DE10137298C1 - Fahrzeugsitz, insbesondere Kraftfahrzeugsitz, mit einem Höheneinsteller - Google Patents

Fahrzeugsitz, insbesondere Kraftfahrzeugsitz, mit einem Höheneinsteller

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Abstract

Bei einem Fahrzeugsitz, insbesondere einen Kraftfahrzeugsitz, mit einem Höheneinsteller (25), zur Einstellung der Höhe eines Sitzrahmens (10) des Fahrzeugsitzes (1) relativ zu einem mit der Fahrzeugstruktur verbundenen Unterbau (3), aktiviert im Crashfall eine irreversible Geometrieänderung des Höheneinstellers (25) wenigstens eine Crashsperre (27, 30), welche eine alternative Kraftübertragung zwischen dem Sitzrahmen (10) und dem Unterbau (3) zur Verfügung stellt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugsitz, insbesondere einen Kraftfahrzeugsitz, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruches 1.
Bei einem aus der DE 199 53 630 A1 bekannten Fahrzeugsitz dieser Art, welcher zwischen dem Sitzrahmen und der Schwinge einen motorischen Antrieb für den Höheneinsteller aufweist, wird im Crashfall bei Überschreiten einer Grenzkraft in einer federbelasteten Schlitz-Zapfen-Führung die Geometrie des Höheneinstellers reversibel geändert, wobei durch ein Gesperre eine zusätzliche Kraftübertragung zwischen dem Sitzrahmen und der Fahrzeugstruktur geschaffen wird. Diese zusätz­ liche Kraftübertragung entlastet beispielsweise den Antrieb des Höheneinstellers und verriegelt die dem Antrieb gegenüberliegende, antriebsfreie Seite des Höhen­ einstellers. In der Regel ist die Aktivierung des Gesperres reversibel, d. h. der Fahr­ zeugsitz kann wieder in seine Ausgangsstellung zurückkehren.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Fahrzeugsitz der eingangs ge­ nannten Art hinsichtlich der Herstellungskosten zu verbessern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Fahrzeugsitz mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Dadurch, daß die Geometrieänderung des Höheneinstellers irreversibel ist, kann der Höheneinsteller mit einfacheren, kostengünstigeren und beispielsweise deformierba­ ren Elementen aufgebaut werden, was im Vergleich zum bekannten Fahrzeugsitz den Montageaufwand und die Herstellungskosten reduziert. Sobald dann das Crash­ gesperre aktiviert und verriegelt ist, findet eine möglichst gleichmäßige und direkte Kraftweiterleitung über den Höheneinsteller statt. Insbesondere ungesperrte Berei­ che des Höheneinstellers, wie beispielsweise die nicht angetriebene Seite, werden verriegelt, und der Antrieb wird entlastet.
Vorzugsweise erfolgt die Geometrieänderung des Höheneinstellers durch eine Frei­ gabe wenigstens eines zusätzlichen Bewegungs-Freiheitsgrades des Höheneinstel­ lers, der dann aufgrund höherer Gelenkigkeit das Crashgesperre verriegelt, wodurch wiederum die Anzahl der Bewegungs-Freiheitsgrade reduziert wird, vorzugsweise der Höheneinsteller starr wird. Die starre Verriegelung des Höheneinstellers durch das Crashgesperre kann formschlüssig, beispielsweise mittels Zahnelementen, kraft­ schlüssig, beispielsweise mittels exzentrisch gekrümmten Reibflächen, oder in einer Kombination davon erfolgen.
In einer bevorzugten, einfach herzustellenden Ausführungsform erfolgt die Freigabe des zusätzlichen Bewegungs-Freiheitsgrades durch eine irreversible Zustandsände­ rung wenigstens eines Verbindungselementes, welches zwei ansonsten relativ zu­ einander verdrehbare Bestandteile des Höheneinstellers drehfest zusammenhält. Im Crashfall bewegen sich nach erfolgter, irreversibler Zustandsänderung des Verbin­ dungselementes die beiden Bestandteile, wodurch das Crashgesperre verriegelt. Das Verbindungselement ist in einer besonders bevorzugten, kostengünstig herzustellen­ den Ausführungsform als Stift mit Sollbruchstelle ausgebildet, welcher auf Scher­ kräfte beansprucht wird. Es ist aber auch denkbar, die beiden Bestandteile durch eine starke Feder zusammen zu halten, welche die Grenzlast definiert.
Das Crashgesperre ist vorzugsweise in zwei unterschiedlichen Lastrichtungen wirk­ sam, d. h. für Frontcrashs und für Heckcrashs geeignet. Um im Bedarfsfall die Grenzlasten unabhängig wählen und erhöhen zu können, ist vorzugsweise für jede Lastrichtung ein Stift mit Sollbruchstelle vorgesehen. Die Verriegelung kann durch zwei unabhängige Gesperre oder zur Reduzierung der Anzahl der Bauteile durch ein in zwei Richtungen wirksames Gesperre erfolgen, das beispielsweise ein bewegli­ ches Verriegelungselement aufweist, welches in Abhängigkeit der Lastrichtung mit unterschiedlichen Verriegelungs-Gegenelementen zusammenwirkt. Das bewegliche Verriegelungselement kann mehrteilig oder bauraumoptimiert als einstückige Ein­ heit ausgebildet sein, welche auch das zusätzliche Gelenk für den zusätzlichen Be­ wegungs-Freiheitsgrad des Höheneinstellers aufweist.
Im folgenden ist die Erfindung anhand zweier in der Zeichnung dargestellten Aus­ führungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 eine perspektivische Teilansicht des ersten Ausführungsbeispiels im Innen­ bereich der rechten hinteren Schwinge im Normalfall,
Fig. 2 eine Teilansicht mit Blick in Richtung des Pfeiles II in Fig. 1,
Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III in Fig. 1,
Fig. 4 eine schematische Darstellung der Struktur des ersten Ausführungsbeispiels im Normalfall,
Fig. 5 eine Darstellung entsprechend Fig. 4 im Front-Crashfall,
Fig. 6 eine perspektivische Teilansicht des ersten Ausführungsbeispiels ohne Sitz­ rahmen-Seitenteil und Klinkenblech im Außenbereich der rechten hinteren Schwinge im Heck-Crashfall,
Fig. 7 eine Darstellung entsprechend Fig. 6 im Front-Crashfall, und
Fig. 8 eine perspektivische Teilansicht des zweiten Ausführungsbeispiels im In­ nenbereich der rechten hinteren Schwinge im Normalfall.
Ein als Fahrersitz eines Kraftfahrzeuges ausgebildeter Fahrzeugsitz 1 weist als fahr­ zeugstrukturfesten Unterbau 3 auf seinen beiden Seiten je ein Sitzschienenpaar zur Längseinstellung auf. Für eine - motorisch angetriebene - Höheneinstellung sind vordere Schwingen 7 mit einem unteren Ende am Unterbau 3 und hintere Schwin­ gen 9 auf eine später beschriebene Weise angelenkt. Mit dem oberen Ende sind die Schwingen 7 und 9 an einem Sitzrahmen 10 angelenkt, welcher das Sitzkissen und die Rückenlehne des Fahrzeugsitzes 1 trägt. Der Sitzrahmen 10 besteht im wesentli­ chen aus zwei Sitzrahmen-Seitenteilen 12, einer vorderen Sitzrahmen-Quertraverse und einer hinteren Sitzrahmen-Quertraverse 14, welche untereinander fest verbun­ den sind. An der rohrförmigen, hinteren Sitzrahmen-Quertraverse 14 sind die hinte­ ren Schwingen 9 angelenkt. Der Übersichtlichkeit halber ist im folgenden die rech­ te, tunnelseitige Fahrzeugsitzseite beschrieben. Die linke, schwellerseitige Fahr­ zeugsitzseite ist vorzugsweise entsprechend aufgebaut.
Im Bereich des unteren Endes der hinteren Schwinge 9 ist mittels einer Drehverbin­ dung 15 und eines in Fahrtrichtung vor der Drehverbindung 15 angeordneten Scher­ stiftes 17 eine Klinke 19 zunächst drehfest an der hinteren Schwinge 9 angebracht. Der Scherstift 17 ist beispielsweise als Blindniet ausgebildet. Die Klinke 19 ist mit­ tels eines Lagerbolzens 21 an einem Adapter 23 des Unterbaus 3 angelenkt. Die hintere Schwinge 9 umschließt den Lagerbolzen 21 mit Abstand. Der als Ganzes mit 25 bezeichnete Höheneinsteller umfaßt somit den Unterbau 3, die vorderen und hinteren Schwingen 7 und 9, den Sitzrahmen 10 und die Klinken 19. Im beschriebe­ nen Normalgebrauch ist der Höheneinsteller 25 auf jeder Fahrzeugsitzseite als Vier­ gelenk ausgebildet.
An ihrem freien, oberen Ende weist die Klinke 19 auf der bezüglich des Fahrzeug­ sitzes 1 nach außen gewandten Seite ein flaches Zahnelement 27 auf. Das Zahnelement 27 ist mit einer näherungsweise nach vorne und oben weisenden, bezüglich der hinteren Sitzrahmen-Quertraverse 14 radial äußeren Verzahnung und einer nähe­ rungsweise nach hinten und unten weisenden, bezüglich der hinteren Sitzrahmen- Quertraverse radial inneren Verzahnung versehen. Auf der nach außen gewandten Seite des Zahnelements 27 ist ein über das Zahnelement 27 überstehendes Klinken­ blech 29 angeordnet. Die Klinke 19, das Zahnelement 27 und das Klinkenblech 29 sind im Ausführungsbeispiel miteinander durch zwei Niete fest verbunden, können aber auch anders verbunden oder wenigstens teilweise einstückig ausgebildet sein.
Am Sitzrahmen-Seitenteil 12 ist in unmittelbarer Nachbarschaft des Zahnelementes 27 ein Zahnsegment 30 fest angebracht. Das Zahnsegment 30 ist mit einem um die Sitzrahmen-Quertraverse 14 gekrümmten und bezüglich der Sitzrahmen- Quertraverse 14 radial äußeren Zahnbogen 32 mit radial nach innen weisender Ver­ zahnung und mit einem ebenfalls um die Sitzrahmen-Quertraverse 14 gekrümmten und bezüglich der Sitzrahmen-Quertraverse 14 radial inneren Zahnbogen 34 mit radial nach außen weisender Verzahnung versehen. In dem Zwischenraum zwischen den beiden, an ihrem unteren Ende einstückig miteinander verbundenen Zahnbögen 32 und 34 bewegt sich während einer normalen Betätigung des Höheneinstellers 25 das Zahnelement 27 auf einer um die hintere Sitzrahmen-Quertraverse 14 ge­ krümmten Bahn. Die Länge der Zahnbögen 32 und 34 ist daher auf den möglichen Schwenkwinkel des Höheneinstellers 25 abgestimmt. Die Klinke 19 und das Klin­ kenblech 29 übergreifen die beiden Zahnbögen 32 und 34 wenigstens teilweise, so daß in axialer Richtung eine Sicherung entsteht.
Bei einem Frontcrash wird der Sitzrahmen 10 mit den darauf angebrachten, weiteren Bauteilen des Fahrzeugsitzes 1 und dem Insassen relativ zum Unterbau 3 nach vorne beschleunigt. Zunächst werden die auftretenden Kräfte vom Sitzrahmen 10 über die Schwingen 7 und 9 samt verbundenen Klinke 19 in den Unterbau 3 und weiter in die Fahrzeugstruktur geleitet. Bezüglich der Drehverbindung 15 wirkt dabei auf die hintere Schwinge 9 ein Drehmoment, welches versucht, die die Klinke 19 relativ zur hinteren Schwinge 9 nach unten zu drehen. Bei einer definierten Grenzlast wird der Scherstift 17 zerstört. Der Höheneinsteller 25 hat nunmehr einen weiteren Freiheits­ grad, d. h. er bildet ein Fünfgelenk. Die Klinke 9 dreht sich nun um die Drehverbin­ dung 15 relativ zur hinteren Schwinge 9 und gibt dadurch Weg für eine Bewegung des Sitzrahmens 10 frei, d. h. die Geometrie des Höheneinstellers 25 ändert sich. Das am Sitzrahmen 10 angebrachte Zahnsegment 30 gelangt nun mittels des radial äuße­ ren Zahnbogens 32 als ein Crashgesperre in Zahneingriff mit dem Zahnelement 27 der Klinke 19. Durch diese Reduzierung der Freiheitsgrade liegt nun ein Dreigelenk vor, d. h. die drehfeste Verbindung des Sitzrahmens 10 und der hinteren Schwinge 9 unterbindet jede weitere Bewegung des Höheneinstellers 25. Ein Teil der auf den Sitzrahmen 10 wirkenden Kräfte wird nun vom Sitzrahmen 10 unter Überbrückung der hinteren Schwinge 9 über die Klinke 19 direkt in den Unterbau 3 und damit in die Fahrzeugstruktur geleitet. Diese alternative Kraftübertragung entlastet den zwi­ schen hinterer Schwinge 9 und Sitzrahmen 10 wirkenden Antrieb des Höhenein­ stellers 25 und sperrt den Höheneinsteller 25 auf der antriebsfreien Fahrzeugsitzsei­ te, womit auch Kraftübertragungen zwischen den Fahrzeugsitzseiten und damit ein­ seitige Überbelastungen verhindert werden.
Bei einem Heckcrash wird entsprechend der Sitzrahmen 10 samt Insassen relativ zum Unterbau 3 des Fahrzeugsitzes 1 nach hinten beschleunigt. Es wirkt nun über den Unterbau 3 auf die Klinke 19 ein Drehmoment, welches diese relativ zur hinte­ ren Schwinge 9 zu drehen versucht. Bei Überschreiten der definierten Grenzlast bricht der Scherstift 17, so daß eine Relativdrehung zwischen Klinke 19 und hinte­ rer Schwinge 9 stattfindet. Der Höheneinsteller 25 wird durch den zusätzlichen Freiheitsgrad vorübergehend wiederum ein Fünfgelenk. Die Klinke 19 steuert nun in den radial inneren Zahnbogen 34 ein, welcher mit ihrem Zahnelement 27 in Zah­ neingriff gelangt. Der Höheneinsteller 25 wird auch durch diese Aktivierung des Crashgesperres wieder zum Dreigelenk, wird also starr. Die alternative Kraftüber­ tragung vom Sitzrahmen 10 über das verriegelte Crashgesperre, die Klinke 19 und den Unterbau 3 in die Fahrzeugstruktur entlastet wie im Falle des Frontcrashs wie­ derum den Antrieb des Höheneinstellers und sperrt die antriebsfreie Seite.
Das zweite Ausführungsbeispiel stimmt weitgehend mit dem ersten Ausführungs­ beispiel überein, weshalb gleiche oder gleichwirkende Bauteile um 100 höhere Be­ zugszeichen tragen. Im Höheneinsteller 125 ist zur drehfesten Verbindung zwischen der hinteren Schwinge 109 und der Klinke 119, welche relativ zueinander um eine Drehverbindung 115 drehbar sind, ein dünnerer Heckcrash-Scherstift 117' und ein dickerer Frontcrash-Scherstift 117" vorgesehen. Dabei sind im Normalfall der Heckcrash-Scherstift 117' am oberen Ende einer Heckcrash-Kulisse 118' der hinte­ ren Schwinge 109 und der Frontcrash-Scherstift 117" am unteren Ende einer Front­ crash-Kulisse 118" der hinteren Schwinge 109 angeordnet. Die Funktionsweise des Ausführungsbeispiels, insbesondere der Scherstifte, ist im Crashfall die gleiche wie beim ersten Ausführungsbeispiel, jedoch ist die Grenzlast des Frontcrash- Scherstiftes 117" höher als diejenige des Heckcrash-Scherstiftes 117', d. h. er bricht erst bei höheren Crashkräften.
Bezugszeichenliste
1
Fahrzeugsitz
3
Unterbau
7
vordere Schwinge
9
,
109
hintere Schwinge
10
Sitzrahmen
12
Sitzrahmen-Seitenteil
14
Sitzrahmen-Quertraverse
15
,
115
Drehverbindung
17
Scherstift
19
,
119
Klinke
21
Lagerbolzen
23
Adapter
25
,
125
Höheneinsteller
27
Zahnelement, Verriegelungselement
29
Klinkenblech
30
Zahnsegment
32
radial äußerer Zahnbogen, Verriegelungsgegenelement
34
radial innerer Zahnbogen, Verriegelungsgegenelement
117
' Heckcrash-Scherstift
117
" Frontcrash-Scherstift
118
' Heckcrash-Kulisse
118
" Frontcrash-Kulisse

Claims (10)

1. Fahrzeugsitz, insbesondere Kraftfahrzeugsitz, mit einem Höheneinsteller (25; 125), zur Einstellung der Höhe eines Sitzrahmens (10) des Fahrzeugsitzes (1) relativ zu einem mit der Fahrzeugstruktur verbundenen Unterbau (3), wobei im Crashfall eine Geometrieänderung des Höheneinstellers (25; 125) wenigstens ein Crashgesperre (27, 30) aktiviert, welche eine alternative Kraftübertragung zwischen dem Sitzrahmen (10) und dem Unterbau (3) zur Verfügung stellt, dadurch gekennzeichnet, daß die Geometrieänderung des Höheneinstellers (25; 125) irreversibel ist.
2. Fahrzeugsitz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Geometrieän­ derung des Höheneinstellers (25; 125) durch eine Freigabe wenigstens eines zusätzlichen Bewegungs-Freiheitsgrades des Höheneinstellers (25; 125) er­ folgt.
3. Fahrzeugsitz nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Crashgesper­ re (27, 30) durch eine Bewegung des Höheneinstellers (25; 125) aufgrund des zusätzlichen Bewegungs-Freiheitsgrades verriegelt.
4. Fahrzeugsitz nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verriegeln des Crashgesperres (27, 30) die Bewegungs-Freiheitsgrade des Höheneinstel­ lers (25; 125) um wenigstens zwei verringert.
5. Fahrzeugsitz nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Freigabe des zusätzlichen Bewegungs-Freiheitsgrades durch eine irrever­ sible Zustandsänderung wenigstens eines Verbindungselementes (17; 117', 117") erfolgt, welches zwei ansonsten relativ zueinander verdrehbare Bestandteile (9, 19; 109, 119) des Höheneinstellers (25; 125) drehfest zusam­ menhält.
6. Fahrzeugsitz nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Verbindungs­ element (17; 117', 117") wenigstens ein Stift mit Sollbruchstelle vorgesehen ist.
7. Fahrzeugsitz nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Crashgesperre (27, 30) in zwei unterschiedlichen Lastrichtungen wirksam ist.
8. Fahrzeugsitz nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß für jede Lastrichtung ein Stift (117', 117") mit Sollbruchstelle vorgesehen ist.
9. Fahrzeugsitz nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Crash­ gesperre (27, 30) ein bei der Geometrieänderung des Höheneinstellers (25; 125) bewegliches Verriegelungselement (27) aufweist, welches in Abhängig­ keit der Lastrichtung mit unterschiedlichen Verriegelungs-Gegenelementen (32, 34) zusammenwirkt.
10. Fahrzeugsitz nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Crashgesperre (27, 30) bei Überschreiten einer definierten Grenzlast akti­ viert wird.
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