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Die Erfindung befasst sich mit Vertikalschwingsystem für einen Fahrzeugsitz, das eine Scherenschwinganordnung aufweist und mit einem Abfanggurt, der den oberen und unteren Führungsrahmen der Scherenschwinganordnung miteinander verbindet.
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Sitze mit Vertikalschwingsystemen zur Abkoppelung schädlicher, straßenseitig initiierter Schwingungsereignisse besitzen regelmäßig integrierte Dreipunktgurtsysteme. Die fahrzeugseitigen Befestigungspunkte unterliegen dabei einer Relativbewegung, was eine unzumutbare Komforteinbuße darstellt.
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Gurt- und Rückhaltesysteme werden bei dynamischen Beschleunigungs- oder Verzögerungsereignissen wirksam. Alle Kräfte, die durch die Massenwirkung des Sitznutzers entstehen, müssen dabei durch das Gurtsystem in das Sitzsystem eingeleitet werden; hinzu tritt noch die Massenwirkung des Sitzsystems selbst. All dies muss vom Sitzsystem durch komfortbedingte Freiheitsgrade, wie gemäß der vorliegenden Anmeldung einem Vertikalschwingsystem sowie einer Horizontalverstellung mittels einer Schiebesitzführung, sicher in den Kabinenboden des Fahrzeugs abgeleitet werden. Zur Durchleitung der auftretenden Kräfte im Vertikalschwingsystem und zur Höhenbegrenzung gehören preiswerte, leichte und leistungsfähige Abfanggurtanordnungen zum Stand der Technik.
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Herkömmliche Abfanggurtanordnungen stellen eine leistungsfähige Verbindung vom oberen Führungsrahmen des Vertikalschwingsystems – vorzugsweise von einem Befestigungsort des Gurtrollers aus – zum unteren Führungsrahmen zur Verfügung. Die eingeleiteten Gurtkräfte werden dabei an einer Quertraverse des unteren Führungsrahmens aufgenommen und von dort über die Anordnung der Schiebesitzführung, die einen weiteren Freiheitsgrad bildet, in den Fahrzeugboden übertragen.
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Gängige Vertikalschwingsysteme weisen innerhalb der beiden Führungsrahmen (oberer und unterer) jeweils einen Festlagerbereich sowie jeweils einen Loslagerbereich zur Aufnahme der Hebelanordnung auf, die jeweils einen Innenhebel und einen Außenhebel aufweisen, die über ein Scherengelenk miteinander gekoppelt sind. Die Hebelanordnung dient dazu, den gewünschten vertikalen Freiheitsgrad bei gleichzeitiger Abkopplung und Isolation unerwünschter Schwingungsereignisse zu erhalten. Bevorzugt sind die Loslager in Fahrtrichtung vorne und die Festlager in Fahrtrichtung hinten angeordnet. Nur die Festlager können wirkungsvoll Kräfte in horizontaler Richtung ausleiten, wobei im unteren (hinteren) Festlager alle horizontalen Kräfte wirksam werden; dazu addieren sich die resultierenden Kräfte, die durch links- beziehungsweise rechtsdrehende Momente im Gesamtsystem wirksam werden. Zur Absicherung der unteren Festlager sind auch montierbare Halteelemente bekannt; dabei wird die Achse des Hebels gegen ein Verlassen der Festlagerposition zusätzlich gesichert.
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Alle Kräfte wirken also erst auf den oberen Führungsrahmen und müssen von dort durch die Hebelanordnung und durch die Abfanggurtanordnung in den unteren Führungsrahmen weitergeleitet werden. Herkömmliche Abfanggurtanordnungen verbinden in einfacher Weise die Quertraversen des oberen und unteren Führungsrahmens miteinander, indem oft ein einlagiges Gurtband mit seinem einen Ende an der oberen Quertraverse und mit seinem anderen Ende an der unteren Quertraverse fest angebracht ist, aber auch doppellagige Abfanggurte sind bekannt
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Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein Vertikalschwingsystem mit einem Abfanggurt vorzustellen, das die am oberen Führungsrahmen auftretenden Kräfte – nicht nur die vertikalen sondern auch die horizontalen Kräfte – in möglichst einfacher Form in den unteren Führungsrahmen weiterleitet, und dabei gleichzeitig die Achse des im Grundrahmen gelagerten Hebels gegen das Verlassen der Festlagerposition unter Last sichert
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Diese Aufgabe wird durch Vertikalschwingsystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Mittels des erfindungsgemäßen Gurtbandes eines Abfanggurtes, das in Ausgestaltung, Führung und Befestigung von den aus dem Stand der Technik bekannten Gurtbändern abweicht, wird erreicht, dass mit geringem Zusatzaufwand am Schwingsystem – dem runden Umlenkbereich an der Unterseite der unteren Quertraverse und dem Halteelement ebenfalls an der unteren Quertraverse – und einer geringen Änderung der Führung des Gurtbandes – um die untere Achse – sowie dessen Befestigung am Schwingsystem – mittels einer am Gurtband ausgebildeten Schlaufe über das Halteelement – eine sichere Weiterleitung der am oberen Führungsrahmen auftretenden Horizontal- und Vertikalkräfte – letztere bei einem Anschlag am oberen Schwingungspunkt – mit geringem Aufwand erfolgt. Die Einleitung der Horizontalkräfte erfolgt dabei aufgrund der festen Verbindung des Halteelements mit der unteren Quertraverse in den unteren Führungsrahmen, dessen Bestandteil die untere Quertraverse ist, und von dort direkt in den Fahrzeugboden, mit dem der unterer Führungsrahmen formschlüssig verbunden ist.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Halteelement an der der unteren Achse rückwärtig abgewandten Seite angebracht ist. Dadurch wird eine Anlage des Gurtbandes auf einem Großteil der Oberfläche der unteren Achse erreicht. Das Gurtband kann ausschließlich Zugkräfte aufnehmen und weiterleiten; nur in einer solchen Anordnung können alle hier eingeleiteten Kräfte als Zugkräfte direkt von der unteren Achse auf das Halteelement übertragen werden.
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Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Halteelement als eine Haltelasche ausgebildet ist, die über eine Verschraubung oder Niete mit der unteren Quertraverse verbunden ist. Dadurch kann die Schlaufe des Gurtbandes bei der Montage über die Lasche geschoben werden und danach die Lasche mit der unteren Quertraverse sicher verbunden werden. Dies bedeutet eine sichere Verbindung bei gleichzeitig äußerst einfacher Montage.
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Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass an der oberen Quertraverse im Bereich des oberen Befestigungsbereichs eine Befestigungsvorrichtung für einen Gurtroller angebracht ist. Dadurch muss die aus dem Stand der Technik bekannte Vorrichtung an dieser Stelle nicht oder nur geringfügig geändert werden.
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Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Gurtband insgesamt als eine einzige Schlaufe, bei der die beiden Enden des Gurtbandes in einem einzigen Nahtbereich unlösbar miteinander verbunden sind. Zum einen kann ein solcher Gurt sehr einfach hergestellt werden und zum anderen kann dadurch eine sichere und im Rahmen der bei der Nutzung angreifenden Kräfte reißfeste Ausgestaltung des Abfanggurtes erreicht werden.
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Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Gurtband um die untere Achse sowie zwischen unterer Quertraverse und oberer Quertraverse jeweils doppelt und um den Umlenkbereich vierfach geführt ist. Dadurch können signifikant höhere Kräfte aufgenommen und weitergeleitet werden, als wenn nur eine Lage um die untere Achse geführt würde. Diese Anordnung bewirkt ein Übersetzungsverhältnis in der Art eines Flaschenzuges und damit wirken an der exponiert belasteten unteren Achse am Festlager die doppelten Haltekräfte als im Verbindungsbereich zwischen Ober- und Grundrahmen.
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Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der untere Befestigungsbereich des Gurtbandes als untere Befestigungsschlaufe und der obere Befestigungsbereich des Gurtbandes als obere Befestigungsschlaufe ausgebildet sind, indem die jeweiligen Enden des Gurtbandes mit dem Gurtband in einem unteren Nahtbereich und einem oberen Nahtbereich unlösbar miteinander verbunden sind. Dadurch wird weniger Material für das Gurtband als bei der weiter oben beschriebenen Ausführungsform des Abfanggurtes als einzige Schlaufe benötigt. Allerdings müssen gegenüber dieser obigen Ausführungsform zwei Nähte erstellt werden, was mit mehr Aufwand verbunden ist.
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Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Gurtband um die untere Achse sowie zwischen unterer Quertraverse und oberer Quertraverse jeweils einfach und um den Umlenkbereich doppelt geführt ist. Dadurch wird gegenüber der weiter oben beschriebenen Ausführungsform des Abfanggurtes mit doppelter Führung um die untere Achse ein weniger langes Gurtband benötigt, da es nicht doppelt beziehungsweise vierfach in den fraglichen Bereichen geführt werden muss, sondern nur einfach beziehungsweise doppelt. Allerdings sind die dadurch möglichen Kräfte, die aufgenommen werden können geringer.
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Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Festlager in Fahrtrichtung hinten angeordnet sind. Dadurch kann ein Schwingsystem als Ausgangspunkt für die Erfindung verwendet werden, wie es in der überwiegenden Weise im Stand der Technik verwendet wird, was zu weniger Aufwand bezüglich einer sonst nötigen Neukonstruktion eines Schwingsystems führt. Wegen der Position der Gurtbefestigungspunkte an der Schnittstelle zwischen Sitzrahmen und Rücken, beziehungsweise bei gurtintegrierten Sitzen am Rücken selbst – also im rückwärtigen Bereich der Sitzstruktur –, können die dort eingeleiteten Kräfte direkt im Schwingsystem aufgenommen und weitergeleitet werden. Bei einer Anordnung der Festlager vorne hingegen, kämen weitere Komponenten in den Kraftfluss hinzu, die entsprechende Verstärkungen notwendig machen würden.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand des in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. Hierbei zeigen
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1 ein erstes Ausführungsbeispiel in isometrischer Darstellung eines erfindungsgemäßen Vertikalschwingsystems mit einlagigem Gurtband,
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2 ein Schnittmodell des ersten Ausführungsbeispiels,
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3 einen Detailschnitt des ersten Ausführungsbeispiels im Bereich des unteren Befestigungsbereichs,
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4 eine isometrische Darstellung des unteren Befestigungsbereichs des ersten Ausführungsbeispiels gemäß 3,
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5 einen Detailschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels mit zweilagigem Gurtband im Bereich des unteren Befestigungsbereichs gemäß 3
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6 eine isometrische Darstellung des unteren Befestigungsbereichs des zweiten Ausführungsbeispiels gemäß 5,
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7 eine schematische Seitenansicht der beiden Gurtvarianten der beiden Ausführungsbeispiele und
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8 eine isometrische Ansicht der beiden Gurtvarianten gemäß 7.
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In den 1 und 2 ist eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Vertikalschwingsystems 1 für einen Fahrzeugsitz aus unterschiedlichen Blickwinkeln dargestellt, wobei 2 ein Schnittmodell darstellt. Diese beiden Figuren werden im Folgenden zusammen erläutert.
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Das erfindungsgemäße Vertikalschwingsystem 1 umfasst eine aus dem Stand der Technik bekannte Scherenschwingvorrichtung, die einen oberen Führungsrahmen 3 und einen unteren Führungsrahmen 2 aufweist, zwischen denen eine Hebelanordnung mit einem Innenhebel 7 und einem mit diesem über ein Scherengelenk 16 verbundenen Außenhebel 8 angeordnet sind. Die Arbeitsweise einer solchen Hebelanordnung ist dem Fachmann bekannt. Diese Hebelanordnung weist in Fahrtrichtung vorne zwei Loslager 14 sowie in Fahrtrichtung hinten (in den 1 und 2 ist dies die rechte Seite) ein oberes Festlager 11 zwischen Außenhebel 8 und oberem Führungsrahmen 3 und ein unteres Festlager 10 zwischen Innenhebel 7 und unterem Führungsrahmen 2 auf. Das untere Festlager 10 ist so ausgebildet, dass es parallel zum Scherengelenk 16 eine körperliche untere Achse 9 aufweist. Am oberen Führungsrahmens 3 ist eine obere Quertraverse 6, an der zentral eine Befestigungsvorrichtung 4 für einen Gurtroller angeordnet ist, und am unteren Führungsrahmen 2 ist eine untere Quertraverse 5 – jeweils am in Fahrtrichtung hinteren Ende – ausgebildet.
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Das gesamte Vertikalschwingsystem 1 ist mit einer Schiebesitzführung 26 verbunden, wie dies aus dem Stand der Technik bekannt ist. Diese Schiebesitzführung 26 ist wiederum fest mit dem Fahrzeugboden verbunden.
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Zwischen oberem Führungsrahmen 3 und unterem Führungsrahmen 2 ist ein Abfanggurt angeordnet. Der erfindungsgemäße Abfanggurt des ersten Ausführungsbeispiels ist als einfaches Gurtband 1 ausgebildet. An seinem oberen Ende ist das einfache Gurtband 12 in seinem oberen Befestigungsbereich 25 fest mit der oberen Quertraverse 6 im Bereich der Befestigungsvorrichtung 4 für den Gurtroller verbunden. In seinem unteren Befestigungsbereich 24 (siehe 3) ist das einfache Gurtband 12 mit der unteren Quertraverse 5 über ein Halteelement in Form einer Haltelasche 17 verbunden, die mit der unteren Quertraverse 5 über Verschraubungen 15 fest verbunden ist. Zu der näheren Ausgestaltung des einfachen Gurtbandes 12, seiner Führung – insbesondere im Bereich der unteren Quertraverse 5 – und die Ausgestaltung der unteren Quertraverse 5 folgen Ausführungen bezüglich den 3 und 4.
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In den 3 und 4 sind Schnittdarstellungen im Bereich der unteren Quertraverse 5 aus unterschiedlichen Blickwinkeln gezeigt. Diese beiden Figuren werden im Folgenden zusammen erläutert.
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Das Vertikalschwingsystem 1 sitzt mit seinem unteren Führungsrahmen 2 in der Schiebesitzführung 26. Der Innenhebel 7 ist fest mit der unteren Achse 9 verbunden, so dass sich die untere Achse 9 bei vertikalen Schwingungen des Vertikalschwingsystems 1 im unteren Festlager 10 dreht.
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Zur Übertragung der Gurtkräfte, die über die Befestigungsvorrichtung 4 des Gurtrollers (siehe 1 und 2) in den oberen Führungsrahmen 3 eingeleitet werden, in den unteren Führungsrahmen 2 und von dort über die Schiebesitzführung 26 in den Fahrzeugboden, ist das einfache Gurtband 12 des Abfanggurts mit vorgesehen. Es ist in seinem oberen Befestigungsbereich 25 an der oberen Quertraverse 6 des oberen Führungsrahmens 3 (siehe 1) und in seinem unteren Befestigungsbereich 24 an der unteren Quertraverse 5 mittels einer Haltelasche 17 samt Verschraubungen 15 angebracht, wie dies oben schon zu den 1 und 2 beschrieben wurde.
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Für die Befestigung des einfachen Gurtbandes 12 an der Haltelasche 17 weist dieses eine untere Befestigungsschlaufe 22 auf (siehe 7 und 8), die über die Haltelasche 17 geschoben ist und letztere danach mit der unteren Quertraverse 5 verschraubt wurde. Von der Haltelasche 17 aus läuft das einfache Gurtband 12 um das untere Ende der unteren Quertraverse 5 herum, das mit einem abgerundeten Umlenkbereich 19 ausgestattet ist, so dass der Abfanggurt ohne Störkonturen – insbesondere Kanten, die zu einer Beschädigung des einfachen Gurtbandes 12 bei einer Bewegung des einfachen Gurtbandes 12 in diesem Bereich führen könnten – um die untere Quertraverse 5 herum gelenkt wird. Danach läuft er, nach Durchtritt durch einen Schlitz 28 in der unteren Quertraverse 5, um die untere Achse 9 herum und im Anschluss daran, nach nochmaligem Durchtritt durch den Schlitz 28, wieder um den Umlenkbereich 19 der unteren Quertraverse 5 zurück. Von dort läuft er über die Haltelasche 17 weiter nach oben, bis er mit seinem anderen Ende, dem oberen Befestigungsbereich 25, wie oben bereits beschrieben, mit der oberen Quertraverse 6 verbunden ist. Diese Verbindung im oberen Befestigungsbereich 25 kann dabei gleich zur Befestigung im unteren Befestigungsbereich 24 erfolgen – beispielsweise durch Ausbildung einer oberen Befestigungsschlaufe 23 (siehe 7 und 8), die über eine weitere mit der oberen Quertraverse 6 verbundene Haltelasche (nicht in den Figuren erkennbar) geschoben ist.
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Über die feste Verbindung des einfachen Gurtbandes 12 mit der unteren Quertraverse 5 können die durch den Abfanggurt vom oberen Führungsrahmen 3 geleiteten horizontalen Kräfte nach links und rechts direkt vom unteren Führungsrahmen 2 in die Schiebesitzführung 26 und somit den Fahrzeugboden abgeleitet werden.
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Die Relativbewegung der unteren Achse 9, die Bestandteil des Innenhebels 7 ist, und der Umschlingung des einfachen Gurtbandes 12 ist im Fahrbetrieb nicht kraftbeaufschlagt, so dass keine Wirkbeeinträchtigungen durch bewegungsbedingte Verschleißereignisse erfolgen.
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In den 5 und 6 ist eine gegenüber der Ausgestaltung des Abfanggurtes als einfaches Band 12 geänderte Ausführungsform des Abfanggurtes als doppeltes Gurtband 13 dargestellt. Im Folgenden wird nur auf die Unterschiede zu dem in den 3 und 4 dargestellten einfachen Gurtband 12 eingegangen. Dafür ist es zweckmäßig, vorab auf die näheren Ausgestaltungen der beiden Ausführungsformen des Gurtbandes 12, 13 anhand der 7 und 8 einzugehen.
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Das oben schon beschriebene einfache Gurtband 12 ist an seinen beiden Enden umgelegt, so dass an dem in den 7 und 8 dargestellten linken Ende eine obere Befestigungsschlaufe 23 ausgebildet wird; hierzu ist das linke Ende des einfachen Gurtbandes 12 in einem oberen Nahtbereich 21 mit dem einfachen Gurtband 12 vernäht. Am rechten Ende ist eine analoge Ausgestaltung vorhanden: Eine untere Befestigungsschlaufe 22 wird durch das Umlegen des rechten Endes und nachfolgendem Vernähen im Bereich eines unteren Nahtbereichs 20 erhalten. Im Gegensatz dazu ist das zweite Ausführungsbeispiel des Abfanggurtes in der Form eines doppelten Gurtbandes 13 ausgebildet. Hierfür sind die beiden Enden des doppelten Gurtbandes 13 zur gleichen Seite umgelegt und miteinander in einem Nahtbereich 18 verbunden. Man erhält dadurch nur eine einzige Schlaufe 27 und der obere Befestigungsbereich 25 und der untere Befestigungsbereich 24 sind in dem umgelegten Bereich ausgebildet.
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Wie in den 5 und 6 gut zu sehen ist, wird das doppelte Gurtband 13 ausgehend von seiner Befestigung in seinem unteren Befestigungsbereich 24 an der Haltelasche 17 doppellagig um den Umlenkbereich 19 der unteren Quertraverse 5 geführt. Die untere Achse 9 wird ebenfalls doppellagig umschlungen. Im weiteren Verlauf wird das doppelte Gurtband 13 wieder doppellagig um den Umlenkbereich 19, so dass es dort vierlagig ist. Im Anschluss daran, nachdem es die Haltelasche 17 nach oben passiert hat, ist es ebenfalls doppellagig. Mit seinem oberen Befestigungsbereich 25 (nicht in den 5 und 6 zu sehen) ist es im Bereich der Befestigungsvorrichtung 4 des Gurtrollers (wie für das andere Ausführungsbeispiel in 1 dargestellt) mit der oberen Quertraverse 6 verbunden. Diese Verbindung kann – Ausführungsbeispiel beschrieben – beispielsweise über eine weitere Haltelasche erfolgen, an der das doppelte Gurtband in seinem oberen Befestigungsbereich 25 eingehängt ist.
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Die Ausgestaltung des zweiten Ausführungsbeispiels mit einem doppelten Gurtband 13 hat gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel mit einfachem Gurtband 12 den Vorteil, dass aufgrund der doppelten Lage höhere Kräfte aufgenommen und weitergeleitet werden können. Außerdem muss bei der Herstellung nur in einem Bereich eine Naht gemacht werden. Allerdings gibt es auch einen Nachteil: es wird für den Abfanggurt mehr Material benötigt.
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Zusammenfassen kann gesagt werden, dass anhand der Führung und Ausgestaltung des Abfanggurtes in Verbindung mit seiner Befestigung am Vertikalschwingsystem 1 und der Ausgestaltung des Umlenkbereichs 19 der unteren Quertraverse 5 steht ein wirksames Rückhaltesystem für die festlagerseitige untere Achse der Hebelanordnung zur Verfügung. Die untere Achse 9 wirkt dabei wie eine lose Rolle in einem Flaschenzug, so dass weit höhere Kräfte aufgenommen und weitergeleitet werden können als bei konventionellen Vertikalschwingsystemen, ohne weitere Anbauteile zu benötigen. Dadurch wird auch das hochbelastete Teil der unteren Achse 9 sehr wirkungsvoll in vertikaler Richtung gehalten und horizontal wirkende Kräfte werden anteilig aufgenommen. Es wird ein Ausknüpfen aus den Festlagern 10, 11 wirkungsvoll verhindert. Der Abfanggurt wird bei der Erfindung mehrfach wirksam und genutzt. Man erhält die schon bekannte Wegbegrenzung durch den Abfanggurt im Vertikalschwingsystem 1 und erzielt gleichzeitig eine Reduzierung der Biegung an der unteren Achse 9 des Innenhebels 7. Es wird auch ein Bauteileversagen des Innenhebels 7 bei der Festlageranordnung im unteren Führungsrahmen 2 verhindert. Außerdem erzielt man mit der Erfindung auch eine Rückhaltewirkung für horizontal wirkende Kräfte im Unterschied zu aus dem Stand der Technik bekannten Abfanggurten, die die Reaktionskräfte nur vertikal weiterleiten. Durch die Erfindung wird die Kraftdurchleitung und damit die Leistungsfähigkeit bekannter Vertikalschwingsysteme deutlich verbessert; der Zusatznutzen wird ohne Einsatz weiterer Bauteile erreicht und ist somit gewichtsneutral. Ergänzend ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung einfach zu fügen und die Werte für die Vorverlagerung eines Komplettsitzes werden deutlich verringert.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vertikalschwingsystem
- 2
- unterer Führungsrahmen
- 3
- oberer Führungsrahmen
- 4
- Befestigungsvorrichtung für Gurtroller
- 5
- untere Quertraverse
- 6
- obere Quertraverse
- 7
- Innenhebel
- 8
- Außenhebel
- 9
- untere Achse
- 10
- unteres Festlager
- 11
- oberes Festlager
- 12
- Gurtband (einfach)
- 13
- Gurtband (doppelt)
- 14
- Loslager
- 15
- Verschraubung
- 16
- Scherengelenk
- 17
- Halteelement; Haltelasche
- 18
- Nahtbereich
- 19
- Umlenkbereich
- 20
- unterer Nahtbereich
- 21
- oberer Nahtbereich
- 22
- untere Befestigungsschlaufe
- 23
- obere Befestigungsschlaufe
- 24
- unterer Befestigungsbereich
- 25
- oberer Befestigungsbereich
- 26
- Schiebesitzführung
- 27
- einzige Schlaufe
- 28
- Schlitz
