DE10039510A1

DE10039510A1 - Sitzschienenpaar für einen Fahrzeugsitz

Info

Publication number: DE10039510A1
Application number: DE2000139510
Authority: DE
Inventors: Bernd Angermann; Klaus Dick; Siegfried Peters; Hilmar Wahlen
Original assignee: Keiper GmbH and Co
Current assignee: Johnson Controls Components GmbH and Co KG
Priority date: 2000-08-12
Filing date: 2000-08-12
Publication date: 2002-02-28
Anticipated expiration: 2020-08-13
Also published as: DE10039510B4

Abstract

Bei einem Sitzschienenpaar für einen Fahrzeugsitz, insbesondere für einen Kraftfahrzeugsitz, mit einer Unterschiene (3), einer relativ zur Unterschiene (3) in Schienenlängsrichtung verschiebbar geführten Oberschiene (4), welche sich mit ihren Profilen gegenseitig hintergreifen, Kugeln (40), welche zwischen der Unterschiene (3) und der Oberschiene (4) in einem Zusammenwirkungsbereich (13, 15, 17, 28, 30, 32) angeordnet sind, und einer Verriegelungsvorrichtung (52) zum Verriegeln von Unterschiene (3) und Oberschiene (4), wobei sowohl das Profil der Unterschiene (3) als auch das Profil der Oberschiene (4) wenigstens in dem Zusammenwirkungsbereich (13, 15, 17, 28, 30, 32) symmetrisch zu einer Ebene sind, welche durch die Schienenlängsrichtung und die Vertikale definiert ist, durchdringen in einem verriegelten Zustand wenigstens zwei Sperrzähne (60) der Verriegelungsvorrichtung (52) je einen seitlichen Wandbereich (19, 26) der Unterschiene (3) und der Oberschiene (4).

Description

Die Erfindung betrifft ein Sitzschienenpaar für einen Fahrzeugsitz, insbesondere für einen Kraftfahrzeugsitz, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruches 1.

Aus der EP 0 856 429 A1 ist ein Sitzschienenpaar dieser Art bekannt, bei dem vier Kugeln zwischen einer Unterschiene und einer Oberschiene vorgesehen sind. Je zwei Kugeln liegen auf beiden Seiten eines schräg geneigten Endabschnitts der Un terschiene an, welcher als Kugellaufbahn in seiner Form den Kugeln angepaßt ist. Die Oberschiene umschließt die Kugeln auf der jeweils anderen Seite mit Abschnit ten unterschiedlicher Neigung als Kugellaufbahnen. Die Verriegelung der beiden Sitzschienen erfolgt durch einen außermittig eingeführten Riegel. Bei ungleichmä ßigen Belastungen besteht die Gefahr, daß die Kugeln ihre Laufbahnen verlassen und benachbarte Bereiche der Schienenprofile brinellieren, d. h. aufgrund der hohen Drücke das Material lokal plastisch verformen und Marken in Form von Kalotten oder raupenähnlichen Vertiefungen hinterlassen, welche sich beim Einstellen der Sitzschienen in Form von unerwünschten Kraftschwankungen und Beschleunigun gen bemerkbar machen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Sitzschienenpaar der eingangs ge nannten Art zu verbessern. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Sitzschienenpaar mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Ein Fahrzeugsitz mit einem erfindungsgemäßen Sitzschienenpaar ist Gegenstand des Anspruches 11. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Das Zusammenwirken einer Verriegelung mit inneren, seitlichen Wandbereichen läßt alle Möglichkeiten der Bodenbefestigung für die Unterschiene zu. Eine symme trische Ausbildung verhindert eine ungleichmäßige Belastung und Abnutzung. Die Symmetrie ist so zu verstehen, daß sie sich auf eine zweidimensionale Projektion bezieht, so daß beispielsweise Verriegelungs- oder Lagerelemente in Schienen längsrichtung versetzt vorgesehen sein können. Vorzugsweise sind die Sperrzähne mit einer Schwenkbewegung aushebbar, welche auf einfache Weise konstruktiv zu verwirklichen ist. Vorzugsweise durch gleichzeitiges Aufspreizen zweier Schwen kriegel erfolgt eine einfache, symmetrische Entriegelung. Die vorzugsweise innen liegende Anordnung ist vor Verschmutzung und Beschädigung geschützt. Eine Herstellung aus einfachen Stanzteilen reduziert die Herstellungskosten. Die Anzahl der Sperrzähne ist auf die geforderte Belastung abstimmbar.

Die zweifach symmetrische Ausbildung der Schienenprofile sorgt dafür, daß die Oberschiene relativ zur Unterschiene zentriert wird, und zwar auch im Lastfall. Dies verhindert ungleichmäßige Beanspruchungen und Abnutzungen der Sitzschienen. Die Symmetrie der Profile ist so zu verstehen, daß sie sich auf eine zweidimensiona le Projektion bezieht, so daß beispielsweise Befestigungs- oder Verriegelungsöff nung in den Sitzschienen in Schienenlängsrichtung versetzt vorgesehen sein können. Die mit den Kugeln zusammenwirkenden Kugellaufbahnen sind vorzugsweise ge neigt, um eine nach innen wirkende Kraft zu erzeugen. Vorzugsweise sind ferner die Kugeln in einem möglichst steifen Bereich des Oberschienenprofils positioniert, um eine durch Elastizitäten ausgelöste, mögliche Querbewegung der Kugeln relativ zum Schienenprofil zu minimieren, so daß die Kugeln in den Kugellaufbahnen bleiben. Die Kugellaufbahnen können vorverfestigt sein, um ein Brinellieren, d. h. die Ausbildung von Druckmarken im Material, zu vermeiden. Unterschiedliche Radien sor gen für Punktberührungen.

Ein mit zwei erfindungsgemäßen Sitzschienenpaaren ausgestatteter Fahrzeugsitz wird vorzugsweise in einem Kraftfahrzeug eingesetzt, und zwar in der Regel als Vordersitz. Das als Längseinsteller dienende Sitzschienenpaar wird vorzugsweise so angebracht, daß die Unterschiene die fahrzeugstrukturfeste Führungsschiene und die Oberschiene die sitzstrukturfeste Gleitschiene bildet. Die Funktionen der beiden Sitzschienen kann aber auch genau umgekehrt sein.

Im folgenden ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausfüh rungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 einen Querschnitt durch das Ausführungsbeispiel entlang der Linie I-I in Fig. 2,

Fig. 2 eine schematische Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Fahrzeugsitzes,

Fig. 3 einen Fig. 1 entsprechenden Schnitt durch das Ausführungsbeispiel im ver riegelten Zustand,

Fig. 4 einen Fig. 3 entsprechenden Schnitt durch das Ausführungsbeispiel im ent riegelten Zustand,

Fig. 5 eine Draufsicht auf die beiden Schwenkriegel, und

Fig. 6 eine Seitenansicht eines Schwenkriegels.

Ein Fahrzeugsitz 1 für ein Kraftfahrzeug weist zur Längseinstellung auf seinen bei den in Fahrtrichtung links und rechts gelegenen Seiten je ein Sitzschienenpaar auf, jeweils bestehend aus einer fahrzeugstrukturfesten Unterschiene 3 als Führungs schiene und einer sitzstrukturfesten Oberschiene 4 als Gleitschiene. Die Unterschie nen 3 und Oberschienen 4 sind auf beiden Seiten des Fahrzeugsitzes 1 gleich aufge baut, so daß im folgenden der Einfachheit halber nur die Sitzschienen auf einer Seite beschrieben sind.

Die Unterschiene 3 weist ein näherungsweise rechteckförmiges Profil mit abgerun deten Ecken auf, welches nach oben teilweise geöffnet ist, so daß sich eine Art U- Form ergibt, wobei die Unterschiene 3 in sich spiegelsymmetrisch zu einer vertika len Ebene ist, welche in Längsrichtung der Unterschiene 3 ausgerichtet ist. Im ein zelnen verläuft die aus Stahlblech gebildete Wand der Unterschiene 3 von einem horizontalen Bodenabschnitt 11 aus jeweils nach außen, ist unter Ausbildung einer unteren, äußeren Kugellaufbahn 13 nach oben gebogen, verläuft dann mit einem vertikalen, äußeren Seitenabschnitt 15 nach oben, ist unter Ausbildung einer oberen, äußeren Kugellaufbahn 17 nach innen gebogen, verläuft nach einem kurzen horizon talen Abschnitt in einem vertikalen, inneren Seitenabschnitt 19 nach unten und en det schließlich in einem zum äußeren Seitenabschnitt 15 im rechten Winkel hinge bogenen Endabschnitt 21.

Die Oberschiene 4 weist ein näherungsweise U-förmiges, nach unten geöffnetes Profil mit nach außen gewölbten Rändern auf. Die Oberschiene 4 ist, zumindest in ihrem zum Zusammenwirken mit der Unterschiene 3 bestimmten Bereich, ebenfalls in sich spiegelsymmetrisch zu der gleichen vertikalen Ebene ausgebildet. Im einzel nen verläuft die ebenfalls aus Stahlblech gebildete Wand der Oberschiene 4 von einem horizontalen Mittelbereich 24 jeweils nach außen, verläuft nach einer Bie gung mit einem vertikalen, inneren Seitenbereich 26 nach unten, dann nach einer weiteren Biegung in einem unterer Neigungsbereich 28 schräg nach außen und oben, ist nach oben gebogen, verläuft mit einem vertikalen, äußeren Seitenbereich 30 nach oben, ist nach innen gebogen, verläuft mit einem oberen Neigungsbereich 32 schräg nach innen und oben und endet schließlich mit einem leicht weiter nach oben gebogenen Endbereich 34. Der äußere Teil des unteren Neigungsbereichs 28 im Bereich des Übergangs zum äußeren Seitenbereich 30 bildet eine untere, innere Kugellaufbahn 36, während der entsprechende Teil des oberen Neigungsbereichs 32 eine obere, innere Kugellaufbahn 38 bildet.

Die Unterschiene 3 und die Oberschiene 4 sind so ineinander geschoben, daß sie einander hintergreifen, d. h. der Endabschnitt 21 ist zwischen dem unteren Nei gungsbereich 28 und dem oberen Neigungsbereich 32 angeordnet, während der äu ßere Seitenbereich 30 zwischen dem äußeren Seitenabschnitt 15 und der Stirnseite des Endabschnitts 21 und der Endbereich 34 zwischen dem Endabschnitt 21 und etwa der oberen, äußeren Kugellaufbahn 17 angeordnet ist. Zwischen der oberen, äußeren Kugellaufbahn 17 und der oberen, inneren Kugellaufbahn 38 einerseits und zwischen der unteren, äußeren Kugellaufbahn 13 und der unteren, inneren Kugel laufbahn 36 andererseits ist jeweils eine Kugel 40 vorgesehen, also in einer senk recht zur Schienenlängsrichtung verlaufenden Profilebene insgesamt vier Kugeln 40 pro Sitzschienenpaar, welche alle gleich ausgebildet sind.

Die Radien der äußeren Kugellaufbahnen 13 und 17 sind geringfügig größer als der Radius der Kugeln 40, so daß unter Berücksichtigung der Fertigungstoleranzen eine möglichst gute Schmiegung gewährleistet ist. Diese Schmiegung reduziert die loka len Materialbelastungen in der Unterschiene 3, welche durch äußere Lasten auf die Oberschiene 4 hervorgerufen werden. Auch bei den inneren Kugellaufbahnen 36 und 38 sind zur Minimierung der lokalen Materialbelastung diese Schmiegebedin gungen realisiert, d. h. der Radius der Kugeln 40 ist kleiner als der Radius der inne ren Kugellaufbahnen 36 und 38. Die Kugellaufbahnen 13, 17, 36 und 38 werden durch Rollen, Prägen oder andere geeignete Verfahren gefertigt oder alternativ definiert vorverfestigt und paßgenau in der gewünschten Position mit den erforderli chen Abmessungen hergestellt.

Die Kugellaufbahnen 36 und 38 der Oberschienen 4 sind in einem möglichst struk tursteifen Bereich des Profils der Oberschiene 4 angeordnet, um eine mögliche, aus elastischen Deformationen der Oberschiene 4 resultierende Relativbewegung der Kugeln 40 quer zur Schienenlängsachse zu minimieren. Die auftretenden Kontakt kräfte werden nahezu direkt in den äußeren Seitenbereich 30 der Oberschiene 4 ge leitet und erzeugen aufgrund des geringen Hebelarms der Kraftwirklinien zum äuße ren Seitenbereich 30 nur ein geringes Biegemoment. Die Kugeln 40 verbleiben dann sehr genau in ihren vorbestimmten Laufbahnen 36 und 38 und weichen nicht seitlich in einen geometrisch ungünstigen und nicht als Laufbahn vorgesehenen Bereich aus. Je nach äußeren Lasten können mehrere Kugeln 40 unmittelbar hintereinander an geordnet werden, gegebenenfalls in einem gemeinsamen Kugelkäfig.

Die Anlagefläche zwischen der unteren Kugel 40 und der unteren, inneren Kugel laufbahn 36 ist gegenüber der Horizontalen als Querachse des Sitzschienenprofils mit dem Neigungswinkel α des unteren Neigungsbereichs 28 geneigt, d. h. sie fällt nach innen ab. Entsprechend ist die Anlagefläche zwischen der oberen Kugel 40 und der oberen, inneren Kugellaufbahn 38 gegenüber der Horizontalen mit dem Neigungswinkel β des oberen Neigungsbereichs 32 geneigt, d. h. sie steigt nach in nen an. Erfindungsgemäß haben die beiden Neigungswinkel α und β den gleichen Betrag, der zwischen 0° und 45° (je einschließlich) liegt, vorzugsweise ungefähr bei 10°, im Ausführungsbeispiel bei 9,8°. Unter gleichem Betrag sollen auch geringfü gig verschiedene Beträge verstanden werden. Diese zur Horizontalen symmetrische Neigung in Verbindung mit der Spiegelsymmetrie zur Vertikalen erzeugt eine sym metrische nach innen zur Mitte des Sitzschienenprofils gerichtete Kontaktkraft, wel che die Kugeln 40 in ihren Laufbahnen 13, 36, 18 und 17 hält und die Oberschiene 4 relativ zur Unterschiene 3 zentriert, und zwar insbesondere auch unter Last, d. h. wenn die Oberschiene 4 im Normalgebrauch nach unten drückt oder im Crashfall nach oben gezogen wird.

Die Art der Profilierung gewährleistet eine hohe Lastaufnahme. Im Crashfall führt die Biege- und Torsionsbeanspruchung von Oberschiene 4 und Unterschiene 3 dazu, daß sich ihre Profile bei hoher plastischer Deformation ineinander verhaken. Im Extremfall verformen sich die benachbarten Abschnitte und Bereiche von Unter schiene 3 und Oberschiene 4 bis zu einer nahezu vollständig gestreckten Geometrie. Durch diese Verformungsarbeit wird genügend Energie abgebaut, um die Insassen vor unzulässig hohen Beschleunigungen und vor Verletzungen zu schützen.

Die Anbindung der Oberschiene 4 an die weitere Sitzstruktur des Fahrzeugsitzes 1 erfolgt über einen in der Zeichnung nicht dargestellten Verbindungsbereich, der oberhalb des Mittelbereichs 24 beispielsweise in Längsrichtung abschnittsweise an gebracht oder angeformt ist. Am Verbindungsbereich können Höheneinstellelemen te, die Sitzschale oder andere derartige Teile angebracht sein. Zugleich wird die Biegesteifigkeit der Oberschiene 4 erhöht. Der Verbindungsbereich kann bezüglich der Spiegelebene der Oberschiene 4 mittig oder außermittig vorgesehen sein, wobei in letzterem Fall die Oberschiene 4 nur vom Mittelbereich 24 an abwärts spiegel symmetrisch ausgebildet ist. Die Oberschiene 4 kann auch zweiteilig ausgebildet sein, d. h. zwei Verbindungsbereiche, von denen je einer an jedem Teil der Ober schiene 4 angeformt ist und die miteinander verschweißt oder anderweitig verbun den sind, verbinden zugleich die beiden Teile der Oberschiene 4.

Innerhalb einer Aussparung des Mittelbereichs 24 oder des Verbindungsbereichs ist ein in Längsrichtung der Oberschiene 4 ausgerichteter Lagerbolzen 50 angeordnet, auf welchem zwei Schwenkriegel 52 als Verriegelungsvorrichtung schwenkbar ge lagert sind. Jeder der als Stanzteil kostengünstig ausgebildeten Schwenkriegel 52 weist von oben nach unten einen in Längsrichtung durchgängig vorhandenen Spreizabschnitt 54, je zwei in Längsrichtung an den Enden vorhandene Lagerab schnitte 56 zur Aufnahme des Lagerbolzens 50 und drei von einander getrennte Ar me 58 mit je einem hakenförmigen, von der Spiegelebene der Oberschiene 4 nach außen weggekrümmten Sperrzahn 60 auf. Die Anzahl der Arme 58 und Sperrzähne 60 ist entsprechend der gewünschten Verriegelungslast zu wählen. Die Arme 58 und Sperrzähne 60 der beiden Schwenkriegel 52 sind in Längsrichtung vorzugsweise versetzt zueinander angeordnet. Die Arme 58 sind unterhalb des Mittelbereichs 24 der Oberschiene 4 und zwischen den inneren Seitenbereichen 26 angeordnet. Durch diese Anordnung innerhalb des Schienenkörpers der Oberschiene 4 werden die be treffenden Teile der Schwenkriegel 52 vor Verunreinigungen und Beschädigungen durch direkte äußere Einwirkungen geschützt. Der Bodenabschnitt 11 ist frei von Funktionsöffnungen oder Funktionsteilen zum Zusammenwirken mit der Verriege lungsvorrichtung, so daß die Bodenbefestigung flexibel gewählt werden kann.

In einem verriegelten Zustand von Oberschiene 4 und Unterschiene 3 dringen die Sperrzähne 60 durch Öffnungen in den inneren Seitenbereichen 26 der Oberschiene 4 in entsprechende Öffnungen der inneren Seitenabschnitte 19 der Unterschiene 3 ein, so daß die Oberschiene 4 relativ zur Unterschiene 3 in Längsrichtung unver schiebbar fixiert ist. Vorzugsweise sind die Schwenkriegel 52 gegenseitig federbe lastet. Durch den geringen Abstand der beiden Sitzschienen zueinander werden die Sperrzähne 60 nahezu ausschließlich auf Schub belastet. Da die seitlichen Öffnun gen innerhalb des Materials und nicht an einer Profilkante liegen, gibt es keinen Überdeckungsverlust der Verriegelungskonturen zueinander. In Abhängigkeit der geforderten Tragfähigkeiten der Verriegelung kann auch eine andere Anzahl von Sperrzähnen 60 vorgesehen sein, welche die Schienenprofile in Längsrichtung und in vertikaler Richtung gegeneinander sperren.

Zum Entriegeln wird ein Spreizstück 62 in vertikaler Richtung zwischen die Spreizabschnitte 54 der beiden Schwenkriegel 52 gedrückt, so daß die Spreizabschnitte 54 auseinandergedrückt werden. Die Arme 58 der als Hebel wirkenden Schwenkriegel 52 werden dadurch zusammengedrückt, so daß die Sperrzähne 60 aus der Unterschiene 3 zurückgezogen werden und dabei die Oberschiene 4 freige ben, wodurch der entriegelte Zustand erreicht ist. Die Verriegelung öffnet nicht un ter Last, so daß im Crashfall der lastübertragende Verbund erhalten bleibt.

Bezugszeichenliste

1

Fahrzeugsitz

3

Unterschiene

4

Oberschiene

11

Bodenabschnitt

13

untere, äußere Kugellaufbahn

15

äußerer Seitenabschnitt

17

obere, äußere Kugellaufbahn

19

innerer Seitenabschnitt

21

Endabschnitt

24

Mittelbereich

26

innerer Seitenbereich

28

unterer Neigungsbereich

30

äußerer Seitenbereich

32

oberer Neigungsbereich

34

Endbereich

36

untere, innere Kugellaufbahn

38

obere, innere Kugellaufbahn

40

Kugel

50

Lagerbolzen

52

Schwenkriegel

54

Spreizabschnitt

56

Lagerabschnitt

58

Arm

60

Sperrzahn

62

Spreizstück

Claims

1. Sitzschienenpaar für einen Fahrzeugsitz, insbesondere für einen Kraftfahr zeugsitz, mit einer Unterschiene (3), einer relativ zur Unterschiene (3) in Schienenlängsrichtung verschiebbar geführten Oberschiene (4), welche sich mit ihren Profilen gegenseitig hintergreifen, Kugeln (40), welche zwischen der Unterschiene (3) und der Oberschiene (4) in einem Zusammenwirkungsbereich (13, 15, 17, 28, 30, 32) angeordnet sind, und einer Verriegelungsvorrichtung (52) zum Verriegeln von Unterschiene (3) und Oberschiene (4), wobei sowohl das Profil der Unterschiene (3) als auch das Profil der Oberschiene (4) wenig stens in dem Zusammenwirkungsbereich (13, 15, 17, 28, 30, 32) symmetrisch zu einer Ebene sind, welche durch die Schienenlängsrichtung und die Vertika le definiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß in einem verriegelten Zustand wenigstens zwei Sperrzähne (60) der Verriegelungsvorrichtung (52) je einen seitlichen Wandbereich (19, 26) der Unterschiene (3) und der Oberschiene (4) durchdringen.

2. Sitzschienenpaar nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrzäh ne (60) in symmetrischer Weise durch die seitlichen Wandbereiche (19, 26) greifen.

3. Sitzschienenpaar nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungsvorrichtung wenigstens zwei Schwenkriegel (52) aufweist, wel che um die gleiche in Schienenlängsrichtung ausgerichtete Achse (50) schwenkbar sind.

4. Sitzschienenpaar nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Einfüh ren eines Spreizstückes (62) zwischen die hebelartigen Schwenkriegel (52) die Sperrzähne (60) mittels einer Schwenkbewegung der Schwenkriegel (52) aus hebt.

5. Sitzschienenpaar nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkriegel (52) samt Sperrzähnen (60) als Stanzteile ausgebildet sind.

6. Sitzschienenpaar nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Wandbereiche (11, 24, 26) der Unterschiene (3) und/oder der Oberschiene (4) die Verriegelungsvorrichtung (52) über den größten Teil ihrer Abmessun gen hinweg umschließen.

7. Sitzschienenpaar nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl das Profil der Unterschiene (3) als auch das Profil der Oberschiene (4) in dem Zusammenwirkungsbereich (13, 15, 17, 28, 30, 32) symmetrisch zu einer Ebene sind, welche durch die Schienenlängsrichtung und die Horizontale definiert ist.

8. Sitzschienenpaar nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugeln (40) in Kontakt mit Kugellaufbahnen (36, 38) stehen, welche jeweils in einem Neigungsbereich (28, 32) der Oberschiene (4) ausgebildet sind und in be tragsmäßig gleichem Winkel (α, β) zur Horizontalen geneigt sind.

9. Sitzschienenpaar nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugellaufbahnen (36, 38) in einem struktursteifen Bereich der Oberschiene (4) ausgebildet sind.

10. Sitzschienenpaar nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugeln (40) in Kontakt mit weiteren Kugellaufbahnen (13, 17) stehen, welche jeweils in Eckbereichen der Unterschiene (3) ausgebildet sind und ei nen wenigstens geringfügig größeren Radius als die Kugeln (40) aufweisen.

11. Fahrzeugsitz, insbesondere Kraftfahrzeugsitz, mit zwei Sitzschienenpaaren nach einem der Ansprüche 1 bis 10.