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Die Erfindung betrifft ein Stellelement nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
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Aus dem Stand der Technik ist, wie in der
DE 20 2007 010 957 U1 beschrieben, ein pneumatisches Stellelement bekannt. Das pneumatische Stellelement umfasst eine wenigstens zwei Blasenwände aufweisende, zur Konturverstellung eines Fahrzeugsitzes befüllbare Sitzblase. Die Sitzblase ist zumindest teilweise aus einem Verbundmaterial aufgebaut, welches aus einem dehnbaren Grundmaterial und einem verstärkenden Faserelement gebildet ist, wobei das Faserelement im Inneren und/oder bezüglich der Sitzblase an der Außenseite des Grundmaterials angeordnet ist.
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In der
DE 10 2005 036 145 A1 wird ein Luftkissen für einen Fahrzeugsitz beschrieben. An den Innenseiten des Luftkissens ist jeweils ein elektrisch leitendes Kontaktelement so angeordnet, dass sich die Kontaktelemente im entleerten Zustand des Luftkissens berühren.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein verbessertes Stellelement anzugeben.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Stellelement mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Ein Stellelement umfasst zumindest eine zur Konturverstellung eines Fahrzeugsitzes mit einem Fluid befüllbare Blase (insbesondere Sitzblase), welche wenigstens zwei Blasenwände aufweist, wobei die Blasenwände randseitig zumindest bereichsweise mittels zumindest einer Schweißnaht fluiddicht miteinander verbunden sind.
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Erfindungsgemäß ist in einem durch die Blasenwände gebildeten Innenraum der Blase zumindest ein Federring angeordnet, welcher umlaufend an einem Verbindungsbereich der miteinander verbundenen Blasenwände anliegt.
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Die Blasenwände sind zweckmäßigerweise nicht vollumfänglich miteinander verschweißt, d. h. es bleibt zweckmäßigerweise eine Öffnung erhalten, durch welche die Blase mit dem Fluid befüllbar und wieder entleerbar ist. Alternativ kann die Öffnung auch in einer der Blasenwände angeordnet sein.
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Der Federring ermöglicht eine Stützung des Verbindungsbereiches der durch die Schweißnaht miteinander verbundenen Blasenwände, wodurch Undichtigkeiten der Blase aufgrund von Ermüdungsbrüchen der Schweißnaht oder der Blasenwände im Bereich der Schweißnaht verhindert oder zumindest deutlich reduziert sind. Derartige Ermüdungsbrüche treten bei Sitzblasen nach dem Stand der Technik auf, da die Blasenwände während der Herstellung plan aufeinander zu legen und in diesem planen Zustand miteinander zu verschweißen sind. Bei Druckbeaufschlagung durch eine dreidimensionale Ausdehnung der Sitzblase, d. h. durch ein Aufwölben der Blasenwände, bewegen sich Randbereiche der Blasenwände und dadurch auch der Schweißnahtbereich in Richtung eines Sitzblasenmittelpunktes, wodurch sich im Bereich der Schweißnaht Falten, Knickungen und/oder Einschnürungen der relativ steifen Schweißnaht ausbilden. Bei häufiger Druckbeaufschlagung und Druckentlastung führt dies zu den Ermüdungsbrüchen der Schweißnaht oder der Blasenwände.
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Durch den Federring sind derartige unvorteilhafte Verformungen der Schweißnaht vermieden oder zumindest deutlich reduziert, wodurch auch Ermüdungsbrüche und daraus resultierende Leckagen vermieden oder zumindest deutlich reduziert sind. Insbesondere sind durch die gleichmäßig über den Verbindungsbereich verteilte Stützwirkung des Federrings extreme, d. h. besonders große Verformungen, zum Beispiel in Form von Knickstellen vermieden, da eine Kontur des Verbindungsbereichs der Blasenwände durch den Federring ständig unter Spannung gehalten ist. Auf diese Weise bildet sich eine Vielzahl von relativ gleichmäßig verteilten kleinen Knickstellen aus, welche für eine Stabilität der Schweißnaht und der Blasenwände ungefährlich sind. Da hierzu außer dem kastengünstigen Federring keine weiteren zusätzlichen Hilfsmittel und auch kein aufwändigeres Herstellungsverfahren erforderlich sind, ist auf diese Weise bei gleich bleibenden Kosten eine wesentlich verbesserte Dauerhaltbarkeit der Sitzblase und dadurch des Stellelementes erreicht.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
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Dabei zeigen:
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1 schematisch eine Sitzblase in Draufsicht und
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2 schematisch eine Querschnittdarstellung einer Sitzblase.
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Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Die 1 und 2 zeigen eine zur Konturverstellung eines hier nicht dargestellten Fahrzeugsitzes mit einem Fluid befüllbare Sitzblase 1, welche Bestandteil eines entsprechenden Stellelementes ist.
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Das Stellelement kann diese eine oder eine Mehrzahl derartiger Sitzblasen 1 umfassen, wobei diese Sitzblasen 1 sowohl in einem Sitzkissen als auch in einer Sitzlehne des Fahrzeugsitzes angeordnet sein können. Das Fluid zum Befüllen der Sitzblase 1 oder der Mehrzahl von Sitzblasen 1 kann beispielsweise ein Gas, zum Beispiel Luft, oder eine Flüssigkeit sein, d. h. die Sitzblase 1 oder die Mehrzahl von Sitzblasen 1 sind pneumatisch oder hydraulisch zu betätigen, also zu füllen und wieder zu entleeren, um auf diese Weise die Kontur des Fahrzeugsitzes an jeweilige Erfordernisse anzupassen.
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Die Sitzblase 1 weist in den hier dargestellten Ausführungsformen jeweils zwei Blasenwände 2 auf, welche beispielsweise als Folien aus Kunststoff ausgebildet sind, insbesondere aus einem thermoplastischen Kunststoff, zum Beispiel aus thermoplastischem Polyurethan oder aus thermoplastischem Polyethylen. Die Blasenwände 2 sind randseitig fluiddicht miteinander verbunden. Dazu sind die Blasenwände 2 in einem Herstellungsverfahren plan aufeinanderzulegen und randseitig fluiddicht miteinander zu verschweißen. In weiteren Ausführungsbeispielen kann die Sitzblase 1 auch mehr als zwei miteinander verbundene Blasenwände 2 aufweisen.
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Im hier dargestellten Beispiel erstreckt sich eine Schweißnaht 3 vollumfänglich randseitig um die Blasenwände 2. In diesem Fall ist eine hier nicht näher dargestellte Öffnung zum Befüllen der Sitzblase 1 mit dem Fluid und zu deren Entleeren zweckmäßigerweise in einer der Blasenwände 2 ausgebildet. Alternativ, hier nicht dargestellt, kann das Verschweißen der Blasenwände 2 auch nicht vollumfänglich erfolgen, d. h. es bleibt ein kleiner Bereich ausgespart, in welchem die Blasenwände 2 nicht miteinander verschweißt sind. Dadurch ist dann an dieser Stelle die Öffnung zum Befüllen und Entleeren der Sitzblase 1 ausgebildet. Über diese Öffnung ist die Sitzblase 1 über eine entsprechende, hier nicht näher dargestellte Leitung zur Zufuhr und Abfuhr des Fluids beispielsweise mit einer hier ebenfalls nicht dargestellten Pumpe des Stellelementes verbunden.
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In einem durch die Blasenwände 2 gebildeten Innenraum 4 der Sitzblase 1 ist ein Federring 5 angeordnet, welcher umlaufend an einem Verbindungsbereich 6 der miteinander verbundenen Blasenwände 2 anliegt. Der Federring 5 ermöglicht eine Stützung des Verbindungsbereiches 6 der durch die Schweißnaht 3 miteinander verbundenen Blasenwände 2, wodurch Undichtigkeiten der Sitzblase 1 aufgrund von Ermüdungsbrüchen der Schweißnaht 3 oder der Blasenwände 2 im Bereich der Schweißnaht 3 verhindert oder zumindest deutlich reduziert sind.
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Derartige Ermüdungsbrüche können bei zu großen Belastungen auftreten, wenn bei einer Druckbeaufschlagung durch eine dreidimensionale Ausdehnung der Sitzblase 1, d. h. durch ein Aufwölben der Blasenwände 2, sich Randbereiche der Blasenwände 2, d. h. Teilbereiche des Verbindungsbereichs 6, und dadurch auch Schweißnahtbereiche in Richtung eines Sitzblasenmittelpunktes bewegen, wie in 2 dargestellt. Durch den Federring 5 ist bei dieser Bewegung der Randbereiche und der Schweißnahtbereiche eine Bildung von Falten, Knickungen und/oder Einschnürungen der Schweißnaht 3 und dadurch eine starke Belastung der Schweißnaht 3 verhindert oder zumindest vermindert, wodurch Ermüdungsbrüche, insbesondere bei häufiger Druckbeaufschlagung und Druckentlastung, und daraus resultierende Leckagen vermieden oder zumindest deutlich reduziert sind.
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Insbesondere sind durch die gleichmäßig über den Verbindungsbereich 6 verteilte Stützwirkung des Federrings 5 extreme, d. h. besonders große Verformungen, zum Beispiel in Form von Knickstellen vermieden, da eine Kontur des Verbindungsbereichs 6 der Blasenwände 2 durch den Federring 5 ständig unter Spannung gehalten ist. Auf diese Weise bilden sich eine Vielzahl von relativ gleichmäßig verteilten kleinen Knickstellen aus, welche für eine Stabilität der Schweißnaht 3 und der Blasenwände 2 ungefährlich sind.
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Da hierzu außer dem kostengünstigen Federring 5 keine weiteren zusätzlichen Hilfsmittel und auch kein aufwändigeres Herstellungsverfahren erforderlich sind, ist auf diese Weise bei gleich bleibenden Kosten eine wesentlich verbesserte Dauerhaltbarkeit der Sitzblase 1 und dadurch des Stellelementes erreicht.
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Der Federring 5 ist an einer Stelle geöffnet und derart ausgebildet, dass sich bei einer Belastung des Federrings 5 während des Bewegens des Verbindungsbereichs 6 in Richtung des Sitzblasenmittelpunktes, d. h. während des Befüllens der Sitzblase 1, Endbereiche 7 des geöffneten Federrings 5 gegeneinander verschieben können, so dass sich der Durchmesser und ein Umfang des Federringes 5 verändern, d. h. der Federring 5 gibt der durch den sich bewegenden Verbindungsbereich 6 auf diesen einwirkenden Belastung nach und spannt sich unter Reduzierung seines Durchmessers und Umfangs zunehmend. Während des Entleerens der Sitzblase 1 entspannt sich der Federring 5 und dehnt sich wieder aus, d. h. vergrößert seinen Durchmesser und Umfang, wodurch die Bewegung des Verbindungsbereiches 6 vom Sitzblasenmittelpunkt weg unterstützt ist. Der Verbindungsbereich 6 ist dadurch, zumindest solange die Sitzblase 1 nicht vollständig entleert ist, stets durch den Federring 5 unter Spannung gehalten.
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Der Federring 5, welcher beispielsweise aus Kunststoff und/oder aus Metall gebildet ist, ist zweckmäßigerweise derart ausgebildet, dass in einem entleerten Zustand der Sitzblase 1 ein Innendurchmesser der Sitzblase 1 im Verbindungsbereich 6 mit einem Durchmesser des Federrings 5 in einem entspannten Zustand korrespondiert. D. h., ist die Sitzblase 1 entleert, so ist der Federring 5 entspannt. Bei einem Füllen der Sitzblase 1 und der daraus resultierenden Bewegung des Verbindungsbereichs 6 der Blasenwände 2 in Richtung des Sitzblasenmittelpunktes spannt sich der Federring 5 entgegen dessen Federwirkung, so dass der Federring 5 gegen den Verbindungsbereich 6 drückt. Daraus resultiert eine über einen Umfang des Verbindungsbereiches 6 verteilte gleichmäßige Druckbelastung auf den Verbindungsbereich 6 sowie auf die Blasenwände 2 und die Schweißnaht 3 in diesem Bereich. Auf diese Weise bewegt und verformt sich der Verbindungsbereich 6 relativ gleichmäßig in Richtung des Sitzblasenmittelpunktes, wodurch sich keine großen Knickstellen, Einschnürungen und Faltungen, sondern lediglich die relativ gleichmäßig verteilten kleinen Knickstellen, die für die Stabilität der Schweißnaht 3 und der Blasenwände 2 ungefährlich sind, ausbilden.
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Durch die Ausbildung des Federrings 5 derart, dass dieser im entleerten Zustand der Sitzblase 1 entspannt ist, ist eine einfache Herstellung der Sitzblase 1 ermöglicht. Der Federring 5 ist zwischen die Blasenwände 2 einzulegen und die Blasenwände 2 sind danach miteinander zu verschweißen. Ein Gespannthalten des Federringes 5 während des Verschweißens ist auf diese Weise nicht erforderlich. Alternativ ist der Federring 5 erst nach dem Verschweißen der Blasenwände 2 in den Innenraum 4 der Sitzblase 1 einzubringen, zweckmäßigerweise durch die Öffnung, über welche die Sitzblase 1 zu befüllen und zu entleeren ist. In anderen Ausführungsformen ist natürlich auch eine Ausbildung des Federrings 5 derart möglich, dass dieser bereits im entleerten Zustand der Sitzblase 1 vorgespannt ist, so dass der Verbindungsbereich 6 durch den Federring 5 ständig unter Spannung gehalten ist.
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Zusätzlich zur Anordnung des Federrings 5 im Innenraum 4 der Sitzblase 1 kann die Schweißnaht 3 zumindest bereichsweise einen zum Beispiel wellenförmigen, mäanderförmigen oder zickzackförmigen Konturverlauf aufweisen. Auch durch eine derartige Ausbildung des Konturverlaufes der Schweißnaht 3 sind scharfe Knicke der Schweißnaht 3 vermeidbar oder zumindest reduzierbar, da auf diese Weise beim Füllen und Entleeren der Sitzblase 1 und der daraus resultierenden Bewegung des Verbindungsbereichs 6 und der Schweißnaht 3 die relativ steife Schweißnaht 3 nachgeben kann und einer jeweiligen Richtungstendenz folgen und sich entsprechend verformen kann. Auf diese Weise haben auch die durch den Federring 5 ermöglichten kleinen Knickstellen keinen Einfluss auf die Stabilität der Schweißnaht 3 und der Blasenwände 2. Dies ermöglicht eine optimierte Vermeidung der Ermüdungsbrüche und der daraus resultierenden Leckagen der Sitzblase 1.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Sitzblase
- 2
- Blasenwand
- 3
- Schweißnaht
- 4
- Innenraum
- 5
- Federring
- 6
- Verbindungsbereich
- 7
- Endbereiche
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202007010957 U1 [0002]
- DE 102005036145 A1 [0003]