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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Technisches Gebiet
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Das
Verfahren und die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung liegt auf
dem Gebiet von Lendenstützen,
welche gewölbte
Scheitelbereiche aufweisen, die hinsichtlich ihrer Höhe verändert werden können.
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Stand der
Technik
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Lendenstützen, welche
wölbbare
Druckflächen
aufweisen, die von Zugseilen betätigt
werden, sind bekannt. Typischerweise ist eine biegsame Druckfläche auf
Führungsschienen
angebracht, wobei eine Bowdenzughülle an einem Ende der Druckfläche angebracht
ist und der Bowdenzugdraht an dem anderen Ende angebracht ist. Ein
Zug, welcher den Draht in die Hülle
zieht, zieht die zwei Enden der biegsamen Fläche zusammen, wodurch sie in
Richtung eines Sitzinsassen gewölbt
wird. Diese einfachen Vorrichtungen sind nicht eingerichtet, um
den Scheitelpunkt der erzeugten Wölbung auf eine wesentliche
oder kontrollierbare Weise anzuheben oder abzusenken.
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Lendenstützen mit
Wölbungsdruckflächen, welche
die Scheitelpunkte der Wölbung
vertikal bewegen können,
sind teuer, kompliziert und sperrig. Typischerweise wird die Vertikalbewegung
(und üblicherweise
ebenfalls die Wölbungsbewegung)
durch Elektromotoren betätigt,
wie im US-Patent Nr. 5,050,930 an Schuster et al. und im US-Patent
Nr. 5, 609, 394 an Ligon Sr. et al. Die Fähigkeit dieser Einheiten, die
vertikale Ausrichtung einer Scheitelpunktswölbung an eine individuelle
Benutzervorliebe anzupassen, sind in dem Markt wünschenswert. Jedoch beschränkt die
Größe dieser
Einheiten die Fähigkeit,
an dere Einrichtungen, z.B. Rohrleitungen, in einem Sitz zu installieren,
ihre Kompliziertheit verringert ihre Haltbarkeit, und ihre Kosten
beschränken ihre
Marktfähigkeit
auf Luxusfahrzeuge. Das US-Patent Nr. 5,217,278 betrifft einen Lendenstützmechanismus,
welcher einen feststehenden und einen beweglichen Rahmen aufweist,
an welchem ein Lendenstützelement
befestigt ist. Das Lendenstützelement
wird in der vertikalen Richtung durch ein vertikales Einstellkabel
eingestellt. In der Technik gibt es einen Bedarf an einer einfachen,
haltbaren, kompakten und preisgünstigen
Lendenstütze,
welche eingerichtet ist, um den Scheitelpunkt ihrer Wölbung vertikal
zu verändern.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung ist eine Lendenstütze, welche eine wölbbare Druckfläche mit
einem vertikal veränderlichen
Scheitelpunkt aufweist. Eine biegsame wölbbare Druckfläche weist
ein oberes Ende und ein unteres Ende auf, von welchen jedes gleitend
an einem Paar von Führungsschienen
angebracht ist. Die Führungsschienen
weisen Endanschlagstücke
auf, welche verhindern, dass die wölbbare Druckfläche über die
Anschlagstücke
hinaus gleitet. Wenn die wölbbare
Druckfläche
flach ist, ist der Abstand zwischen den gleitenden Enden der wölbbaren
Druckfläche
im Wesentlichen gleich dem Abstand zwischen den Führungsschienenendanschlagstücken.
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Wenn
die Druckfläche
gewölbt
ist, ist jedoch der Abstand zwischen den gleitenden Enden der Druckfläche kürzer als
der Abstand zwischen den Führungsschienenendanschlagstücken. Die
vorliegende Erfindung nutzt diesen Zwischenraum zwischen einer gewölbten Druckfläche und
den Führungsschienenan schlagstücken aus,
um die gewölbte
Druckfläche
und ihren Scheitelpunkt nach oben und unten zu bewegen.
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Die
Führungsschienen
weisen eine Montagehalterung auf, welche sich nicht bewegt, und
welche sich im Wesentlichen auf halbem Weg zwischen den Führungsschienenendanschlagstücken befindet.
Die vorliegende Erfindung ist eingerichtet, um ihre Druckfläche nicht
mit einem, sondern mit jedem von zwei Bowdenzügen zu wölben, welche verwendet werden,
um den Zug auszuüben,
der die oberen und unteren Enden der Druckfläche aufeinander zu zieht.
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Eine
Hülle eines
oberen Bowdenzugs ist an dem oberen Ende der Druckfläche verankert,
und sein axial gleitender Draht ist an der Mittelhalterung verankert.
Eine Hülle
eines zweiten unteren Bowdenzugs ist an dem unteren Ende der wölbbaren
Druckfläche
verankert, und sein gleitender axialer Draht ist an der zentralen
Montagehalterung verankert. Ein Zug, welcher bei einem dieser Bowdenzüge den Bowdenzugdraht
in die Bowdenzughülle
zieht, wird den Abstand zwischen den oberen und unteren Enden der
Druckfläche
verkürzen,
sie nach außen
biegen und eine Wölbung
erzeugen.
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Falls
ein Zug auf den oberen Bowdenzug ausgeübt wird, zieht das Bowdenzughüllenende
das obere Ende der wölbbaren
Druckfläche
nach unten in Richtung der Mittelhalterung. Dies zieht auch das
gegenüberliegende
untere Ende der wölbbaren
Druckfläche
nach unten, wo es von dem unteren Führungsschienenanschlagstück gestoppt
wird. Ein fortgesetzter Zug zieht das obere Ende der Druckfläche näher an das
gestoppte untere Ende der Druckfläche, was bewirkt, dass sie
sich nach außen
biegt. Umgekehrt zieht ein Zug auf den unteren Bowdenzug das untere
Ende der wölbbaren
Druckfläche
in eine Richtung, wo der unte re Bowdenzugdraht an der Mittelhalterung
angebracht ist. Das obere Ende der wölbbaren Druckfläche wird
durch das obere Führungsschienenanschlagstück gestoppt,
und ein fortgesetzter Druck auf den unteren Bowdenzug drückt die wölbbare Druckfläche zwischen
der unteren Bowdenzughülle
und dem oberen Führungsschienenanschlagstück zusammen,
was wiederum die wölbbare Druckfläche biegt.
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Die
Abmessungen der Wölbung,
welche durch diese Bewegungen erzeugt wird, sind die gleichen, wenn
entweder der obere oder der untere Bowdenzug verwendet werden, um
sie zu erzeugen. Falls der obere Bowdenzug verwendet wird, um die
Wölbung
zu erzeugen, wird die Wölbung
an dem unteren Führungsschienenanschlagstück anliegen,
und falls der untere Bowdenzug verwendet wird, wird die Wölbung an
dem oberen Führungsschienenanschlagstück anliegen.
Entsprechend wählt
ein Auswählen des
verwendeten Bowdenzugs aus, ob die Wölbung in einer obersten Position
oder in einer untersten Position erzeugt wird. Diese Positionen
sind um mehrere Inch getrennt.
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Zugkräfte werden
auf beide Bowdenzüge durch
eine einzige Betätigungseinrichtung
ausgeübt. Die
Enden jedes Bowdenzugs, welche nicht an der wölbbaren Druckfläche angebracht
sind, sind an einem Rad in der Drehbetätigungseinrichtung angebracht.
Ein Drehen des Rads in einer Richtung übt einen Zug auf einen Bowdenzug
aus, und ein Drehen des Rads in der entgegengesetzten Richtung übt einen
Zug auf den anderen Bowdenzug aus. Somit ist bei einer extremen
Drehung des Betätigungseinrichtungsrads
die Druckfläche
vollständig
gebogen, vollständig
zu dem oberen Ende der Führungsschiene gezogen,
und hält
einen Scheitelpunkt in der oberen Position aufrecht. Ein vollständiges Drehen
des Betätigungseinrichtungsrads
in der entgegengesetzten Drehrichtung bildet die Druckflächen wölbung an
dem entgegengesetzten Ende der Führungsschiene
aus. Eine Bewegung von einem Extrem des Betätigungseinrichtungsrads durch
einen Zwischenpunkt und zu dem anderen Extrem des Betätigungseinrichtungsrads
verringert eine Zugkraft auf ein Kabel, bewegt sich durch einen
Zwischenpunkt, in welchem keine Zugkraft auf beide Kabel ausgeübt wird,
und übt
dann eine entgegengesetzte Zugkraft auf den entgegengesetzten Bowdenzug
aus. Wenn sich das Betätigungseinrichtungsrad
durch den Zwischenpunkt bewegt, in welchem kein Zug auf beide Kabel
ausgeübt
wird, ist die wölbbare
Druckfläche
flach.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sowie die Struktur
und Funktion verschiedener Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung sind unten unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren
detailliert beschrieben.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER FIGUREN
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1 ist
eine Perspektivansicht der Lendenstütze der vorliegenden Erfindung
in der flachen Position von hinten gesehen.
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2 ist
eine Seitenansicht der Lendenstütze
der vorliegenden Erfindung.
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3 ist
eine Perspektivansicht der Lendenstütze der vorliegenden Erfindung
von vorne gesehen.
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4 ist
eine Vorderansicht der Lendenstütze
der vorliegenden Erfindung.
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5 ist
eine Rückansicht
der Lendenstütze der
vorliegenden Erfindung.
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6A, 6B und 6C sind
schematische aufgeschnittene Ansichten der Drehbetätigungseinrichtung
der vorliegenden Erfindung.
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7 ist
eine aufgeschnittene Draufsicht der Drehbetätigungseinrichtung der vorliegenden
Erfindung.
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8 ist
eine Rückansicht
eines alternativen Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung.
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9 ist
eine Seitenansicht eines alternativen Ausführungsbeispiels der vorliegenden
Erfindung.
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10 ist
eine Perspektivansicht eines alternativen Ausführungsbeispiels der vorliegenden
Erfindung von hinten in seiner flachen Position.
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11 ist
eine Perspektivansicht eines alternaiven Ausführungsbeispiels der vorliegenden
Erfindung von hinten in seiner unteren Wölbungsposition.
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12 ist
eine Perspektivansicht eines alternativen Ausführungsbeispiels der vorliegenden
Erfindung von vorne in seiner unteren Wölbungsposition.
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13 ist
eine Perspektivansicht eines alternativen Ausführungsbeispiels der vorliegenden
Erfindung von vorne in seiner flachen Position.
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14 ist
eine Perspektivansicht eines alternativen Ausführungsbeispiels der vorliegenden
Erfindung von hinten in seiner hohen Wölbungsposition.
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15 ist
eine Perspektivansicht eines alternativen Ausführungsbeispiels der vorliegenden
Erfindung von vorne in seiner hohen Wölbungsposition.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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1 ist
eine perspektivische Rückansicht der
Lendenstütze
der vorliegenden Erfindung. Eine biegsame wölbbare Druckfläche 10 weist
ein oberes Ende 12 und ein unteres Ende 14 auf,
welche beide angebracht sind, um auf einem Paar von Führungsschienen 16 zu
gleiten. Bei dem dargestellten alternativen Ausführungsbeispiel sind die Führungsschienen 16 ein
einziger Draht, welcher auf eine allgemein U-förmige Weise hergestellt ist,
um zwei Längen
von Draht 16 bereitzustellen, welche die Wölbungsdruckfläche 10 führen. Die
Führungsschienen
weisen obere Endanschlagstücke 20 und
untere Endanschlagstücke 22 auf,
welche verhindern, dass die wölbbare Druckfläche 10 über die
Anschlagstücke
hinaus gleitet. Die wölbbare
Druckfläche
ist aus Metall oder Kunststoff. Sie ist dahin vorgespannt, flach
zu bleiben. Diese innere Vorspannung ist hinreichend schwach, um
von einem Zugseil, z.B. einem Bowdenzug überwunden zu werden.
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Wenn
die wölbbare
Druckfläche 10 flach
ist, ist der Abstand zwischen den gleitenden Enden 12 und 14 der
wölbbaren
Druckfläche 10 im
Wesentlichen gleich dem Abstand zwischen den Führungsschienenendanschlagstücken 20 und 22.
Wenn die Druckfläche
gewölbt
ist, ist jedoch der Abstand zwischen den gleitenden Enden 12 und 14 der
Druckfläche
kürzer
als der Abstand zwischen den Führungsschienenendanschlagstücken 20 und 22.
Die vorliegende Erfindung nutzt diesen Zwischenraum zwischen einer
gewölbten
Druckfläche 10 und
den Führungsschienenendan schlagstücken 20 und 22 aus, um
die gewölbte
Druckfläche
und ihren Scheitelpunkt nach oben und nach unten zu bewegen.
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Die
Führungsschienen
weisen eine zentrale Montagehalterung 24 auf, welche sich
nicht bewegt. Die Montagehalterung 24 ist im Wesentlichen
auf halbem Weg zwischen den Führungsschienenendanschlagstücken 20 und 22.
Alternativ können
nicht mittige Halterungen mit der gleichen Wirkung verwendet werden.
Zwei Bowdenzüge
werden verwendet, um den Zug auszuüben, welcher die oberen Enden 12 und
unteren Enden 14 der Druckfläche aufeinander zu zieht.
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Die
Hülle 32 eines
oberen Bowdenzugs 30 ist an dem oberen Ende 12 der
Druckfläche
verankert, und sein axialer gleitender Draht 34 ist an
der Mittelhalterung 24 verankert. Bei dem dargestellten alternativen
Ausführungsbeispielen
ist die Hülle 32 des
oberen Bowdenzugs über
eine Feder 36 an dem oberen Ende 12 der wölbbaren
Druckfläche
angebracht. Die Feder 36 vermittelt eine Spannung zwischen
der Hülle 32 des
Bowdenzugs und dem oberen Ende 12 der Wölbungsdruckfläche, und
hilft der Einheit, missbräuchliche
Belastungen zu tolerieren. Die Hülle 40 eines
zweiten unteren Bowdenzugs 38 ist an dem unteren Ende 14 der
wölbbaren
Druckfläche 10 verankert,
und sein gleitender axialer Draht 42 ist an der zentralen
Montagehalterung 24 verankert. Ein Zug, welcher bei einem
dieser Bowdenzüge
die Bowdenzugdrähte
in die Bowdenzughüllen
zieht, wird den Abstand zwischen den oberen und unteren Enden 12 und 14 der
Wölbungsdruckfläche 10 verkürzen, wodurch
sie nach außen
gebogen wird und eine Wölbung
erzeugt wird.
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Falls
ein Zug auf den oberen Bowdenzug 30 ausgeübt wird,
zieht das Bowdenzughüllenende 44 über die
Feder 36 das obere Ende 12 der wölbbaren Druckfläche nach
unten in Richtung der Mittelhalterung 24. Dies zieht auch
das gegenüberliegende
untere Ende 14 der wölbbaren
Druckfläche
nach unten, wo es von dem unteren Führungsschienenanschlagstück 22 gestoppt
wird. Ein fortgesetzter Zug zieht das obere Ende 12 der
Druckfläche
näher an
das gestoppte untere Ende 14 der Druckfläche, was
bewirkt, dass sich die Wölbungsdruckfläche 10 nach
außen biegt.
Diese niedrige Wölbungsposition
ist in 11 und 12 gezeigt,
welche auch alternative Bowdenzugbefestigungen darstellen.
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Umgekehrt
zieht ein Zug auf den zweiten unteren Bowdenzug 38 das
untere Ende 14 der wölbbaren
Druckfläche 10 in
Richtung der Mittelhalterung 24, wo der untere Bowdenzugdraht 42 angebracht ist.
Das obere Ende 12 der wölbbaren
Druckfläche 10 wird
von dem oberen Führungsschienenanschlagstück 20 gestoppt,
und ein fortgesetzter Druck auf den unteren Bowdenzug 38 drück die wölbbare Druckfläche 20 zwischen
der unteren Bowdenzughülle 46 und
dem oberen Führungsschienenanschlagstück 20 zusammen,
was wiederum die wölbbare
Druckfläche 10 biegt.
Diese hohe Wölbungsposition
ist in 14 und 15 gezeigt,
welche ebenfalls alternative Bowdenzugbefestigungen darstellen.
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Die
Abmessungen der durch diese Bewegungen erzeugten Wölbung sind
die gleichen, falls entweder der obere oder der untere Bowdenzug
verwendet wird, um sie zu erzeugen. Falls der obere Bowdenzug 30 verwendet
wird, um die Wölbung
zu erzeugen, wir die Wölbung
an dem oberen Führungsschienenanschlagstück 22 anliegen,
und falls der untere Bowdenzug 38 verwendet wird, wird
die Wölbung
an dem oberen Führungsschienenanschlagstück 20 anliegen.
Entsprechend wählt
ein Auswählen,
welcher Bowdenzug unter Zugspannung gesetzt wird, aus, ob die Wölbung in
der oberen Position oder in der unteren Position erzeugt wird. Diese
Positionen können
um einen Bereich von 20–80
mm getrennt sein; zum Beispiel trennen in 2 56 mm
den hohen und niedrigen Scheitelpunkt.
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2 ist
eine Seitenansicht der Lendenstütze
mit veränderlichem
Scheitelpunkt der vorliegenden Erfindung. Schematische Linien 100 und 102 stellen
die Position der wölbbaren
Druckfläche 10 dar,
wenn sie vollständig
gewölbt
ist. Die Linie 100 stellt die wölbbare Druckfläche dar,
welche in ihrer oberen Wölbungskonfiguration
gewölbt
ist, wobei sie einen Scheitelpunkt bei 104 ausbildet. Die
Linie 102 zeigt die untere gewölbte Konfiguration der wölbbaren
Druckfläche 10 an,
welche einen Scheitelpunkt bei 106 ausbildet. Bei dem dargestellten
alternativen Ausführungsbeispiel
liegt der hohe Wölbungsscheitelpunkt 104 um
56 mm höher
als der niedrige Wölbungsscheitelpunkt 106.
Die Bewegung zwischen den hohen und niedrigen Wölbungspositionen ist proportional
zum Betrag des Raums zwischen der wölbbaren Druckfläche 10 und
den Führungsschienenendanschlagstücken 20 und 22.
Wenn die wölbbare
Druckfläche 10 sich
in ihrer hohen Wölbungsposition 100 befindet,
befindet sich das untere Ende 14 der wölbbaren Druckfläche 10 annähernd 56
mm vom unteren Führungsanschlagstück 22 entfernt. Wenn
sich die wölbbare
Druckfläche 10 in
ihrer niedrigen Scheitelpunktsposition 102 befindet, befindet sich
das obere Ende 12 der wölbbaren
Druckfläche 10 etwas
weniger als 56 mm vom oberen Führungsschienenendanschlagstück 20 entfernt.
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Ergonomische
Studien haben die lumbale Anatomie von Personen mit einer Größe von fünf Fuß mit Personen
mit einer Größe von sechs
Fuß verglichen
und haben aufgezeigt, dass die Lendenwirbel, welche durch eine Lendenstütze gestützt werden
sollen, sich vertikal nicht um mehr als näherungsweise 50 mm än dern. Entsprechend
steht die vertikale Bewegung des Scheitelpunkts der Lendenstütze bei dem
dargestellten Ausführungsbeispiel
in einer engen Beziehung mit dem Bereich von veränderlichen Lendenstützenscheitelpunktspositionen,
welche von Sitzinsassen in dem üblichsten
Größenbereich
als am bequemsten empfunden werden.
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Wie
am besten in 2 ersichtlich, befinden sich
die gleitenden Enden 12 und 14 der Druckfläche in einem
schiefen Winkel zur Ebene der wölbbaren Druckfläche 10 in
der in 2 dargestellten flachen Position. Dieser Winkel
zwischen 90 und 180° wird ausgewählt, um
die horizontale Bewegung des Scheitelpunkts der Wölbung zu
maximieren, welche von der wölbbaren
Druckfläche 10 erzeugt
wird, wenn ein Zug auf sie ausgeübt
wird. Die horizontale Scheitelpunktsbewegung von flach bis vollständig gewölbt variiert
bei verschiedenen Modellen von Lendenstützen von ungefähr 10 bis
50 mm. Die beschriebene gewinkelte Beziehung der gleitenden Enden 12 und 14 zur
wölbbaren
Druckfläche 10 erhöht die horizontale
Scheitelpunktsbewegung um bis zu 10 mm.
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Natürlich umfassen äquivalente
Alternativen eine Verankerung einer oder beider Bowdenzughüllen an
der Mittelhalterung 24, und ein Anbringen des entsprechenden
Bowdenzugdrahts oder beider Bowdenzugdrähte an den Endabschnitten 12 und 14 der wölbbaren
Druckfläche 10. 8–15 stellen eine
derartige Bowdenzughüllen-
und Bowdenzugdrahtbefestigungskonfiguration dar. 8 und 9 stellen
ein alternatives Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung dar, welches eine alternative Druckfläche verwendet. 10–15 zeigen
die erste Druckfläche
mit den alternativen Bowdenzugbefestigungen. Die Bowdenzugbefestigungskonfiguration
ist gleichermaßen
auf alle alternativen Ausführungsbeispiele
anwendbar. In den 8–15 sind
sowohl der erste Bowdenzug 130 als auch der zweite Bowdenzug 138 in
Richtung des oberen Endes der Lendenstütze ausgerichtet, wenn sie
aus dem Betätigungseinrichtungsgehäuse 150 austreten.
Die erste Bowdenzughülle 132 ist
bei 144 an einer oberen Montagehalterung 112 verankert.
Diese Montage kann auch an dem oberen Abschnitt 12 einer
wölbbaren
Druckfläche 10 aufgewiesen
sein. Die zweite Bowdenzughülle 140 ist
bei 146 an der zentralen Montagehalterung 124 verankert. Der
zweite Bowdenzugdraht 142 erstreckt sich von der Mittelhalterung
zur unteren Montagehalterung 114, wo er ebenfalls verankert
ist. Da das Bowdenzughüllenende
und das Bowdenzugdrahtende in Übereinstimmung
wirken, um die Elemente der Vorrichtung, welche an dem Hüllenende
und an dem Drahtende verankert sind, zusammen zu ziehen, welche
auch immer das sind, kann die neuartige Wirkung der vorliegenden
Erfindung mit beiden Bowdenzügen
erreicht werden, welche in beiden Konfigurationen verankert sind.
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Weitere
Merkmale der Lendenstütze
der vorliegenden Erfindung sind in 3 dargestellt.
Eine Drehbetätigungseinrichtung 50 ist
mit Bowdenzügen 30 und 38 gekoppelt,
um die Drähte
in ihnen unter Zug zu setzen, wie unten vollständiger beschrieben wird. Die
Drehwirkung der Betätigungseinrichtung 50 kann
durch eine Vielfalt von äquivalenten
Alternativen erreicht werden, z.B. Handräder oder Hebel. Bei dem dargestellten
alternativen Ausführungsbeispiel wird
die Drehbetätigungseinrichtung 50 von
einem Elektromotor 52 angetrieben. Die Drehbetätigungseinrichtung 50 kann
lose und an dem Sitz angebracht sein, in welchem die Lendenstütze installiert
wird, oder kann, wie bei dem dargestellten alternativen Ausführungsbeispiel,
mit einer Halterung 54, welche sich seitlich von ihrer
Befestigung an der Mittelhalterung 24 erstreckt, an der
Lendenstützeneinheit
verankert sein. Die modularisier te Anordnung des dargestellten alternativen
Ausführungsbeispiels
erleichtert ein Verpacken, einen Versand und eine Installation der
Lendenstütze
in einem Sitz.
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Die
wölbbare
Druckfläche 10 weist
eine Anzahl von Rippen oder Fingern 60 auf, um die Stützfläche der
wölbbaren
Druckfläche
zu verteilen. Der Führungsdraht 16 weist
Halterungen 62 an sich auf, um die Lendenstütze in einer
Vielfalt von Sitzen zu montieren. Die Halterungen 62 können verwendet
werden, um die Lendenstütze
an einer biegsamen Drahtmatte, einem starren Rahmen, Stützdrähten oder Stützstangen,
Wellendrähten
oder starren Sitzrahmenhalterungen zu montieren.
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4 und 5 sind
Vorder- und Rückansichten
der Lendenstütze
der vorliegenden Erfindung.
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Wie
am besten in der Rücksicht 5 ersichtlich,
weist das dargestellte alternative Ausführungsbeispiel eine Mittelhalterung
zur Verankerung von Bowdenzugdrähten
auf. Es wird als im Umfang der Erfindung betrachtet, dass die Bowdenzugdrähte (oder
die Bowdenzughüllenenden)
an anderen Stellen verankert sein können, so lange sich eines der Bowdenzugdraht-
oder -hüllenenden
in einer Zugverbindung mit dem oberen Abschnitt der wölbbaren Druckfläche befindet,
und das andere Bowdenzugdrahtende oder -hüllenende an einer anderen Stelle
an der Lendenstütze
weg von der wölbbaren Druckfläche verankert
ist. Ein selektives Wölben
der Druckfläche
in einer hohen Scheitelpunktsposition oder einer niedrigen Scheitelpunktsposition
erfolgt durch ein wahlweises Ziehen des unteren Abschnitts nach
oben in Richtung des hohen Führungsschienenanschlagstücks oder
ein Ziehen des oberen Abschnitts der Druckfläche nach unten in Richtung
des niedrigen Führungsschienenanschlagstücks. Dies wird
als im Umfang der vorliegenden Erfin dung angesehen, unabhängig davon,
ob eine Mittelhalterung zur Verankerung eines Zugelements verwendet
wird oder nicht.
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Die Betätigungseinrichtung
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Eine
Zugkraft wird auf beide Bowdenzüge von
einer einzigen Betätigungseinrichtung
ausgeübt. Die
Enden jedes Bowdenzugs, welche nicht an der wölbbaren Druckfläche angebracht
sind, sind an einem Rad 70 in der Drehbetätigungseinrichtung 50 angebracht,
welche detailliert in 6 und 7 dargestellt
ist. Ein Drehen des Rads in eine Richtung übt einen Zug auf einen Bowdenzug
aus, und ein Drehen des Rads in der entgegengesetzten Richtung übt einen
Zug auf den anderen Bowdenzug aus. Somit ist bei einer Extremdrehung
des Betätigungseinrichtungsrads
die Druckfläche
vollständig
gebogen, vollständig
zu dem oberen Ende der Führungsschiene
gezogen und erhält
einen Scheitelpunkt in der oberen Position aufrecht. Eine vollständige Drehung des
Betätigungseinrichtungsrads
in der entgegengesetzten Drehrichtung bildet die Druckflächenwölbung an
dem entgegengesetzten Ende der Führungsschiene
aus. Die Bewegung von einem Extrem des Betätigungseinrichtungsrads durch
einen Zwischenpunkt und zu dem anderen Extrem des Betätigungseinrichtungsrads
verringert die Zugkraft auf ein Seil, bewegt sich durch einen Zwischenpunkt,
in welchem keine Zugkraft auf beide Seile ausgeübt wird, und übt dann
eine entgegengesetzte Zugkraft auf den entgegengesetzten Bowdenzug
aus. Wenn sich das Betätigungseinrichtungsrad
durch den Zwischenpunkt bewegt, in welchem es keinen Zug auf beide
Seile gibt, ist die wölbbare
Druckfläche
flach.
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Wie
in 7 ersichtlich, umschließt ein Gehäuse 76 ein Antriebsrad 72,
welches gekoppelt ist, um eine Antriebskraft von einem Elektromotor 52 zu empfangen.
Das verhältnismäßig große Antriebsrad 72 ist
fest an einem koaxialen Antriebsritzel 74 angebracht. Das
Antriebsrad 72, welches einen großen Radius relativ zu dem Antriebsritzel 74 aufweist,
verleiht ihm einen mechanischen Vorteil, was ermöglicht, dass ein kleinerer,
kompakterer und preiswerterer Motor 52 verwendet wird.
Das Gehäuse 76 umschließt das Antriebsrad 72,
das Antriebsritzel 74 und das Betätigungsrad 70. Die
Bowdenzüge 30 und 38 treten
durch Verankerungen 78 und 80 in das Gehäuse 76 ein.
Die Bowdenzughüllen 32 und 40 sind
bei 78 und 80 verankert. Die Bowdenzugdrähte 34 und 42 treten
durch die Hüllen 32 und 40 durch
die Verankerungen 78 und 80 dorthin ein, wo sie
mit dem Betätigungseinrichtungsrad 70 gekoppelt
sind. Die Drähte 34 und 42 sind
an Ösen 82 und 84 an
dem Betätigungseinrichtungsrad 70 angebracht.
Jeder Bowdenzugdraht 34 und 42 wickelt sich in
einer entgegengesetzten Richtung um das Betätigungseinrichtungsrad 70,
um seine jeweilige Öse 82 und 84 zu
erreichen. Das Betätigungseinrichtungsrad 70 weist Zähne 86 auf,
welche sich mit den Zähnen
des Antriebsritzels 74 in Eingriff befinden. Bei dem dargestellten
alternativen Ausführungsbeispiel
weist das Antriebsritzel 74 sieben Zähne auf, und das Betätigungseinrichtungsrad 70 weist 28 Zähne auf.
Der Drehbereich für
das Betätigungseinrichtungsrad 70 ist
242°. Dies
entspricht einer gesamten Kabelbewegung von 80 mm.
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Andere
Zahnverhältnisse,
Drehwinkel und Bewegungslängen
befinden sich im Umfang der Erfindung. Zum Beispiel kann ein Hebel
oder ein Handrad 40 mm horizontaler Scheitelpunktsbewegung von flach
zu vollständig
gewölbt
mit einer Drehung von 120° und
einer Kabelbewegung von 20 mm erreichen. Bei dieser Konfiguration
würden
0° einem
vollständig
gewölbten
Scheitelpunkt in der niedrigen Position entsprechen, 60° von jener
Position wäre
die flache Zwischenposition, und 120° würde einem vollständig gewölbten Scheitelpunkt
in der hohen Position entsprechen. 40 mm Bewegung nach innen und außen werden
erreicht, indem der Hebel bei der 60°-Position des Drehbetätigungseinrichtungsrads zentriert
wird, so dass eine Bewegung von 20 mm in Richtung der 0°-Position
die untere Wölbung
erreicht, während
20 mm Kabelbewegung in Richtung der 120°-Position die hohe Wölbung erreicht. Ratschenaktuatoren
oder Freilaufaktuatoren, wie sie in der Technik bekannt sind, können ebenfalls
verwendet werden. Im Wesentlichen das gleiche Ausmaß von horizontaler
Scheitelpunktsbewegung kann mit im Wesentlichen dem gleichen Umfang
von Kabelbewegung bei einem Ratschenaktuator mit 7 mm Bewegung pro
Umdrehung des Ratschenhebelarms erreicht werden. Entsprechend werden
drei Ratschen in einer Richtung den hohen Scheitelpunkt zu Stande bringen,
während
drei Ratschen von der Mitte in der entgegengesetzten Richtung den
niedrigen Scheitelpunkt zu Stande bringen werden.
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Im
Betrieb wird der volle Bewegungsumfang der wölbbaren Druckfläche von
einer niedrigen Wölbung
durch eine mittlere flache Position zu einer hohen Wölbung durch
die Position des Betätigungseinrichtungsrads 70 und
den Zug, welchen es auf die Bowdenzugdrähte 34 und 42 ausübt, gesteuert.
In 6A ist das Betätigungseinrichtungsrad 70 in
seiner Position, welches dem Zustand entspricht, in welchem die
wölbbare
Druckfläche
in der niedrigen Scheitelpunktsposition vollständig gewölbt ist. Der untere Bowdenzugdraht 42 weist
keine Zugkraft auf, welche auf ihn ausgeübt wird, und ist relativ zu
dem oberen Bowdenzugdraht 34 kurz, in dem Abschnitt dieses
Drahts, welcher in 6A dargestellt ist. Ein Eingreifen
des Elektromotors 52 dreht das Antriebsrad 72,
welches das Antriebsritzel 74 dreht, welches das Betätigungseinrichtungsrad 70 im
Gegenuhrzeigersinn in Richtung der und durch die neutrale Position
dreht, welche in 6B dargestellt ist.
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In
dieser Position wird keine Zugkraft auf einen der Bowdenzugdrähte ausgeübt, und
entsprechend ist die wölbbare
Druckfläche
flach. Ein fortgesetztes Eingreifen des Motors 52 treibt
das Betätigungseinrichtungsrad 70 weiter
im Gegenuhrzeigersinn an. Wenn das Betätigungseinrichtungsrad 70 sich
in dieser Richtung weiterbewegt, beginnt es, den unteren Bowdenzugdraht 42 aus
seiner verankerten Hülle 40 zu
ziehen. Dies übt
die Zugkraft aus, welche notwendig ist, um die wölbbare Druckfläche 10 in
ihren beschränkenden
Eingriff mit dem oberen Anschlagstück 20 des Führungsdrahts
zu ziehen. Wenn das Betätigungseinrichtungsrad 70 fortfährt, sich
zu drehen, übt
es eine fortgesetzte Zugkraft auf den unteren Bowdenzugdraht 42 aus,
welche zu der wölbbaren
Druckfläche übertragen
wird, indem das Ende des Bowdenzugdrahts 42, welches an
der Mittelhalterung 24 verankert ist, in Richtung des Bowdenzughüllenendes 46 gezogen
wird, welches an dem unteren Ende 14 der wölbbaren
Druckfläche
verankert ist, wodurch es nach oben gezogen wird. Die Zugkraft auf
das untere Ende 14 nach oben wölbt die Druckfläche 10 auf
die oben beschriebene Weise. Eine fortgesetzte Drehung des Betätigungseinrichtungsrads 70 bis
zu seiner in 6C dargestellten Obergrenze setzt
die wölbbare
Druckfläche 10 in
ihre obere Wölbungsposition,
wobei der Scheitelpunkt vollständig ausgefahren
ist.
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Es
wird als im Umfang der vorliegenden Erfindung betrachtet, dass ein
einziger Bowdenzug mit einem einzigen Bowdenzugdraht verwendet werden kann.
Ein erstes Ende des Drahts ist an der Mittelhalterung angebracht,
und das. zweite Ende ist ebenfalls an der Mittelhalterung angebracht,
aber von der anderen Seite. Ein mittig angeordneter Crimp, ein Stift,
eine Zahnstange und ein Ritzel, ein Hebelarm oder eine andere Befestigung
verankert einen mittleren Abschnitt des einzigen Bowdenzugdrahts
mit dem Betätigungseinrichtungsrad,
um die Zugkraft wahlweise an einem oder dem anderen Abschnitt des einzigen
Bowdenzugdrahts zu empfangen, um entweder mit dem ersten oder dem
zweiten Ende des einzigen Bowdenzugs die wölbbare Druckfläche unter
Zugspannung zu setzen.
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8 und 9 stellen
eine alternative Anwendung der vorliegenden Erfindung dar. Wölbbare Druckflächen können aus
Metall oder Kunststoff in eine gerippte Anordnung mit eingreifenden
oberen und unteren Enden hergestellt werden, wie in 1–5 und 10–15 dargestellt.
Wölbbare
Druckflächen
können
auch aus gelenkigen Biegestangen hergestellt werden, welche seitliche
Drähte
stützen. 8 ist
eine Vorderansicht einer derartigen biegsamen Drahtmattenart einer
Wölbungslendenstütze. Wiederum
gibt es Führungsschienen 116. Wiederum
weisen die Führungsschienen
obere Anschlagstücke 120 und
untere Anschlagstücke 122 auf.
Bei dem dargestellten alternativen Ausführungsbeispiel sind diese ganz
einfach hergestellt, indem der Draht in der richtigen Entfernung
gebogen wird.
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Bei
dem alternativen Ausführungsbeispiel der
biegsamen Drahtmatte umfasst die wölbbare Druckfläche zwei
biegsame Stangen 110. Diese Stangen stützen eine Mehrzahl von seitlichen
Drähten 160.
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Die
wölbbaren
biegsamen Stangen 110 sind gelenkig an einer oberen Gleithalterung 112 und
an einer unteren Gleithalterung 114 angebracht. Die Halterungen 112 und 114 können Formkunststoff oder
ausgestanztes Metall sein. In jedem Fall sind sie angebracht, um
an den Führungsschienen 116 zu gleiten.
Die Halterungen 112 und 114 weisen auch eine Arretierung
oder ein Loch 113 und 115 auf, um einen gelenkigen
Einsatz der Enden der Wölbungsdruckstangen 110 aufzunehmen.
Wenn ein Zug ausgeübt
wird, um die obere Halterung 112 und die untere Halterung 114 aufeinender
zu zu ziehen, gleiten die Halterungen entlang der Führungsschienen 116 aufeinander
zu, wobei sie in der durch die Führungsschienen 116 definierten
Ebene bleiben. Gleichzeitig schwenken die Enden der Wölbungsdruckstangen 110 in
den Öffnungen 113 und 115,
was ermöglicht, dass
sich die biegsamen Stangen 110 nach außen in Richtung eines Sitzinsassen
biegen oder wölben. Eine
derartige Wölbung
ist in der Seitenansicht 9 dargestellt.
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Die
Führungsschienen 116 stützen eine
nicht bewegliche Mittelhalterung 124. Eine Hülle 132 des oberen
Bowdenzugs 130 ist an einem Hüllenende 144 an der
Halterung 112 angebracht. Der obere Bowdenzug 130 weist
einen Draht 134 auf, welcher sich aus der Hülle 132 dorthin
erstreckt, wo sein Ende an der Mittelhalterung 124 verankert
ist. Eine Hülle 140 des
unteren Bowdenzugs 138 ist an einem Hüllenende 146 an der
Mittelhalterung 124 verankert. Der untere Bowdenzugdraht 142 erstreckt
sich aus dem Hüllenende 146 dorthin,
wo das Ende des Drahts 142 an der unteren Halterung 114 verankert ist.
Das gleiche Betätigungseinrichtungsprinzip
wie oben wird verwendet. Hüllenverankerungen 78 und 80 können feststehend
sein, oder können
schwenken oder gleiten. Wie oben beschrieben, kann sich das Betätigungseinrichtungsrad
und -gehäuse
bei verschiedenen Konfigurationen der Lendenstütze ändern.
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Ein
Motor 152 treibt eine Betätigungseinrichtung 150 an,
um wahlweise entweder den oberen Bowdenzug 130 oder den
unteren Bowdenzug 138 zu spannen. Falls die obere Halterung 130 ausgewählt wird,
wird der Draht 134 in die Hülle 132 gezogen, wodurch
die obere Halterung 112 durch Zug am Kabelhüllenende 144 bewegt
wird, so dass sie sich näher
zur Mittelhalterung 24 bewegt. Dies bewirkt, dass die Druckstangen 114 sich
nach außen
biegen, wodurch sie eine Wölbung
erzeugen, da sie sich nicht nach unten bewegen können, da die untere Halterung 114 durch
das untere Anschlagstück 122 der Führungsschiene
gestoppt ist. Entsprechend wird durch Spannen des oberen Bowdenzugs 130 ein Scheitelpunkt
in einer niedrigen Scheitelpunktsposition ausgebildet. Ein oberer
Scheitelpunkt wird durch einen ähnlichen,
aber umgekehrten Vorgang ausgebildet, bei welchem die Betätigungseinrichtung 150 verwendet
wird, um Zugkraft auf den unteren Bowdenzugdraht 142 durch
die untere Bowdenzughülle 140 auszuüben.
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Die
Kostenersparnis dieser Erfindung ist nicht nur auf eine einfache
Scheitelpunktshöhenveränderung
anwendbar, sondern kann auch mit weiter fortgeschrittenen Einrichtungen
verbunden werden. Insbesondere sind hochkomplizierte und teure Massageeinheiten
für den
Luxussitzmarkt verfügbar.
Die vorliegende Erfindung kann auf die folgende Weise eingesetzt
werden, um eine Massageeffekt bei reduzierten Kosten zu erreichen.
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Eine
programmierte Mikrochipsteuerung beweglicher ergonomischer Stützen kann
bei der vorliegenden Erfindung integriert werden. Programmierte zyklische
Bewegungsmuster können über vorkonfigurierte
Zeitdauern hinweg aufrecht erhalten werden, indem Module, wie die
in den US-Patent Nr. 5,816,653 und 6,007,151 offenbarten, bei dem
Elektromotorantrieb für
die Drehbetätigungseinrichtung der
vorliegenden Erfindung integriert werden. Derartige Mikroprozessormodule
für eine
zyklische Bewegungssteuerung können
jede elektrisch betätigte Lendenstütze durch
ihren vollständigen
mechanischen Bereich von Positionen führen, entweder kontinuierlich
oder mit Unterbrechungen, mit oder ohne Pausen. Entsprechend liegt
es im Umfang der vorliegenden Erfindung, ein derartiges Mikroprozessormodul
für zyklische
Bewegungsmusterkontrolle einzubezie hen. Das Steuermodul wäre fest
an der Betätigungseinrichtungsgehäuse-Elektromotor-Anordnung
angebracht und mit dem Elektromotor für eine Steuerung desselben
verdrahtet. Nimmt man an, dass ein vollständiger Bewegungsumfang der
vorliegenden Erfindung in das Modul einprogrammiert ist, würde der
Elektromotor periodisch das Betätigungseinrichtungsrad 70 durch
einen beliebigen Abschnitt seines Bereichs oder seinen gesamten
Bereich drehen. Falls der gesamte Bewegungsbereich in das Modul
einprogrammiert ist, würde
das Modul von einer Startposition den Elektromotor steuern, um das Betätigungseinrichtungsrad
durch den Bereich zu drehen, welcher die niedrige Scheitelpunktsposition umfasst,
durch eine Drehung, welche die Zugspannung an dem oberen Bowdenzugdraht
abbaut, bis die wölbbare
Druckfläche
flach ist, dann fortfahren, das Betätigungseinrichtungsrad zu drehen,
um Zugspannung auf den unteren Bowdenzugdraht auszuüben, bis
ein fortgesetzter Zug auf ihn die obere Scheitelpunktsposition ausbildet.
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Eine
Fortsetzung der Bewegung der wölbbaren
Druckfläche,
nachdem die Drehung des Betätigungseinrichtungsrads
bis zu seiner mechanischen Grenze vorangeschritten ist, erfordert
es, das Betätigungseinrichtungsrad
in der umgekehrten Richtung zurück
zu drehen. Dies wird auf eine bekannte Weise erreicht, indem als äquivalente
Alternativen entweder Stillstandssensoren oder Positionssensoren
in Kombination mit einem Speicher der Position, welche den mechanischen
Grenzen der Lendenstütze
entspricht, verwendet werden. Der Positionssensor kann an einer
Vielfalt von Stellen platziert werden, z.B. an dem Betätigungseinrichtungsrad,
entlang des Bowdenzugdrahts oder an einer anderen Stelle. Wenn die Position,
welche vorkonfiguriert ist, um der mechanischen Grenze der wölbbaren
Druckfläche
zu entsprechen, anzeigt, dass eine mechanische Grenze erreicht worden
ist, ist das Steuermodul vorkonfiguriert, um die Drehrichtung des
Betätigungseinrichtungsrads
umzukehren. Alternativ kann ein Stillstandssensor verwendet werden.
Geeignete Stillstandssensoren umfassen, ohne Beschränkung, Stromstärkenmesser.
Wenn der Elektromotorstrom eine Spitze aufweist, was anzeigt, dass
der Motor aufgrund der Tatsache, dass eine mechanische Grenze erreicht
ist, stillsteht, kann das Steuermodul auf die Stromspitze antworten,
indem sie die Richtung der Betätigungseinrichtungsraddrehung
umkehrt.
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Zeitgeber
können
in das Steuermodul eingebaut und so vorkonfiguriert werden, dass
Pausen in der zyklisch wiederkehrenden Bewegung der Lendenstütze für jede beliebige
Zeitlänge
aufrecht erhalten werden. Daher kann eine Bewegung der wölbbaren
Druckfläche
kontinuierlich sein, auf eine schrittweise Art voranschreiten, so
dass die Zeitintervalle so kurz sind und die Bewegungsgrößen zwischen den
Pausen so klein sind, dass individuelle Bewegungen und individuelle
Pausen für
den Sitzinsassen nicht wahrnehmbar sind. Alternativ können wahrnehmbare
Bewegungsbeträge
und Zeitpausen vorprogrammiert sein. Schließlich ist die Zeit für eine zyklische
Wiederkehr über
eine gegebene Zeit hinweg, z.B. 10 Minuten, und ein anschließendes Anhalten vorkonfiguriert.
Natürlich
kann der Sitzinsasse die zyklisch wiederkehrende Bewegung anhalten,
indem er einen Schalter als Steuerung des Steuermoduls ausschaltet,
das Automobil ausschaltet, in welches ein derartiger Sitz eingebaut
sein kann, oder eine eingestellte Position der wölbbaren Druckfläche mit
einer separaten Steuerung neu positioniert.
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Es
wird weiter als im Umfang der vorliegenden Erfindung liegend betrachtet,
dass die Lendenstütze
mit veränderlichem
Scheitelpunkt mit anderen Komponenten kombiniert werden kann, um
die Vorteile der vorliegenden Erfindung vollständig zu entwickeln. Zum Beispiel
kann die Lendenstütze
mit veränderlichem
Scheitelpunkt der vorliegenden Erfindung mit einem Schwingungserreger
ausgestattet sein, z.B. einem Schwingungserreger mit Exzentergewicht oder
einem Impulsmagnet-Vibrator. Wenn sie mit einem solchen Schwingungserreger
ausgestattet ist, wie bei 100 in 11, kann
die Lendenstütze
der vorliegenden Erfindung in jeder ihrer Positionen einen Massageeffekt
weitergeben. Weiterhin kann der Schwingungserreger mit dem oben
beschriebenen Mikroprozessor kombiniert werden, so dass ein komplizierterer
Massageeffekt über
eine vorkonfigurierte Zeit hinweg an einen Sitzinsassen weitergegeben werden
kann. Eine derartige Kombination würde eine Abwechslung zwischen
dem hohen Scheitelpunkt und dem niedrigen Scheitelpunkt während eines
fortgesetzten Zyklus ermöglichen,
während
die gesamte Einheit schwingt, wodurch der Komfort für den Sitzinsassen
weiter gefördert
wird.
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Im
Hinblick auf das Vorhergehende wird ersichtlich, dass mehrere Vorteile
der Erfindung erreicht und erlangt werden.
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Die
Ausführungsbeispiele
wurden ausgewählt
und beschrieben, um die Grundlagen der Erfindung und ihre praktische
Anwendung am besten zu erläutern,
um es dadurch anderen Fachleuten zu ermöglichen, die Erfindung und
verschiedene Ausführungsbeispiele
und mit verschiedenen Abwandlungen, wie sie für die spezielle betrachtete
Benutzung geeignet sind, am besten zu nutzen.
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Da
verschiedene Abwandlungen an den hier beschriebenen und dargestellten
Ausgestaltungen und Verfahren vorgenommen werden könnten, ohne vom
Umfang der Erfindung abzuweichen, ist es beabsichtigt, dass das
gesamte in der vorhergehenden Be schreibung enthaltene oder in den
beigefügten
Figuren dargestellte Material als erläuternd und nicht als beschränkend interpretiert
werden soll. Somit sollte die Breite und der Umfang der vorliegenden
Erfindung nicht durch eines der oben beschriebenen beispielhaften
Ausführungsbeispiele
beschränkt sein,
sondern sollte nur gemäß den folgenden,
hier angehängten
Ansprüchen
und ihren Äquivalenten definiert
sein.