkelemente 120, 121 einnimmt.
Mit der beschriebenen Kinematik ergibt sich zudem eine gleichmäßige, lineare Übersetzung der linearen Bewegung des Getriebeelements 141 relativ zum Linearelement 140 in eine Hubbewegung der Sitzteilbaugruppe 10, wie dies in 5 dargestellt ist.
Aufgrund der Vergleichmäßigung der Verstellkraft und der linearen Übersetzung ergibt sich ein günstiges Betriebsverhalten, bei geringer Variation der Motordrehzahl im Betrieb und damit einhergehend einer gleichmäßigen Motorakustik.
Das Linearelement 140 kann vergleichsweise kurz ausgebildet sein, wobei sich ein vergleichsweise kurzer Verstellweg des Getriebeelements 141 relativ zu dem Linearelement 140 ergibt. Es ergibt sich eine vergleichsweise kurze Knicklänge, was eine leichtgewichtige Ausgestaltung des Linearelements 140 ermöglicht, beispielsweise durch Ausgestaltung einer Spindel mit kleinem Spindeldurchmesser.
Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke ist nicht auf die vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern lässt sich auch in anderer Weise verwirklichen.
So kann das Linearelement durch eine Spindel ausgebildet sein, was jedoch nicht zwingend ist. Beispielsweise kann das Linearelement in alternativer Ausgestaltung durch eine Zahnstange oder eine andere linear erstreckte Baugruppe, zum Beispiel einen elektrischen, hydraulischen oder pneumatischen Linearversteller, ausgebildet sein.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeugsitz
10: Sitzteilbaugruppe
100: Rahmenteil
11: Rückenlehnenteil
12: Höhenverstelleinrichtung
120, 121: Schwenkelement (Schwinge)
13: Bodenbaugruppe (Längsverstelleinrichtung)
130: Obere Führungsschiene
131: Untere Führungsschiene
132, 133: Anbauteil
14: Antriebsvorrichtung
140: Linearelement (Spindel)
141: Getriebeelement (Spindelmutter)
142: Motor
143: Antriebselement (Antriebsschnecke)
α0, α1: Winkel
A0, A1: Schwenkpunkt
B0, B1: Schwenkpunkt
C: (Gedachte) Verbindungslinie
L1-L3: Linie
M: Maximum
01-03: Ortskurve
S1, S2: Koppelpunkt
X: Längsrichtung
Z: Vertikalrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19914163 A1 [0006]
US 2010213341 A [0007]
US 2008179932 A [0007]
US 2020086995 A [0008]

Claims

Baugruppe eines Fahrzeugsitzes (1), mit einer Sitzteilbaugruppe (10), einer Bodenbaugruppe (13), einem vorderen Schwenkelement (120), das an einem vorderen, oberen Schwenkpunkt (B1) schwenkbar mit der Sitzteilbaugruppe (10) gekoppelt ist, einem entlang einer Längsrichtung (X) hinter dem vorderen Schwenkelement (120) angeordneten, hinteren Schwenkelement (121), das an einem hinteren, oberen Schwenkpunkt (A1) schwenkbar mit der Sitzteilbaugruppe (10) gekoppelt ist, und einer Antriebsvorrichtung (14), die ein zwischen der Bodenbaugruppe (13) und der Sitzteilbaugruppe (10) erstrecktes Linearelement (140) und ein mit dem Linearelement (140) wirkverbundenes Getriebeelement (141) aufweist, wobei das Linearelement (140) und das Getriebeelement (141) linear relativ zueinander verstellbar sind, um die Sitzteilbaugruppe (10) zwischen einer ersten Endstellung und einer zweiten Endstellung relativ zur Bodenbaugruppe (13) zu verstellen, dadurch gekennzeichnet, dass das Linearelement (140) in der ersten Endstellung einen ersten Winkel (α0) zu einer gedachten, durch den vorderen, oberen Schwenkpunkt (B1) und den hinteren, oberen Schwenkpunkt (A1) erstreckten Linie (L2) und in der zweiten Endstellung einen zweiten Winkel (a1) zu der gedachten, durch den vorderen, oberen Schwenkpunkt (B1) und den hinteren, oberen Schwenkpunkt (A1) erstreckten Linie (L2) einnimmt, wobei das Linearelement (140) in einer Zwischenstellung unter einem rechten Winkel zu der gedachten, durch den vorderen, oberen Schwenkpunkt (B1) und den hinteren, oberen Schwenkpunkt (A1) erstreckten Linie (L2) angeordnet ist und bei einem Verstellen zwischen der ersten Endstellung und der zweiten Endstellung den rechten Winkel überschreitet.
Baugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Endstellung die Sitzteilbaugruppe (10) der Bodenbaugruppe (13) angenähert ist.
Baugruppe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Winkel (α0), gemessen ausgehend von der gedachten, durch den vorderen, oberen Schwenkpunkt (B1) und den hinteren, oberen Schwenkpunkt (A1) erstreckten Linie (L2) und in Richtung eines Verstellens des hinteren Schwenkelements (121) hin zur zweiten Endstellung, kleiner als 90" und der zweite Winkel (α1) größer als 90° ist.
Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sitzteilbaugruppe (10) ein Rahmenteil (100) aufweist, wobei der vordere, obere Schwenkpunkt (B1) und der hintere, obere Schwenkpunkt (A1) ortsfest an dem Rahmenteil (100) angeordnet sind.
Baugruppe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das vordere Schwenkelement (120) an einem vorderen, unteren Schwenkpunkt (B0) schwenkbar mit der Bodenbaugruppe (13) gekoppelt ist und das hintere Schwenkelement (121) an einem hinteren, unteren Schwenkpunkt (A0) schwenkbar mit der Bodenbaugruppe (13) gekoppelt ist.
Baugruppe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Linearelement (140) an einem unteren Koppelpunkt (S2) mit der Bodenbaugruppe (13) und an einem oberen Koppelpunkt (S1) mit der Sitzteilbaugruppe (10) gekoppelt ist.
Baugruppe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der untere Koppelpunkt (S2), betrachtet entlang der Längsrichtung (X), hinter dem hinteren, unteren Schwenkpunkt (A0) angeordnet ist.
Baugruppe nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der untere Koppelpunkt (S2) unterhalb einer gedachten, durch den vorderen, unteren Schwenkpunkt (B0) und den hinteren, unteren Schwenkpunkt (A0) erstreckten Linie (C) angeordnet ist.
Baugruppe nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Koppelpunkt (S1) ortsfest an der Sitzteilbaugruppe (10) angeordnet ist.
Baugruppe nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Koppelpunkt (S1) oberhalb der gedachten, durch den vorderen, oberen Schwenkpunkt (B1) und den hinteren, oberen Schwenkpunkt (A1) erstreckten Linie (L2) angeordnet ist.
Baugruppe nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Linearelement (140), betrachtet in einer Projektion auf eine durch die Längsrichtung (X) und eine Vertikalrichtung (Z) aufgespannte Ebene, stets eine gedachte, zwischen dem hinteren, unteren Schwenkpunkt (A0) und dem hinteren, oberen Schwenkpunkt (A1) erstreckte Linie (L3) schneidet.
Baugruppe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Winkeldifferenz zwischen dem ersten Winkel (α0) und dem rechten Winkel und/oder eine zweite Winkeldifferenz zwischen dem zweiten Winkel (α1) und dem rechten Winkel einen Betrag kleiner 45", vorzugsweise kleiner 30°, weiter vorzugsweise kleiner 20° aufweist.
Baugruppe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebeelement (141) und das Linearelement (140) bei einem Verstellen der Sitzteilbaugruppe (10) zwischen der ersten Endstellung und der zweiten Endstellung relativ zur Bodenbaugruppe (13) einen linearen Verstellweg zueinander zurücklegen, der größer ist als ein vertikaler Hub der Sitzteilbaugruppe (10).
Baugruppe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Linearelement (140) durch eine Spindel und das Getriebeelement (141) durch eine mit der Spindel in Gewindeeingriff stehende Spindelmutter ausgebildet ist.
Baugruppe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtung (14) einen Elektromotor (142) zum Antreiben einer Linearverstellung des Linearelements (140) relativ zum Getriebeelement (141) aufweist.