DE4419350A1 - Fahrzeugsitzkomponente - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugsitzkomponente, insbeson­ dere eine Kraftfahrzeugsitzkomponente, mit wenigstens einer mindestens ein Antriebsglied aufweisenden Einstellvorrichtung.

Einstellvorrichtungen dieser Art werden bei Fahrzeugsitzen beispielsweise für die Längsverstellung, die Höhenverstellung des gesamten Sitzes oder nur der Sitzfläche, die Neigungsver­ stellung des Sitzes oder nur der Sitzfläche, der Rückenlehne oder auch für die Höhenverstellung der Kopfstütze verwendet. Sofern nicht mittels eines manuell zu betätigenden Antriebs­ gliedes die Verstellbewegung erzeugt wird, werden hierfür üblicherweise Elektromotoren eingesetzt. Aber auch pneumati­ sche Arbeitszylinder kommen in Frage.

Da nicht nur der Aufwand solcher Komponenten, sondern auch deren Platzbedarf und Gewicht nachteilig sein können, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Fahrzeug­ sitzkomponente der eingangs genannten Art zu schaffen. Diese Aufgabe löst eine Fahrzeugsitzkomponente, welche die Merkmale des Anspruches 1 aufweist. Vorteilhaft ist bei dieser Lösung auch die geringe Anzahl von Einzelteilen, was den Aufwand reduziert, sowie die geringe Geräuschentwicklung.

Vorzugsweise ist bei der erfindungsgemäßen Lösung das An­ triebsglied aus einem Strang geformt, der seine Gestalt, insbesondere seine Länge und seine Krümmung, verändert, wenn er die für die Gestaltsänderung erforderliche Temperaturän­ derung erfährt.

Verwendet man ein Memory-Material mit elektrischer Leitfähig­ keit, dann kann man das Antriebsglied in einem Stromkreis anordnen und die gewünschte Gestaltsänderung dadurch herbei­ führen, daß man einen Strom durch das Antriebsglied fließen läßt oder den Stromfluß durch das Antriebsglied unterbricht. Ist ein Stromfluß durch das Memory-Metall hindurch nicht möglich oder nicht erwünscht, kann man auch eine wärmeleitende Verbindung zwischen dem Memory-Material und einem Heizelement vorsehen, das beispielsweise aus einer Heizwendel oder einem Kaltleiter besteht, die von einem elektrischen Strom durch­ flossen werden können.

Unabhängig von der Art, wie in dem Memory-Material, bei dem es sich üblicherweise um eine Metall-Legierung handelt, die Temperaturänderung herbeigeführt wird, ist es nicht erforder­ lich, eine gleichmäßige Temperaturänderung im gesamten An­ triebsglied vorzunehmen. Ist beispielsweise das Antriebsglied durch einen Strang gebildet, können in einzelnen Abschnitten dieses Stranges unterschiedliche Temperaturen bewirkt werden. Hierdurch kann man z. B. in einfacher Weise verschieden große Gestaltsänderungen und damit verschieden große Verstellwege realisieren. Dabei ist es nicht erforderlich, daß die Tempera­ tur im Antriebsglied, beispielsweise in dem Strang, konti­ nuierlich vom einen zum anderen Ende hin ansteigt oder fällt. Man kann auch einzelne Abschnitte auswählen und nur in diesen die gewünschte Gestaltsänderung herbeiführen.

Das erfindungsgemäße Antriebsglied kann sowohl als rotatori­ sches Betätigungsglied als auch als translatorisches Betäti­ gungsglied ausgebildet sein.

Vorteilhaft ist ein Antriebsglied in Form einer Feder. Hat beispielsweise diese Feder die Form einer Wendel, dann kann durch die Gestaltsänderung eine Verlängerung oder Verkürzung der Wendel bewirkt werden. Man kann aber auch beispielsweise das eine Ende einer solchen Wendel mit einer von der Wendel umfaßten Welle verbinden und das andere Ende in einer orts­ festen Führung anordnen. Wenn dann bei einer Erwärmung der die Wendel bildende Strang die ihm gegebene Krümmung rückgängig machen will, wird die Welle um ihre Längsachse gedreht. Wird in einem solchen Falle die Welle auch mit dem einen Ende einer gegensinnig gewickelten Wendel verbunden, kann je nachdem, welche der beiden Wendeln erwärmt wird, die Welle in die eine oder andere Richtung gedreht werden.

Vorteilhaft ist aber auch ein Antriebsglied in Form einer Formfeder, beispielsweise einer Schenkelfeder, die bei einer Erwärmung den Winkel verändert, den die beiden Schenkel ein­ schließen. Wird eine solche Schenkelfeder beispielsweise einem Gelenk zugeordnet, dann können mittels der Schenkelfeder die über das Gelenk miteinander verbundenen Teile relativ zueinan­ der verschwenkt werden.

Selbstverständlich kann mittels des erfindungsgemäßen An­ triebsgliedes nicht nur eine Sitzlängsverstellung, eine Sitz­ höhenverstellung oder dergleichen bewirkt werden. Sofern solche Verstellvorrichtungen eine mechanische Sperre aufwei­ sen, die vor einer Verstellung gelöst und nach einer Verstel­ lung wieder wirksam gemacht werden muß, kann man das erfin­ dungsgemäße Antriebsglied auch zur Betätigung einer solchen mechanischen Sperre verwenden.

Im folgenden ist die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele im einzelnen erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine schematisch dargestellte Seitenansicht eines eine Sitzlängsverstellung gestattenden Schienen­ paares eines Fahrzeugsitzes,

Fig. 2 eine abgewandelte Ausführungsform eines solchen Schienenpaares,

Fig. 3 eine unvollständig und schematisch dargestellte Seitenansicht einer Sitzhöhenverstelleinrichtung

Fig. 4 eine unvollständig dargestellte Seitenansicht einer anderen Ausführungsform einer Sitzhöhenver­ stelleinrichtung,

Fig. 5 eine schematisch und perspektivisch dargestellte Ansicht eines rotatorischen Betätigungsgliedes,

Fig. 6 eine schematisch dargestellte indirekte Beheizung eines erfindungsgemäßen Antriebsgliedes,

Fig. 7 ein Schaltbild eines Antriebsgliedes, bei dem einzelnen Abschnitten unterschiedliche Temperatu­ ren gegeben werden können,

Fig. 8 ein Schaltbild eines Antriebsgliedes mit einem Endschalter im Heizstromkreis.

Ein als Ganzes mit 1 bezeichnetes Sitzschienenpaar, das einen nicht dargestellten Fahrzeugsitz, insbesondere einen Kraft­ fahrzeugsitz, nicht nur mit der Struktur des Fahrzeuges form­ schlüssig verbindet, sondern auch eine Längsverstellung des Sitzes gestattet, weist eine mit dem Sitzgestell zu verbin­ dende Oberschiene 2 und eine mit der Fahrzeugstruktur zu verbindende Unterschiene 3 auf. Die Oberschiene 2 ist über reibungsvermindernde Elemente 4, beispielsweise Wälzkörper, auf der Unterschiene 3 abgestützt, um die für eine Längsver­ schiebung der Oberschiene 2 relativ zur Unterschiene 3 erfor­ derliche Betätigungskraft gering zu halten.

Die Kraft für eine Verschiebung der Oberschiene 2 nach vorne, was einer Verschiebung nach links bei einer Blickrichtung gemäß Fig. 1 entspricht, erfolgt mittels eines ersten Antriebs­ gliedes 5, bei dem es sich um eine Wendel handelt, die aus einem Strang gebildet ist, der aus einem elektrisch leitenden Memory-Material besteht. Diese Materialien sind unter der Bezeichnung Memory-Legierung, Legierung mit Formgedächtnis oder Shape-Memory-Metall bekannt. Wird dieses Material er­ wärmt, kommt es im Ausführungsbeispiel zu einer Kontraktion der Wendel, d. h. die Wendel verkürzt sich. Sobald die Wendel sich ausreichend abkühlen kann, verliert sie ihre Kontrak­ tionskraft und kann ohne einen nennenswerten Kraftaufwand wieder verlängert werden. Deshalb ist, wie Fig. 1 zeigt, das eine Ende der sich in Schienenlängsrichtung erstreckenden, im Inneren des Schienenpaares 1 angeordneten Wendel, die das erste Antriebsglied 5 bildet, mit der Oberschiene 2 und das andere Ende mit der Unterschiene 3 verbunden. Zu beiden elek­ trisch isolierten Verbindungsstellen führt je eine Verbin­ dungsleitung 6, über die das erste Antriebsglied 5 in einen Stromkreis des Bordnetzes gelegt werden kann. Der elektrische Widerstand des ersten Antriebsgliedes 5 ist so gewählt, daß bei der Spannung des Bordnetzes ein Stromfluß durch das erste Antriebsglied 5 die für die gewünschte Kontraktion erforder­ liche Erwärmung bewirken kann.

Da die das erste Antriebsglied 5 bildende Wendel nur eine Kontraktionskraft und damit im Ausführungsbeispiel nur eine Verschiebung der oberen Sitzschiene 2 nach vorne bewirken kann, ist ein zweites Antriebsglied 7 vorgesehen, das wie das erste Antriebsglied 5 ausgebildet ist und sich wie dieses in Schienenlängsrichtung erstreckt. Es ist jedoch so mit der Oberschiene 2 und der Unterschiene 3 im Bereich seiner beiden Enden verbunden, daß es bei einer Kontraktion der Wendel die Oberschiene 2 nach hinten, bei einer Blickrichtung gemäß Fig. 1 also nach rechts, relativ zur Unterschiene 3 verschiebt.

Um die Oberschiene 2 in der gewählten Einstellung festzuhal­ ten, ist eine Sperrvorrichtung erforderlich, die in bekannter Weise ausgebildet sein kann und im wirksamen Zustand die Oberschiene 2 unverschiebbar mit der Unterschiene 3 verbindet. Sofern man ein manuelles Lösen dieser Sperrvorrichtung vermei­ den will, kann man auch dieser Sperrvorrichtung ein Antriebs­ glied zuordnen, das aus einem Memory-Metall besteht und bei­ spielsweise als eine Wendel ausgebildet ist, welche entgegen der Kraft einer Zugfeder ein Sperrglied oder dergleichen in die Freigabestellung schwenkt, wenn es auf die für die erfor­ derliche Kontraktionskraft benötigte Temperatur erwärmt wird. Wird beispielsweise die Erwärmung dadurch bewirkt, daß ein elektrischer Strom durch dieses Antriebsglied geleitet wird, dann braucht nur der Strom wieder unterbrochen zu werden, um mittels der Zugfeder das Sperrglied oder dergleichen in die Sperrstellung zurückführen zu können.

Wie Fig. 2 zeigt, kann man statt eines Antriebsgliedes in Form einer Wendel für eine Längsverstellung der Oberschiene 2 relativ zur Unterschiene 3 auch einen Strang 8 aus Memory-Material vorsehen, der zusammen mit Umlenkrollen 9 einen Flaschenzug bildet, welcher im Inneren des Schienen­ paares einerseits mit der Oberschiene 2, andererseits mit der Unterschiene 3 verbunden ist. Da der Strang 8 die Eigenschaft hat, sich bei einer Erwärmung zu verkürzen, kann man in glei­ cher Weise wie mit einer Wendel auf die Oberschiene 2 eine Verschiebekraft ausüben. Im Ausführungsbeispiel besteht der Strang 8 aus einer elektrisch leitenden Memory-Legierung, so daß eine direkte Beheizung mittels eines durch den Strang 8 fließenden elektrischen Stromes erfolgen kann. Die beiden je als Flaschenzug ausgebildeten Antriebsglieder 10 und 11 ver­ schieben die Oberschiene 2 nach vorne bzw. nach hinten. Wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 kann eine Rückführung der Oberschiene 2 in die Mitte des Längsverstellbereiches mit Hilfe von zwei Zugfedern erfolgen, die parallel zu den beiden Antriebsgliedern angeordnet sind. Ferner ist auch bei dem Aus­ führungsbeispiel gemäß Fig. 2 eine Sperrvorrichtung erforder­ lich, welche die Oberschiene 2 gegen eine ungewollte Verschie­ bung relativ zur Unterschiene 3 sichert und vor einer Längs­ verstellung mittels der Antriebsglieder 10 und 11 gelöst werden muß.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 zeigt, daß die erfindungs­ gemäße Komponente auch für eine Sitzhöhenverstelleinrichtung geeignet ist. Der Sitzteil 12 ist bei diesem Ausführungs­ beispiel auf jeder Seite über zwei Lenker 13 mit der Ober­ schiene 14 eines Schienenpaares 15 verbunden, das wie bei den Ausführungsbeispielen gemäß den Fig. 1 und 2 mit einer Längs­ verstellvorrichtung ausgerüstet sein kann. Um eine größere Sitzhöhe einzustellen, müssen die beiden Lenker 13 entgegen dem Uhrzeigersinn bei einer Blickrichtung gemäß Fig. 3 ge­ schwenkt werden. Als Antriebselement 16, mittels dessen eine derartige Schwenkbewegung bewirkt werden kann, ist eine Wendel vorgesehen, die aus einem aus Memory-Material bestehenden Strang geformt und einerseits im Bereich des oberen Endes des hinteren Lenkers 13 mit diesem oder mit dem Sitzteil 12 und andererseits im Bereich des unteren Endes des vorderen Lenkers 13 mit diesem oder der Oberschiene 14 verbunden ist. Eine Kon­ traktion der das Antriebselement 16 bildenden Wendel bewirkt deshalb eine Schwenkbewegung der Lenker 13 entgegen dem Uhr­ zeigersinn bei einer Blickrichtung gemäß Fig. 3. Im Ausfüh­ rungsbeispiel besteht die Wendel aus einem elektrisch leiten­ den Material und kann deshalb mittels eines sie durchfließen den elektrischen Stromes direkt beheizt werden.

Sofern das Gewicht des Sitzes nicht ausreichen sollte, um den Sitzteil 12 abzusenken, wenn das Antriebselement 16 nicht aktiviert ist, kann man für die Absenkung des Sitzteiles 12 eine Zugfeder 17 oder ein zweites Antriebselement vorsehen, das dann beispielsweise einerseits im Bereich des oberen Endes des vorderen Lenkers 13 mit diesem oder dem Sitzteil 12 und andererseits im Bereich des unteren Endes des hinteren Lenkers 13 mit diesem oder der Oberschiene verbunden ist.

Der Höhenverstellvorrichtung muß eine mechanische Sperre zugeordnet sein, welche den Sitzteil 12 in der gewünschten Höheneinstellung zu halten vermag. Das Lösen dieser Sperrvor­ richtung kann manuell oder mit Hilfe eines Antriebselementes ausgeführt werden, bei dem es sich um ein solches aus einem Memory-Material handeln kann.

Fig. 4 zeigt am Beispiel einer Höhenverstellvorrichtung, die wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 Lenker 18 auf­ weist, daß eine Schwenkbewegung eines Bauteils relativ zu einem anderen Bauteil, im Ausführungsbeispiel also des Lenkers 18 relativ zur Oberschiene 19 eines Schienenpaares 20 auch mittels einer Schenkelfeder 21 bewirkt werden kann, die aus einem Strang geformt ist, der aus Memory-Material besteht. Selbstverständlich kann die Schenkelfeder 21 mehrere Windungen aufweisen. Der eine Schenkel ist an der Oberschiene 19 fest­ gelegt und der andere Schenkel ist in Anlage am Lenker 18 und schwenkt diesen entgegen dem Uhrzeigersinn gemäß Fig. 4, wenn die Schenkelfeder 21 erwärmt wird.

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Antriebselemen­ tes, das als Drehantrieb eingesetzt werden kann, zeigt Fig. 5. Eine um ihre Längsachse zu drehende Welle 22, bei der es sich beispielsweise um die Antriebswelle eines in bekannter Weise ausgebildeten Gelenkbeschlages handeln kann, mittels dessen die Neigung einer Rückenlehne eines Fahrzeugsitzes eingestellt werden kann, wird von einer Wendel 23 umgeben, die aus einem Strang aus Memory-Material geformt ist. Das eine Ende der Wendel 23 ist in einer ortsfesten Führung 24 längsverschiebbar geführt. Das andere Ende der Wendel 23 ist fest mit der Welle 22 verbunden. An das letztgenannte Ende ist ebenso wie an das erstgenannte Ende der Wendel 23 eine Verbindungsleitung 25 angeschlossen, über die die Wendel 23 in einen Stromkreis gelegt werden kann. Wird die Wendel 23 durch den sie durch­ fließenden elektrischen Strom erwärmt, dann versucht der Strang in eine gestreckte Form zu kommen. Diese Verformung hin zu einem gestreckten Verlauf des die Wendel 23 bildenden Stranges hat eine Drehung der Welle 22 zur Folge, und zwar im Ausführungsbeispiel eine Drehung entgegen dem Uhrzeigersinn.

Sofern ein Antrieb der Welle 22 auch in der entgegengesetzten Drehrichtung erwünscht ist, kann man auf der Welle 22 eine im Vergleich zur Wendel 23 gegensinnig gewickelte Wendel 26 anordnen, deren eines Ende ebenfalls mit der Welle 22 fest verbunden und deren anderes Ende in einer ortsfesten Führung 27 längsverschiebbar geführt ist. Im Ausführungsbeispiel sind beide Wendeln 23 und 26 aus einem einzigen Strang geformt. Wird die zweite Wendel 26 erwärmt, sucht der sie bildende Strang in seine gestreckte Lage zu gelangen, was die ge­ wünschte Drehbewegung der Welle 22 ergibt.

Wie in Fig. 6 schematisch dargestellt ist, kann statt einer direkten Beheizung des erfindungsgemäßen Antriebsgliedes mittels eines durch das Antriebsglied fließenden Stromes auch eine indirekte Beheizung vorgesehen werden. In diesem Falle steht ein Heizelement 28 in Wärmekontakt mit dem in Fig. 6 schematisch als Wendel dargestellten Antriebselement 29 in Wärmekontakt. Bei dem Heizelement 28 kann es sich beispiels­ weise um eine elektrisch beheizbare Heizwendel oder einen Kaltleiter handeln. Aber auch andere Wärmequellen können eingesetzt werden.

Das erfindungsgemäße Antriebselement braucht nicht stets als Ganzes auf eine bestimmte Temperatur gebracht zu werden, um die gewünschte Betätigungskraft auslösen. Man kann auch nur Teilbereiche erwärmen. Wie Fig. 7 zeigt, kann beispielsweise eine direkt beheizbare Wendel 30 zwischen ihren Enden eine oder mehrere Anzapfungen 31 aufweisen, wodurch es möglich ist, nur einen Teil der Abschnitte zu beheizen oder die einzelnen Abschnitte in einem unterschiedlichen Ausmaß zu beheizen. Dies ist beispielsweise dann vorteilhaft, wenn die Gestaltsänderung in ihrer vollen Größe beim Überschreiten einer Temperatur­ schwelle auftritt. Die gesamte Gestaltsänderung, bei der Wendel 30 also die gesamte Kontraktion, kann dann schrittweise erreicht werden. Eine gezielt unterschiedliche Temperatur in Teilbereichen des Antriebselementes ist beispielsweise auch durch unterschiedliche Wärmeleitfähigkeit zwischen dem Heiz­ element und dem Antriebselement realisierbar, wobei die unter­ schiedliche Wärmeleitfähigkeit durch unterschiedliche Materia­ lien und/oder unterschiedliche Materialstärken erreichbar ist.

Sofern eine Abschaltung eines Antriebselementes beispielsweise durch einen Endschalter erwünscht ist, kann man, wie Fig. 8 zeigt, in den Stromkreis eines direkt beheizten Antriebsglie­ des 32 oder den Stromkreis einer Heizung eines indirekt be­ heizten Antriebsgliedes den Endschalter legen, der den Heiz­ stromkreis unterbricht, sobald die Endstellung erreicht ist.

Claims (16)

1. Fahrzeugsitzkomponente, insbesondere Kraftfahrzeugsitz­ komponente, mit wenigstens einer mindestens ein Antriebs­ glied aufweisenden Einstellvorrichtung, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Antriebsglied (5, 7; 10, 11; 16; 21; 23, 26; 29; 30; 32) aus einem bei einer Temperaturänderung eine Gestaltsänderung ergebenden Memory-Material besteht.

2. Komponente nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsglied aus einem Strang geformt ist.

3. Komponente nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Memory-Material elektrisch leitend und das An­ triebsglied in einem Stromkreis angeordnet ist.

4. Komponente nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsglied (29) in wärmeleitender Verbindung mit einem Heizelement (28) steht.

5. Komponente nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement durch eine in einem Stromkreis liegende Heiz­ wendel gebildet ist.

6. Komponente nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement (28) durch einen Kaltleiter gebildet ist.

7. Komponente nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Antriebsglied wenigstens zwei Berei­ che aufweist, in denen unterschiedliche Temperaturen ein­ stellbar sind.

8. Komponente nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsglied (5, 7; 10, 11; 16) als translatorisches Betätigungsglied ausgebildet ist.

9. Komponente nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsglied (21; 23, 26) als rotatorisches Betätigungsglied ausgebildet ist.

10. Komponente nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsglied (5, 7; 16; 21; 23, 26) die Form einer Feder hat.

11. Komponente nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder die Form einer Wendel hat.

12. Komponente nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das die Form einer Wendel (23) aufweisende Antriebsglied auf einer drehbaren Welle angeordnet ist, wobei das eine Wendelende mit der Welle (22) verbunden ist.

13. Komponente nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Welle (22) eine zweite, gegensinnig gewickelte Wendel (26) angeordnet ist, deren eines Ende ebenfalls mit der Welle (22) verbunden ist.

14. Komponente nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden gegensinnig gewickelten Wendeln (23, 26) aus einem einzigen Strang bestehen.

15. Komponente nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsglied als Formfeder ausgebildet ist.

16. Komponente nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Formfeder eine Schenkelfeder (21) ist.