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Die
Erfindung betrifft eine Unterschenkelstütze für ein Kraftfahrzeug mit einer
Auflageplatte, welche zwischen einer Gebrauchsposition und einer Rückzugsposition
verstellbar ist.
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Eine
Unterschenkelstütze
der eingangs genannten Art ist aus der
DE 198 28 255 C2 bekannt. Sie
dient dazu, die Unterschenkel einer in einem Kraftfahrzeugsitz befindlichen
Person zu stützen, wenn
der Sitz durch Verstellung der Rückenlehne
in eine Liege- beziehungsweise Schlafposition gebracht worden ist.
Die bekannte Einrichtung besteht dabei aus einem linear verschiebebeweglichen
Träger,
an dessen vorderem Ende schwenkbeweglich eine gepolsterte Auflageplatte
angeordnet ist. Wenn die Unterschenkelstütze nicht gebraucht wird, befindet
sie sich in einer Rückzugsposition,
bei welcher der Träger
in den Fahrzeugsitz zurückgezogen
und die Auflageplatte an den Träger
anliegend zurückgeklappt
ist. Für
den Gebrauch der Unterschenkelstütze
wird der Träger
durch einen Stellmotor aus dem Sitz vorgeschoben, und die Auflageplatte
wird in nicht näher
erläuterter
Weise in eine schräge
Position hochgeklappt. Da die Auflageplatte an ihrer unteren Längskante
schwenkbeweglich befestigt ist, ist sie bei Aufliegen eines Beines
erheblichen Hebelkräften ausgesetzt,
welche durch einen überstreckten
Kniehebel aufgefangen werden sollen.
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Vor
diesem Hintergrund war es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine
verbesserte Unterschenkelstütze
für ein
Kraftfahrzeug bereitzustellen, die mit einfachen Mitteln eine stabile
Konstruktion sowie einen hohen Komfort für den Benutzer bietet.
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Diese
Aufgabe wird durch Unterschenkelstützen mit den Merkmalen der
Ansprüche
1, 7 und 11 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen enthalten.
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Die
Unterschenkelstütze
gemäß einem
ersten Aspekt der Erfindung enthält
mindestens zwei Auflageplatten, welche zwischen einer Gebrauchsposition
und einer Rückzugsposition
verstellt werden können.
In der Gebrauchsposition liegen die Auflageplatten dabei Seite an
Seite nebeneinander (einander berührend oder mit Abstand), während sie
in der Rückzugsposition
Fläche
an Fläche
aufeinander liegen. Die Auflageplatten haben typischerweise eine etwa
rechteckige Grundfläche
und sind vorzugsweise an mindestens einer Seitenfläche gepolstert,
um ein bequemes Lager für
den Unterschenkel eines Sitzinsassen zu bilden.
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Die
beschriebene Unterschenkelstütze
bietet einen hohen Komfort für
einen Benutzer, da in der Gebrauchsposition die als Auflage nutzbare
Fläche durch
die mindestens zwei Auflageplatten gebildet wird. Bei Nichtbenutzung,
das heißt
in der Rückzugsposition,
ist dagegen die für
die Unterbringung der Auflageplatten benötigte Fläche wesentlich kleiner (nämlich gleich
der Fläche
der größten der
Auflageplatten). Falls die Unterschenkelstütze z.B. zwei gleich große Auflageplatten
enthält,
ist der Flächenbedarf
in der Rückzugsposition
nur halb so groß wie die
nutzbare Fläche
in der Gebrauchsposition. Hierdurch lässt sich die Unterschenkelstütze erheblich einfacher
in das Volumen eines Fahrzeugsitzes integrieren beziehungsweise
bei gleichem Volumenbedarf im Fahrzeugsitz lässt sich eine mehrfache Größe der nutzbaren
Auflagefläche
erzielen.
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Konstruktiv
lässt sich
eine Unterschenkelstütze
der genannten Art auf verschiedene Weise realisieren. Insbesondere
können
die mindestens zwei Auflageplatten über ein Gelenksystem miteinander
gekoppelt sein. Die Bewegungen der Auflageplatten sind daher entsprechend
der Kinematik des Gelenksystems miteinander korreliert, wobei insbesondere
die Gebrauchsposition und die Rückzugsposition
die (stabilen) Endpunkte des Bewegungsspielraums darstellen können.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausgestaltung enthält
das vorstehend genannte Gelenksystem an zwei gegenüberliegenden
Seiten der Auflageplatten jeweils zwei parallelogrammförmig und
schwenkbeweglich mit den Auflageplatten verbundene Verbindungsstangen.
Eine derartige Kopplung bewirkt zwischen zwei Auflageplatten, dass
sich die zweite Platte nur noch mit einem Freiheitsgrad relativ
zur ersten Platte bewegen kann. Diese Beschränkung der Beweglichkeit auf
ein notwendiges Minimum zur Verwirklichung der Gebrauchsposition
und der Rückzugsposition
führt zu
einer entsprechenden Erhöhung
der Stabilität
des Mechanismus.
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Bei
einer bevorzugten Weiterbildung der Unterschenkelstütze sind
die Auflageplatten (mittelbar oder unmittelbar) an linear ausfahrbaren
Trägerstangen
angeordnet. Die Trägerstangen
können
dann ihrerseits im Sitz eines Kraftfahrzeuges gelagert werden, um
die Auflageplatten aus einer in die Sitzform integrierten Rückzugsposition
in eine vorgeschobene Gebrauchsposition zu verlagern.
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Die Überführung der
Auflageplatten von einer aufeinander liegenden Rückzugsposition in eine nebeneinander
liegende Gebrauchsposition kann im Prinzip auch von Hand geschehen.
Vorzugsweise enthält
die Unterschenkelstütze
jedoch einen Stellmotor, welcher derart mit den Auflageplatten gekoppelt
ist, dass er sie zwischen der Gebrauchsposition und der Rückzugsposition
verstellen kann. Vorteilhafterweise ist dieser Stellmotor dabei
in eine der Auflageplatten integriert. Falls ein Gelenksystem der
oben erläuterten
Art vorhanden ist, kann der Stellmotor beispielsweise an einer Stange
dieses Gelenksystems angreifen und ihre Position vorgeben, wodurch kinematisch
der Konfigurationszustand der Auflageplatten festgelegt wird.
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Falls
die Auflageplatten in der oben beschriebenen Weise an linear ausfahrbaren
Trägerstangen angeordnet
sind, kann der Stellmotor ferner gleichzeitig auch wirksam an die
Trägerstangen
gekoppelt sein. Das heißt,
dass eine Aktivität
des Stellmotors gleichzeitig ein Ausfahren der Trägerstangen
sowie eine Konfigurationsänderung
der Auflageplatten bewirkt.
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Die
Erfindung betrifft gemäß einem
zweiten Aspekt eine Unterschenkelstütze für ein Kraftfahrzeug, bei der
es sich insbesondere um eine Unterschenkelstütze der oben erläuterten
Art handeln kann. Die Unterschenkelstütze enthält mindestens eine Auflageplatte,
welche um eine Schwenkachse schwenkbeweglich an mindestens einem
linear zwischen einer Gebrauchsposition und einer Rückzugsposition
verfahrbaren Träger
angeordnet ist, wobei die genannte Schwenkachse zumindest näherungsweise
durch den Schwerpunkt der Auflageplatte verläuft. Der Träger der Unterschenkelstütze kann
insbesondere aus zwei Trägerstangen
bestehen, die an gegenüberliegenden
Seiten der Auflageplatte ansetzen.
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Die
vorstehend beschriebene Unterschenkelstütze hat den Vorteil, dass die
Kraftbelastung für das
System aus Träger
und Auflageplatte minimiert wird, da die Schwenkachse der Auflageplatte
in etwa durch den Schwerpunkt der Auflageplatte verläuft. Hierdurch
entfallen Drehmomente aufgrund des Eigengewichtes der Auflageplatte.
Von besonderem Vorteil ist darüber
hinaus, dass eine derartige Schwenkachse in der Regel auch im Wesentlichen entlang
einer Mittel- oder Symmetrieachse des Körpers der Auflageplatte verlaufen
wird. Bei einer Belastung durch das Auflegen eines Beines wird daher kein
einseitiges Drehmoment um die Schwenkachse ausgeübt, sondern die auf die Auflageplatte
wirkenden Drehmomente heben sich vielmehr auf. Dementsprechend kommt
es zu keiner ständigen
hohen Torsionsbelastung der Schwenkachse, und es sind keine Stabilisierungsmechanismen
für die
Fixierung der Auflageplatte erforderlich. Die Auflageplatte kann vielmehr
prinzipiell frei beweglich um die Schwenkachse bleiben, so dass
sie sich optimal dem Verlauf der zu unterstützenden Beine anpassen kann.
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Nachfolgend
werden Weiterbildungen der Erfindung beschrieben, welche sowohl
für eine
Unterschenkelstütze
gemäß dem ersten
als auch dem zweiten Aspekt der Erfindung anwendbar sind.
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So
kann die mindestens eine Auflageplatte so ausgestaltet sein, dass
sie in der Rückzugsposition
in einem Hohlraum eines Kraftfahrzeugsitzes verschwinden kann. Bei
Nichtbenutzung steht die Unterschenkelstütze daher den Insassen des
Kraftfahrzeuges nicht im Wege.
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Weiterhin
kann die. Unterschenkelstütze
ein Vorspannelement enthalten, welches bei Vorliegen der Gebrauchsposition
die mindestens eine Auflageplatte elastisch in einer Standardlage
hält. Die
Standardlage ist dabei typischerweise durch eine der Liegeposition
eines Sitzinsassen angepasste Schrägstellung definiert, wobei
die Auflageplatte jedoch einem Druck in Grenzen und unter der elastischen
Gegenwirkung des Vorspannelements nachgeben kann.
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Die
Erfindung betrifft gemäß einem
dritten Aspekt eine Unterschenkelstütze für einen Kraftfahrzeugsitz,
bei der es sich insbesondere um eine Unterschenkelstütze der
vorstehend erläuterten
Art handeln kann. Die Unterschenkelstütze enthält eine Auflageplatte, die
um eine entlang der Vorderkante des Kraftfahrzeugsitzes verlaufende
Schwenkachse schwenkbeweglich ist. Eine solche Anordnung hat den
Vorteil, dass die Auflageplatte in besonders einfacher Weise in
eine Rückzugsposition
gebracht werden kann, wenn sie nicht benötigt wird.
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Dabei
kann die Auflageplatte insbesondere so mit dem Verstellmechanismus
des Kraftfahrzeugsitzes gekoppelt sein, dass sie in eine Gebrauchsposition
vorgeschwenkt wird, wenn der Sitz in eine Liegeposition gebracht
wird.
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Gemäß einer
anderen Weiterentwicklung der Unterschenkelstütze enthält diese eine weitere Auflageplatte,
welche an mindestens einem linear zwischen einer Gebrauchsposition
und einer Rückzugsposition
verfahrbaren Träger
angeordnet ist. Die weitere Auflageplatte kann dabei im Zustand
des Nichtgebrauches insbesondere hinter der ersten Auflageplatte
verborgen sein, wobei ihr Weg für
eine Vorwärtsbewegung
erst frei wird, wenn die erste Auflageplatte in die Gebrauchsposition
geschwenkt worden ist.
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Im
Folgenden wird die Erfindung mit Hilfe anhand der Figuren beispielhaft
näher erläutert. Es
zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht
einer Unterschenkelstütze
gemäß dem ersten
Aspekt der Erfindung mit zwei Auflageplatten;
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2–5 verschiedene
Stadien, beim Ausfahren der Unterschenkelstütze von 1 aus einer Rückzugsposition in eine Gebrauchsposition;
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6a, 6b eine Unterschenkelstütze gemäß dem zweiten
Aspekt der Erfindung in der Rückzugsposition
und Gebrauchsposition;
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7a, 7b eine alternative Ausgestaltung einer
Unterschenkelstütze
gemäß dem zweiten
Aspekt der Erfindung in der Rückzugsposition
und Gebrauchsposition, und
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8 eine Unterschenkelstütze gemäß dem dritten
Aspekt der Erfindung.
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In 1 ist eine Unterschenkelstütze 10 gemäß einem
ersten Aspekt der Erfindung perspektivisch dargestellt. Wie aus
den 2 bis 5 hervorgeht, kann eine derartige
Unterschenkelstütze 10 in das
Sitzkissen 9 eines Kraftfahrzeugsitzes integriert werden,
wobei sie aus dem Sitz hervorgefahren wird, wenn dieser z.B. als
Liege- beziehungsweise Schlafsessel verwendet werden soll.
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Die
Unterschenkelstütze 10 umfasst
eine erste oder äußere, gepolsterte
Auflageplatte 1 sowie eine zweite oder innere, gepolsterte
Auflageplatte 2. Bei der in 1 und 2 dargestellten Rückzugsposition
der Unterschenkelstütze,
die sie bei Nichtgebrauch annimmt, liegen die Auflageplatten 1, 2 Fläche an Fläche aufeinander.
Der für
ihre Unterbringung im Sitz benötigte
Raum ist daher äußerst kompakt.
Insbesondere kann das Paket der zwei Auflageplatten auch in Sitzen
mit einer geringen Höhe
des Sitzkissens 9 untergebracht werden.
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Die
Auflageplatten 1, 2 sind an den beiden kurzen
Seiten jeweils über
ein Parallelogrammgestänge
mit einer ersten Stange 3 und einer zweiten Stange 6 kinematisch
gekoppelt. Die zueinander parallelen Stangen 3 und 6 sind
jeweils an einem Ende mit einer kurzen Seite der ersten Auflageplatte 1 und am
anderen Ende mit einer kurzen Seite der zweiten Auflageplatte 2 schwenkbeweglich
verbunden. Durch das Gelenksystem 3, 6 kann sich
die äußere Auflageplatte 1 nur
noch mit einem Freiheitsgrad gegenüber der inneren Auflageplatte 2 bewegen,
wobei sie jederzeit eine zur inneren Auflageplatte parallele Lage im
Raum annimmt.
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Wie
aus 1 ferner erkennbar
ist, besitzt die Stange 6 einen über den Gelenkpunkt zur inneren Auflageplatte 2 hinausgehenden
Ansatz, an welchem gelenkig ein Verbindungsglied 4 angekoppelt
ist. Das andere Ende des Verbindungsgliedes 4 ist mit einem Exzenter 5 gekoppelt,
welcher auf der Achse R eines in die innere Auflageplatte 2 integrierten
Stellmotors 11 sitzt. Wenn sich der Stellmotor 11 um .
seine Rotationsachse R dreht, wird diese Bewegung über den Exzenter 5 und
das Verbindungsglied 4 auf das Parallelogrammgestänge 3, 6 übertragen,
so dass die beiden Auflageplatten 1, 2 zwischen
der in 1 gezeigten,
aufeinander liegenden Rückzugsposition und
der in 5 gezeigten,
nebeneinander liegenden Gebrauchsposition verstellt werden.
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Des
Weiteren ist die Auflageplatte 2 schwenkbeweglich um eine
Achse A (5) an den Enden
zweier Trägerstangen 7 angebracht.
Die Trägerstangen 7 laufen
dabei jeweils in einer fest im Sitz zu montierenden Schiene 8,
wobei durch Kugellager oder dergleichen für eine leichte Gängigkeit
gesorgt wird. Weiterhin sind die Trägerstangen mit einem Stellmotor
(nicht dargestellt) gekoppelt, durch welchen sie gesteuert aus den
Trägerschienen 8 ausgefahren
werden können
(vgl. 2–5).
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Das
gesamte Ausfahren der in ein Sitzkissen 9 integrierten
Unterschenkelstütze 10 ist
in den 2 bis 5 in einer schematischen
Seitenansicht erkennbar. 2 zeigt
dabei den Start des Vorgangs, bei dem sich die Auflageplatten 1, 2 noch
in der Rückzugsposition
befinden. Das Entfalten der Unterschenkelstütze beginnt damit, dass die
Trägerstangen 7 linear
aus den Trägerschienen 8 vorgeschoben werden,
wenn der nicht näher
dargestellte Sitz in eine Liegeposition verstellt wird.
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3 zeigt einen Zustand, bei
dem durch den linearen Vorschub der Trägerstangen 7 die Auflagepolster 1, 2 über Querstreben
im Sitz (nicht dargestellt) hin aus vorgeschoben worden sind. Zu
diesem Zeitpunkt beginnt die Rotation des Stellmotors 11 und
damit das Aufklappen der Auflageplatten 1, 2.
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Um
die Gebrauchsposition zu erreichen, werden die Trägerstangen 7 gemäß 4 komplett ausgefahren.
Der Stellmotor 11 rotiert dabei das Parallelogrammgestänge weiter,
bis die Auflageplatten 1, 2 in die in 5 gezeigte, nebeneinander
liegende Gebrauchsposition entfaltet sind. In diesem Zustand bilden
die beiden Auflageplatten 1, 2 eine einzige Auflagefläche, die
etwa doppelt so groß ist
wie die Fläche
einer einzelnen Auflageplatte.
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Aus 5 ist ferner erkennbar,
dass die Auflageplatten 1, 2 schwenkbeweglich
um eine Achse A am Ende der Trägerstangen 7 angeordnet
sind, so dass sie sich optimal dem benötigen Winkel für die Unterstützung des
Unterschenkels eines Sitzinsassen anpassen können. Gegebenenfalls kann dabei durch
ein Vorspannelement (Ringfeder etc.) eine bestimmte Standardlage
elastisch vorgegeben werden.
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6 zeigt eine Unterschenkelstütze
20 gemäß einem
zweiten Aspekt der Erfindung in einer schematischen Seitenansicht
auf einen Fahrzeugsitz
29, in den die Unterschenkelstütze integriert
ist. Die Unterschenkelstütze
20 enthält eine
Auflageplatte
21 und zwei Trägerstangen
27, die
jeweils linear verschiebebeweglich in einer Trägerschiene
28 gelagert sind.
Die Auflageplatte
21 ist schwenkbeweglich um eine Achse
A am Ende der Trägerstangen
27 angeordnet,
wobei die Achse A zumindest näherungsweise
durch den Schwerpunkt beziehungsweise entlang der Körpermittelachse
der Auflageplatte
21 verläuft. Durch einen derartigen
Verlauf der Schwenkachse A wird erreicht, dass sich die Auflageplatte
21 der Schräglage eines
Unterschenkels optimal anpassen kann, ohne dass hierdurch Torsionsmomente
auf die Schwenkachse A der Unterschenkelstütze
20 übertragen
werden. Daher ist auch kein Stützgestänge gemäß der
DE 198 28 255 C2 erforderlich.
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In 7 ist in einer 6 entsprechenden Darstellung
eine alternative Ausführungsform
einer Unterschenkelstütze 30 dargestellt.
Die Unterschenkelstütze 30 enthält ebenfalls
eine Auflageplatte 31, die schwenkbeweglich um eine Achse
A am Ende von zwei Trägerstangen 37 angeordnet
ist, wobei die Trägerstangen 37 jeweils
in einer Trägerschiene 38 linear
verschiebebeweglich sind. Der Unterschied zur Ausführungsform
von 6 besteht darin,
dass die Auflageplatte 31 in der in 7a gezeigten Rückzugsposition etwa parallel
zur Oberseite des Sitzkissens 39 beziehungsweise parallel
zur Trägerstange 37 bzw.
Trägerschiene 38 liegt
und somit ganz in das Innere des Sitzkissens 39 zurückgezogen
ist.
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8 zeigt eine Unterschenkelstütze 40 gemäß einem
dritten Aspekt der Erfindung. Hierbei ist erste, integrierte Auflageplatte 43 über ein
bewegliches Element 44 (z.B. ein Gelenk oder ein flexibles Bauteil)
mit der Sitzstruktur 49 verbunden. Wird der Sitz in die
Ruheposition gebracht (gestrichelt gezeigt), so wird zunächst der
Winkel der Auflageplatte 43 verändert, um diese in eine für die Unterstützungsfunktion
geeignete Lage zu bringen.
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Des
Weiteren wird eine untere Auflageplatte 41, die sich am
Ende einer in einer Trägerschiene 48 verschiebebeweglich
gelagerten Trägerstange 47 befindet,
von einem Antrieb ausgefahren. Der Antrieb kann zum Beispiel durch
normale Sitzschienen mit einem Elektromotor gebildet werden, durch
Hydraulik- oder Pneumatikzylinder, durch einen elektrischen Linearantrieb
oder eine andere Art eines Linearantriebes. Da der Antrieb nicht
der Kippbewegung des Sitzes folgt, entsteht eine Relativbewegung
zwischen der integrierten Auflageplatte 43 und der unteren
Auflageplatte 41. Die Auflageplatte 41, welche
sich anfangs hinter der Auflageplatte 43 befindet, kommt
daher in der Gebrauchsposition unterhalb der Auflageplatte 43 zu
liegen (gestrichelt dargestellter Zustand). Somit reicht eine lineare
Bewegung der Auflageplatte 41 aus, um zusammen mit der
Auflageplatte 43 eine lange Unterschenkelauflage zu bilden.
Dabei greift die untere Auflageplatte 41 vorzugsweise etwas
unter die integrierte Auflageplatte 43 und ändert deren Winkel
zur Sitzstruktur.
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Ein
Vorteil der Unterschenkelstütze 40 ist, dass
die entstehende Auflage länger
ist als der unterhalb der Sitzfläche
verfügbare
Raum. Daher kann die Unterschenkelstütze 40 auch bei Sitzen
mit einem niedrigen Hüftpunkt
verwendet werden. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Bewegung der
unteren Auflageplatte 41 linear erfol gen kann, was die
Verwendung vorhandener Linearantriebe und daher eine preiswerte
Konstruktion ermöglicht.