DE19906621A1

DE19906621A1 - Multiverstellung mit einem Antrieb für Fahrzeugsitze (el. verstellbar)

Info

Publication number: DE19906621A1
Application number: DE1999106621
Authority: DE
Inventors: Markus Treichl; Matthias Mohr; Heinz Heiringhoff
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG; Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG; Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date: 1999-02-17
Filing date: 1999-02-17
Publication date: 2000-08-31
Anticipated expiration: 2019-02-18
Also published as: DE19906621C2

Abstract

Die Erfindung betrifft einen elektrisch verstellbaren Sitz, insbesondere Kraftfahrzeugsitz, mit einer höhen- und neigungsverstellbaren Sitzwanne, der mit nur einem Antrieb auskommt. Der Sitz ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die Sitzwanne (5) in ihrem vorderen und hinteren Bereich jeweils in wenigstens einer Steuerkulisse (30, 30a, 40, 40a) gelagert ist, wobei die Steuerkulissen (30, 30a, 40, 40a) zur Verstellebene der Führungsschiene (1) einen entgegengesetzt geneigten Verlauf aufweisen und wenigstens einer der die vorderen oder hinteren Kulissen (30, 30a, 40, 40a) tragende Böcke (3, 3a, 4, 4a) an der Sitzschiene (2) verschieblich lagert, und daß die den vorderen und hinteren Steuerkulissen (30, 30a, 40, 40a) zugeordneten Lagerelemente (50, 51) unabhängig voneinander verriegelbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrisch verstellbarer Sitz, insbesondere Kraftfahrzeugsitz, mit einer höhen- und neigungsverstellbaren Sitzwanne gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Sie ermöglicht eine Sitzhöhen- und eine Sitzneigunsverstellung mit nur einem Antrieb.

Aus der japanischen Patentanmeldung 63-162 348 (A) ist eine Antriebseinheit mit einem Elektromotor zur Betätigung mehrerer Verstelleinrichtungen eines Fahrzeugsitzes bekannt, bei der der Elektromotor drehbar in einem zylindrischen Gehäuse angeordnet und parallel zu seiner eigenen Längsachse rotierbar ist. Die Motorwelle und die Eingangswellen der Verstelleinrichtungen sind jeweils mit elektromagnetischen Kupplungen versehen. Auf diese Weise ist es möglich, die Motorwelle wahlweise mit einer der Eingangswellen der Verstelleinrichtungen zu koppeln.

Die Räumliche Verlagerung des Motors erfordert jedoch einen großen Bauraum und zur Erzielung einer präziser Schaltvorgänge eine aufwendige Motorlagerung. Deshalb ist der Motor zusätzlich in einem zylindrischen Gehäuse gelagert.

In der DE 34 03 246 A1 wird ein elektrisch verstellbarer Fahrzeugsitz beschrieben, bei dem ein einzelner Elektromotor den Eingangswellen mehrerer Verstelleinrichtungen zuordenbar ist, indem ein motorseitiges Kupplungsstück wahlweise mit axialverschiebbaren Kupplungsstücken der verschiedenen Verstellvorrichtungen in Eingriff gebracht wird. Dabei kann der Elektromotor ortsfest am Sitzrahmen verbleiben. Auch in diesem Fall müssen für dauerhaft präzise Kupplungsvorgänge vergleichsweise hohe konstruktive Aufwendungen vorgesehen werden.

Aus EP 0 067 893 B1 ist eine Vorrichtung mit einem Verteilergetriebe bekannt, wobei die Ritzel der Antriebswellen verschiedenen Stellbewegungen eines Sitzes mit Planetenrädern koppelbar sind, die ihrerseits mit einem Sonnenrad der Motorwelle kämmen und von einem Steuerteil zur gewünschten Verstelleinrichtung geschaltet werden können. Der Nachteil dieses Ritzelgetriebes besteht nicht nur in seinem Platzbedarf und dem bauartbedingten hohen Geräuschniveau, sondern auch in dem Erfordernis, die Stellkräfte mit flexiblen Wellen zu den zum Teil weit auseinanderliegenden Verstellteilen weiterzuleiten.

Eine weitere Vorrichtung zur Verstellung mehrerer Sitzteile mittels eines Motors ist aus DE 42 44 725 A1 bekannt. Der verwendete Elektromotor weist eine Hohlwelle und eine darin drehfest sowie verschiebbar gelagerte Antriebswelle auf, an deren Enden Kupplungselemente vorgesehen sind, die bei einer Verschiebung der Antriebswelle in die eine oder andere Richtung mit zugeordneten Kupplungselementen der Verstelleinrichtungen in Eingriff bringbar sind. Aufgrund der zufälligen Positionierung der Kupplungselemente kann bei einem Schaltvorgang der sofortige Formschluß der Kupplungselemente nicht sichergestellt werden. Darüber hinaus kann es zu störenden Umschaltgeräuschen kommen.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen mittels nur eines Antriebs höhen- und neigungsverstellbaren Sitz zu entwickeln, der sich durch einen einfachen konstruktiven Aufbau, ein niedriges Geräuschniveau, geringe Kosten, eine sichere Funktionsweise und einen geringen Platzbedarf für den Antrieb auszeichnet.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Die abhängigen Ansprüche geben Vorzugsvarianten der Erfindung an.

Demnach ist die Sitzwanne sowohl in ihrem vorderen als auch in ihrem hinteren Bereich über Kulissenlagerungen an zugeordneten Böcken angelenkt, die mit der verfahrbaren Sitzschiene einer Sitzlängsverstellung in Verbindung stehen. Die Steuerkulissen, die wahlweise in den Böcken oder in der Sitzwanne oder in einem mit der Sitzwanne verbundenen Teil angeordnet sein können, verlaufen bezüglich der horizontalen Verstellebene geneigt, und zwar derart, daß die Neigung der vorderen Steuerkulisse entgegengesetzt zur Neigung der hinteren Steuerkulisse gerichtet ist.

Der Neigungswinkel von vorderer und hinterer Steuerkulisse wird vorzugsweise gleich groß ausgeführt, er kann zur Erzielung einer bestimmten Kinematik aber auch unterschliedlich groß gewählt werden. In jedem Falle ist jedoch ein solcher Neigungswinkel vorzusehen, daß zumindest bei Anliegen einer vom Antrieb erzeugten Verstellkraft zwischen dem in der Steuerkulisse geführten Lagerelement und der belasteten Wandung der Steuerkulisse keine Selbsthemmung besteht. Anderenfalls müssen zusätzlich Mittel eingesetzt werden, die die Selbsthemmung aufheben.

Die Konturen der Steuerkulissen können gerade oder gewölbt ausgebildet sein.

Zur Übertragung der Antriebskraft auf wenigstens einen der an der Sitzschiene verschieblich gelagerten Böcke steht der Antrieb, der selbsthemmend ausgelegt ist, in fester Verbindung mit der Sitzschiene und ist über ein Kraftübertragungselement mit den entsprechenden Böcken verbunden. Als Antrieb soll nicht unbedingt eine komplette Motor-Gertiebe-Einheit angesehen werden. Es ist auch möglich, den an der Sitzschiene befestigten Teil des Antriebs auf die Getriebeeinheit oder eine Stufe des Getriebes zu beschränken und den Motor an einem einem führungsschienenfesten Bauteil anzubinden und die Antriebsenergie mit geeigneten Mitteln zum sitzschienenfesten Getriebe weiterzuleiten.

An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, daß sich die einsetzbaren Antriebe nicht auf elektromotorische Antriebe mit einem Zahnstangen- oder Spindelgetriebe oder einem anderen eine im wesentlichen lineare Verstellbewegung erzeugenden Getriebe beschränken. Auch hydraulische Antriebe können ohne weiteres zum Einsatz kommen.

Eine weitere Voraussetzung für die Funktion des erfindungsgemäßen Sitzes ist die unabhängige Festsetzbarkeit der in den Steuerkulissen geführten Lagerelemente, um eine einmal eingestellte Sitzposition bis zum nächsten Verstellvorgang halten zu können. Dies kann durch geeignete schaltbare Verriegelungsvorrichtungen, wie z. B. eine Schlingfederbremse, eine Backenbremse, ein beidseitig wirkender Klemmrollenfreilauf, oder - wie bereits oben beschrieben - durch schaltbare Selbsthemmungsbedingungen der Kulissenführung geschehen.

Die Lagerung des an der Sitzschiene verschieblichen Bockes kann durch eine solche Art Längsführung erfolgen, wie auch die Sitzschiene an Führungsschiene gelagert ist. In diesem Fall sollte der für den verschieblichen Bock vorgesehene Schienenführungsbereich einstückig in die Sitzschiene integriert sein. Dies ist besonders vorteilhaft durch stranggepreßte Leichtmetallschienen zu erreichen. Im Falle der Verwendung verschieblicher Bocke sowohl für die vordere als auch für die hintere Lagerung der Sitzwanne kann im Bereich der Motorbefestigung eine Ausnehmung in den betreffenden Schienenführungsbereich eingearbeitet werden, so daß dem Motor seitliche Stützflächen zur Übertragung der Antriebskraft wie auch eventuell auftretender Crashkräfte zugeordnet sind. Hierdurch läßt sich die Motorbefestigung wesentlich vereinfachen.

Sofern Ausführungsform der Erfindung gewählt wird, die einen mit der Sitzschiene fest verbundenen Bock und einen daran verschieblich gelagerten Bock verwendet, muß der Antrieb und seine Befestigung nicht zur Aufnahme der gesamten Crashkraft ausgelegt werden, da ein Teil der Kraft von dem mit der Sitzschiene fest verbundenen Bock aufgenommen wird.

Die Wirkungsweise der Erfindung ist folgende:

Durch wahlweise Freischaltung der unabhängig voneinander festsetzbaren Kulissen führungen kann die Kulissenführung bestimmt werden, die bei Zuschaltung des Antriebs in Abhängigkeit von der Antriebskraftrichtung nach ober oder unten verstellt wird. Dabei ändert sich die Sitzwannenneigung entsprechend. Um jedoch eine parallele Sitzhöhenverstellung zu erreichen, ist es notwendig, anschließend die Sitzwanne um den gleichen Betrag zu verstellen, indem man die zuerst verstellte Kulissenführung festsetzt, dann die andere Kulissenführung freischaltet und schließlich den Antrieb in der vorgesehenen Richtung betreibt. In einer ersten Phase der Verstellbewegung wird also eine Verstellung in der Kulissenführung des verschieblich gelagerten Bockes vorgenommen und in der zweiten Phase wird die Verstellkraft über den verschieblichen Bock, dessen festgesetzte Kulissenführung und die Sitzwanne auf mit der Sitzschiene fest verbundenen Bock übertragen, wobei es zu einer Verstellung dessen Kulissenführung kommt.

Bei Verwendung von zwei verschieblich gelagerten Böcken sind beide Böcke über jeweils ein separates Kraftübertragungselement miteinander verbunden, die aber stets simultan angetrieben werden. Durch das nacheinander Freischaften und Festsetzen der entsprechenden Kulissenführungen erfolgt die Verstellung der Sitzwannenneigung bzw. der Höhe der Sitzwanne in der voranbeschriebenen Weise.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen der dargestellten Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 Sitzverstellvorrichtung mit einem verschieblich gelagerten Bock und entgegengesetzt geneigten Kulissenführungen, die in Z-Richtung einen sich erweiternden Keil bilden;

Fig. 2 Sitzverstellvorrichtung mit einem verschieblich gelagerten Bock und entgegengesetzt geneigten Kulissenführungen, die in Z-Richtung einen sich verengenden Keil bilden;

Fig. 3 Sitzverstellvorrichtung mit zwei verschieblichen Böcken, die über jeweils separate Kraftübertragungselemente antreibbar sind.

Die schematische Darstellung von Fig. 1 zeigt eine Sitzverstellvorrichtung mit einer Führungsschiene 1, an der eine sitzseitige Schiene 2 zum Zwecke der Sitzlängsverstellung geführt ist. Mit der Sitzschiene 2 ist der dem hinteren Bereich der Sitzwanne 5 zugeordnete Bock 3 fest verbunden. Er trägt eine Steuerkulisse 30, die nach hinten geneigt ist und in die ein Lagerelement 50 der Sitzwanne 5, z. B. in Form eines Bolzens, eingreift. Der vordere Bock 4 wird von einem Führungselement 41 verschieblich an der Sitzschiene 2 gehalten und über ein Kraftübertragungselement 60 vom Antrieb 6 angetrieben. Das Kraftübertragungselement 60 ist im Kraftangriffspunkt 61 am Bock 4 angelenkt. Im oberen Bereich des Bocks 4 befindet sich eine nach vorne geneigte Steuerkulisse 40, in die das vordere Lagerelement 51 der Sitzwanne 5 eingreift.

Außerdem sind (nicht dargestellte) Feststellvorrichtungen für die Kulissenführungen 30, 40 vorgesehen, die zur Lagefixierung der Lagerelemente 50, 51 dienen, falls die Kulissenführungen ohne Selbsthemmung ausgeführt sind. Anderenfalls, wenn also die Kulissenführungen 30, 40 Selbsthemmung aufweisen, müssen den Kulissenführungen 30, 40 (nicht dargestellte) Vorrichtungen zugeordnet werden, die bei Einwirkung einer Antriebskraft die Selbsthemmung aufheben.

Zur Verstellung der vorderen Sitzhöhe bleibt beim Zuschalten des Antriebs 6 die Lage des Lagerelements 50 in der Steuerkulisse 30 des hinteren Bockes 3 fixiert, während die Lagefixierung des Lagerelements 51 in der Steuerkulisse 40 des vorderen Bocks 4 freigegeben ist. Bei einer Verschiebung des Bocks 4 kommt es je nach Antriebsrichtung zu einer Auf- oder Abwärtsbewegung des Lagerelements 51 in der Steuerkulisse 40, was mit einer entsprechenden Hub- oder Absenkbewegung des vorderen Bereichs der Sitzwanne verbunden ist. Die Verstellung der hinteren Sitzhöhe erfolgt in analoger Weise, wobei während des Verstellvorgangs die vordere Kulissenführung 40 festgesetzt und die hintere Kulissenführung 30 freigeschaltet ist.

Wählt man den voranbeschriebenen Ablauf zur Einstellung der Sitzhöhe, so ist dies gleichzeitig mit einer Verstellung der Sitzwanne 5 nach hinten verbunden, wenn der Sitz 5 angehoben wird, bzw. mit einer Verstellung der Sitzwanne 5 nach vorne, wenn der Sitz abgesenkt wird.

Eine ergonomisch bessere Ausführungsform der Erfindung zur Sitzhöhenverstellung bei prinzipiell gleichem kinematischem Ablauf zeigt die Darstellung von Fig. 2. Hierbei wurden die Neigungsrichtungen der vorderen und der hinteren Steuerkulissen 30a, 40a vertauscht, wodurch die Anhebung des Sitzes mit einer Verstellung des Sitzwanne nach vorne und eine Absenkung der Sitzhöhe mit einer Verstellung des Sitzes nach hinten verbunden ist. Gemäß dem Ausführungsbeispiel von Fig. 3 sind beide Böcke 3', 4 an der Sitzschiene 2 verschieblich gelagert. Sie werden durch zwei Kraftübertragungselemente 60, 60a simultan angetrieben. Je nach dem, ob die eine oder die andere Kulissenführung 30, 40 festgesetzt bzw. freigeschaltet ist, erfolgt eine Verstellung der Neigung der Sitzwanne 5 in der schon beschriebenen Weise.

Der Neigungswinkel α der Steuerkulissen 30, 30a, 40, 40a (siehe Fig. 4) bestimmt in Abhängigkeit von der Reibpaarung zwischen den Lagerelementen 50, 51 und den belasteten Flanken der Steuerkulissen 30, 30a, 40, 40a ob Selbsthemmungsbedingungen vorliegen oder nicht. Dementsprechend müssen die Kulissenführungen mit Vorrichtungen zur Aufhebung der Selbsthemmung oder mit Verriegelungsvorrichtungen ausgestattet werden. Vorzugsweise werden diese Vorrichtungen mittels des Wahlschalters gesteuert, der zur Auslösung des entsprechenden Verstellvorgangs vorgesehen ist.

Bezugszeichenliste

1

Führungsschiene

2

Sitzschiene

3

feststehender Bock, hintere Neigungsverstellung

3

' verschieblicher Bock, hintere Neigungsverstellung

3

a feststehender Bock, hintere Neigungsverstellung

30

Steuerkulisse

30

a Steuerkulisse

31

Führungselement

4

verschieblicher Bock, vordere Neigungsverstellung

4

a verschieblicher Bock, vordere Neigungsverstellung

40

Steuerkulisse

40

a Steuerkulisse

41

Führungselement

5

Sitzwanne

50

Lagerelement, hintere Neigungsverstellung

51

Lagerelement, vordere Neigungsverstellung

6

Antrieb

60

Kraftübertragungselement

60

a Kraftübertragungselement

61

Kraftangriffspunkt

61

a Kraftangriffspunkt
α Neigungswinkel

Claims

1. Elektrisch verstellbarer Sitz, insbesondere Kraftfahrzeugsitz, mit einer höhen- und neigungsverstellbaren Sitzwanne, die an einer bezüglich einer ortsfesten Führungsschiene verschiebbaren Sitzschiene gelagert ist, und mit einem mit der Sitzschiene mitfahrenden Antrieb zur Erzeugung der Verstellkraft, dadurch gekennzeichnet, daß die Sitzwanne (5) in ihrem vorderen und hinteren Bereich jeweils in wenigstens einer Steuerkulisse (30, 30a, 40, 40a) gelagert ist, wobei die Steuerkulissen (30, 30a, 40, 40a) zur Verstellebene der Führungsschiene (1) einen entgegengesetzt geneigten Verlauf aufweisen und wenigstens einer der die vorderen oder hinteren Kulissen (30, 30a, 40, 40a) tragende Böcke (3, 3a, 4, 4a) an der Sitzschiene (2) verschieblich lagert, und daß die den vorderen und hinteren Steuerkulissen (30, 30a, 40, 40a) zugeordneten Lagerelemente (50, 51) unabhängig voneinander verriegelbar sind.

2. Sitz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungswinkel (α) der Steuerkulissen (30, 30a, 40, 40a) in Bezug auf die Richtung (X) der Verstellkraft so gewählt ist, daß zwischen dem Lagerelement (50, 51) und der belasteten Wandung der Steuerkulisse (30, 30a, 40, 40a) keine Selbsthemmung besteht.

3. Sitz nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerkulisse (30, 30a, 40, 40a) im Bock (3, 3a, 4, 4a) angeordnet ist.

4. Sitz nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kulisse in der Sitzwanne (5) angeordnet ist.

5. Sitz nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der vordere oder der hintere Bock (3', 4, 4a) an der Sitzschiene (2) verschieblich lagert und mit dem Antrieb (6) gekoppelt ist, während der andere Bock (3, 3a) fest mit der Sitzschiene (2) verbunden ist.

6. Sitz nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der vordere und der hintere Bock (3', 4) an der Sitzschiene (2) verschieblich lagern und mit dem Antrieb (6) gekoppelt sind.

7. Sitz nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verriegelung des Lagerelements (50, 51) in der Steuerkulisse (30, 30a, 40, 40a) eine stufenlose Feststellvorrichtung vorgesehen ist.

8. Sitz nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Feststellvorrichtung nach dem Schlingfederprinzip arbeitet.

9. Sitz nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Feststellvorrichtung nach dem Bremsbackenprinzip arbeitet.

10. Sitz nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Feststellvorrichtung nach dem Rollenfreilaufprinzip arbeitet.

11. Sitz nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Feststellvorrichtung einen Spindelantrieb ohne Selbsthemmung und eine Schaltvorrichtung zur Erzeugung der Selbsthemmung aufweist.

12. Verfahren zum Einstellen eines Sitzes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einstellung der Sitzhöhe die vordere und die hintere Sitzhöhe nacheinander um das erforderliche Maß verstellt werden.