DE10022984A1 - Rückenlehne für einen Kraftfahrzeugsitz - Google Patents
Rückenlehne für einen KraftfahrzeugsitzInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Rückenlehne für einen Kraftfahrzeugsitz, wobei die Rückenlehne einen Grundkörper umfasst, der über wenigstens einen Befestigungspunkt im Wesentlichen starr mit einer Kraftfahrzeugkarosserie verbindbar ist. DOLLAR A Es ist vorgesehen, dass der Grundkörper (10) aus einem im Wesentlichen flächigen Element (12) besteht, das wenigstens eine Versteifungsstruktur (28) umfasst.
Description
Die Erfindung betrifft eine Rückenlehne für einen Kraftfahrzeugsitz mit den im Oberbegriff
des Anspruchs 1 genannten Merkmalen.
Rückenlehnen der gattungsgemäßen Art sind bekannt. Die angesprochenen Rückenlehnen
werden insbesondere als Rückenlehnen für sogenannte Rücksitzbänke eingesetzt. Diese
umfassen ein Sitzelement und eine Rückenlehne. Die Rückenlehne ist je nach konkreter
konstruktiver Gestaltung geteilt ausgebildet und zur Vergrößerung eines Laderaumes des
Kraftfahrzeuges umklappbar angeordnet. Bekannt ist hier eine 1/3-zu-2/3-Teilung der
Rückenlehne. In Betriebsposition der Rückenlehne ist diese über wenigstens einen
Befestigungspunkt im Wesentlichen starr mit einer Kraftfahrzeugkarosserie verbunden.
Hierzu sind lösbare Rastverbindungen, Schnappverbindungen oder dergleichen bekannt.
Zur Gewährleistung einer Fahrzeuginsassensicherheit müssen die Rückenlehnen eine
Mindeststeifigkeit aufweisen. Insbesondere bei Frontalaufprall des Kraftfahrzeuges wirken
auf die Rückenlehne erhebliche, in Fahrtrichtung gerichtete Kräfte. Vor allem, wenn in die
Rückenlehne integrierte Sicherheitsgurte vorgesehen sind, greifen an der
Rückenlehneoberkante erhebliche Gurtkräfte an. Um eine Insassensicherheit zu
gewährleisten, darf die Rückenlehne nach geltenden Vorschriften nur bis zu einem
bestimmten Betrag, der zwischen 300 und 400 mm liegt, in Fahrtrichtung deformiert werden.
Dies ist zur Aufrechterhaltung eines sogenannten Überlebensraumes für die
Fahrzeuginsassen notwendig.
Um die notwendige Festigkeit der Rückenlehnen zu erreichen, ist bekannt, einen als Träger
dienenden Grundkörper der Rückenlehne aus einem verstärkten Stahlblech zu fertigen.
Hierbei ist nachteilig, dass dieser Grundkörper ein relativ hohes Gewicht besitzt, das den
Bemühungen, insbesondere eine Einsparung an Kraftstoff durch eine Gewichtsreduzierung
des Kraftfahrzeuges zu erzielen, entgegensteht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rückenlehne der gattungsgemäßen Art zu
schaffen, die eine hohe Festigkeit und ein geringes Gewicht aufweist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Rückenlehne mit den im Anspruch 1
genannten Merkmalen gelöst. Dadurch, dass der Grundkörper aus einem im Wesentlichen
flächigen Element, insbesondere aus einem hochfesten Material mit einer
Dehngrenze Rp0.2 von zirka 1100 N/mm2, beispielsweise BTR 165 oder Docol 1200,
besteht, das wenigstens eine Versteifungsstruktur aus einem hochfesten Material mit einer
Dehngrenze Rp0.2 von zirka 1100 N/mm2 umfasst, lässt sich ein Grundkörper (Träger) für
einen Rückensitz bereitstellen, der eine extrem hohe Festigkeit besitzt und sich durch ein
geringes Gewicht auszeichnet.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die wenigstens eine
Versteifungsstruktur im Wesentlichen kreuzförmig verlaufende, stegförmige Elemente
umfasst, die mit dem flächigen Grundelement gefügt sind. Hierdurch wird in besonders
einfacher Weise eine hohe Festigkeit des Grundkörpers erhalten, wobei bevorzugterweise
die kreuzförmig angeordneten stegförmigen Elemente so verlaufen, dass deren Enden im
Bereich von mechanisch hoch beanspruchbaren Bereichen des flächenförmigen
Grundelementes enden. Hierdurch wird ein unter dem Gesichtspunkt einer notwendigen
Festigkeit und der Gewichtsreduzierung optimaler Aufbau des Grundkörpers der
Rückenlehne möglich. Insbesondere, wenn eine Materialstärke der stegförmigen
Verstärkungselemente bereichsweise unterschiedlich gewählt ist, kann die notwendige
Festigkeit mit einer maximalen Gewichtsreduzierung verknüpft werden.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den
Unteransprüchen genannten Merkmalen.
Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel anhand der zugehörigen
Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf einen Grundkörper einer Rückenlehne und
Fig. 2 und 3 schematische Perspektivansichten der Rückenlehne bei unterschiedlichen
Lastfällen.
Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf einen insgesamt mit 10 bezeichneten Grundkörper einer
Rückenlehne eines Kraftfahrzeuges. Der in Fig. 1 gezeigte Grundkörper 10 ist der 2/3-Teil
eine Rücksitzlehne. Es ist klar, dass sich der Aufbau des Grundkörpers 10 selbstverständlich
auch auf einen 1/3-Teil beziehungsweise auf eine komplette Rücksitzlehne in vollkommen
analoger Form übertragen lässt.
Der Grundkörper 10 umfasst ein im Wesentlichen flächiges Element 12, dessen
Außenkontur 14 den konstruktiven Gegebenheiten im Kraftfahrzeug angepasst ist. Das
flächige Element 12 dient als Trägerelement für ein - hier lediglich schematisch
angedeutetes - Trägerblech 16, das Aufnahmen 18 für Kopfstützen ausbildet. Ferner trägt
das Trägerblech 16 eine Aufnahme 20 für einen in die Rückenlehne integrierten
Sicherheitsgurt. Gemäß der Darstellung in Fig. 1 ist eine Aufnahme 20 für einen
Sicherheitsgurt für einen in einer Mittenposition der Rücksitzbank sitzenden
Fahrzeuginsassen angedeutet. Selbstverständlich kann nach einem weiteren
Ausführungsbeispiel vorgesehen sein, dass auch für die außen sitzenden Fahrzeuginsassen
Aufnahmen 20 für entsprechende Sicherheitsgurte vorgesehen sind.
Das Element 12 trägt ferner einen Befestigungspunkt 22 des Grundkörpers 10 an einer nicht
dargestellten Kraftfahrzeugkarosserie. Mittels des Befestigungspunktes 22 ist beispielsweise
eine lösbare Verbindung (Rastverbindung, Schnappverbindung oder dergleichen) des
Grundkörpers 10 mit der Kraftfahrzeugkarosserie möglich. Ferner sind Anlenkpunkte 24
beziehungsweise 26 vorgesehen, über die eine schwenkbare Lagerung des Grundkörpers
10 an der Kraftfahrzeugkarosserie erfolgt. Über diese schwenkbare Lagerung um eine - hier
in der Papierebene verlaufende - Schwenkachse ist ein Umklappen der Rückenlehne zur
Vergrößerung des Laderaumes in an sich bekannter Weise möglich.
Auf der in Fig. 1 sichtbaren Fläche des Grundkörpers 10 ist eine mit insgesamt 28
bezeichnete Versteifungsstruktur angeordnet. Die Versteifungsstruktur 28 ist hierbei auf der
dem Kraftfahrzeuginnenraum zugewandten Seite des Grundkörpers 10 angeordnet. Bei
einer kompletten Rückenlehne ist die Versteifungsstruktur 28 und die übrigen
Funktionselemente, wie Trägerblech 16, Aufnahme 20, Befestigungspunkt 22, Anlenkpunkte
24, 26, durch eine Polsterung abgedeckt und somit nicht sichtbar.
Die Versteifungsstruktur 28 besteht aus im Wesentlichen kreuzförmig angeordneten
Elementen. Hierbei ist ein erstes Element 30 diagonal zwischen dem Befestigungspunkt 22
und dem Anlenkpunkt 26 angeordnet. Die Enden des Elementes 30 gehen somit quasi in
den Befestigungspunkt 22 beziehungsweise in den Anlenkpunkt 26 über. Ein weiteres
Element 32 verbindet den Anlenkpunkt 24 mit dem Element 30. Ferner ist ein Element 34
vorgesehen, dass in diagonaler Verlängerung des Elementes 32 angeordnet ist und das
Element 30 mit einem weiteren Element 36 verbindet. Das Element 36 greift am Trägerblech
16 an. Der Angriffspunkt des Elementes 36 am Trägerblech 16 liegt zwischen zwei
Aufnahmen 18 für eine Kopfstütze. Schließlich ist noch ein Element 38 vorgesehen, das das
Element 30 mit dem Trägerblech 16 verbindet, wobei das Element 38 wiederum zwischen
zwei Aufnahmen 18 für eine Kopfstütze am Trägerblech 16 angreift.
Das flächige Element 12 ist von einem Rahmen 40 umgriffen, der die Ränder des Elementes
12 aufnimmt. Der Rahmen 40 besteht beispielsweise aus einem Stahlblech mit einer Dicke
von 0,7 mm. Dieser Rahmen 40 dient lediglich der Positionierung des Elementes 12.
Die Elemente 30, 32, 34, 36 und 38 sind, wie anhand von Fig. 2 und Fig. 3 deutlicher
wird, als - im Querschnitt betrachtet - U-förmige Profile ausgebildet. Die Elemente besitzen
also somit jeweils eine parallel zum Flächenelement 12 verlaufende Grundseite, die über
zwei, senkrecht zum Flächenelement 12 verlaufende Schenkel mit dem Element 12
verbunden sind. Eine Fügeverbindung zwischen den einzelnen Elementen der
Versteifungsstruktur 28 und dem Flächenelement 12 kann beispielsweise durch Kleben,
durch thermische Einwirkung oder auf andere geeignete Weise erfolgen.
Das flächige Element 12 besteht aus einem hochfesten Kunststoffmaterial mit einer
Dehngrenze Rp0.2 von zirka 1100 N/mm2 mit einer Materialstärke von 1 mm. Die Elemente
30 und 32 bestehen ebenfalls aus dem hochfesten Material mit einer Materialstärke von 2,75 mm,
das Element 34 aus dem hochfesten Material mit einer Materialstärke von 2 mm und
die Elemente 36 und 38 aus dem hochfesten Material mit einer Materialstärke von 1 mm.
Durch die Anordnung der Versteifungsstruktur 28 wird erreicht, dass die kritischen
Lastaufnahmepunkte des Grundkörpers 10 ein ausreichendes Verharrungsvermögen
hinsichtlich einer Vorverlagerung in den Kraftfahrzeuginnenraum hinein bei Angreifen von
Zugkräften besitzen. Dies wird anhand der Fig. 2 und 3, die jeweils schematische
Perspektivansichten des Grundkörpers 10 zum einen in seiner Betriebsposition und zum
anderen in einer Belastungssituation 10' zeigen, näher erläutert.
Fig. 2 verdeutlicht den sogenannten kritischsten Lastfall, bei dem an der Lehnenoberkante
42 hier mit F1 und F2 bezeichnete Kräfte in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges angreifen.
Ferner greift eine Kraft F3 an, deren Vektor im Lehnenschwerpunkt beginnt. Auftreten
können die Kräfte F1, F2 und F3 beispielsweise bei einem auf der Rücksitzbank befestigten
Kindersitz, der an der Lehnenoberkante 42 verankert ist. Die erfindungsgemäß vorgesehene
Leichtbaukonstruktion, wie diese anhand von Fig. 1 erläutert ist, gewährleistet, dass ein
Verlagerungsweg a der Lehnenoberkante 42 bei einer angreifenden Zugkraft von F1 und F2
von jeweils 4,1 kN und einer Zugkraft F3, die einem 20-fachen Lehnengewicht entspricht,
≦ 300 mm beträgt.
Fig. 3 verdeutlicht den Lastfall, dass auf der Rücksitzbank ein Fahrzeuginsasse sitzt und
über einen Gurt, der in die Aufnahme 20 eingreift, angegurtet ist. Im Falle eines Unfalles
wirkt eine Kraft F4 am Gurtumlenkpunkt im Bereich der Lehnenoberkante 42. Diese Kraft F4
wird beispielsweise mit 16,2 kN angenommen. Ferner wirkt wiederum die Kraft F3, die dem
20-fachen Lehnengewicht entspricht und im Lehnenschwerpunkt angreift. Durch die
erfindungsgemäße Ausgestaltung des Grundkörpers 10 ergibt sich bei den angreifenden
Kräften F4 und F3 ein Verlagerungsweg b der Lehnenoberkante 42 in Fahrtrichtung, also in
den Fahrgastinnenraum hinein, ≦ 390 mm.
Die Darstellungen in den Fig. 2 und 3 sollen verdeutlichen, dass trotz der gefundenen
gewichtssparenden Bauweise des Grundkörpers 10 bei angenommenen kritischen Lastfällen
eine erforderliche Steifigkeit des Grundkörpers 10 gewährleistet bleibt, so dass ein maximal
möglicher Fahrzeuginsassenschutz gewährleistet ist.
10
Grundkörper
10
' Grundkörper (in Belastungssituation)
12
flächiges Element
14
Außenkontur
16
Trägerblech
18
Aufnahme (für Kopfstütze)
20
Aufnahme (für Sicherheitsgurt)
22
Befestigungspunkt
24
Anlenkpunkt
26
Anlenkpunkt
28
Versteifungsstruktur
30
Element
32
Element
34
Element
36
Element
38
Element
40
Rahmen
42
Lehnenoberkante
a Verlagerungsweg
b Verlagerungsweg
F1
a Verlagerungsweg
b Verlagerungsweg
F1
Kraft
F2
F2
Kraft
F3
F3
Kraft
F4
F4
Kraft
Claims (6)
1. Rückenlehne für einen Kraftfahrzeugsitz, wobei die Rückenlehne einen Grundkörper
umfasst, der über wenigstens einen Befestigungspunkt im Wesentlichen starr mit einer
Kraftfahrzeugkarosserie verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der
Grundkörper (10) aus einem im Wesentlichen flächigen Element (12) besteht, das
wenigstens eine Versteifungsstruktur (28) umfasst.
2. Rückenlehne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Element (12) und
die wenigstens eine Versteifungsstruktur (28) aus hochfestem Material mit einer
Dehngrenze Rp.02 von zirka 1100 N/mm2 besteht.
3. Rückenlehne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die Versteifungsstruktur (28) im Wesentlichen kreuzförmig verlaufende,
stegförmige Elemente (30, 32, 34, 36, 38) umfasst.
4. Rückenlehne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die Elemente (30, 32, 34, 36, 38) von - im Querschnitt betrachtet - U-förmigen
Profilen gebildet sind.
5. Rückenlehne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die Elemente (30, 32, 34, 36, 38) im Bereich von mechanisch hoch belastbaren
Bereichen (16, 20, 22, 24, 26) enden.
6. Rückenlehne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass eine Materialstärke der Elemente (30, 32, 34, 36, 38) bereichsweise
unterschiedlich gewählt ist.
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