DE60106063T2

DE60106063T2 - Wirbelsäulenstütze für Fahrzeugsitze

Info

Publication number: DE60106063T2
Application number: DE60106063T
Authority: DE
Inventors: Manuel Fernando Braga Fereira Da Silva
Original assignee: Fico Cables Ltda
Current assignee: Fico Cables Ltda
Priority date: 2000-06-19
Filing date: 2001-06-19
Publication date: 2005-10-20
Anticipated expiration: 2021-06-20
Also published as: AU2001281853A1; US20030164634A1; EP1296849B1; DE10030065A1; EP1296849A1; DE10030065B4; EP1310403B1; DE60110591T2; WO2001098105A9; WO2001098105A1; DE10066017B4; DE10066017A1; DE60110591D1; EP1310403A1; DE60106063D1; US6820933B2; KR20030008370A

Description

1. Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lordosenstütze, insbesondere zur Verwendung in einem Sitz eines Fahrzeugs.
2. Der Stand der Technik
Lordosenstützen werden üblicherweise in einen Sitz, Stuhl o.ä. eingebaut, um der Lehne eine gewölbte Form zu verleihen. Ziel ist dabei die Unterstützung der Wirbel des Rückgrats, um auch bei lang andauernder Benutzung, beispielsweise eines Bürostuhls oder eines Fahrzeugsitzes eine bequeme und gesunde Haltung zu gewährleisten.
Zur Anpassung an die Anatomie des jeweiligen Benutzers sind Lordosenstützen häufig einstellbar ausgebildet. Dabei ist typischerweise sowohl eine Verstellung der Wölbung (stärker oder schwächer gekrümmt), als auch eine Höhenverstellung vorgesehen, die ermöglicht, dass die Form der Lehne beispielsweise eines Autositzes, auf Personen mit unterschiedlicher Größe angepasst werden kann. Durch die Höhenverstellung kann die vertikale Position der Wölbung der Lordosenstütze verändert werden.
Lordosenstützen der genannten Art, wie sie beispielsweise in der DE 43 14 325 und der DE 42 20 995 beschrieben sind, bestehen üblicherweise aus zwei vertikal angeordneten Streben o.ä., auf denen eine Vielzahl von Querlatten angeordnet ist. Mit Hilfe einer oder mehrerer Spanneinrichtungen, wie z.B. Bowdenzügen oder Spannriemen, die an der obersten und der untersten Latte angreifen, können die beiden vertikalen Streben einstellbar gebogen werden, so dass die darauf angeordneten Querlatten insgesamt näherungsweise ein Tonnengewölbe bilden. Von der Seite betrachtet ergibt sich damit ein im wesentlichen kreisbogenförmiger Querschnitt der Lordosenstütze. Aus der AT 396 734 ist ferner eine Konstruktion be kannt, bei der sich mehrere verschiedene Wölbungen, die durch einen gemeinsamen Hauptzug gesteuert werden, zu einer Gesamtform überlagern.
Eine weitere Lordosenstützenkonstruktion ist aus der DE 29 35 352 bekannt.
Zur Höhenverstellung sind die oberste und die unterste Querlatte üblicherweise gleitend auf einem oder mehren vertikalen Stäben angeordnet, so daß die gesamte Stütze mit Hilfe eines weiteren Bowdenzugs o.ä. einstellbar aufwärts bzw. abwärts verschoben werden kann.
Obwohl mit den beschriebenen Konstruktionen nach dem Stand der Technik theoretisch die Wölbung und die Position der Lordosenstütze eingestellt werden kann, treten jedoch während des Betriebs mehrere Schwierigkeiten auf:
Bei der Verwendung der Stütze in der Rückenlehne beispielsweise eines Sitzes eines Fahrzeugs ist das flexible Gerüst aus Streben und Querlatten unterhalb der Polsterung angebracht. Dabei zeigt es sich, dass eine gewölbte Lordosenstütze aufgrund des Drucks und der damit verbundenen Reibung bei einer Bewegung aller Querlatten entlang der Polsterung nur schwer, wenn überhaupt, aufwärts oder abwärts bewegt werden kann. Eine leichte vertikale Einstellung ist nur dann möglich, wenn die Lordosenstütze völlig entspannt, d.h. ohne jede Wölbung ist. Dies führt jedoch zu einer komplizierten Prozedur, da für jede Höhenanpassung die Lordosenstütze zunächst in ihre nicht-gewölbte Ausgangsposition gebracht werden muss und erst nach der vertikalen Einstellung erneut gewölbt werden kann.
Weiterhin wird die Polsterung im Bereich der Wölbung der Stütze durch die Querlatten häufig stark komprimiert, so dass die Lehne ihre ursprüngliche Flexibilität verliert. In einigen Fällen kann in einem Fahrzeug eine aus diesem Grund zu inflexible Lordosenstütze bei einem Unfall zu Verletzungen im Bereich des Rückgrats führen.
Der vorliegenden Erfindung liegt somit das Problem zugrunde, eine einfache und kostengünstige Lordosenstütze zu schaffen, die die oben erläuterten Nachteile des Standes der Technik überwindet und bei der die Position der Wölbung leicht einzustellen ist.
Gemäß eines weiteren Aspekts liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zugrunde, eine einfache Lordosenstütze zu schaffen, die auch im gewölbtem Zustand eine hinreichende Flexibilität aufweist, um damit den Komfort und die Sicherheit der Benutzers zu erhöhen.
3. Zusammenfassung der Erfindung
Die Erfindung wird durch den Patentanspruch 1 definiert. Die abhängigen Patentansprüche 2 – 12 definieren bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform betrifft die Erfindung eine Lordosenstütze, insbesondere zur Verwendung in einem Sitz eines Kraftfahrzeugs, mit zumindest einem Biegeelement und zumindest zwei unabhängigen Betätigungselementen, um das Biegeelement zu biegen, wobei das erste Betätigungselement an einem ersten Bereich des Biegeelements angreift, um eine erste Wölbung der Lordosenstütze zu erzeugen und das zweite Betätigungselement an einem zweiten Bereich des Biegeelements angreift, um eine zweite Wölbung der Lordosenstütze zu erzeugen, so dass sich die gesamte Wölbungsform der Lordosenstütze als eine Überlagerung der ersten und zweiten Wölbung ergibt.
Durch die erfindungsgemäße Konstruktion kann je nachdem welches Betätigungselement wie stark betätigt wird, die Lordosenstütze an unterschiedlichen Bereichen gekrümmt werden. Dadurch kann im Ergebnis die Position des Scheitelpunktes der Wölbungsform verändert werden, ohne dass wie im Stand der Technik die gesamte Lordosenstütze bewegt werden muss. Besonders bevorzugt sind der erste und der zweite Bereich übereinander angeordnet, um dadurch eine Höhenverstellbarkeit der Wölbungsform zu erreichen. Eine vertikale Verschie bung zur Einstellung der Lordosenstütze gegen die Reibungskraft der umgebenden Polsterung ist damit nicht mehr nötig.
Vorzugsweise sind an dem zumindest einen Biegeelement eine Vielzahl von Stützelementen angeordnet. Während das zumindest eine Biegeelement die Wölbungsform der Lordosenstütze bestimmt, wird durch die Vielzahl der Stützelemente diese Form auf die Fläche der Rückenlehne übertragen.
Das erste und das zweite Betätigungselement umfassen bevorzugt jeweils zumindest einen Bowdenzug, wobei die Hülle des ersten Bowdenzugs vorzugsweise an den Biegeelementen im Bereich eines Stützelementes befestigt ist, das nicht das unterste Stützelement ist, und wobei das Ende des inneren Stahlseils des ersten Bowdenzugs im Bereich des obersten Stützelements befestigt ist oder umgekehrt. Die Hülle des zweiten Bowdenzugs ist hingegen bevorzugt an den Biegeelementen im Bereich des untersten Stützelementes befestigt und das Ende des inneren Stahlseil des zweiten Bowdenzugs ist im Bereich eines Stützelements befestigt, das nicht das oberste Stützelement ist, oder umgekehrt. Je nachdem, ob der erste, der zweite oder beide Bowdenzüge gespannt werden, ist die Wölbungsform daher mehr im oberen, im unteren oder im mittleren Bereich besonders gekrümmt.
Gemäß eines weiteren Aspekts betrifft die vorliegende Erfindung eine Lordosenstütze, insbesondere zur Verwendung in einem Sitz eines Fahrzeugs mit zumindest einem Biegeelement und zumindest einem Stützelement, wobei das zumindest eine Stützelement federnd an dem zumindest einen Biegeelement befestigt ist. Durch die federnde Befestigung des zumindest einen Stützelements an dem zumindest einen Biegeelement wird erreicht, daß die Lordosenstütze und damit die Lehne des entsprechenden Sitzes auch in gewölbtem Zustand die für ein hohes Maß an Komfort und Sicherheit notwendige Flexibilität aufweist.
Vorzugsweise sind eine Vielzahl von Stützelementen an den zwei Biegeelementen angeordnet, die jeweils bevorzugt ein die beiden Biegeelemente verbindendes Mittelteil und zwei federnd aufgehängte Stützflächen umfassen. Dadurch wird eine federnde Gesamtkonstruktion geschaffen, die sich vorzugsweise über die gesamte Breite der Lordosenstütze erstreckt. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die Stützflächen z-förmig mit dem Mittelteil verbunden. Die z-förmige Verbindung erzeugt in einfacher und kostengünstig herzustellender Weise die erfindungsgemäße Flexibilität.
Vorzugsweise sind die Stützflächen an den Außenbereichen nach vorne gebogen und im Innenbereich nach hinten gebogen, um der Lehne, in die die Lordosenstütze eingebaut wird, die Form eines Schalensitzes zu verleihen. Dies steigert insbesondere im Fall eines Fahrzeugsitzes den Komfort.
Weiter Fortentwicklungen sind Gegenstand weiterer abhängiger Ansprüche.
4. Kurze Beschreibung der Zeichnung
In der folgenden detaillierten Beschreibung werden derzeit bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben, in der zeigt:
1: Eine dreidimensionale Darstellung einer ersten bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lordosenstütze;
2a – 2c: eine schematische Darstellung möglicher Wölbungsformen der erfindungsgemäßen Lordosenstütze;
3: eine dreidimensionale Darstellung einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lordosenstütze;
4: eine schematische Seitenansicht des obersten bzw. untersten Stützelements der Ausführungsform aus 3;
5: eine schematische Seitenansicht eines mittleren Stützelements der Ausführungsform aus 3.
5. Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Im folgenden werden besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Lordosenstützen für einen Sitz eines Fahrzeugs beschreiben. Es versteht sich jedoch, dass die vorliegende Erfindung auch in anderen Bereichen, wie z.B. in Bürostühlen oder bei medizinischen Geräten Verwendung finden kann.
Unter Bezugnahme auf 1 sind in einem äußeren Rahmen 10 zwei im wesentlichen vertikal angeordnete Biegeelemente 20 vorgesehen. Vorzugsweise werden die Biegeelemente 20 aus mit Kunststoff ummantelten Spiralfedern gebildet, die dauerhaft die notwendigen flexiblen Eigenschaften aufweisen. Denkbar sind jedoch auch biegsame Latten oder aus einem elastischen Kunststoffmaterial geformte Elemente. Obwohl in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel zwei Biegeelemente 20 dargestellt sind, lässt sich die erfindungsgemäße Konstruktion auch mit mehr als zwei Biegeelementen 20 verwirklichen.
Um die Krümmung auch auf die seitlichen Außenbereiche der Lehne zu übertragen, sind auf den zwei Biegeelementen 20 mehrere Stützelemente 30 im wesentlichen waagrecht befestigt. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel aus 1 sind fünf Stützelemente 30 vorgesehen, andere Anzahlen sind ebenso denkbar. Bei einer Krümmung der Biegeelemente 20 formen die Stützelemente 20 somit eine gewölbte Fläche, die, wenn die erfindungsgemäße Lordosenstütze unterhalb der Polsterung (nicht dargestellt) eines Fahrzeugsitzes angeordnet wird, zu der anatomisch erwünschten Wölbung eines Bereichs der Lehne führt. Das aus Biegeelementen 20 und Stützelementen 30 gebildete flexible Rahmenwerk des in 1 gezeigten bevorzugten Ausführungsbeispiels kann auch durch eine flexible Platte, beispielsweise aus einem geeigneten Kunststoffmaterial ersetzt werden.
Um die erfindungsgemäße Einstellbarkeit der Wölbung der Lordosenstütze zu erreichen, sind vorzugsweise zwei Paare von Bowdenzügen 41a, 42a, 41b, 42b vorgesehen, die an unterschiedlichen Stellen der Biegeelemente 20 angreifen. So sind die äußeren Hüllen 41a des ersten Paares von Bowdenzügen im Bereich des zweituntersten Stützelements an den Biegeelementen 20 befestigt, während die entsprechenden Enden der inneren Stahlseile 42a im Bereich des obersten Stützelementes verankert sind. Die äußeren Hüllen 41b des zweiten Paares von Bowdenzügen sind dagegen im Bereich des untersten Stützelementes an den beiden Biegeelementen 20 befestigt und die korrespondierenden Stahlseile 42b im Bereich des zweitobersten Stützelementes (eine Vertauschung der Befestigungen der Hüllen 41a, 41b mit den Enden 42a, 42b der inneren Stahlseile ist natürlich problemlos möglich).
Im Ergebnis führt die Betätigung des ersten Paares von Bowdenzügen 41a, 42a zu einer Krümmung des oberen Bereichs der Biegeelemente 20 und damit der Lordosenstütze (vgl. die schematische Seitenansicht der Lordosenstütze aus 2a, die schwarzen Rechtecke zeigen die Ausgangsposition der Stützelemente 30, die weißen Rechtecke ihre Position in der gewölbten Lordosenstütze), während die Betätigung des zweiten Paares von Bowdenzügen 41b, 42b eine Krümmung der unteren Bereiche der Biegeelemente 20 hervorruft (vgl. die schematische Seitenansicht in 2b). Werden simultan beide Paare von Bowdenzügen gespannt, ergibt sich die in 2c schematisch dargestellte Wölbung, d.h. die Überlagerung der Wölbungen aus den 2a und 2b (durch gestrichelte Linien angedeutet). Wie durch den kleinen waagrechten Pfeil in 2c angedeutet liegt in diesem Fall der Scheitelpunkt der resultierenden Wölbungsform im wesentlichen in der Mitte der Lordosenstütze.
Möglich wird die in 2c dargestellte Überlagerung der durch die beiden Paare erzeugten Wölbungen dadurch, dass sich die Bereiche der Biegeelemente 20, die vom ersten Paar 41a, 42a bzw. vom zweiten Paar 41b, 42b der Bowdenzüge gekrümmt werden, überlappen. Obwohl in dem in 1 gezeigten bevorzugten Ausführungsbeispiel nur zwei Paare von Bowdenzügen 41a, 42a, 41b, 42b dargestellt sind, lässt sich die erfindungsgemäße Konstruktion auch auf größere Anzahlen von Einzelwölbungen erweitern, um dadurch komplexere Formgebungen zu ermöglichen. Wichtig ist jedoch die unabhängige Betätigung der einzelnen Bowdenzugpaare, um einen kontinuierlichen Übergang der in den 2a – 2c gezeigten Wölbungsformen ineinander zu erlauben.
Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Konstruktion liegt darin, dass zur Höhenanpassung nicht die gesamte Lordosenstütze entlang des Rahmens 10 auf oder ab bewegt werden muss, sondern selektiv die gewünschten Bereiche der Lordosenstütze gebogen werden können. Dadurch wird einerseits die Einstellung einer gewünschten Wölbung erleichtert und zum anderen eine größere Anzahl von unterschiedlichen Formen ermöglicht.
Anstelle der erläuterten Biegung bzw. Krümmung der Biegeelemente 20 durch Bowdenzüge, können auch andere Betätigungselemente zum Einsatz kommen. So ist beispielsweise die Verwendung von Spannriemen o.ä. denkbar, die auf einer Achse aufgewickelt werden. Solche Anordnungen sind aus dem Stand der Technik bekannt und werden daher im folgenden nicht weiter erläutert.
Zur Betätigung der bevorzugt verwendeten Bowdenzüge 41a, 42a, 41b, 42b können bekannte Steuereinheiten verwendet werden. Die Einstellung kann dabei sowohl manuell als auch unter Verwendung eines oder mehrerer Elektromotoren erfolgen. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform (nicht dargestellt) ist die Steuerung durch geeignete mechanische oder elektronische Maßnahmen dabei so ausgelegt, dass mit einem ersten Steuerelement das Ausmaß der Wölbung festgelegt wird und mit einem weiteren Steuerelement durch eine entsprechende Ansteuerung der beiden Paare von Bowdenzügen 41a, 41b, 42a, 42b die vertikale Position bestimmt werden kann.
In 3 ist eine weitere bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lordosenstütze dargestellt, bei der anstelle der durchgehenden Stützelemente 30 aus 1 dreiteilig aufgebaute Stützelemente 30' verwendet werden. Wie aus den Seitenansichten in 4 und 5 zu erkennen, umfaßt ein Stützelement 30' vorzugsweise ein die beiden Biegeelemente 20 verbindendes Mittelteil 31 und zwei seitliche Stützflächen 32, die jeweils über einen Zwischenträger 33 mit dem entsprechenden Biegeelement 20 vorzugsweise z-förmig verbunden sind. Zur Erleichterung der Darstellung ist in 3 nur ein Paar 50 von Bowdenzügen dargestellt, es versteht sich jedoch, daß die bevorzugten Stützelemente 30 auch im Fall der Lordosenstütze aus 1 verwendet werden können.
Die besonders bevorzugte z-förmige Verbindung zwischen dem Mittelteil 31 (und damit den Biegeelementen 20) und den Stützflächen 32 ermöglicht zum einen die durch die dünnen Doppelpfeile in den 4 und 5 schematisch dargestellte Kippbewegung der Stützflächen 32, zum anderen aber auch eine generelle Vor- und Zurückbewegung, wie sie durch die dicken Doppelpfeile angedeutet wird. Die gewünschten Federungseigenschaften des Stützelements 30' werden dabei durch die Wahl der verwendeten Materialien (beispielsweise Kunststoffmaterialien wie Polyamid Nr. 6, aber auch Metalllegierungen oder geeigneten Hölzer) und durch die Dimensionierung des Zwischenträgers 33 bestimmt.
Im Ergebnis wird eine Lordosenstütze mit verbesserter Flexibilität geschaffen, da die Federungseigenschaften der Stützelemente 30' von der Krümmung der Biegeelemente 20 im wesentlichen unbeeinflusst bleiben und damit den sensiblen Bereich des Rückgrats vor übermäßiger Belastung schützen. Alternativ zu der bevorzugten z-förmigen Verbindung ist auch die Verwendung von speziellen Federelementen, wie z.B. Elastomerpuffern zwischen dem Mittelteil 31 bzw. den Biegeelementen 20 und den Stützflächen 32 denkbar.
Um der Lehne, in der die erfindungsgemäße Lordosenstütze verwendet wird, eine Form zu verleihen, die ähnlich zu der eines Schalensitzes ist, sind die seitlichen Stützflächen, die sich vorzugsweise im Wesentlichen über die gesamte Breite der Lordosenstütze erstrecken, bevorzugt im Außenbereich leicht nach vorne und im Innenbereich leicht nach innen gebogen. Eine solche Formgebung findet insbesondere bei Sitzen für Fahrzeuge Verwendung.
Da das oberste und das unterste Stützelement 30' unabhängig von der eingestellten Wölbungsform im wesentlichen in der Ebene des äußeren Rahmens verbleibt, sind zur Erhöhung der Stabilität bevorzugt zusätzliche seitliche Befestigungen 60 vorgesehen (vgl. auch 1), durch die sich die seitlichen Stäbe des Rahmens 10 erstrecken.

Claims

Lordosenstütze, insbesondere zur Verwendung in einem Sitz eines Kraftfahrzeugs, aufweisend: a. zumindest ein Biegeelement (20); b. zumindest ein Stützelement (30'), wobei c. das zumindest eine Stützelement (30') zwei Stützflächen (32) aufweist, die flexibel an einem Mittelteil (31) befestigt sind, so dass die Stützflächen (32) gekippt werden können, dadurch gekennzeichnet, dass d. die Verbindung zusätzlich eine Vor – und Zurückbewegung der Stützflächen (32) ermöglicht.
Lordosenstütze nach Anspruch 1, bei der die Stützflächen (32) Z-förmig mit dem Mittelteil (31) verbunden sind.
Lordosenstütze nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei der die Stützflächen (32) sich im Wesentlichen über die gesamte Breite der Lordosenstütze erstrecken.
Lordosenstütze nach Anspruch 3, bei der die Stützflächen (32) im Außenbereich nach vorne gebogen sind und im Innenbereich nach hinten gebogen sind.
Lordosenstütze nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der eine Mehrzahl von Stützelementen (30') bereitgestellt ist und bei der Befestigungen (60) an den Stützflächen (32) des obersten und untersten Stützelementes (30') zur Befestigung an einen äußeren Rahmen bereitgestellt sind.
Lordosenstütze nach einem der Ansprüche 1 bis 5, aufweisend zumindest zwei unabhängige Betätigungselemente (41a, 42a, 41b, 42b), um das Biegeelement (20) zu biegen, wobei das erste Betätigungselement (41a, 42a) an einem ersten Bereich des Biegeelements (20) angreift, um eine erste Wölbung der Lordosenstütze zu erzeugen und das zweite Betätigungselement (41b, 42b) an einem zweiten Bereich des Biegeelements (20) angreift, um eine zweite Wölbung der Lordosenstütze zu erzeugen, so dass sich die gesamte Wölbungsform der Lordosenstütze als eine Überlagerung der ersten und zweiten Wölbung ergibt.
Lordosenstütze nach Anspruch 6, wobei der erste und der zweite Bereich übereinander angeordnet sind, um eine Höhenverstellbarkeit der Wölbungsform zu erreichen.
Lordosenstütze nach Anspruch 6 oder 7, wobei das erste (41a, 42a) und das zweite Betätigungselement (41b, 42b) jeweils zumindest einen Bowdenzug umfasst.
Lordosenstütze nach Anspruch 8, wobei die Hülle (41a) des ersten Bowdenzugs an dem Biegeelement (20) im Bereich eines Stützelementes befestigt ist, welches nicht das unterste Stützelement ist, und wobei das Ende des inneren Stahlseils (42a) des ersten Bowdenzugs im Bereich des obersten Stützelements befestigt ist, oder umgekehrt.
Lordosenstütze nach Anspruch 9, wobei die Hülle (41b) des zweiten Bowdenzugs an dem Biegeelement (20) im Bereich des untersten Stützelementes befestigt ist und wobei das Ende des inneren Stahlseils (42b) des zweiten Bowdenzugs im Bereich eines Stützelements befestigt ist, das nicht das oberste Stützelement ist, oder umgekehrt.
Lordosenstütze nach einem der Ansprüche 6 – 10, wobei zwei im wesentlichen parallele Biegeelemente (20) vorgesehen sind, und wobei die Betätigungselemente (41a, 42a, 41b, 42b) jeweils ein Paar von Bowdenzügen umfassen.
Lordosenstütze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Biegeelemente (20) elastische Spiralfedern aufweisen.