DE102008038696A1

DE102008038696A1 - Gestell eines Kraftfahrzeugsitzes mit einem Gelenkbeschlag, insbesondere Rückenlehnengelenkbeschlag

Info

Publication number: DE102008038696A1
Application number: DE102008038696A
Authority: DE
Inventors: Wilfried Dr. Beneker; Nils Magnus
Original assignee: C Rob Hammerstein GmbH
Current assignee: Adient Luxembourg Holding SARL
Priority date: 2007-11-20
Filing date: 2008-08-12
Publication date: 2009-05-28
Also published as: CN101439682B; US7810881B2; CN101439682A; US20090127916A1; FR2923761B1; FR2923761A1

Abstract

Gestell eines Kraftfahrzeugsitzes mit einem Gelenkbeschlag 24, insbesondere Rückenlehnengelenkbeschlag, wobei der Gelenkbeschlag 24 einen Glenkarm 26 aufweist, und mit einem Strukturteil 28, wobei das Strukturteil 28 mit dem Gelenkarm 26 in einem Verbindungsbereich 30 verbunden ist, wobei dieser Verbindungsbereich 30 starr ist bei einer Knickbelastung unterhalb eines Wertes, der bei Beschleunigungen im normalen Fahrzustand des Kraftfahrzeugs auftritt, und nachgiebig ist bei Knickbelastungen mit Werten, die bei unfallbedingten Beschleunigungen des Kraftfahrzeugs auftreten, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsbereich 30 eine Zunge 32, die am Gelenkarm 26 oder am Strukturteil 28 vorspringt, und eine Halterung aufweist, die an dem anderen Teil, also dem Strukturteil 28 oder dem Gelenkarm 26, vorgesehen ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gestell eines Kraftfahrzeugsitzes mit einem Gelenkbeschlag, insbesondere Rückenlehnengelenkbeschlag, wobei der Gelenkbeschlag einen Gelenkarm aufweist, und mit einem Strukturteil, wobei das Strukturteil mit dem Gelenkarm in einem Verbindungsbereich verbunden ist, wobei dieser Verbindungsbereich starr ist bei einer Knickbelastung unterhalb eines Wertes, der bei Beschleunigungen im normalen Fahrzustand des Kraftfahrzeugs auftritt, und nachgiebig ist bei Knickbelastungen mit Werten, die bei unfallbedingten Beschleunigungen des Kraftfahrzeugs auftreten.
Ein derartiges Gestell für einen Kraftfahrzeugsitz ist aus der DE 199 44 635 A1 bekannt. Dabei sind im Verbindungsbereich Aussparungen oder Verformungen vorgesehen, die lokal das Material schwächen und eine Nachgiebigkeit bewirken. Diese Lösung hat sich grundsätzlich bewährt. Um einen Passagier besser im Falle eines Unfalls des Kraftfahrzeugs schützen zu können, ist es notwendig, einen möglichst großen Anteil der auftretenden Beschleunigungskräfte irgendwie zu verzehren. Dies wird unter anderem durch die bewusste Verformung erreicht.
Die Erfindung hat es sich zum Ziel gesetzt, diese Idee weiterzuentwickeln und insbesondere so zu gestalten, dass sie einfacher berechnet und ausgelegt werden kann.
Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, das Gestell der Eingangs genannten Art dahingehend weiterzuentwickeln, dass unfallbedingte Kräfte gezielter aufgenommen werden können, wobei eine Konstruktion angestrebt wird, die eine möglichst präzise Berechnung der Verformung zulässt.
Ausgehend von dem Gestell der Eingangs genannten Art wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass der Verbindungsbereich eine Zunge, die am Gelenkarm oder am Strukturteil vorspringt, und eine Halterung aufweist, die an dem anderen Teil, also dem Strukturteil oder dem Gelenkarm vorgesehen ist.
Die Erfindung schlägt somit eine Zunge vor, die in eine Halterung eingreift. Dieses Zusammenwirken zwischen Zunge und Halterung kann sehr genau berechnet werden. Die einzelnen Teile können so ausgelegt werden, dass sie oberhalb einer unfallbedingten Beschleunigung verbogen werden, unterhalb dieses Beschleunigungswertes aber praktisch nicht beeinflusst werden. Dies hat den Vorteil, dass bei Beschleunigungswerten, die noch nicht einen Airbag auslösen, noch keine Deformationen auftreten. Damit kann es nicht zu verborgenen Veränderungen kommen. Oberhalb der Beschleunigungswerte, wie sie in einem Crashfall auftreten und beispielsweise den Airbag auslösen, tritt eine zunehmende Verformung ein. Hier wird erheblich Energie verzehrt. Genau dies ist erwünscht, führt es doch zu einer gewissen, jedoch kontrollierten Nachgiebigkeit der Struktur.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung lässt sich die Lösung, wie sie oben beschrieben wurde, günstig mit einem Schichtaufbau des Strukturteils verbinden. In diesem Fall wirkt die Zunge mit einer Schicht der Sandwichanordnung des Strukturteils zusammen. Sie ist vorteilhafterweise zumindest durch eine weitere Schicht seitlich gehalten.
In einer bevorzugten Weiterbildung hat die Halterung eine Gelenkverbindung, die zwischen Gelenkarm und Halterung vorgesehen ist. Auf diese Weise ist für die Knickbewegung eine Gelenkverbindung gegeben. Diese Gelenkverbindung bestimmt die Achse, um die die Knickbewegung erfolgt. Dadurch ist der Bewegungsbereich zwischen Gelenkarm und Strukturteil auf eine konkrete Bewegungsbahn eingeschränkt. Dies erleichtert das Berechnen einer Verformung und ermöglicht klare Aussagen über das Verhalten bei Belastung.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Weiterbildung weist der Verbindungsbereich eine Verbindung mit einem Langloch auf. Dabei ist an dem einen Teil, beispielsweise am Gelenkarm, ein Bolzen festgelegt, am anderen Teil, beispielsweise am Strukturteil, ist das Langloch vorgesehen. Durch diese Langlochverbindung wird der Winkelbereich, in dem die Knickbewegung erfolgen kann, eingeschränkt. Das Langloch ist vorzugsweise zentriert zur Achse eines Gelenks des Kraftfahrzeugsitzes, z. B. des hinteren, oberen Schwingengelenks.
Vorzugsweise sind die genannten drei Maßnahmen kombiniert: Die Gelenkverbindung definiert eine Gelenkachse, um die die Knickverbindung in einem Unfall erfolgen kann. Die Langlochverbindung schränkt den Winkel des Bewegungsbereichs ein. Die Bewegung selbst setzt sich der Verbindungsbereich entgegen, der unter Energieverzehr nachgiebig ist, jedoch erst oberhalb der Schwelle, bei der ein Crashsensor auslöst.
Für das Zusammenwirken zwischen der Zunge und der Halterung sind mehrere Möglichkeiten vorgesehen. So kann die Halterung ein Vorsprung sein, der in einer Ausnehmung der Zunge eingreift. Die Halterung kann durch Seitenflächen gebildet sein, die an den Schmalseiten der Zunge anliegen und diese normalerweise halten. In jedem Fall ist es die Verbindung der Zunge oder eines Teils der Zunge, die konkret vorgegeben ist und berechnet werden kann.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen sowie der nun folgenden Beschreibung von nicht einschränkend zu verstehenden Ausführungsbeispielen der Erfindung, die unter Bezugnahme auf die Zeichnung im Folgenden näher erläutert werden. In dieser Zeichnung zeigen:
1: Eine perspektivische Darstellung eines Gestells eines Kraftfahrzeugssitzes,
2: eine perspektivische Darstellung des linken Sitzrahmenseitenteils, des Gelenkarms und des Verbindungsbereichs,
3: die Anordnung wie 2 in perspektivische Darstellung, jedoch nunmehr als Montagebild,
4: eine Ansicht eines linken Sitzrahmenseitenteils wie 3, jedoch nun für ein zweites Ausführungsbeispiel,
5: eine Seitenansicht eines Sitzrahmenseitenteils, eines Gelenkarms und eines Verbindungsbereichs in einer Ausführung ähnlich 4 für ein drittes Ausführungsbeispiel,
6: einen Schnitt entlang der Schnittlinie VI-VI in 5 und
7: eine perspektivische Darstellung in Form eines Montagebildes eines Sitzrahmenseitenteils in einem vierten Ausführungsbeispiel.
Zunächst wird das erste Ausführungsbeispiel besprochen, die weiteren Ausführungsbeispiele werden insoweit besprochen, als sie sich vom ersten Ausführungsbeispiel unterscheiden, es wird also dann im Wesentlichen auf die Unterschiede abgestellt werden.
1 zeigt schematisch einen Kraftfahrzeugsitz, insbesondere das Gestell eines Kraftfahrzeugsitzes. Zwischen einer Rückenlehne 20 und einem Sitzträger 22 ist ein Gelenkbeschlag 24 ausgebildet. Er ist nach dem Stand der Technik ausgeführt. Dieser Gelenkbeschlag 24 hat einen Gelenkarm 26, der in der gezeigten Ausführung zum Sitzträger 22 weist. Er kann aber ebenso zum Rahmen der Rückenlehne 20 gerichtet sein. An diesem Gelenkarm 26 erfolgt die Verbindung zu einem Strukturteil 28, das hier als Sitzrahmenseitenteil ausgebildet ist. Im Stand der Technik ist der Gelenkarm 26 fest mit dem Strukturteil 28 verbunden. Nach der Erfindung ist diese Verbindung nicht starr, sondern nur bis zu einer gewissen Schwelle fest, oberhalb dieser Schwelle ist sie nachgiebig, jedoch innerhalb vorgegebener Grenzen.
Der Gelenkarm 26 und das Strukturteil 28 sind in einem Verbindungsbereich 30 miteinander verbunden. Auf diese Verbindung wird im Folgenden näher eingegangen. Zu dem Verbindungsbereich 30 gehört eine Zunge 32, die Teil des Gelenkarms 26 ist. Sie erstreckt sich zum Strukturteil 28 hin und überdeckt dieses. Die Zunge 32 ist im ersten Ausführungsbeispiel durch einen Vorsprung 34 gehalten. Konkret ist der Vorsprung 34 als Bolzenelement ausgeführt, das ein Loch im Bereich des freien Endes der Zunge 32 durchgreift und in eine Öffnung 38 des Strukturteils 28 hineinreicht. Die Ausbildung dieser Anordnung mit dem Bolzenelement 34 bestimmt im Wesentlichen das Verhalten in einem Unfall. Hierauf wird noch eingegangen.
Weiterhin ist eine Gelenkverbindung 40 zwischen dem Gelenkarm 26 und dem Strukturteil 28 ausgebildet. Sie hat eine Achse 42, die parallel zur Achse 42 des Gelenkbeschlags 24 und auch zu einer Gelenkachse 44 ist, um die das Strukturteil 28 mit einer hinteren Schwinge 46 gelenkverbunden ist. Diese Gelenkverbindung 40 wird durch eine Schraube 48 und eine zugehörige Mutter realisiert, sie kann auch anderweitig ausgeführt sein, beispielsweise als Niet. Erzielt werden soll eine keineswegs leichtgängige, sondern durchaus mit hoher Reibung behaftete Gelenkverbindung 40.
Weiterhin ist zwischen dem Gelenkarm 26 und dem Strukturteil 28 eine Langlochverbindung 50 vorgesehen. Konkret wird sie im ersten Ausführungsbeispiel gebildet durch ein im Gelenkarm 26 ausgeführtes, zur Achse 42 zentrisches Langloch 52, eine zugehörige Bohrung 54 im Strukturteil 28 und einen Schraubbolzen 56 mit zugehöriger Mutter.
Die Arbeitsweise ist nun wie folgt: Bei unfallbedingten Beschleunigungen kommt es zu hohen Kräften, die auf die Rückenlehne 20 wirken. Sie führen zu einer Belastung des Verbindungsbereichs 30. Sind die Beschleunigungskräfte nicht groß genug, behält der Kraftfahrzeugsitz die in den Figuren gezeigte Konfiguration. Liegen jedoch Beschleunigungskräfte vor, wie sie bei Unfällen auftreten und die zur Auslösung eines Crashsensors bzw. eines Airbags führen, erfolgt ein Einknicken im Verbindungsbereich 30. Die Zunge 32 deformiert sich unter Energieverzehr, die Einheit aus Gelenkarm 26 und Strukturteil 28 knickt um die Achse 42 und innerhalb des Winkelbereichs, der durch die Langlochverbindung 50 vorgegeben ist, ein. Die Zunge 32 ist danach deformiert. Sie wird so berechnet, dass sie nicht zerstört wird, vielmehr nach wie vor eine feste Verbindung mit dem Strukturteil 28 hat. Diese Verbindung soll also nicht irgendwie abscheren.
Im zweiten Ausführungsbeispiel nach den 4 und 5 ist das Strukturteil 28, das wiederum ein Sitzrahmenseitenteil ist, in einem Schichtaufbau hergestellt. Der Schichtaufbau hat mindestens 2 Schichten, im gezeigten Ausführungsbeispiel sind es drei Schichten. Dabei ist mindestens eine erste Schicht vorgesehen, die ein Blechteil ist und ist mindestens eine zweite Schicht vorgesehen, die ein Verstärkungskörper ist. Dieser Verstärkungskörper hat in y-Richtung eine Materialdicke, die größer ist als die Materialstärke des Blechteils.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel hat das Strukturteil 28 ein erstes Blechteil 58, ein Verstärkungsteil 60 und ein zweites Blechteil 62. Die Blechteile bestimmen die Form des Strukturteils 28. Die Blechteile 58, 62 sind im fertig gestellten Zustand des Strukturteils 28 miteinander verbunden, insbesondere randseitig miteinander verbunden, und bilden einen Hohlraum, in diesem Hohlraum befindet sich das Verstärkungsteil 60. Letzteres hat Gitterstruktur, es ist möglichst leichtgewichtig ausgeführt. Es ist aus einem Material hergestellt, das eine deutlich geringere Dichte hat als das metallische Blechmaterial, insbesondere Stahlblech, der Blechteile 58, 62. Das spezifische Gewicht ist mindestens 50%, vorzugsweise mindestens 100% kleiner. Die Dicke des Verstärkungskörpers in y-Richtung soll mindestens 5×, vorzugsweise mindestens 10× so groß sein wie die Blechdicke eines jeden Blechteils 58, 62. Vorzugsweise hat der Verstärkungskörper 60 eine Netzstruktur. Als Material für die Blechteile 58, 62 wird hochfestes Stahlblech verwendet, die Streckgrenze soll über 800 N/mm2 liegen. Ein typisches Material ist DP 1000, die Wandstärke liegt im Bereich 0,6 bis 0,7 mm, jedenfalls unterhalb von 1 mm. Im Vergleich zu einem Rahmenseitenteil nach dem Stand der Technik wird deutlich Gewicht gespart, die Gewichtsersparnis aufgrund der Schichtstruktur liegt bei mindestens 25%, häufig liegt sie bei zumindest 45% im Vergleich zu einem gleichfesten Teil, das ausschließlich aus Stahlblech hergestellt ist.
Im Verstärkungsteil 60 ist eine Tasche 64 ausgebildet. In diese Tasche 64 greift die Zunge 32 ein. Ebenso wie im ersten Ausführungsbeispiel ist eine Gelenkverbindung 40 vorgesehen, hierfür ist die Achse 42 eingezeichnet, weiterhin ist eine Langlochverbindung 50 vorgesehen, hierfür ist das Langloch 52 eingezeichnet, das wiederum im Gelenkarm 26 ausgeführt ist.
Das Verstärkungsteil 60 hat eine Doppelfunktion. Es ist Teil der Sandwichanordnung, die eine leichtgewichtigere Ausbildung des Strukturteils 28 ermöglicht. Es bildet zudem das Gegenstück zur Zunge 32 innerhalb des Verbindungsbereichs 30 aus. Dies lässt sich insbesondere anhand der 5 erkennen. Wie 6 zeigt, ist die Zunge 32 im Querschnitt U-förmig gebogen. Auf diese Weise ist das Verstärkungsteil 60 nicht in unmittelbarer Nähe scharfer Kanten eines beispielsweise gestanzten Blechteils. Es wird also vermieden, dass eine Scherwirkung eintritt. Wie 6 ebenfalls zeigt, ist genug Luft bzw. Platz für eine Verbiegung der Zunge 32 vorgesehen.
7 zeigt eine Ausbildung ähnlich dem zweiten Ausführungsbeispiel. Das Verstärkungsteil 60 ist nun anders ausgeführt, auch die Blechteile 58, 62 haben eine gewisse andere Form.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 19944635 A1 [0002]

Claims

Gestell eines Kraftfahrzeugsitzes mit einem Gelenkbeschlag (24), insbesondere Rückenlehnengelenkbeschlag, wobei der Gelenkbeschlag (24) einen Gelenkarm (26) aufweist, und mit einem Strukturteil (28), wobei das Strukturteil (28) mit dem Gelenkarm (26) in einem Verbindungsbereich (30) verbunden ist, wobei dieser Verbindungsbereich (30) starr ist bei einer Knickbelastung unterhalb eines Wertes, der bei Beschleunigungen im normalen Fahrzustand des Kraftfahrzeugs auftritt, und nachgiebig ist bei Knickbelastungen mit Werten, die bei unfallbedingten Beschleunigungen des Kraftfahrzeugs auftreten, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsbereich (30) eine Zunge (32), die am Gelenkarm (26) oder am Strukturteil (28) vorspringt, und eine Halterung aufweist, die an dem anderen Teil, also dem Strukturteil (28) oder dem Gelenkarm (26) vorgesehen ist.
Gestell eines Kraftfahrzeugsitzes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zunge (32) im Wesentlichen in der x-z-Ebene verläuft.
Gestell eines Kraftfahrzeugsitzes nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsbereich (30) eine Gelenkverbindung (40) aufweist, die zwischen Gelenkarm (26) und Strukturteil (28) ausgebildet ist und vorzugsweise einen Bolzen aufweist.
Gestell eines Kraftfahrzeugsitzes nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Gelenkarm (26) und Strukturteil (28) eine Langlochverbindung (50) vorgesehen ist, wobei entweder am Gelenkarm (26) oder am Strukturteil (28) ein Bolzen festgelegt ist, der in ein Langloch (52) eingreift, dass an dem anderen Teil, also Strukturteil (28) oder Gelenkarm (26) vorgesehen ist, und dass das Langloch (52) in Knickrichtung einen maximalen Ausknickwinkel des Verbindungsbereichs (30) begrenzt.
Gestell eines Kraftfahrzeugsitzes nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Strukturteil (28) oder an der Zunge (32) ein Vorsprung (34) vorgesehen ist, der in eine Ausnehmung des anderen Teils, also des Strukturteils (28) oder der Zunge (32), eingreift.
Gestell eines Kraftfahrzeugsitzes nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Strukturteil (28) seitliche Anlageflächen für die Zunge (32) ausgebildet sind, und dass diese seitlichen Anlageflächen vorzugsweise von einem Kunststoffkörper gebildet werden.