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Die vorliegende Erfindung betrifft verstellbare
Sitzgestelle und Sitze mit solchen Gestellen.
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Die Erfindung betrifft im besonderen Sitzgestelle, die
zwei Rahmen umfassen, die aneinander angelenkt sind und
jeweils erster und zweiter Rahmen genannt werden, wobei der
zweite Rahmen mittels Zapfen drehbar am ersten Rahmen
angebracht ist.
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Die Erfindung findet besonders, aber nicht
ausschließlich, auf Fahrzeugsitze Anwendung, vor allem
Kraftfahrzeugsitze.
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Die meisten Fahrzeugsitze umfassen ein Gestell aus
zwei aneinander angelenkten Rahmen, und zwar einem für die
Sitzfläche des Sitzes und dem anderen für die Rückenlehne
des Sitzes.
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Außerdem besteht das Gestell der Rückenlehne des
Sitzes in manchen Fällen aus zwei aneinander angelenkten
Rahmen, wie beispielsweise in dem Dokument US-A-4 626 028
beschrieben.
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In allen Fällen müssen diese drehbaren Verbindungen
besonders widerstandsfähig sein, um den Kräften zu
widerstehen, die auf die einzelnen Teile des Sitzes ausgeübt
werden können, außerdem müssen sie eine mühelose Steuerung
der Drehbewegung des ersten Rahmens zum zweiten erlauben.
In der Regel werden hierzu Umlaufgetriebesysteme verwendet,
die relativ komplex und teuer sind.
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Ferner offenbart das Dokument US-A-3 361 474 ein
verstellbares Sitzgestell, das zwei aneinander angelenkte
Rahmen umfaßt, die jeweils erster und zweiter Rahmen genannt
werden, wobei der zweite Rahmen mittels Zapfen drehbar an
den ersten Rahmen montiert ist und das Sitzgestell
mindestens eine Einheit aus zusammengehörigen Führungs- und
Steuernuten aufweist, wobei diese Einheit mindestens eine
sogenannte Führungsnut umfaßt, die zu dem ersten Rahmen
gehört, und wenigstens eine sogenannte Steuernut, die zu
dem zweiten Rahmen gehört, wobei die zusammengehörigen
Führungs-
und Steuernuten in parallelen, benachbarten Platten
gebildet sind, wobei sich die zusammengehörigen
Führungs- und Steuernuten longitudinal in nicht parallelen Richtungen
erstrecken und das verstellbare Gestell ferner für jede
Einheit zusammengehöriger Führungs- und Steuernuten eine
Rolle aufweist, die gleichzeitig durch die
zusammengehörigen Führungs- und Steuernuten geführt wird und so eine
geneigte Position des zweiten Rahmens in bezug auf den
ersten Rahmen bewirkt, und wobei das Sitzgestell außerdem
einen Steuermechanismus umfaßt, der auf die Rolle wirkt, um
diese entlang der Führungsnut zu bewegen und auf diese
Weise die Drehung des zweiten Rahmens um die Zapfen herum
zu bewirken.
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Dieses Sitzgestell umfaßt einen Steuermechanismus, der
so vorgesehen ist, daß er kein Rückgängigmachen der
Einstellung erlaubt, wodurch die Verwendung einer gängigen und
kostengünstigen Steuervorrichtung unmöglich ist.
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Die vorliegende Erfindung hat insbesondere zum Ziel,
ein verstellbares Sitzgestell der vorstehend bezeichneten
Art vorzuschlagen, das einfach aufgebaut, leicht zu steuern
und besonders widerstandsfähig gegenüber den Kräften ist,
die auf den zweiten Rahmen ausgeübt werden können.
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Hierzu ist ein wie vorstehend definiertes
verstellbares Sitzgestell im wesentlichen dadurch gekennzeichnet,
daß es zwei Einheiten von zusammengehörigen Führungs- und
Steuernuten und zwei Rollen aufweist, die jeweils mit einer
Einheit aus zusammenghörigen Führungs- und Steuernuten
zusammenwirken und miteinander durch einen Schwingarm
verbunden sind, der seinerseits durch den Steuermechanismus
betätigt wird, wobei die Formen und die Anordnung der
Führungs- und Steuernuten so vorgesehen sind, daß unabhängig
vom Steuermechanismus eine auf den zweiten Rahmen ausgeübte
Kraft kein Gleiten der Rollen in den Nuten nach sich zieht.
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Auf diese Weise sorgen die Führungsnuten selbst und
ihre Rolle allein dafür, daß die Einstellung des
Sitzgestells nicht rückgängig gemacht werden kann, unabhängig
von dem Steuermechanismus, der somit besonders einfach sein
kann.
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Bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung wird
ferner die eine und/oder andere der folgenden Anordnungen
verwendet:
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- die zusammengehörigen Führungs- und Steuernuten
weisen jeweils eine Seite auf, die an einem gegebenen Punkt
gegen die entsprechende Rolle drückt und eine Kraft auf
diese Rolle ausübt, wenn eine Kraft auf den zweiten Rahmen
ausgeübt wird, wobei jede der Seiten im Bereich des
vorgenannten Druckpunktes eine Normale aufweist, die mit der
Kraft, die von dieser Seite auf die Rolle ausgeübt wird,
einen Winkel bildet, der kleiner als ein vorgegebener
Winkel ist, Reibunsgwinkel genannt wird und charakteristisch
für die jeweiligen Materialien der Rolle und des Rahmens
ist, zu welchem die betrachtete Nut gehört, wobei der
Reibungswinkel den Grenzwinkel bildet, oberhalb dessen die
Rolle in der besagten betrachteten Nut gleiten könnte;
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- die Rollen sind bezüglich dem Schwingarm nicht
drehbar, damit ein freies Rollen derselben in den
entsprechenden Führungs- und Steuernuten verhindert wird; wenn auf den
zweiten Rahmen eine Kraft ausgeübt wird, hat dies so, auch
wenn die Rollen dazu neigen, auf die Seite einer der Nuten
zu gleiten, auf diese Weise kein Rollen auf der Seite der
anderen Nut zur Folge; ferner erlaubt diese Anordnung die
Verwendung von Rollen, die nicht drehsymmetrisch sind;
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- die Zapfen sind mit Spiel in den Langlöchern
angebracht, die sich in einer Richtung erstrecken, die nicht
parallel zu den Führungsnuten ist;
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- zwischen dem ersten und zweiten Rahmen ist eine
Feder angebracht, die jegliches Montagespiel zwischen den
beiden Rahmen in Ruhestellung verhindern soll;
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- der erste Rahmen bildet das Gestell eines unteren
Teils der Rückenlehne eines Sitzes und der zweite Rahmen
bildet das Gestell eines oberen Teils der Rückenlehne des
Sitzes;
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- der zweite Rahmen umfaßt einen Träger bzw. eine
Halterung, an der ein Sicherheitsgurt befestigt werden
kann.
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Die vorliegende Erfindung umfaßt des weiteren einen
Sitz, der ein verstellbares Gestell wie vorstehend
definiert umfaßt, welches das Gestell seiner Rückenlehne
bildet, sowie einen Wickler für einen Sicherheitsgurt, der
an der Halterung des zweiten Rahmens befestigt ist.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus
der nachfolgenden Beschreibung einer ihrer
Ausführungsformen hervor, die beispielhaft und nicht erschöpfend gegeben
ist, mit Bezug zu den beiliegenden Zeichnungen. In den
Zeichnungen
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- ist Fig. 1 eine Perspektivansicht eines Gestells
einer Rückenlehne für einen Kraftfahrzeugsitz nach einer
Ausführungsform der Erfindung,
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- ist Fig. 2 eine vereinfachte schematische Ansicht
einer Seite des Gestells der Fig. 1, wobei sich der obere
Teil dieses Gestells in hochgeklappter Position befindet,
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- ist Fig. 2 eine schematische, explodierte Ansicht.
der Seite des Gestells, die in Fig. 2 dargestellt ist,
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- ist Fig. 4 eine Detailansicht einer der Rollen des
Gestells der Fig. 1,
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- ist Fig. 5 eine schematische Ansicht eines
Kraftfahrzeugsitzes, der das Gestell der Fig. 1 umfaßt, wobei
sich der obere Teil dieses Gestells in herabgesenkter
Posirion befindet, und
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- ist Fig. 6 eine schematische Ansicht, welche die auf
die Rolle der Fig. 4 ausgeübten Kräfte zeigt.
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In dem in den Zeichnungen dargestellten
Ausführungsbeispiel wird die Erfindung auf einen Kraftfahrzeugsitz
angewandt, der eine Rückenlehne 24 und eine Sitzfläche 25
umfaßt, die in Fig. 5 zu sehen sind.
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Fig. 1 stellt das Gestell der Rückenlehne 24 des
Sitzes dar, wobei dieses Gestell aus einem unteren Rahmen 1
besteht, an den ein oberer Rahmen 2 angelenkt ist.
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Der untere Rahmen 1 besteht aus zwei seitlichen
Flanschen 1&sub1;, 1&sub2;, die auf parallelen vertikalen Ebenen
angeordnet und mittels eines Querträgers 1&sub3; fest miteinander
verbunden sind.
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Beide seitlichen Flansche 1&sub1;, 1&sub2; können in
herkömmlicher Weise an ihrem unteren Teil an das Gestell der
Sitzfläche 25 des Sitzes montiert werden, beispielsweise
mittels Gelenken. Auf diese Weise kann man die Neigung der
ganzen Rückenlehne 24 des Sitzes einstellen.
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In dem dargestellten Beispiel hat der seitliche
Flansch 1&sub2; die Form einer Platte mit insgesamt flacher
Form, während der Flansch 1&sub1; einen verstärkten unteren Teil
16 und einen schmaleren oberen Teil 17 aufweist, der
insgesamt die Form einer flachen Platte hat.
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Der obere Teil 17 des Flansches 1&sub1; weist zwei
durchgehende Nuten 4 (s. Fig. 2 und 3) auf, sogenannte
Führungsnuten, die in dem dargestellten Beispiel gerade und
aufeinander ausgerichtet sind.
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Der obere Teil 17 des Flansches 1&sub1; schließlich weist
ein Langloch 11 (s Fig. 2 und 3) auf, das sich im
wesentlichen in einer zu der Richtung der Führungsnuten 4 nicht
parallelen und insbesondere in einer Richtung erstreckt,
die zu der Richtung der Führungsnuten quer verläuft. Das
Symmetriezentrum des Langlochs 11 ist in dem dargestellten
Beispiel fluchtrecht auf die beiden Führungsnuten 4
ausgerichtet.
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Ferner umfaßt der Flansch 1&sub2; in seinem oberen Teil
ebenfalls ein Langloch 11 (Fig. 1), das entsprechend dem
Langloch 11 des oberen Teils 17 des Flansches 1&sub1; angeordnet
ist.
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Der obere Rahmen 2 des Sitzgestells ist ein starrer
Aufbau, der eine Halterung 13 aufweist, welche die
Anbringung eines Wicklers 14 für einen Sicherheitsgurt erlaubt
(Fig. 5). Der obere Rahmen 2 weist auch zwei seitliche
Flansche 2&sub1;, 2&sub2; auf, die auf vertikalen, zueinander
parallelen und zu den Flanschen 1&sub1;, 1&sub2; des unteren Rahmens 2
parallelen Ebenen angeordnet sind.
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Der Flansch 2&sub2; weist eine (nicht dargestellte)
zylindrische Bohrung auf, und durch diese zylindrische Bohrung
sowie durch das Langloch 11 des Flansches 1&sub2; ist eine
Schwenkachse 3 geführt.
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Andererseits weist der Flansch 21 des oberen Rahmens 2
zwei vertikale und parallele flache Platten 19 auf, die
beidseits des oberen Teils 17 des Flansches 11 als
Abdekkung angeordnet sind. Jede dieser beiden Platten 19 weist
eine zylindrische Bohrung 18 auf, die entsprechend der
zylindrischen Bohrung des Flansches 2&sub1; angeordnet ist,
wobei durch diese beiden zylindrischen Bohrungen 18 eine
Schwenkachse 3 geführt ist, die auch durch das Langloch 11
des oberen Teils 17 des Flansches 1&sub1; geführt ist.
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Beide Platten 19 umfassen zwei durchgehende Nuten 5,
sogenannte Steuernuten, die sich im allgemeinen der Länge
nach nicht parallel zu den Führungsnuten 4 erstrecken und
in dem dargestellten Beispiel eine gekrümmte Form haben,
deren Krümmungszentrum zum hinteren Bereich der Rückenlehne
des Sitzes angeordnet ist. Genauer gesagt, haben in dem
dargestellten Beispiel die Steuernuten 5 jeweils die Form.
eines Kreisbogens.
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In jedem Fall dürfen die Nuten 5 keine Form eines
Kreisbogens haben, der auf die Schwenkachse 3 zentriert
ist.
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Jede Steuernut 5 einer der Platten 19 ist in
Übereinstimmung mit der Steuernut der anderen Platte 19
angeordnet. Ferner gehört zu jedem Paar entsprechender Steuernuten
eine Führungsnut 4, die, in Projektion auf eine zu den
Platten 17 und 19 parallele Ebene gesehen, die Projektion
der beiden Steuernuten 5 auf der gleichen Ebene in einem
Punkt schneidet.
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Wie man insbesondere in Fig. 2 und 3 sieht, ist durch
jede Führungsnut 4 eine Rolle 6 geführt, die ferner durch
zwei Steuernuten 5 geführt ist, die jeweils zu einer Platte
19 des Flansches 2&sub1; gehören.
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Eine dieser Rollen ist im Detail in Fig. 4
dargestellt. Bei der in dieser Figur dargestellten
ren Ausführungsform weist die Rolle 6 zwei einander
gegenüberliegende, gebogene Seiten 6&sub1; auf, die dazu bestimmt
sind, mit den Seiten der Nuten 4 und 5 zusammenzuwirken.
Des weiteren erstreckt sich die Rolle 6 axial zwischen zwei
Enden, die jeweils einen hervorspringenden Kopf 6&sub2;
aufweisen, der nicht drehsymmetrisch ist, wobei dieser Kopf 6&sub2;
eine gewindete Axialbohrung 6&sub3; aufweist.
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Wie insbesondere in Fig. 3 dargestellt, sind die
beiden Rollen 6 miteinander über zwei Schwingarme 10
verbunden, die auf jeder Seite der Platten 19 angeordnet sind.
Jeder Schwingarm 10 weist zwei Aussparungen 10&sub1; auf, die
eine zu den Köpfen 62 der Rollen komplementäre Form
aufweisen, in der Weise, daß die Köpfe 62 der Rollen ohne Spiel
in die Aussparungen 101 gesteckt werden. Auf diese Weise
können sich die Rollen 6 bezüglich der Schwingarme 10 nicht
mehr drehen, so daß sie sich in den Nuten 4, 5 nur gleitend
bewegen. Ferner werden die Schwingarme 10 an den Rollen 6
durch Ringe 20 gehalten, die ihrerseits von Schrauben 21
gehalten werden, die in die gewindeten Bohrungen 63 der
Rollen geschraubt sind.
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Einer der Schwingarme 10, beispielsweise derjenige,
der zur Außenseite des Sitzes hin angeordnet ist, ist über
einen Zapfen 22 mit einer Steuerstange 9 verbunden, wobei
diese Steuerstange 9 fest mit einer Zahnstange 8 verbunden
ist, die in ein Ritzel 7 eingreift, dessen Achse in einer
Bohrung 23 des Flansches 1&sub1; montiert ist. Das Ritzel 7 kann
direkt oder indirekt mittels eines für einen Benutzer des
Sitzes zugänglichen Rädchens oder mittels eines
Elektromotors gesteuert werden.
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Schließlich ist eine Feder 12 unter Spannung zwischen
den Flanschen 1&sub1; und 2&sub1; in der Weise montiert, daß sie in
Ruhestellung das Montagespiel behebt, das zwischen den
Flanschen existieren kann, um Vibrationen zwischen diesen
beiden Teilen während der Fahrt des Fahrzeugs zu
verhindern.
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Die vorstehend beschriebene Vorrichtung funktioniert
wie folgt. Wenn sich die beiden Rollen 6 jeweils an den
oberen Enden der beiden Führungsnuten 4 befinden, wie in
Fig. 2 dargestellt, befindet sich der obere Rahmen 2 in
einer hochgeklappten Position, d.h., daß er mit dem unteren
Rahmen 1 einen Winkel von unter 180º bildet. Wenn man die
Rollen 6 mittels des Ritzels 7, der Zahnstange 8, der
Steuerstange 9 und der Schwingarme 10 in den Führungsnuten
4 nach unten bewegt, bewirken die Rollen 6 eine
Drehbewegung des oberen Rahmens 2 um die Zapfen 3, wobei diese
Bewegung durch das Einwirken der Rollen 6 auf die
Steuernuten 5 entsteht.
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Während dieser Bewegung schwenkt der obere Rahmen 2
bis in die in Fig. 5 dargestellte Position nach hinten, in
welcher sich die Rollen 6 am untern Ende der Führungsnuten
4 befinden, und in welcher der obere Rahmen 2 mit dem unte
ren Rahmen 1 einen Winkel bildet, der im wesentlichen
gleich 180º ist. Während dieser Bewegung bewegen sich die
auf jeder Seite des Sitzes gelegenen Zapfen 3 etwas in den
Langlöchern 11 der Flansche 1&sub1;, 1&sub2;.
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Damit die auf den oberen Rahmen 2 ausgeübten Kräfte,
insbesondere die Auflagekräfte des Benutzers oder die durch
den an der Halterung 13 durch den Wickler 14 befestigten
Sicherheitsgurt entstehenden Zugkräfte, kein Verstellen des
Sitzes und/oder eine Beeinträchtigung des
Verstellmechanismus bewirken, ist es wünschenswert, das Ganze so
vorzusehen, daß eine auf den oberen Rahmen 2 ausgeübte Kraft kein
Gleiten der Rollen 6 in ihren Nuten bewirkt. Im folgenden
wird erklärt, wie dieses Ergebnis erreicht wird.
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Wie in Fig. 6 dargestellt ist, äußert sich, wenn auf
den oberen Rahmen 2 Druck ausgeübt wird, dieser Druck in
einer Kraft F, die auf jede Rolle 6 von einer Seite 5&sub1; der
beiden Steuernuten 5 ausgeübt wird, in denen diese Rolle
eingeführt ist (jede Platte 19 übt auf diese Rolle 6 eine
Kraft F/2) aus. Diese Kraft F wird auf den Kontaktpunkt
zwischen der Seite 5&sub1; und der Rolle 6 ausgeübt. Die Kraft F
bildet einen Winkel α mit der Normalen N&sub1;, welche die Seite
und der Krümmungsradius der Rolle 6 gemeinsam haben, und
zwar in Höhe des Kontaktpunkts zwischen dieser Seite 5&sub1; und
der Rolle 6.
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Andererseits wird auf die Rolle 6 eine Reaktionskraft
R von einer Seite 15&sub1; der Führungsnut 4 ausgeübt, die zu den
beiden vorstehend genannten Steuernuten 5 gehört. Diese
Kraft R wird an dem Kontaktpunkt zwischen der Seite 4&sub1; und
der Rolle 6 ausgeübt, hat den gleichen Wert wie die Kraft
F, ist in die gleiche Richtung und in eine zu der Kraft F
entgegengesetzten Richtung gerichtet und bildet einen
Winkel β mit der Normalen N&sub2;, welche die Seite 4&sub1; und der
Krümmungsradius der Rolle 6 gemeinsam haben, und zwar in
Höhe des Kontaktpunkts zwischen dieser Seite 4&sub1; und der
Rolle 6.
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Damit sich ein auf den oberen Rahmen 2 ausgeübter
Druck nicht in einem ungewollten Gleiten der Rollen 6 in
den Nuten äußert, muß der Winkel α kleiner sein als der
Reibungswinkel αo zwischen der Rolle 6 und der Seite der
Steuernuten 5 und der Winkel β kleiner als der
Reibungswinkel βo zwischen der Rolle 6 und der Seite der
Führungsnut 4.
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Diese Winkel αo und βo sind charakteristisch für die
jeweiligen Materialien des unteren 1 und des oberen Rahmens
2 und der Rolle 6. Wenn die Rahmen 1 und 2 aus dem gleichen
Material bestehen, sind die Winkel αo und βo gleich.
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Damit sich der Sitz im Falle hoher auf den oberen
Rahmen 2 wirkender Kräfte nicht verstellen kann, sind
Anordnung und Krümmung der Steuernuten 5 infolgedessen so
gewählt, daß die Winkel α und β auf dem ganzen Weg der
Rollen 6 jeweils kleiner sind als αo und βo.
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Die Erfindung ist nicht auf das besondere, vorstehend
beschriebene Beispiel beschränkt. Sie deckt im Gegenteil
alle Varianten ab (vorausgesetzt, man verläßt den Rahmen,
der in den Ansprüchen abgesteckt wurde, nicht),
insbesondere die Varianten, bei denen:
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- der Flansch 2&sub1; eine einzige Platte 19 und der
Flansch li zwei Platten 17 aufweist, die in Abdeckung um
die einzige Platte 19 herum angeordnet sind,
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- der Flansch 2&sub1; eine einzige Platte 19 aufweist, die
auf einer Seite der Platte 17 vorstehend montiert ist,
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- die Führungsnuten 4 gekrümmt sind, während die
Steuernuten gerade sind,
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- die Führungsnuten 4 und die Steuernuten 5 sämtlich
gekrümmt sind,
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- der untere Rahmen 1 die zylindrischen Bohrungen 18
und der obere Rahmen 2 die Langlöcher 11 umfaßt,
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- das Ritzel 7 und die Zahnstange 8 durch eine
Schraubenwinde oder eine beliebige andere Steuervorrichtung
ersetzt sind,
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- die Rahmen 1 und 2 nicht mehr das Gestell der
Rükkenlehne eines Sitzes, sondern das Gestell der Sitzfläche
eines Sitzes bilden.