Fahrzeugsitz sowie Verstellmechanismus für einen Fahrzeugsitz

Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugsitz sowie einen Verstellmechanismus für einen Fahrzeugsitz. Speziell betrifft die Erfindung einen Fahrzeugsitz, welcher aus einer Normalposition in eine geneigte Relax- oder Liegeposition verstellbar ist.

Beim Fahrzeugsitz handelt sich insbesondere um einen Sitz für einen Pkw. Der Fahrzeugsitz weist üblicherweise ein Sitzteil sowie ein Lehnenteil auf, welches relativ zum Sitzteil verstellbar ist. Das Sitzteil weist allgemein einen Sitzträger auf, auf dem üblicherweise eine Polsterung angebracht ist. Bei einer Verstellung in die Liegeposition erfolgt - neben einer Neigungsverstellung des Lehnenteils - auch eine Neigungsverstellung des Sitzteils, speziell wird der vordere Bereich des Sitzteils angehoben und somit das Sitzteil in seiner Neigung verstellt. Das Sitzteil wird dabei typischerweise über mehr als 10° in seiner Neigung verstellt. Die Normalposition entspricht einer aufrechten Sitzposition.

Zur Neigungsverstellung weist der Sitzteil ein Basisteil auf, an dem über einen Gelenksmechanismus der Sitzträger befestigt ist, welcher in seiner Neigung bezüglich des Basisteils verstellbar ist. Das Basisteil ist typischerweise zusätzlich in der Höhe verstellbar. Der Fahrzeugsitz ist mit der Karosserie des Fahrzeuges zumindest mittelbar verbunden.

Zur Neigungsverstellung ist ein Verstellmechanismus mit einem Stellantrieb vorgesehen, welcher beispielsweise als Spindelantrieb ausgebildet ist und mit der Spindel auf eine Verstellmechanik einwirkt. Beim Verstellen müssen dabei teilweise hohe Kräfte übertragen werden. Darüber hinaus muss der Verstellmechanismus insgesamt auch crashsicher ausgebildet sein. Beides erfordert, dass der Verstellmechanismus je nach Konstruktion sehr robust und aufwendig ausgebildet sein muss.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen zwischen einer Normalposition und einer Liegeposition verstellbaren Fahrzeugsitz sowie einen Verstellmechanismus für einen solchen Fahrzeugsitz anzugeben, wobei hohe Kräfte bei geringem Materialeinsatz aufgenommen werden können.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch einen Fahrzeugsitz mit einem Sitzteil, der ein Basisteil und ein daran über einen Gelenkmechanismus gelenkig befestigten Sitzträger aufweist, wobei sich der Sitzteil von einer Vorderseite in Richtung zu einer lehnenseitigen Rückseite erstreckt und von einer Normalposition in eine geneigte Liegeposition verstellbar ist. Hierzu ist die Neigung des Sitzträgers gegenüber dem Basisteil mithilfe eines Verstellmechanismus verstellbar. Die Vorderseite des Sitzträgers befindet sich in der Liegeposition in einer oberen Position und in der Normalposition in einer unteren Position. Der Verstellmechanismus umfasst einen Stellantrieb mit einer Stellstange sowie einen Kniehebel mit zwei über ein Gelenk miteinander verbundene Hebelarme. Der eine Hebelarm ist insbesondere endseitig mit dem Sitzträger und der andere Hebelarm ist insbesondere endseitig mit dem Basisteil gelenkig verbunden. Die Stellstange greift im Bereich des Gelenks und vorzugsweise direkt am Gelenk zur Verstellung der Hebelarme und damit des Kniehebels an. Die Angriffspunkt für die Kraftübertragung ist beispielsweise eine Gelenkachse des Gelenks. Zur Verstellung wird daher ein Kniewinkel zwischen den beiden Hebelarmen verändert, sodass der Sitzträger bezüglich des Basisteils verstellt wird, insbesondere wird die Vorderseite des Sitzteils angehoben, sodass insgesamt die Neigung verstellt wird.

Weiterhin wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch einen solchen Verstellmechanismus für einen Fahrzeugsitz. Die nachfolgend angeführten Vorteile und bevorzugten Ausgestaltungen sind sinngemäß auch auf den Verstellmechanismus übertragbar. Der besondere Vorteil des beschriebenen Verstellmechanismus ist darin zu sehen, dass infolge der Hebelmechanik mit dem Kniehebel die aufzubringenden Verstellkräfte gering sind und dass zum anderen Belastungen, beispielsweise im Falle eines Crashs, zumindest teilweise über die Hebelmechanik aufgenommen und beispielsweise in das Basisteil und über dieses in die Karosserie eingeleitet werden, sodass der Stellantrieb von den Belastungen zumindest weitgehen entlastet ist.

Aufgrund dieser Entlastung des Stellantriebs und auch der Stellstange können diese bei hoher Crashsicherheit mit geringem Materialaufwand ausgebildet werden, was auch zu Kosteneinsparungen führt.

Ein weiterer Vorteil der Kniehebel-Mechanik ist zudem darin zu sehen, dass die erforderliche Stellbewegung und damit die Stellstange zum Überführen des Sitzteils von der Normalposition in die Liegeposition kurz ausgeführt sein können. Auch hierdurch ist die Belastung der Stellstange gering gehalten und diese kann beispielsweise mit geringem Durchmesser ausgebildet sein.

Bei der Verstellung in die Liegeposition wird typischerweise die Vorderseite des Sitzteils, speziell des Sitzträgers angehoben. Der Sitzträger wird also an seiner Vorderseite von einer unteren Stellung in der Normalposition, speziell eine unterste Endstellung, in eine obere Stellung in der Liegeposition, speziell eine oberste Endstellung, verstellt.

In bevorzugter Ausgestaltung ist der Kniehebel mit den beiden Hebelarmen zur Vorderseite hin orientiert und der Stellantrieb ist in Richtung zur Rückseite nachfolgend zum Kniehebel angeordnet. Hierdurch ist eine kompakte und im Hinblick auf die Hebelkräfte günstige Anordnung erreicht.

In bevorzugter Ausgestaltung ist die Stellstange in der Normalposition im Vergleich zu der Liegeposition ausgefahren. Speziell ist die Stellstange in der untersten Endposition bis zu einem maximalen Ausfahrhub ausgefahren. Umgekehrt ist die Stellstange in der Liegeposition im Vergleich zu der Normalposition eingefahren und speziell ist sie in der obersten Endstellung maximal eingefahren. Unter ausgefahren und eingefahren wird vorliegend insbesondere der Abstand zwischen der Verbindungsstelle der Stellstange mit dem Kniehebel und einer am Stellantrieb ausgebildeten Stützstelle für die Stellstange verstanden. Im eingefahren Zustand ist daher die Verbindungsstelle mit dem geringsten Abstand zu dieser Stützstelle angeordnet. Durch diese Ausgestaltung mit dem maximalen Ausfuhrhub in der Normalposition und dem minimalen Ausfuhrhub in der Liegeposition wird erreicht, dass die Belastungen auf die Stellstange geringgehalten sind. Insbesondere wird dadurch auch ermöglicht, dass bei Belastungen in der Liegeposition - beispielsweise in einem Crashfall oder auch bei normaler Belastung, wenn die einwirkenden Kräfte den Sitzträger in Richtung nach unten und damit in Richtung zur Normalposition drücken - allenfalls Zugkräfte auf die Stellstange einwirken, die - im Vergleich zu Druckkräften - einfacher aufzunehmen sind und dadurch geringe Stangendurchmesser ermöglichen.

In zweckdienlicher Weiterbildung ist der Kniehebel mittels des Stellantriebs von einer geklappten Stellung in der Normalposition in eine gestreckte Stellung in der Liegeposition überführbar und wird bei der Verstellung entsprechend überführt. D.h. ein Kniewinkel zwischen den beiden Hebelarmen wird ausgehend von der Normalposition in die Liegeposition vergrößert. Durch diese Ausgestaltung, bei der in der Liegeposition der Kniehebel sich in der gestreckten Stellung befindet, wird erreicht, dass zumindest ein Großteil der eventuell auftretenden Belastung über die gestreckten und vorzugsweise zumindest weitgehend fluchtend ausgerichteten Hebelarme abgefangen und übertragen wird, ohne dass der Stellantrieb und speziell die Stellstange zu sehr belastet werden.

In der gestreckten Stellung, also speziell in der maximal ausgefahrenen Position und damit insbesondere in der Endstellung für die Liegeposition, sind die beiden Hebelarme vorzugsweise unter einem stumpfen Kniewinkel und vorzugsweise unter einem Kniewinkel im Bereich von 150° bis 180° zueinander ausgerichtet. Unter Kniewinkel wird vorliegend der Winkel zwischen den beiden Hebelarmen auf deren zum Stellantrieb orientierten Seite verstanden. Alternativ kann bei Bedarf auch ein Winkel größer als 180° eingestellt werden . Speziell bei dieser Ausgestaltung (also Winkel größer 180°), aber auch bei kleineren Winkeln sind in bevorzugter Variante an den Hebelarmen oder für die Hebelarme des Kniehebels Endanschläge ausgebildet, welche die Endlagen begrenzen und definieren. Zumindest ein Endanschlag zur Begrenzung der Endlage zumindest eines Hebelarms ist vorgesehen.

In der geklappten Stellung, also speziell in der untersten Endstellung und damit insbesondere in der Endstellung für die Normalposition, liegt der Kniewinkel vorzugsweise im Bereich zwischen 60° bis 90°.

In zweckdienlicher Ausgestaltung wird zur Verstellung des Kniehebels von der Normalposition in die Liegeposition, also speziell von der geklappten Stellung in die gestreckte Stellung, von der Stellstange (lediglich) eine Zugkraft ausgeübt. Hierdurch ist bei der Verstellung die Belastung für die Stellstange gering bzw. die Zugkräfte lassen sich mit geringem Stangendurchmesser und damit mit geringem Materialaufwand übertragen. Gleichzeitig führt dies auch dazu, dass im Falle einer beispielsweise crashbedingten Belastung - bei der die Kräfte in entgegengesetzter Richtung wie bei der Verstellung in die Liegeposition auftreten - auf die Stellstange ebenfalls (nur) Zugkräfte einwirken.

In bevorzugter Weiterbildung ist das Gelenk, welches die beiden Hebelarme gelenkig miteinander verbindet, mittig angeordnet. Hierunter wird verstanden, dass die beiden Hebelarme ausgehend vom Gelenk bis zu ihrem jeweiligen Befestigungspunkt am Sitzträger bzw. am Basisteil die gleiche oder zumindest annähernd die gleiche Länge aufweisen. Unter zumindest annähernd die gleiche Länge wird eine Längendifferenz von bis maximal 20% oder maximal 10 % bezogen auf den längeren Hebelarm verstanden.

In bevorzugter Weiterbildung sind zwei voneinander beabstandete Kniehebel vorgesehen, wobei die Hebelarme der beiden Kniehebel weiter bevorzugt über zumindest eine Quertraverse verbunden sind. Insbesondere verbindet die Quertraverse zwei obere Hebelarme der beiden Kniehebel und ist insbesondere an deren Anlenkungspunkt am Sitzträger angebracht. Ergänzend oder alternativ verbindet eine Quertraverse zwei untere Hebelarme und ist insbesondere an deren Anlenkungspunkt am Basisteil angebracht.

Der Stellantrieb ist bevorzugt als ein Spindelantrieb ausgebildet mit einer Spindel als Stellstange. Ein derartiger Spindelantrieb ist besonders robust und daher besonders geeignet. Alternativ hierzu ist der Stellantrieb als ein Ritzelantrieb ausgebildet. Bei einem solchen wird üblicherweise eine Zahnstange mittels eines Ritzels angetrieben. Die Zahnstange ist in diesem Fall die Stellstange.

Zweckdienlicherweise ist lediglich ein einziger Stellantrieb vorgesehen, der bevorzugt randseitig am Sitzteil befestigt ist. Alternativ ist der Stellantrieb auch in einem Mittenbereich und damit beabstandet von einer Randseite und insbesondere mittig zwischen den gegenüberliegenden Seitenwangen des Sitzteils.

Bevorzugt sind zwei Kniehebel, insbesondere gegenüberliegend und bevorzugt jeweils randseitig am Sitzteil vorgesehen. Der Stellantrieb greift bevorzugt lediglich an einem Kniehebel an. Dadurch ist insgesamt ein stabiler Verstellmechanismus mit geringem Aufwand erreicht.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Diese zeigen:

FIG 1 in einer ausschnittsweisen, perspektivischen Darstellung ein Sitzteil eines Fahrzeugsitzes in einer Normalposition, aus der das Sitzteil in eine Liegeposition verstellbar ist,

FIG 2 eine vergrößerte Darstellung des Sitzteils im Bereich einer Vorderseite, an der ein Verstellmechanismus ausgebildet ist, wobei sich das Sitzteil sich in der Normalposition befindet sowie

FIG 3 eine Darstellung wie FIG 2, wobei das Sitzteil sich jedoch in der Liegeposition befindet. Ein in den Figuren lediglich ausschnittsweise dargestellter Fahrzeugsitz 2 weist regelmäßig ein Lehnenteil (nicht dargestellt) sowie ein Sitzteil 4 auf, welches in der FIG 1 ohne Polsterung dargestellt ist. Dieses erstreckt sich von einer Vorderseite 6 in Richtung zu einer lehnenseitigen Rückseite 8. An der Rückseite 8 ist das hier nicht dargestellte Lehnenteil neigungsverstellbar befestigt.

Das Sitzteil 4 weist ein Basisteil 5 auf, welches im Ausführungsbeispiel ein unteres Basisteil 10 sowie ein oberes Basisteil 12 aufweist, welche über einen Gelenksmechanismus miteinander verbunden sind. Im Ausführungsbeispiel sind hierzu an gegenüberliegenden Seitenwangen des Unterteils 10 jeweils zwei Streben 14 gelenkig angebracht, welche jeweils mit dem Oberteil 12 verbunden sind. Über die Streben 14 erfolgt eine gelenkige mechanische Verbindung zwischen oberem Basisteil 12 und unterem Basisteil 10, die eine Höhenverstellung des oberen Basisteils 12 gegenüber dem unteren Basisteil 10 ermöglicht.

Weiterhin weist das Sitzteil 4 ein einen Sitzträger 13 auf, welcher häufig auch nach Art einer Wanne ausgebildet ist und daher auch als eine Sitzwanne bezeichnet werden kann. Er ist oberhalb des oberen Basisteils 12 angeordnet ist und üblicherweise an diesem befestigt ist. Am Sitzträger 13 ist weiterhin die Polsterung (nicht dargestellt) angebracht.

Der Sitzteil 4 lässt sich aus der in der FIG 1 dargestellten Normalposition in eine Liegeposition in der Neigung verstellen. Hierzu wird der Sitzträger 13 an der Vorderseite 6 relativ zum Basisteil 5, speziell zum oberen Basisteil 12 angehoben, sodass die Oberseite des Sitzteils 4 und damit des Sitzträgers 13 schräg fallend in Richtung zur Rückseite 8 orientiert ist. Die Neigung des Sitzträgers 13 wird beim Übergang von der Normalposition in die geneigte Liegeposition, also zwischen den beiden Endpositionen, typischerweise um mehr als 10° verstellt und beispielsweise um einen Bereich von 15°-25° verstellt, wie insbesondere aus einem Vergleich der FIG 2 und FIG 3 hervorgeht.

Zur Neigungsverstellung ist ein Verstellmechanismus 16 vorgesehen, welcher zumindest einen Kniehebel 18, aufweist, welcher zwei Hebelarme 20 aufweist, welche über ein etwa mittig angeordnetes Gelenk 22 gelenkig miteinander verbunden sind. Der untere, zum Unterteil 10 orientierte Hebelarm 20 ist jeweils endseitig mit dem Basisteil 5, insbesondere dem oberen Basisteil 12gelenkig verbunden und der obere, zum Sitzträger 13 orientierte Hebelarm 20 ist mit dem Sitzträger 13 endseitig gelenkig verbunden. Im Ausführungsbeispiel greifen die beiden oberen Hebelarme 20 an einer gemeinsamen Quertraverse an. Die beiden unteren Hebelarme 20 greifen an den Seitenwangen an.

Der Verstellmechanismus 16 umfasst weiterhin einen elektrischen Stellantrieb 24, welcher als Spindelantrieb ausgebildet ist. Er weist eine Stellstange 26 auf, die im Ausführungsbeispiel durch eine Spindel gebildet ist. Diese greift zur Übertragung von Verstellkräften am Gelenk 22 an.

Der Kniehebel 18 ist in Richtung zur Vorderseite 6 orientiert und der Stellantrieb 24 schließt sich in Richtung zur Rückseite 8 an den Kniehebel 18 an.

Die beiden Hebelarme 20 des Kniehebels 18 schließen zwischen sich einen Kniewinkel a ein. Dieser ist definiert als der Winkel zwischen den beiden Hebelarmen 20 an der zum Stellantrieb 24 orientierten Seite der Hebelarme 20.

Die Neigungsverstellung wird nunmehr anhand der FIG 2 und FIG 3 näher erläutert. Die FIG 2 zeigt das Sitzteil 4 in der Normalposition, bei der sich der Sitzträger 13 in seiner untersten Stellung befindet. In der Normalposition ist der Kniehebel angewinkelt und der Kniewinkel a ist bevorzugt als spitzer Winkel ausgebildet und liegt beispielsweise im Bereich zwischen 60° und 90°. Aufgrund dieser Ausgestaltung befindet sich die Stellstange 26 in einer maximalen ausgefahrenen Hubstellung.

Zur Verstellung in die in der FIG 3 dargestellte Liegeposition wird nunmehr mittels des Stellantriebs 24 der Kniehebel 18 gestreckt, sodass er in die in der FIG 2 dargestellte gestreckte Endstellung überführt wird. Hierzu wird die Stellstange 26 eingezogen. Hierbei wird am Gelenk 22 eine Zugkraft ausgeübt, wodurch die beiden Hebelarme 20 in die gestreckte Stellung überführt werden. Bei dieser liegt der Kniewinkel a im Ausführungsbeispiel bei etwas weniger als 180° und beispielsweise im Bereich zwischen 160 und 170°. In der gestreckten Stellung liegt typischerweise allgemein ein stumpfer Kniewinkel a vor.

Zusammenfassend ist daher eine Neigungsverstellung des Sitzteils 2, speziell des Sitzträgers 13 gegenüber dem Basisteil 5 mithilfe der dargestellten Kniehebel-Kinematik vorgesehen. Die Stellstange 26 ist in der Normalposition, also in der untersten Neigungsposition komplett ausgefahren und der Kniehebel 18 befindet sich in seiner eingeklappten Position, in der er nach vorne in Richtung zur Vorderseite 6 hin angewinkelt ist. Zur Erhöhung der Neigung wird die Stellstange 26 eingefahren, bis der Kniehebel 18 seine gestreckte Stellung in der obersten Neigungsposition erreicht.

Diese spezielle hier beschriebene Ausgestaltung weist mehrere Vorteile auf:

- Beim Verstellen und in einem Crashfall wirkt lediglich eine Zugkraft auf die Stellstange 26 ein.

- Da die Stellstange 26 in der obersten Neigungsposition maximal eingefahren ist, ist diese z.B. bei auftretenden Belastungs- oder Crashkräfte nur gering belastet.

- Da sich der Kniehebel 18 in der Liegeposition in der gestreckten Stellung befindet, wirkt zumindest ein Großteil der auftretenden Belastungs- oder Crashkräfte lediglich direkt auf die Hebelarme 20 ein und nur noch ein sehr geringer Teil auf die Stellstange 26 und dies auch nur als Zugbelastung.

- Auch bei der Normalposition üben auftretende Belastungs- oder Crashkräfte lediglich eine Zugbelastung auf die Stellstange 26 aus.

- Da bei der Verstellung in die Liegeposition die Stellstange 26 auf Zug belastet wird, können große Verstellwinkel und damit lange Verstellhübe problemlos umgesetzt werden.

- Infolge der Zugbelastung kann ein Durchmesser der Stellstange 26 gering gehalten werden, insbesondere deutlich geringer im Vergleich zu einer Druckbelastung.

- Insgesamt besteht dadurch die Möglichkeit, den gesamten Verstellmechanismus 16 leicht bauend auszubilden und auch der Stellantrieb 24 kann für geringere Belastungen ausgebildet sein und es werden für den elektrischen Antrieb nur geringere elektrische Leistungen benötigt. Insgesamt ist die Baugröße dadurch gering gehalten.

Bezugszeichenliste

2 Fahrzeugsitz

4 Sitzteil

5 Basisteil

6 Vorderseite

8 Rückseite

10 unteres Basisteil

12 oberes Basisteil

13 Sitzträger

14 Streben

16 Verstellmechanismus

18 Kniehebel

20 Hebelarm

22 Gelenk

24 Stellantrieb

26 Stellstange a Kniewinkel