DE102011080067A1

DE102011080067A1 - Rückenlehne eines Kraftfahrzeugsitzes

Info

Publication number: DE102011080067A1
Application number: DE102011080067A
Authority: DE
Inventors: Alexander Lippold; Michael Rattei; Andreas Höpfner; Steven Kanngießer
Original assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Current assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date: 2011-01-17
Filing date: 2011-07-28
Publication date: 2012-07-19
Anticipated expiration: 2031-07-29
Also published as: DE102011080067B4

Abstract

Rückenlehne eines Kraftfahrzeugsitzes mit einem tragenden Lehnenrahmen 1 aus einem oberen Querholm 13, zwei Seitenholmen 11, 12 mit profilierten Innenkonturen und einer in den Lehnenrahmen 1 eingehängten Federmatte 2, die einen Polsterkörper abstützt. In die Innenkonturen der Seitenholme 11, 12 sind die Knickfestigkeit der Seitenholme 11, 12 in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs erhöhende verlängerte Einhängedrähte 4 der Federmatte 2 formschlüssig eingesetzt, die sich entlang der Seitenteile 30 der Seitenholme 11, 12 erstrecken und sich an Abstützungen der Seitenteile 30 und/oder der Querteile 32 der Seitenholme 11, 12 abstützen. Eine als Stahlseil ausgebildete Zugstrebe 10 sichert die parallele Ausrichtung der Seitenholme 11, 12 bei einer Crashbelastung und verhindert ein Ausknicken oder Wegdrehen der Seitenholme 11, 12 nach außen und daraus resultierend einen Knick im Lehnenrahmen 1. Beide Maßnahmen erhöhen synergetisch die Knickfestigkeit des Lehnenrahmens 1 ohne Vergrößerung der Querschnittsfläche und Erhöhung des Gewichts der Seitenholme 11, 12.

Description

Die Erfindung betrifft die Rückenlehne eines Kraftfahrzeugsitzes gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der DE 103 05 235 B3 ist eine Rückenlehne eines gepolsterten Fahrzeugsitzes bekannt, die einen Lehnenrahmen mit mindestens einem oberen Querholm und zwei Seitenholmen aufweist, in den eine die Polsterung abstützende Federmatte eingehängt ist. Der Querholm bzw. die Traverse und die beiden Seitenholme werden üblicherweise aus einem Stahlblech hergestellt und mit einem Querschnittsprofil versehen, um den Forderungen nach einem leichten Fahrzeugsitz hoher Steifigkeit gerecht zu werden, so dass der Kraftfahrzeugsitz bei geringem Gewicht dennoch den auftretenden hohen Belastungen bei einem Unfallgeschehen standhält und den Körper eines Fahrzeuginsassen ausreichend abstützt.
Trotz Ausrichtung der flächenförmig ausgebildeten Seitenholme in die durch die X-Z-Achse aufgespannte Ebene eines Kraftfahrzeugs kann es bei hohen Crashkräften und/oder bei Verwendung eines sehr dünnwandigen Materials für den Lehnenrahmen bei einem Heckcrash durch den auf die Rückenlehne prallenden Oberkörper eines Fahrzeuginsassen dazu kommen, dass die Seitenholme abknicken und dadurch eine erhöhte Verletzungsgefahr des Fahrzeuginsassen hervorrufen.
Neben einem Abknicken der Seitenholme bei einer Crashbelastung besteht auch die Gefahr, dass die Seitenholme zur Außenseite wegdrehen, so dass die im ursprünglichen Zustand parallel zueinander, im Wesentlichen in der X-Z-Ebene des Kraftfahrzeug-Koordinatensystems verlaufenden Seitenteile der Seitenholme schräg zueinander verlaufen. Dies hat einen Knick im Lehnenrahmen der Rückenlehne zur Folge, so dass hinter der Rückenlehne befindliche Personen oder Gegenstände beim Crash nicht mehr von der Rückenlehne abgefangen werden und daher den auf dem Kraftfahrzeugsitz befindlichen Fahrzeuginsassen gefährden.
Diese Gefahr eines Wegdrehens der Seitenholme zur Außenseite kann durch den Einsatz einer größeren Blechdicke für die Seitenholme und/oder durch Doppelung der Seitenholme begegnet werden, was jedoch zu einem erhöhten Fahrzeuggewicht, Bauraum und Fertigungsaufwand sowie zu höheren Material- und Herstellungskosten führt.
Aus der DE 10 2009 025 780 A1 ist ein U-förmiger Lehnenrahmen für einen Fahrzeugsitz mit zwei vertikalen Seitenholmen und einen die Seitenholme verbindenden oberen Querholm bekannt, bei dem die Seitenholme und der Querholm zur Erhöhung der Stabilität aus einer Halbschale aus einem Metall und einem stoffschlüssig mit der Halbschale verbundenen Halbschalenblech bestehen. Die erhöhte Stabilität des Lehnenrahmens ist jedoch mit einem erhöhten Gewicht und mit einem erhöhten Fertigungs- und Materialaufwand verbunden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabenstellung zugrunde, die Knickfestigkeit einer Rückenlehne für Kraftfahrzeugsitze mit geringem Material-, Herstellungs- und Montageaufwand bei minimaler Gewichtszunahme des Kraftfahrzeugsitzes zu erhöhen.
Diese Aufgabenstellung wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht es, Rückenlehnen für Kraftfahrzeugsitze mit hoher Knickfestigkeit herzustellen, ohne den Material- und Fertigungsaufwand und damit die Herstellungskosten und ohne das Gewicht des Kraftfahrzeugsitzes wesentlich zu erhöhen.
Die erfindungsgemäße Lösung geht von der Überlegung aus, die Knickfestigkeit der Seitenholme zum einen unter Ausnutzung des dreidimensionalen Profils der Seitenholme durch Unterstützung des Profils und zum anderen bzw. zusätzlich dadurch zu erhöhen, dass die Seitenholme auch bei hoher Crashbelastung in Position gehalten werden, d. h. ihre ursprüngliche Form mit paralleler Ausrichtung der Seitenteile der Seitenholme und deren Verlauf in der X-Z-Ebene des Kraftfahrzeug-Koordinatensystems erhalten bleibt, so dass ein Ausknicken und/oder Wegdrehen vermieden wird, ohne dass hierfür eine Erhöhung des Flächenwiderstandsmoments der Seitenholme durch Vergrößerung der Querschnittsfläche der Seitenholme und eine Gewichtserhöhung sowie ein erhöhter Material- und Herstellungsaufwand für den Lehnenrahmen erforderlich ist.
Stattdessen wird in einer ersten Ausführungsform ein das dreidimensionale Profil der Seitenholme ausnutzendes Bauelement mit minimalem Gewicht in das Profil der Seitenholme formschlüssig eingesetzt, mit dem das Widerstandsmoment der Seitenholme und damit deren Knickfestigkeit in Längsrichtung bzw. in Richtung der X-Achse des Kraftfahrzeugs erhöht wird. Dieses Bauelement kann beispielsweise aus einem Kunststoff oder geschäumten Metallwerkstoff hergestellt werden oder in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung durch eine Modifizierung der in den Lehnenrahmen eingehängten Federmatte gebildet werden.
Grundsätzlich kann zur Erhöhung der Knickfestigkeit der Seitenholme ein großflächiges Bauelement über im Wesentlichen die gesamte Länge der Seitenholme formschlüssig in die Innenkontur der Seitenholme integriert werden, um die Seitenholme über ihre gesamte Länge mit erhöhter Knickfestigkeit zu versehen. Da aber der gegenüber Knickung der Seitenholme gefährdete Abschnitt der Seitenholme im Allgemeinen bekannt bzw. rechnerisch, durch Versuche oder empirisch ermittelbar ist, kann anstelle eines großflächigen Bauelements ein Bauelement mit kleiner Fläche und geringem Gewicht in den gegenüber Knickung gefährdeten Abschnitt der Seitenholme in die Innenkontur der Seitenholme eingesetzt werden, das sich an Abstützungen der Innenkontur der Seitenholme, d. h. an dem Querschnittsprofil und/oder Fangsicken der Seitenholme abstützt.
Durch diese Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung ist neben einer weiteren Gewichtseinsparung eine Verringerung des Materialaufwands sowie des Fertigungsaufwandes wegen der geringeren Anforderungen an die Passgenauigkeit des in das Seitenholmprofil formschlüssig einzusetzenden Bauelements erforderlich.
Um den Belastungen bei einem Heckcrash durch den auf die Rückenlehne auftreffenden Oberkörper eines Kraftfahrzeuginsassen einen hohen Widerstand gegenüber Knickung entgegen zu setzen, erstrecken sich die Seitenholme des Lehnenrahmens im Wesentlichen in Längsrichtung, d. h. in Richtung der X-Achse des Kraftfahrzeugs, und weisen ein Profil mit im Querschnitt vorzugsweise einander zugewandten U- oder L-förmigen Innenkonturen mit einem im Wesentlichen parallel zur Kraftfahrzeuglängsrichtung ausgerichteten Seitenteil und mindestens einem vorzugsweise von der in Fahrtrichtung hinteren Kante des Seitenteils abgewinkelten Querteil auf. Dem entsprechend erstreckt sich das als Anti-Knickelement zur Erhöhung des Flächenwiderstandsmoments eingesetzte Bauelement in Kraftfahrzeuglängsrichtung zumindest teilweise entlang des Seitenteils der Innenkontur der Seitenholme und ist an Abstützungen des Seitenteils und/oder an dem mindestens einen Querteil abgestützt.
Alternativ kann bei einem gleichartigen Profil der Seitenholme das Bauelement so angeordnet werden, dass es sich zumindest teilweise diagonal zum Seitenteil und dem mindestens einen Querteil der Innenkontur der Seitenholme erstreckt und an Abstützungen des Seitenteils und/oder an dem mindestens einen Querteil abstützt.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, das Bauelement aus verlängerten Einhängedrähten der Federmatte in die Seitenholme zu formen.
Bei dieser bevorzugten Ausführungsform sind keine separaten Bauelemente und separaten Montageprozesse erforderlich, da die ohnehin vorhandenen Einhängedrähte, insbesondere Federeinhängedrähte, die über eine Zugfeder mit der Federmatte verbunden sind, bei entsprechender Verlängerung und Formung derart formschlüssig in die Innenkontur der Seitenholme eingesetzt werden, dass eine wirksame Abstützung der Innenkontur der Seitenholme und damit eine Erhöhung des axialen Flächenträgheitsmoments resultiert, so dass ein Mindestwiderstandsmoment des Lehnenrahmens gegenüber Knickung bei einem Heckcrash gewährleistet ist.
Da eine Verwendung der verlängerten Einhängedrähte der Federmatte zur Stabilitätserhöhung der Seitenholme gegenüber Knickung im Falle eines Heckcrashs nur mit einer minimalen Gewichtszunahme verbunden ist, gleichzeitig aber die Knickfestigkeit der Seitenholme und damit des Lehnenrahmens wesentlich steigert, können die Seitenholme bei gleicher Performance bezüglich ihrer Knickfestigkeit wie Seitenholme, die die erforderliche Knickfestigkeit durch die Verwendung stärkeren und damit schwereren Materials aufbringen, aus wesentlich dünnerem und damit leichterem Material hergestellt werden.
Die formschlüssige Anordnung und Integration der verlängerten Einhängedrähte in die Innenkontur der Seitenholme zur Erhöhung der Knickfestigkeit der Seitenholme kann mit unterschiedlicher Formgebung der Einhängedrähte und deren formschlüssiges Einbringen in die Innenkontur der Seitenholme unter Nutzung der verschiedenen Abstützungen erfolgen, wobei die Einhängedrähte zumindest teilweise entlang des Seitenteils und/oder diagonal zum Seitenteil und Querteil der Innenkontur der Seitenholme geführt, an den Abstützungen abgestützt und in einer Öse oder Öffnung des Seitenteils der Seitenholme eingehängt werden.
In einer ersten Ausführungsform wird der Einhängedraht nur geringfügig verlängert und weist

– einen Verbindungsschenkel, der von der Federmatte zu einer durch den Eckbereich von Seitenteil und Querteil der Innenkontur des Seitenholms gebildeten Abstützung geführt ist,
– eine sich am hinteren Querteil oder dem Eckbereich von Seitenteil und Querteil abstützende, durch Abwinklung gebildete Abstützkante,
– einen sich entlang zumindest eines Teils des Seitenteils erstreckenden ersten Längsschenkel,
– einen vom ersten Längsschenkel abgewinkelten Einhängehaken, der in die Öffnung oder Öse im Seitenteil des Seitenholms eingehängt ist und nach einer 180°-Abwinklung zurückgeführt ist,
– einen parallel zum und dicht neben dem ersten Längsschenkel geführten zweiten Längsschenkel und
– einen vom zweiten Längsschenkel abgewinkelten Endschenkel, der im Eckbereich von Seitenteil und Querteil abgestützt ist,

Eine zusätzliche Steigerung der Knickfestigkeit kann dadurch erzielt werden, dass der erste und zweite Längsschenkel der Einhängedrähte in einer Hülse angeordnet sind, so dass zusätzlich zur Doppelung der Längsschenkel deren Knickbelastbarkeit durch die Zusammenfassung der Längsschenkel in der Hülse weiter gesteigert wird.
In einer dritten Ausführungsform wird die Belastbarkeit der Seitenholme gegenüber Knickung dadurch erhöht, dass der verlängerte Einhängedraht

– einen Verbindungsschenkel, der von der Federmatte ausgehend abgewinkelt zu einer vom Seitenteil der Innenkontur entfernten Abkantung des hinteren Querteils geführt ist,
– eine sich am hinteren Querteil oder dem Eckbereich von hinterem Querteil und Abkantung des hinteren Querteils abstützende, durch Abwinklung gebildete Abstützkante,
– einen ersten Diagonalschenkel, der von der Abstützkante diagonal zur Öse oder Öffnung des Seitenteils geführt ist,
– einen Einhängehaken, der in die Öse oder Öffnung des Seitenteils eingehängt ist,
– einen Diagonal- oder Längsschenkel, der sich vom Einhängehaken entlang des Seitenteils oder schräg zum Seitenteil zu dem zwischen dem Seitenteil und dem hinteren Querteil gebildeten Eckbereich erstreckt und
– einen vom Diagonal- oder Längsschenkel abgewinkelten Endschenkel, der im Eckbereich von Seitenteil und Querteil abgestützt ist,

Vorzugsweise weist der Verbindungsschenkel zur optimalen Anpassung an die Innenkontur des Seitenholms einen ersten, im Wesentlichen parallel zur Federmatte ausgerichteten Abschnitt und einen zweiten, parallel zur Abkantung des hinteren Querteils verlaufenden Abschnitt auf.
In einer vierten Ausführungsform weist der verlängerte Einhängedraht

– einen Verbindungsschenkel, der von der Federmatte ausgehend abgewinkelt zu einer vom Seitenteil der Innenkontur entfernten Abkantung des hinteren Querteils geführt ist,
– eine sich am hinteren Querteil und der Abkantung des hinteren Querteils abstützende, durch Abwinklung gebildete Abstützkante,
– einen ersten Diagonalschenkel, der von der Abkantung diagonal zu der Öse oder Öffnung des Seitenteils geführt ist,
– einen Einhängehaken, der in die Öse oder Öffnung des Seitenteils eingehängt ist,
– einen zweiten Diagonalschenkel, der parallel zum ersten Diagonalschenkel geführt ist und
– einen vom zweiten Diagonalschenkel abgewinkelten Endschenkel, der im Eckbereich von Seitenteil und hinterem Querteil abgestützt ist,

Auch in dieser Ausführungsform kann die Knickbelastbarkeit dadurch weiter gesteigert werden, dass die Diagonalschenkel in einer Hülse angeordnet werden, die ein Ausknicken der Diagonalschenkel bei hoher Crashbelastung verhindert.
Wesentlich bei der formschlüssigen Anordnung und Integration der verlängerten Einhängedrähte in die Innenkontur der Seitenholme ist deren Abstützung an den verschiedenen möglichen Abstützstellen, die vorzugsweise und gegebenenfalls alternativ zu den bei den verschiedenen Ausführungsformen angegebenen Abstützstellen an wie

– den Eckbereichen zwischen dem Seitenteil und dem mindestens einen, vorzugsweise hinteren Querteil und/oder
– den Abkantungen oder Abkröpfungen des Seitenteils und/oder des mindestens einen Querteils und/oder
– den Fangsicken des Seitenteils und/oder des mindestens einen Querteils

Dabei wird eine der Abstützstellen durch die Einhängung der verlängerten Einhängedrähte in das Seitenteil der Innenkontur der Seitenholme gebildet, wobei zur Stabilisierung der verlängerten Einhängedrähte der Einhängehaken aus einer Hin- und Rückführung eines um 180° gefalteten Einhängeschenkels gebildet wird.
Alternativ oder zusätzlich zu einer Zusammenfassung gedoppelter Längs- oder Diagonalschenkel der verlängerten Einhängedrähte können die verlängerten Einhängedrähte zumindest teilweise in dem in der Innenkontur der Seitenholme verlaufenden Bereich mit einem Kunststoff umspritzt werden, der nicht nur durch die Einfassung der verlängerten Einhängedrähte zur erhöhten Knickbelastbarkeit führt, sondern auch durch Abstützung an entsprechenden Abstützstellen der Innenkontur der Seitenholme zur Erhöhung der Knickbelastbarkeit beiträgt.
In einer zweiten Ausführungsform zur Erhöhung der Knickfestigkeit der Rückenlehne eines Kraftfahrzeugsitzes ist eine die Seitenholme miteinander verbindende, im Wesentlichen auf Zugkraft belastbare Zugstrebe vorgesehen.
Durch die die Seitenholme miteinander verbindende Zugstrebe werden die Seitenholme auch bei hoher Crashbelastung in Position gehalten, d. h. ihre zumindest teilweise parallele Ausrichtung in der X-Z-Ebene des Kraftfahrzeug-Koordinatensystems beibehalten, so dass ein Wegdrehen der Seitenholme nach außen und damit ein Knick im Lehnenrahmen der Rückenlehne verhindert wird. Dadurch wird die Gefahr gebannt, dass hinter der Rückenlehne befindliche Personen oder Sachen den auf dem Kraftfahrzeugsitz befindlichen Fahrzeuginsassen gefährden können.
Gegenüber einer Doppelung der Seitenholme oder Verwendung einer größeren Blechdicke für die Seitenholme oder sonstigen Verstärkungsmaßnahmen oder Zusatzbauteilen zur Gewährleistung der erforderlichen Festigkeit des Lehnenrahmens auch bei einer Crashbelastungen wird durch die Integration einer Zugstrebe eine wesentliche Gewichts- und Kosteneinsparung erzielt und bei Bedarf auch eine Nachrüstung eines Kraftfahrzeugsitzes ermöglicht, da nach einem weiteren Merkmal der Erfindung die Zugstrebe in vorhandene Bauteile der Rückenlehne und deren Verbindung mit den Seitenholmen wie beispielsweise die Federmatte integriert werden kann.
Dem entsprechend werden die Enden der Zugstrebe mit Einhängungen oder Ösen der Seitenholme verbunden, die Zugstrebe in die Federmatte integriert und/oder mit den Befestigungen der Federmatte an den Seitenholmen verbunden.
Vorzugsweise besteht die Zugstrebe aus mindestens einem Stahlseil, das einen minimalen Raumbedarf aufweist und dessen Vorspannung zur Verbindung der Seitenholme durch eine einfache Seillängenänderung variiert werden kann.
Die Seillängenänderung kann bevorzugt mittels eines Spannschlosses vorgenommen werden, das in das Stahlseil integriert ist und durch Betätigung die Seilenden des Stahlseils zueinander bewegt oder voneinander entfernt.
Der mit einer Seillängenänderung verbundene minimale Aufwand, der zudem keinerlei Auswirkungen auf die weiteren, die Knickfestigkeit des Lehnenrahmens der Rückenlehne bestimmenden Bauteile hat, verringert weiterhin die Herstellungs- und insbesondere die Montagekosten.
Alternativ kann die Zugstrebe aus einem Stahlblech bestehen, das zusätzlich zu dem funktionellen Querholm und eventuellen Querstreben der Festigkeitsstruktur bzw. des Lehnenrahmens der Rückenlehne vorgesehen wird und in den Herstellungsprozess der Festigkeitsstruktur einbezogen wird.
Anhand mehrerer in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele sollen die wesentlichen Merkmale der Erfindung und deren zahlreiche Variationsmöglichkeiten erläutert werden. Es zeigen:
1 eine schematisch-perspektivische Darstellung einer Rückenlehne eines Kraftfahrzeugsitzes mit einem Lehnenrahmen und einer in den Lehnenrahmen eingehängten Federmatte;
2 eine schematisch-perspektivische Darstellung von zur Außenseite der Rückenlehne weg gedrehten Seitenholmen des Lehnenrahmens nach einer dynamischen Crashbelastung;
3A–3C schematische Darstellungen der Querschnittsveränderung eines Seitenholms des Lehnenrahmens bei einer dynamischen Crashbelastung;
4 eine schematisch-perspektivische Darstellung einer Rückenlehne mit einem formschlüssig in die Seitenholme integrierten großflächigen Bauelement zur Erhöhung der Knickbelastbarkeit der Seitenholme des Lehnenrahmens;
5 eine schematisch-perspektivische Darstellung eines Teils eines Seitenholms mit einem kleinen, formschlüssig in die Innenkontur des Seitenholms integrierten Bauelement an einer potentiellen Knickstelle zur Erhöhung der Knickbelastbarkeit des Seitenholms;
6A–6C eine schematische Darstellung der Querschnittsveränderung eines Seitenholms mit integriertem Bauelement zur Erhöhung der Knickfestigkeit des Seitenholms;
7 eine Draufsicht auf einen Teil eines Seitenholms und einer Federmatte;
8 einen Schnitt entlang der Linie A-A gemäß 7 bei einer ersten Ausführungsform eines verlängerten Federmatten-Einhängedrahtes mit parallel zum Seitenteil des Seitenholms geführten Längsschenkeln und einem Einhängehaken zum Einhängen des verlängerten Federmatten-Einhängedrahtes in eine Öffnung des Seitenteils des Seitenholms;
9 und 10 isometrische Ansichten eines Teils eines Seitenholms mit der ersten Ausführungsform eines verlängerten Federmatten-Einhängedrahtes gemäß 8;
11 einen Schnitt entlang der Linie A-A gemäß 7 bei einer zweiten Ausführungsform eines verlängerten Federmatten-Einhängedrahtes mit einem Diagonalschenkel, einem parallel zum Seitenteil des Seitenholms geführten Längsschenkel und einem Einhängehaken zum Einhängen des verlängerten Federmatten-Einhängedrahtes in eine Öffnung des Seitenteils des Seitenholms;
12 und 13 isometrische Ansichten eines Teils eines Seitenholms mit der zweiten Ausführungsform eines verlängerten Federmatten-Einhängedrahtes gemäß 11;
14 einen Schnitt entlang der Linie A-A gemäß 7 bei einer dritten Ausführungsform eines verlängerten Federmatten-Einhängedrahtes mit zwei parallelen Diagonalschenkeln und einem Einhängehaken zum Einhängen des verlängerten Federmatten-Einhängedrahtes in eine Öffnung des Seitenteils des Seitenholms;
15 und 16 isometrische Ansichten eines Teils eines Seitenholms mit der dritten Ausführungsform eines verlängerten Federmatten-Einhängedrahtes gemäß 14;
17 eine schematische Querschnittsdarstellung durch einen Seitenholm einer Rückenlehne zur Erläuterung der bei einem Heckcrash auftretenden, auf den Seitenholm einwirkenden Crashkräfte;
18 eine schematische Querschnittsdarstellung des Seitenholms gemäß 17 mit darin eingetragener Hauptwirkungskontur des verlängerten Einhängedrahtes gemäß den 14 bis 16;
19 einen Schnitt entlang der Linie A-A gemäß 7 bei einer vierten Ausführungsform eines verlängerten Federmatten-Einhängedrahtes mit zwei parallelen Diagonalschenkeln, einer die parallelen Diagonalschenkel umfassenden Hülle und einem Einhängehaken zum Einhängen des verlängerten Federmatten-Einhängedrahtes in eine Öffnung des Seitenteils des Seitenholms;
20 und 21 isometrische Ansichten eines Teils eines Seitenholms mit der vierten Ausführungsform eines verlängerten Federmatten-Einhängedrahtes gemäß 19;
22 eine schematisch-perspektivische Darstellung eines Lehnenrahmens und einer Einhängestelle in einen Seitenholm für die Federmatte;
23 eine schematisch-perspektivische Darstellung eines Teils des Seitenholms gemäß 22 mit in einer Schleife geführter Einhängedrahtverlängerung;
24 einen schematischen Querschnitt durch den Seitenholm gemäß 23 und der in einer Schleife nach unten geführten Einhängedrahtverlängerung;
25 eine schematisch-perspektivische Darstellung eines Lehnenrahmens mit einem in eine Querstrebe des Lehnenrahmens integrierten, die Seitenholme verbindenden Stahlseil und
26 eine schematisch-perspektivische Darstellung eines Lehnenrahmens mit einer Kombination aus einem in eine Querstrebe des Lehnenrahmens integrierten, die Seitenholme verbindenden Stahlseil und einer in die Seitenholme eingesetzten Einhängedrahtverlängerung für die Federmatte.
1 zeigt in perspektivischer bzw. isometrischer Darstellung eine Rückenlehne eines Kraftfahrzeugsitzes, wobei von der Rückenlehne deren einstückiger oder mehrteiliger Lehnenrahmen 1 dargestellt ist, der sich aus zwei parallelen, etwa vertikal verlaufenden Seitenholmen 11, 12 und einem oberen Querholm bzw. einer oberen Traverse 13 zusammensetzt, die die oberen Enden der beiden Seitenholme 11, 12 miteinander verbindet und Öffnungen 14 zum Durchführen von Tragstangen einer Kopfstütze aufweist. Die Seitenholme 11, 12 weisen ein Querschnittsprofil mit einer U- oder L-förmigen Innenkontur mit einem Seitenteil 30, das im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung oder X-Richtung eines Fahrzeugkoordinatensystems ausgerichtet ist, einem von der Hinterkante des Seitenteils 30 etwa rechtwinklig abgewinkelten hinteren Querteil 31 mit gegebenenfalls einer endseitigen Abkantung 34 (3A bis 3C) sowie einer Abkröpfung oder Abkantung 32 an der Vorderkante des Seitenteils 30 sowie Öffnungen 33 im Seitenteil 30. Anstelle der an der Vorderkante des Seitenteils 30 vorgesehenen Abkröpfung 32 kann auch ein vorderes, etwa rechtwinklig vom Seitenteil 30 abstehendes Querteil vorgesehen werden und anstelle der Öffnungen 33 im Seitenteil 30 können Ösen an der Innenseite des Seitenteils 30 angeordnet werden.
In die Seitenholme 11, 12 ist eine Federmatte 2 eingehängt, die aus Längs- und Querdrähten besteht und über Einhängefedern 8 und Einhängedrähte 4 in die Öffnungen 33 bzw. Ösen der Seitenholme 11, 12 eingehängt sind. Die Federmatte 2 trägt einen Polsterkörper, der im Allgemeinen auch den Lehnenrahmen 1 abdeckt.
Am unteren Ende ist der Lehnenrahmen 1 über eine Schwenkachse 15 und seitliche Drehbeschläge 16 mit den Sitzseitenteilen 17 eines Sitzuntergestells des Kraftfahrzeugsitzes schwenkbar verbunden, so dass die Rückenlehne um die Schwenkachse 15 gegenüber dem Sitzuntergestell neigungsverstellbar ist.
Bei einem Heckcrash besteht die Gefahr, dass der auf die Rückenlehne aufprallende Oberkörper eines auf dem Kraftfahrzeugsitz befindlichen Fahrzeuginsassen zu einer Deformation des Lehnenrahmens bis hin zu einem Abknicken der Seitenholme des Lehnenrahmens führt. Insbesondere ein Abknicken der Seitenholme birgt dabei die Gefahr erheblicher Verletzungen des Fahrzeuginsassen, dessen Oberkörper im oberen Bereich nicht mehr durch die Rückenlehne gestützt wird. Der bezüglich eines Abknickens gefährdete Bereich der Seitenholme eines Lehnenrahmens hängt von der Dimensionierung des Lehnenrahmens ab und befindet sich im Allgemeinen im mittleren Bereich zwischen den Drehbeschlägen 16 und dem oberen Querholm 13. Eine exakte Analyse zur Ermittlung der Abknickstele kann durch Crashversuche unter Einsatz genormter Dummygrößen ermittelt werden. In der schematischen Darstellung der 1 ist der zum Abknicken neigende Bereich des Lehnenrahmens 1 durch die in 1 eingetragenen Pfeile KB gekennzeichnet.
2 zeigt in schematisch-perspektivischer Darstellung den in 1 vor einer Crashbelastung dargestellten Lehnenrahmen 1 mit nach außen weg gedrehten Seitenholmen 11, 12 nach einer Crashbelastung, durch die die Vorderkanten 32 der nach außen gedrehten Seitenteile 30 der Seitenholme 11, 12 an den Knickstellen KS weiter voneinander entfernt sind als im Ausgangszustand gemäß 1. In diesem Zustand sind die Seitenholme 11, 12 nicht mehr im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet und die Seitenteile 30 befinden sich nicht mehr in der X-Z-Ebene des Kraftfahrzeug-Koordinatensystems wie im Ursprungszustand.
Neben einer erheblichen Deformation des Lehnenrahmens 1, insbesondere auch des oberen Querholms 13, ist eine starke Stabilitätsminderung der Festigkeitsstruktur der Seitenholme 11, 12 die Folge, so dass hinter der Rückenlehne befindliche Personen oder Gegenstände von der Rückenlehne nicht abgefangen werden, sondern weitestgehend ungebremst auf den auf dem Kraftfahrzeugsitz befindlichen Fahrzeuginsassen prallen.
In den 3A bis 3C ist die Auswirkung eines Heckcrashs auf die Querschnittsveränderung der Seitenholme 11, 12 des Lehnenrahmens 1 schematisch dargestellt.
3A zeigt den Ausgangsquerschnitt eines Seitenholms mit dem Seitenteil 30 mit einer Abkröpfung oder Abkantung 32 an der Vorderkante des Seitenteils 30 und dem von der Hinterkante des Seitenteils 30 etwa rechtwinklig abgewinkeltes Querteil 31 mit einer Abkantung 34 unmittelbar vor einem Heckcrash, d. h. zu einem Zeitpunkt t = 0 ms. Zu einem Zeitpunkt t = 70 ms nach Auftreten des Heckcrashs liegt gemäß 3B ein minimal verformter Querschnitt des Seitenholms des Lehnenrahmens infolge der auf das hintere Querteil 32 bzw. die Abkantung 34 des hinteren Querteils 31 einwirkenden, durch einen an das Querteil 32 angetragenen Pfeil schematisch gekennzeichneten Crashkraft K vor. Bis zu dieser Verformung ist der Seitenholm noch als stabil zu bezeichnen. Nach weiteren 10 ms, d. h. zu einem Zeitpunkt t = 80 ms nach dem Heckcrash liegt ein stark verformter Querschnitt vor, bei dem der Seitenholm des Lehnenrahmens instabil wird und infolge der auf den Seitenholm einwirkenden, durch die Pfeile gekennzeichneten Crashkräfte K abknicken.
Die optimale Gestaltung eines Bauelements zur Erhöhung des axialen Flächenträgheitsmoments des Querschnitts eines Seitenholms 11, 12 hängt somit im Wesentlichen von der Initialstelle der Knickung ab, die durch eine Analyse von FEM-Daten bestimmt werden kann. Ist eine derartige Analyse nicht möglich oder vorgesehen, so kann ein großflächiges Bauelement 5 in die Innenkontur der Seitenholme 11, 12 eingesetzt werden, das sich von dem oberen Querholm 13 bis zu den Drehbeschlägen 16, d. h. der Anlenkung der Rückenlehne am Sitzuntergestell erstreckt. Dieses großflächige Bauelement 5 stützt sich an den Randbegrenzungen, d. h. an der Abkröpfung 32 der Vorderkante des Seitenteils 30 und dem hinteren Querteil 31 ab, wodurch eine wesentliche Erhöhung des axialen Flächenträgheitsmoments und damit eine Erhöhung der zu einem Abknicken der Seitenholme 11, 12 führenden Knickkraft F_k führt.
Bei bekannter Knickstelle kann anstelle eines großflächigen Bauelements, das die gesamte Innenkontur der Seitenholme 11, 12 ausfüllt, ein kleines Bauteil 6 an der ermittelten Knickstelle formschlüssig eingesetzt werden, das sich entsprechend 5 zwischen der Abkröpfung 32 der Vorderkante des Seitenteils 30 und dem hinteren, etwa rechtwinklig vom Seitenteil 30 abgewinkelten Querteil 31 erstreckt und damit die gegenüber einem Abknicken gefährdete Stelle der Seitenholme 11, 12 wirksam verstärkt.
In den 6A bis 6C ist die Auswirkung eines Heckcrashs auf die Querschnittsveränderung der mit einem Anti-Knickelement gemäß den 4 und 5 versehenen Seitenholme 11, 12 des Lehnenrahmens 1 schematisch dargestellt.
Der in 6A dargestellte Ausgangsquerschnitt bei t = 0 ms, d. h. unmittelbar vor dem Heckcrash zeigt das unverformte Querschnittsprofil des Seitenholms mit dem Seitenteil 30, dem von der Hinterkante des Seitenteils 30 etwa rechtwinklig abgewinkeltes Querteil 31 mit der endseitigen Abkantung 34 sowie der Abkröpfung 32 an der Vorderkante des Seitenteils 30. Nach einer Zeitspanne von t = 70 ms tritt aufgrund der auf den Seitenholm einwirkenden, durch einen Pfeil in 6B gekennzeichneten Kraft K ein minimal verformter Querschnitt auf, wobei bis zu dieser Verformung der Seitenholm noch stabil ist. Nach weiteren 10 ms, d. h. zu einem Zeitpunkt t = 80 ms nach dem Heckcrash liegt gemäß 6C ein weiterhin nur minimal verformter Querschnitt vor, d. h. der Seitenholm bleibt trotz ansteigender Last infolge der Kräfte K stabil.
Die Wirksamkeit von als Anti-Knickelemente formschlüssig in die Seitenholme 11, 12 integrierten Bauelementen beruht dabei darauf, dass die Bauelemente eine Veränderung des Widerstandsmomentes der Seitenholme 11, 12 unter dynamischer Crashlast stark verringern bzw. maximal begrenzen, wobei die Begrenzung in der Hauptwiderstandsachse der Seitenholme 11, 12 erfolgt.
Bevorzugte Ausführungsformen zur Erhöhung der Knickfestigkeit der Seitenholme 11, 12 und damit des Lehnenrahmens 1 der Rückenlehne eines Kraftfahrzeugsitzes werden nachfolgend anhand der 7 bis 24 erläutert.
Anstelle eines flächigen Bauelements als Anti-Knickelement wie in den Ausführungsformen gemäß den 4 und 5 wird ein vorhandenes Bauelement eingesetzt, nämlich der Einhängedraht 4 der Federmatte 2 gemäß 1. Dabei wird der Einhängedraht 4 ausgewählt, der sich im knickgefährdeten Bereich KB der Seitenholme 11, 12 gemäß 1 befindet, wobei bei abweichender Anordnung des Einhängedrahtes 4 Maßnahmen zur Verlagerung der Einhängebereiche in den Bereich der potentiellen Knickstellen gemäß den 22 bis 24 vorgesehen werden können.
Der Einhängedraht 4 wird zu diesem Zweck verlängert und gegebenenfalls ohne Einsatz der Einhängefeder 8 entsprechend der Draufsicht gemäß 7 zwischen den vertikalen Drähten der Federmatte 2 und der Einhängestelle, d. h. der Öffnung 33 oder in den Seitenholmen 11, 12 vorgesehenen Einhängeösen, angeordnet.
Die Art und Formgebung der Verlängerung der Einhängedrähte zur Bildung von Anti-Knickelementen, die vielfältigen Möglichkeiten der Abstützung der verlängerten Einhängedrähte in den Seitenholmen sowie deren Verbindung mit den Seitenholmen führen zu einer Vielzahl von Ausführungsformen.
Eine erste Ausführungsform mit einer nur kurzen Verlängerung eines Einhängedrahtes ist in den isometrischen Ansichten der 8 bis 10 dargestellt, wobei 8 einen Schnitt entlang der Linie A-A gemäß 7 und die 9 und 10 isometrische Ansichten der ersten Ausführungsform aus verschiedenen Blickrichtungen zeigen.
In der ersten Ausführungsform weist der verlängerte Einhängedraht 4

– einen Verbindungsschenkel 40, der von der Federmatte 2 zu einer durch den Eckbereich von Seitenteil 30 und Querteil 32 der Innenkontur des Seitenholms gebildeten Abstützung geführt ist,
– eine sich am hinteren Querteil 32 oder dem Eckbereich von Seitenteil 30 und Querteil 32 abstützende, durch Abwinklung gebildete Abstützkante 41,
– einen sich entlang zumindest eines Teils des Seitenteils 30 erstreckenden ersten Längsschenkel 42,
– einen vom ersten Längsschenkel 42 abgewinkelten Einhängehaken 44, der in die Öffnung 33 oder Öse im Seitenteil 30 des Seitenholms eingehängt ist und nach einer 180°-Abwinklung zurückgeführt ist,
– einen parallel zum und dicht neben dem ersten Längsschenkel 42 geführten zweiten Längsschenkel 43 und
– einen vom zweiten Längsschenkel 43 abgewinkelten Endschenkel 48, der im Eckbereich von Seitenteil 30 und Querteil 32 abgestützt ist,

Die Wirksamkeit der als Anti-Knickelemente formschlüssig in die Seitenholme 11, 12 integrierten verlängerten Einhängedrähte 4 beruht darauf, dass die verlängerten Einhängedrähte 4 eine Veränderung des Widerstandsmomentes der Seitenholme 11, 12 unter dynamischer Crashlast stark verringern bzw. maximal begrenzen, wobei die Begrenzung in der Hauptwiderstandsachse der Seitenholme 11, 12 erfolgt.
Die rechnerische Ermittlung der zum Knicken der Seitenholme 11, 12 erforderlichen Kraft und damit der Knicksicherheit der Seitenholme 11, 12 unter Berücksichtigung der geometrischen, mechanischen und werkstoffseitigen Parameter der belasteten Seitenholme 11, 12 erfolgt unter Zugrundelegung der Euler'schen Stabilitätstheorie bezüglich des Knickens schlanker Stäbe mit unterschiedlichen Randbedingungen und mittig wirkender Druckkraft, wonach die Knickkraft für den elastischen Bereich durch die Formel
dargestellt werden kann, worin E das Elastizitätsmodul des verwendeten Materials für den Einhängedraht, I das axiale Flächenträgheitsmoment des Drahtquerschnittes und s die sogenannte „Knicklänge” ist, die mit der Länge des Stabes L in der Beziehung s = β·L
Steht, wobei der Knicklängenbeiwert β für den Fall eines einseitig eingespannten Stabes, der der Ausbildung einer Rückenlehne eines Kraftfahrzeugsitzes entspricht, β = 2 ist.
Zur Dimensionierung des als Anti-Knickelement eingesetzten verlängerten Einhängedrahtes sind die einwirkende Crashkraft und die freie Knicklänge des Einhängedrahtes zu berücksichtigen. Nimmt man die einwirkende Crashkraft zu F_k = ca. 2.000 N an, so ergibt sich unter Berücksichtigung des Elastizitätsmoduls für Stahldraht mit einem Durchmesser von 2,5 mm und 24 mm Länge für den verlängerten Einhängedraht entsprechend der vorstehenden Gleichung eine Knickkraft von F_k = 1.769 N, so dass der verlängerte Einhängedraht 4 mit zwei parallelen Längsschenkeln 42, 43 und einer U-förmigen Abwinklung eine Knickkraft von 2 × 1.769 N = 3.538 N aufnimmt.
Zur weiteren Steigerung der von dem verlängerten Einhängedraht aufzunehmenden Knickkraft können die beiden parallelen Längsschenkel des Einhängedrahtes in einer Hülse angeordnet werden.
Eine zweite Ausführungsform ist gemäß den 11 bis 13 nach Art eines Fachwerks ausgebildet, wobei 11 einen Schnitt entlang der Linie A-A gemäß 7 und die 12 und 13 isometrische Ansichten der zweiten Ausführungsform aus verschiedenen Blickrichtungen zeigen.
In dieser zweiten Ausführungsform weist der verlängerte Einhängedraht 4

– einen Verbindungsschenkel 40, der von der Federmatte 2 ausgehend abgewinkelt zu einer vom Seitenteil 30 der Innenkontur entfernten Abkantung 34 des hinteren Querteils 32 geführt ist,
– eine sich am hinteren Querteil 32 oder dem Eckbereich von hinterem Querteil 32 und Abkantung 34 des hinteren Querteils 32 abstützende, durch Abwinklung gebildete Abstützkante 41,
– einen ersten Diagonalschenkel 45, der von der Abstützkante 41 diagonal zur Öse oder Öffnung 33 des Seitenteils 30 geführt ist,
– einen Einhängehaken 44, der in die Öse oder Öffnung 33 des Seitenteils 30 eingehängt ist,
– einen Längs- oder Diagonalschenkel 47, der sich vom Einhängehaken 44 entlang des Seitenteils 30 oder schräg zum Seitenteil 30 zu dem zwischen dem Seitenteil 30 und dem hinteren Querteil 32 gebildeten Eckbereich erstreckt und
– einen vom Längs- oder Diagonalschenkel 47 abgewinkelten Endschenkel 48, der im Eckbereich von Seitenteil 30 und Querteil 32 abgestützt ist,

In einer dritten, in den 14 bis 16 dargestellten Ausführungsform, wobei 14 einen Schnitt entlang der Linie A-A gemäß 7 und die 15 und 16 isometrische Ansichten der dritten Ausführungsform aus verschiedenen Blickrichtungen zeigen, weist der verlängerte Einhängedraht 4

– einen Verbindungsschenkel 40, der von der Federmatte 2 ausgehend abgewinkelt zu einer vom Seitenteil 30 der Innenkontur entfernten Abkröpfung des hinteren Querteils 32 geführt ist,
– eine sich am hinteren Querteil 32 und der Abkröpfung des hinteren Querteils 32 abstützende, durch Abwinklung gebildete Abstützkante 41,
– einen ersten Diagonalschenkel 45, der von der Abkröpfung diagonal zu der Öse oder Öffnung 33 des Seitenteils 30 geführt ist,
– einen Einhängehaken 44, der in die Öse oder Öffnung 33 des Seitenteils 30 eingehängt ist,
– einen zweiten Diagonalschenkel 49, der parallel zum ersten Diagonalschenkel 45 geführt ist und
– einen vom zweiten Diagonalschenkel 49 abgewinkelten Endschenkel 48, der im Eckbereich von Seitenteil 30 und Querteil 32 abgestützt ist,

Anhand dieser dritten Ausführungsform soll das Funktionsprinzip der Ausbildung von Einhängedrähten der Federmatte als Anti-Knickelemente und die damit erzielbaren Vorteile gegenüber flächenförmigen Anti-Knickelementen erläutert werden.
Zunächst ist bei der Verwendung verlängerter Einhängedrähte 4 als Anti-Knickelemente lediglich eine Verlängerung der seitlichen Einhängungskontur der Federmatte 2 erforderlich, ohne dass ein zusätzliches Bauelement anzufertigen und in die Seitenholme 11, 12 zu montieren ist, so dass die Verwendung von Einhängedrähten 4 als Anti-Knickelemente keinen zusätzlichen Montageprozess erfordert.
17 zeigt in einem schematischen Querschnitt die Federmatte 2 eines Kraftfahrzeugsitzes in Relation zum Oberkörper eines auf dem Kraftfahrzeugsitz befindlichen Fahrzeuginsassen sowie einen im Querschnitt L-förmig ausgebildeten Seitenholm mit dem Seitenteil 30, dem von der Hinterkante des Seitenteils 30 etwa rechtwinklig abgewinkeltes Querteil 31 sowie der Abkröpfung 32 an der Vorderkante des Seitenteils 30.
Bei einem Heckcrash übt der Oberkörper des Fahrzeuginsassen auf die Federmatte 2 eine Schubbewegung in Richtung des eingetragenen Pfeiles K1 aus, d. h. der Oberkörper des Fahrzeuginsassen dringt in die Federmatte 2 ein, so dass die Federmatte 2 entgegen der durch den Pfeil FR eingetragenen Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs in Richtung des Pfeiles K2 in Richtung des Hecks des Kraftfahrzeugs gedrückt wird. Gleichzeitig zieht die Federmatte 2 das Seitenteil 30 entsprechend dem Pfeil K3 nach innen. Aus diesem Kräftediagramm resultiert eine Gesamtkraft K4, die vom Seitenteil 30 zur Abkröpfung des hinteren Querteil 32 gerichtet ist.
18 zeigt die Hauptwirkungsrichtung des gemäß den 14 bis 16 ausgebildeten verlängerten Einhängedrahtes als Anti-Knickelement. Die Verlängerung des Einhängedrahtes der Federmatte 2 folgt somit dem resultierenden Kraftvektor K4 gemäß 13 bei einem Heckcrash und zielt dabei auf den optimalen Abstützbereich des Seitenholmes, d. h. die Schubbewegung der Federmatte 2 infolge des Eindringens des Oberkörpers des Fahrzeuginsassen in die Federmatte 2 wirkt somit gleichzeitig als Verstärkung der Gegenkraft, die der als Anti-Knickelement ausgebildete verlängerte Einhängedraht zur Randumstellung des Seitenholms des Lehnenrahmens aufbringt.
Durch die Minimierung bzw. Verhinderung des Knickens der Seitenholme durch die Erhöhung der Knickfestigkeit der Seitenholme infolge der gezielt in die Seitenholme integrierten verlängerten Einhängedrähte ist es somit möglich, die Seitenholme mit minimaler Wandstärke und/oder aus einem Material geringeren spezifischen Gewichtes auszubilden, was zu einem erheblichen Gewichtsvorteil führt.
Eine vierte Ausführungsform der Ausbildung verlängerter Einhängedrähte als Anti-Knickelement ist in den 19 bis 21 in isometrischen Ansichten dargestellt, wobei 19 einen Schnitt entlang der Linie A-A gemäß 7 und die 20 und 21 isometrische Ansichten der vierten Ausführungsform aus verschiedenen Blickrichtungen zeigen.
Diese vierte Ausführungsform unterscheidet sich von der in den 14 bis 16 dargestellten dritten Ausführungsform lediglich dadurch, dass die erhöhte Knickstabilität durch eine die Diagonalschenkel 45, 49 einfassende Hülse 7 verstärkt wird.
Bei allen vier vorstehend anhand der 7 bis 21 beschriebenen Ausführungsbeispiele erfolgt die Montage der Federmatte 2 durch das Einlegen der Drahtkontur der verlängerten Einhängedrähte 4 in den hinteren Bereich der Seitenholme 11, 12, d. h. in dem Bereich zwischen dem Seitenteil 30 und dem hinteren Querteil 32 der Seitenholme 11, 12 und Einhakens des Einhängehakens 44 der verlängerten Einhängedrähte 4 in der Montageendposition in die entsprechende Öffnung 33 der Seitenholme 11, 12 bzw. in eine in den Seitenholmen 11, 12 ausgebildete Öse.
Da die optimale Wirkung der verlängerten Einhängedrähte nur dann gegeben ist, wenn sie an den zuvor ermittelten, für den jeweiligen Lehnenrahmen spezifischen gefährdeten Knickstellen angeordnet ist, sind die jeweiligen in den Lehnenrahmen eingehängten Federmatten entsprechend den analysierten Knickstellen zu modifizieren. 22 zeigt in schematischer perspektivischer Darstellung einen Lehnenrahmen 1 mit eingehängter Federmatte 2 und einem verlängerten Einhängedraht 4, der oberhalb der gefährdeten Knickstelle in den Seitenholm einmündet. Um die optimale Wirkung des verlängerten Einhängedrahtes 4 zu erzielen, muss die Einhängestelle entweder ein Stück nach unten in die Höhe des Bereichs der potentiellen Knickstelle geschoben oder entsprechend den 23 und 24 in einer Schleife 9 nach unten geführt werden. Dabei zeigt 23 in einer schematisch-perspektivischen Darstellung die schleifenförmige Führung des verlängerten Einhängedrahtes 4 in dem Seitenholm und 24 in einer schematischen Querschnittsdarstellung den Verlauf der Schleife 9 in Bezug auf den im Querschnitt L-förmigen Seitenholm.
Eine weitere bzw. alternative Maßnahme zur Verstärkung der Wirkung verlängerter Einhängedrähte als Anti-Knickelemente in Seitenholmen von Lehnenrahmen besteht darin, die Einhängedrähte zumindest teilweise in dem in der Innenkontur der Seitenholme verlaufenden Bereich mit einem Kunststoff zu umspritzen, so dass nicht nur parallel geführte Schenkel der Einhängedrähte mit einer Hülse zur Verstärkung der Knickfestigkeit umgeben werden, sondern der gesamte Bereich des verlängerten Einhängedrahtes innerhalb der Innenkontur der Seitenholme durch die Kunststoffumspritzung stabilisiert wird, wobei die Kunststoffumspritzung vorzugsweise an mindestens einer Abstützung der Innenkontur der Seitenholme anliegt.
Der Einsatz verlängerter Einhängedrähte als Anti-Knickelemente in Seitenholmen von Lehnenrahmen kann mit oder ohne Zugfedern zwischen den Seitenholmen und der Federmatte erfolgen.
25 zeigt in einer der perspektivischen Darstellung gemäß 4 entsprechenden Darstellung des Lehnenrahmens 1 unter Weglassung der Federmatte die Integration einer als Stahlseil 10 ausgebildeten Zugstrebe in ein mit den Seitenholmen 11, 12 verbundenes Querteil 15. Das Stahlseil 10 ist mit Befestigungsteilen 18, 19 der Seitenholme 11, 12 verbunden, die gegebenenfalls unter Einbeziehung zusätzlicher Verstärkungs- oder Kraftverteilungselemente auch zur Aufnahme hoher Zugkräfte und -spannungen geeignet sind. Zur Integration des Stahlseils 10 in die Festigkeitsstruktur der Rückenlehne bzw. in den Lehnenrahmen 1 sowie zur Vermeidung eines Vorschnellens des Stahlseils 10 in die Rückenlehnenpolsterung im Crashfall ist das Stahlseil 10 durch Öffnungen 151, 152 der Querstrebe 15 geführt und mit den Befestigungsstellen 18, 19 der Seitenholme 11, 12 verbunden.
Im Crashfall verspannt das Stahlseil 10 die Seitenholme 11, 12 miteinander und verhindert damit ein Ausbrechen der im Ausgangszustand im Wesentlichen parallel zur Längserstreckung des Kraftfahrzeugs in der X-Z-Ebene des Kraftfahrzeug-Koordinatensystems ausgerichteten Seitenteile 30 der Seitenholme 11, 12.
Zur Einstellung der Spannung des Stahlseils 10 kann entweder die Länge des Stahlseils 10 auf die für den Crashfall erforderliche Länge zum verformungsfreien Verbinden der Seitenholme 11, 12 bemessen oder mittels eines in das Stahlseil 10 integrierten Spannschlosses eingestellt werden.
Alternativ zum Einsatz eines Stahlseils 10 als Zugstrebe zwischen den Seitenholmen 11, 12 können ein auf Zugkraft beanspruchbares Zugblech oder mehrere voneinander getrennte oder zu einem Seilbündel zusammengefasste Stahlseile eingesetzt werden, die im Crashfall eine Redundanzwirkung entfalten.
26 zeigt in schematisch-perspektivischer Darstellung eines Lehnenrahmens eine Kombination aus einem in eine Querstrebe 15 des Lehnenrahmens 1 integrierten, die Seitenholme 11, 12 über Befestigungsstellen oder -teile 18, 19 der Seitenholme 11, 12 verbindenden Stahlseil 10 und in einer Schleife geführte und in Einhängestellen der Seitenholme 11, 12 eingesetzte und sich an Abstützstellen der Seitenteile 30 und/oder der Querteile 32 der Seitenholme 11, 12 abstützende verlängerte Einhängedrähte 4 für die Federmatte 2 zur Erlangung einer hohen Knickfestigkeit des Lehnenrahmens 1 ohne wesentliche Erhöhung des Material- und Fertigungsaufwands und des Gewichts eines Kraftfahrzeugsitzes.
Beide Maßnahmen dienen dazu, die Stabilität der Seitenholme 11, 12 in der X-Z-Ebene des Kraftfahrzeug-Koordinatensystems deutlich zu erhöhen und führen in kombinierter Anwendung zu einem Synergieeffekt, da die in einer Schleife geführten, in die Seitenholme 11, 12 eingesetzten Einhängedrähte 4 für die Federmatte 2 die Stabilität der Seitenholme 11, 12 in der X-Z-Ebene des Kraftfahrzeug-Koordinatensystems selbst erhöhen, während die als Stahlseil ausgebildete Zugstrebe 10 die parallele Ausrichtung der Seitenholme 11, 12 bei einer Crashbelastung erhält und damit ein Ausknicken oder Wegdrehen der Seitenholme 11, 12 nach außen und daraus resultierend einen Knick im Lehnenrahmen 1 verhindert, ohne dass hierfür eine Erhöhung des Flächenwiderstandsmoments der Seitenholme durch Vergrößerung der Querschnittsfläche der Seitenholme und eine Gewichtserhöhung sowie ein erhöhter Material- und Herstellungsaufwand für den Lehnenrahmen erforderlich ist. Zur Erhöhung der Stabilität bzw. Unterstützung der Festigkeitsstruktur der Seitenholme 11, 12 und damit des Lehnenrahmens 1 durch Verstärkung des Querschnittsprofils der Seitenholme 11, 12 werden die verlängerten Einhängedrähte 4 in den Bereich der potentiellen Knickstelle geschoben oder entsprechend den 23 und 24 in einer Schleife nach oben oder unten geführt.
Bezugszeichenliste

1: Lehnenrahmen
2: Federmatte
4: Einhängedraht
5: großflächiges Bauelement
6: kleines Bauteil
7: Hülse
8: Einhängefedern
9: Schleife
10: Zugstrebe
11, 12: Seitenholme
13: Querholm bzw. obere Traverse
14: Öffnungen
15: Querstrebe
16: Drehbeschläge
17: Sitzseitenteile
18, 19: Befestigungsteile
30: Seitenteil
31: hinteres Querteil
32: Abkröpfung oder Abkantung
33: Öffnung
34: Abkantung
40: Verbindungsschenkel
41: Abstützkante
42: erster Längsschenkel
43: zweiter Längsschenkel
44: Einhängehaken
45: erster Diagonalschenkel
47: Längs- oder Diagonalschenkel
48: Endschenkel
49: zweiter Diagonalschenkel
151, 152: Öffnungen

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10305235 B3 [0002]
DE 102009025780 A1 [0006]

Claims

Rückenlehne eines Kraftfahrzeugsitzes mit einem starren, tragenden Lehnenrahmen aus mindestens einem oberen Querholm, zwei Seitenholmen mit einander zugewandten, profilierten Innenkonturen und einer in den Lehnenrahmen eingehängten Federmatte, die einen Polsterkörper abstützt, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenholme (11, 12) mit einem die Knickfestigkeit der Seitenholme (11, 12) verstärkenden Bauelement (4, 5, 6; 10) verbunden sind.
Rückenlehne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das die Knickfestigkeit der Seitenholme (11, 12) verstärkende Bauelement (4, 5, 6; 10) die Struktur des Lehnenrahmens (1) unterstützt oder die Seitenholme (11, 12) in Position hält.
Rückenlehne nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest in einen Teil der Innenkontur der Seitenholme (11, 12) ein die Knickfestigkeit der Seitenholme (11, 12) in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs (X-Richtung des Kraftfahrzeug-Koordinatensystems) erhöhendes Bauelement (4, 5, 6) formschlüssig eingesetzt ist.
Rückenlehne nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein großflächiges Bauelement (5) über im Wesentlichen die gesamte Länge der Seitenholme (11, 12) formschlüssig in die Innenkontur der Seitenholme (11, 12) eingesetzt ist.
Rückenlehne nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bauelement (6) mit gegenüber der Fläche der Seitenholme (11, 12) kleiner Fläche an mindestens einem gegenüber Knickung gefährdeten Abschnitt der Seitenholme (11, 12) formschlüssig in die Innenkontur der Seitenholme (11, 12) eingesetzt ist.
Rückenlehne nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenkonturen der Seitenholme (11, 12) im Querschnitt U- oder L-förmig mit einem im Wesentlichen parallel zur Kraftfahrzeuglängsrichtung (X-Richtung des Kraftfahrzeug-Koordinatensystems) ausgerichteten Seitenteil (30) und mindestens einem vom Seitenteil (30) abgewinkelten Querteil (32) ausgebildet sind und dass sich das Bauelement (4, 5, 6) in Kraftfahrzeuglängsrichtung zumindest teilweise entlang des Seitenteils (30) erstreckt und an Abstützungen des Seitenteils (30) und/oder des mindestens einen Querteils (32) abstützt.
Rückenlehne nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenkonturen der Seitenholme (11, 12) im Querschnitt U- oder L-förmig mit einem im Wesentlichen parallel zur Kraftfahrzeuglängsrichtung (X-Richtung des Kraftfahrzeug-Koordinatensystems) ausgerichteten Seitenteil (30) und mindestens einem vom Seitenteil (30) abgewinkelten Querteil (32) ausgebildet sind und dass sich das Bauelement (4, 5, 6) zumindest teilweise diagonal zum Seitenteil (30) und dem mindestens einen Querteil (32) erstreckt und an Abstützungen des Seitenteils (30) und/oder des mindestens einen Querteils (32) abstützt.
Rückenlehne nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützungen an – den Eckbereichen zwischen dem Seitenteil (30) und dem mindestens einen Querteil (31) und/oder – an Abkantungen (34) oder Abkröpfungen (32) des Seitenteils (30) und/oder des mindestens einen Querteils (31) und/oder – an Fangsicken des Seitenteils (30) und/oder des mindestens einen Querteils (31) ausgebildet sind.
Rückenlehne nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauelement aus verlängerten Einhängedrähten (4) der Federmatte (2) geformt ist.
Rückenlehne nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Einhängedrähte (4) entlang zumindest eines Teils des Seitenteils (30) und/oder diagonal zum Seitenteil (30) und hinteren Querteil (31) der Innenkontur der Seitenholme (11, 12) geführt an mindestens einer Abstützung abgestützt und in eine Öse oder Öffnung (33) des Seitenteils (30) der Seitenholme (11, 12) eingehängt sind.
Rückenlehne nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der verlängerte Einhängedraht (4) – einen Verbindungsschenkel (40), der von der Federmatte (2) zu einer durch den Eckbereich von Seitenteil (30) und Querteil (32) der Innenkontur des Seitenholms (11, 12) gebildeten Abstützung geführt ist, – eine sich am hinteren Querteil (32) oder dem Eckbereich von Seitenteil (30) und Querteil (32) abstützende, durch Abwinklung gebildete Abstützkante (41), – einen sich entlang zumindest eines Teils des Seitenteils (30) erstreckenden ersten Längsschenkel (42), – einen vom ersten Längsschenkel (42) abgewinkelten Einhängehaken (44), der in die Öffnung (33) oder Öse im Seitenteil (30) des Seitenholms (11, 12) eingehängt ist und nach einer 180°-Abwinklung zurückgeführt ist, – einen parallel zum und dicht neben dem ersten Längsschenkel (42) geführten zweiten Längsschenkel (43) und – einen vom zweiten Längsschenkel (43) abgewinkelten Endschenkel (48), der im Eckbereich von Seitenteil (30) und Querteil (32) abgestützt ist, aufweist.
Rückenlehne nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsschenkel (40) einen ersten, im Wesentlichen parallel zur Federmatte (2) ausgerichteten Abschnitt und einen zweiten, vom ersten Abschnitt abgewinkelten, zur Abstützkante (41) führenden Abschnitt aufweist.
Rückenlehne nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und zweite Längsschenkel (42, 43) des Einhängedrahtes (4) in einer Hülse angeordnet sind.
Rückenlehne nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der verlängerte Einhängedraht 4 – einen Verbindungsschenkel (40), der von der Federmatte (2) ausgehend abgewinkelt zu einer vom Seitenteil (30) der Innenkontur entfernten Abkantung (34) des hinteren Querteils (32) geführt ist, – eine sich am hinteren Querteil (32) oder dem Eckbereich von hinterem Querteil (32) und Abkantung (34) des hinteren Querteils (32) abstützende, durch Abwinklung gebildete Abstützkante (41), – einen ersten Diagonalschenkel (45), der von der Abstützkante (41) diagonal zur Öse oder Öffnung (33) des Seitenteils (30) geführt ist, – einen Einhängehaken (44), der in die Öse oder Öffnung (33) des Seitenteils (30) eingehängt ist, – einen Diagonal- oder Längsschenkel (47), der sich vom Einhängehaken (44) entlang des Seitenteils (30) oder schräg zum Seitenteil (30) zu dem zwischen dem Seitenteil (30) und dem hinteren Querteil (32) gebildeten Eckbereich erstreckt und – einen vom Diagonal- oder Längsschenkel (47) abgewinkelten Endschenkel (48), der im Eckbereich von Seitenteil (30) und Querteil (32) abgestützt ist, aufweist.
Rückenlehne nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsschenkel (40) einen ersten, im Wesentlichen parallel zur Federmatte (2) ausgerichteten Abschnitt und einen zweiten, parallel zur Abkantung (34) des hinteren Querteils (32) verlaufenden Abschnitt aufweist.
Rückenlehne nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der verlängerte Einhängedraht (4) – einen Verbindungsschenkel (40), der von der Federmatte (2) ausgehend abgewinkelt zu einer vom Seitenteil (30) der Innenkontur entfernten Abkröpfung des hinteren Querteils (32) geführt ist, – eine sich am hinteren Querteil (32) und der Abkantung (34) des hinteren Querteils (32) abstützende, durch Abwinklung gebildete Abstützkante (41), – einen ersten Diagonalschenkel (45), der von der Abkantung (34) diagonal zu der Öse oder Öffnung (33) des Seitenteils (30) geführt ist, – einen Einhängehaken (44), der in die Öse oder Öffnung (33) des Seitenteils (30) eingehängt ist, – einen zweiten Diagonalschenkel (49), der parallel zum ersten Diagonalschenkel (45) geführt ist und – einen vom zweiten Diagonalschenkel (49) abgewinkelten Endschenkel (48), der im Eckbereich von Seitenteil (30) und hinterem Querteil (32) abgestützt ist, aufweist.
Rückenlehne nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und zweite Diagonalschenkel (45, 49) in einer Hülse (7) angeordnet sind.
Rückenlehne nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche 9 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Einhängehaken (44) aus einer Hin- und Rückführung eines um 180° gefalteten Einhängeschenkels gebildet ist.
Rückenlehne nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einhängedrähte (4) zumindest teilweise in dem in der Innenkontur der Seitenholme (11, 12) verlaufenden Bereich mit einem Kunststoff umspritzt sind.
Rückenlehne nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffumspritzung an mindestens einer Abstützung anliegt.
Rückenlehne nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die verlängerten Einhängedrähte (4) über eine Zugfeder (8) mit der Federmatte (2) verbunden sind.
Rückenlehne nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine die Seitenholme (11, 12) miteinander verbindende, im Wesentlichen auf Zugkraft belastbare Zugstrebe (10).
Rückenlehne nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Enden der Zugstrebe (10) mit Einhängungen oder Ösen (18, 19) der Seitenholme (11, 12) verbunden sind.
Rückenlehne nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugstrebe (10) aus mindestens einem Stahlseil besteht.
Rückenlehne nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspannung des Stahlseils (10) zur Verbindung der Seitenholme (11, 12) durch eine Seillängenänderung veränderbar ist.
Rückenlehne nach Anspruch 24, gekennzeichnet durch ein in das Stahlseil (10) integriertes Spannschloss zur Seillängenänderung, durch dessen Betätigung die Seilenden des Stahlseils (10) zueinander bewegt oder voneinander entfernt werden.
Rückenlehne nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugstrebe (10) aus einem Stahlblech besteht.
Rückenlehne nach einem der vorangehenden Ansprüche 22 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugstrebe (10) in die Federmatte (2) integriert ist.
Rückenlehne nach einem der vorangehenden Ansprüche 22 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugstrebe (10) mit den Befestigungen der Federmatte (2) an den Seitenholmen (11, 12) verbunden ist.