DE102004039812B4

DE102004039812B4 - Leichtbaukonstruktion für Transportsitze

Info

Publication number: DE102004039812B4
Application number: DE102004039812A
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-09-02
Filing date: 2004-08-27
Publication date: 2013-02-07
Anticipated expiration: 2024-08-28
Also published as: DE102004039812A1

Abstract

Das größte Kraftpotential an einen Fahrzeug-Gurtintegralsitz als meistbelastetem Referenzbeispiel, entsteht an der oberen Umlenkung des Gurtes, hier in M (I), dort „verläßt” der Gurt zum Passagier hin den Sitz in seinem Verlauf zum Beschlag und Gurtschloss. Im Crashfall wirkt in M die Hauptgurtlast ein. Diese Last wird durch die Streben E die durch die Lager B am Oberbau F und die Lager A am Unterbau C auf dem Schlitten D befestigt sind und das Backpanel F in J abgestützt. Durch den Schlitten D, der die unteren Lager A aufnimmt und für eine Hemmung im Crashfall ausgelegt ist und auf den Schienen N verschiebbar ist, was sich durch die Streben E auf den Oberbau überträgt, dreht dieser bei schon geringen Bewegungen auf N um J. Durch eine Variation der Geometrie oder der Verlegung des Linearverstellers (D und N) in das Backpanel F kann das bleibende Funktionsprinzip auf verschiedene Bedürfnisse angepasst werden, auch eine strukturelle Verbindung der Streben E kann der zusätzlichen Anpassung der jeweiligen Anforderungen dienen.

Description

ANWENDUNGSGEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung für einen Fahrzeugsitz entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Die speziellen Ausführungen des Sitzes können in Fahrzeugen aller Art eingesetzt werden, vornehmlich dient die Erfindung der Gewichtsreduktion und der passiven Sicherheitserhöhung.
STAND DER TECHNIK

A) Stand der Technik ist bei Leichtbausitzen für Fahrzeuge durch Detaillösungen oder Materialwahl eine Reduktion an Basisgewicht zu erreichen. Ein derartiger Fahrzeugsitz ist in der Offenlegungsschrift WO 99/44855 A1 beschrieben. Solche Lösungen reichen bis zu Kunststoffkonstruktionen, jedoch immer an das Reclinerprinzip angelehnt, d. h. eine Rückenlehnenkonstruktion kann durch einen Dreh- oder Taumelversteller relativ zum Unterbau üblicherweise auf Höhe des Hüftpunktes gedreht werden, diese Versteller funktionieren getriebeartig und selbsthemmend.
B) Am Unterbau wird wiederum via der Materialwahl oder spezieller Detailkonstrukte eine Gewichtsreduktion der einzelnen Funktionselemente erreicht, sofern die gängigen Fahrzeugsitze betrachtet sind.
C) Erweitert wird dieses Spektrum durch Integralsitzkonstruktionen, die konstruktiv mit sehr großen Lagerstellen, also Abstützungen, funktionieren und die Rückenlehne teils als einarmige Konstruktion führen.
D) In der Patentschrift DE 803 392 B und der Patentschrift US 5,118,062 A werden Vorrichtungen für einen Fahrzeugsitz beschrieben, deren Oberbaukonstruktionen seitlich an Unterbaukonstruktionen abgestützt sind, wobei die Unterbaukonstruktionen lediglich einseitig zur Mitte des Innenraumes hin angelenkt sind. Seit neuestem sind auch Fahrzeugsitze bekannt, die einseitig am Tunnel des jeweiligen Straßenfahrzeuges angebracht sind, diese Sitze sind allerdings keine Integralsitze und basieren auf standardisierten Konstruktionen, bei denen lediglich der Unterbau mit stark erhöhtem Gewichtspotential modifiziert worden ist. Am konstruktiv bedingen Kraftfluss sind diese Sitze unverändert.

NACHTEILE DES STANDES DER TECHNIK
Bei reclinerverstellten Rückenlehnenkonstruktionen ist der Kraftfluss im Belastungsfall sehr ungünstig, was die Querschnittsverläufe der Rückenlehne von oben nach unten bedingt. Bei Gurtintegralsitzen in dieser Bauweise treten sehr hohe Momente um den Taumelversteller auf, die Krafteinleitung erfolgt in Schulterhöhe, was dessen Auslegung und die der Lehne stark beeinflusst. Man kann hier nicht von Leichtbau sprechen, es sei denn, zu vergleichsweise immens hohen Kosten durch eine explizite Materialwahl was der Wirtschaftlichkeit entgegensteht.
Diese grundsätzlichen geometrischen Nachteile sind auch auf die jeweilige Unterbaukonstruktion aus, da im Punkte der Anbindung der Lehne an den Unterbau, im Versteller, ein enormes Drehmomentpotential im Belastungsfall wirkt, welches in die Karosse üblicherweise durch massivste Unterbaukonstruktionen abgeleitet werden soll. Somit sind durch die Konstruktionsgeometrie grundsätzliche Grenzen gegenüber der Performance gesetzt, weil dem neben dem Gewicht dann dem Bauraum eine entscheidende Rolle zukommt. Bei bekannten einarmigen Lehnenabstützungen für Integralgurtsitze ist dieser Bauraum durch erhöhte Querschnitte und vergrößerte Lagerstellen konstruktiv bis zu maximalen Werten des Packages ausgeschöpft.
Gleiches gilt für die Unterkonstruktionen der bereits genannten bekannten Sitze, diese werden durch die geometrisch bedingten Nachteile mit vergrößertem Querschnitt ausgelegt. Die seit neuestem bekannten Monoanbindungen am Fahrzeugtunnel sind allesamt in Nichtintegralbauweise ausgeführt, also Standardsitze. Jedoch muss auch hier der grundsätzlichen geometrischen Einschränkung durch gewichtsintensive Querschnitte und Gesamtkonstruktionen Rechnung getragen werden. Gurtintegralsitze in bekannten Recliner-Bauweisen sind vergleichsweise nicht wirtschaftlich, also nur mit deutlich erhöhtem Aufwand als Monotrack-Unterbau auszuführen, mobil, im Sinne von tragbar, oder auswechselbar sind sollte Konstruktionen nicht, weil diese zu schwer sind.
Aufgabenstellung
AUFGABE DER ERFINDUNG
Als Aufgabe der Erfindung kann die übergreifende Gewichtsreduktion bei gleicher oder gar verbesserter Wirtschaftlichkeit und die passive Sicherheitserhöhung angeführt werden.
Die Aufgabe wird mit einer gattungsgemäßen Vorrichtung für einen Fahrzeugsitz mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
VORTEILE DER ERFINDUNG
Die Erfindung erreicht die genannte übergreifende Gewichtsreduktion und die passive Sicherheitserhöhung durch eine durchgängig neue variable Konstruktion, durch die eine Vorrichtung für einen Fahrzeugsitz geschaffen wird, die einen Unterbau, der einseitig mittels einer Unterbau-Befestigung zur Mitte des Innenraumes hin an das Fahrzeug angelenkt ist, und einen an dem Unterbau angelagerten Oberbau aufweist, wobei der Oberbau zwei seitliche Streben und der Unterbau ein Stützteil aufweist, wobei die Streben an ihrem, dem Unterbau zugewandten Ende durch Lager an einem auf dem Unterbau verschiebbaren Schlitten angelenkt sind und das Stützteil ein zwischen den Streben befindliches Ende aufweist, an dem der Oberbau angelagert ist. Der Kraftfluss verläuft direkt von der hauptsächlichen belasteten Stelle zur Anbindung an dem jeweiligen Fahrzeug, momentbelastete Bauteile gibt es vergleichsweise nicht. Zudem wird durch die spezielle Geometrie das Package im Sinne der Ergonomie von hintereinander angeordneten Sitzplätzen verbessert, auch die Handhabung, z. B. Ein- und Ausbau, ist durch das extrem reduzierte Gewicht in allen Bereichen verbessert. Die Wirtschaftlichkeit der Konstruktion ist dadurch leicht erreicht, dass die Anzahl der Präzisionsteile verringert ist und die vornehmliche Belastungsart der Bauteile einen Einsatz qualitativ niederwertiger Werkstoffe ermöglicht, deren Bearbeitung zum Halbzeug wiederum günstiger ist. Zudem wir der generelle Materialeinsatz deutlich reduziert. Auch die passive Sicherheit kann durch die ”Einbettung” des jeweiligen Passagiers zwischen den beiden seitlichen Trägern als gesteigert angesehen werden.
AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
BEISPIEL:
Die Integralsitzkonstruktion, wie sie in I abgebildet ist, erfüllt die Erfordernisse einer Konstruktion eines Gurtintegralsitzes, die in der grundsätzlichen Gestalt darauf ausgelegt ist, die auftretenden Belastungen, was Kraftfluss und Biegemoment betrifft, weit effektiver und variabel zu bewältigen.
Das größte Kraftpotential an einen Gurtintegralsitz entsteht an der oberen Umlenkung des Gurtes, hier in M (I), dort „verlässt” der Gurt zum Passagier hin den Sitz in seinem Verlauf zum Beschlag und Gurtschloss, im Crashfall wirkt hier die Hauptgurtlast ein. Der Beschlag und das Gurtschloss können sowohl an die Streben E, als auch an den Unterbau konstruiert werden.
Diese maximale Last bewirkt ein Drehmoment, das den Oberbau mit seinem Backpanel F zum räumlichen Tordieren zwingt, abgestützt wird dies durch die Streben E, die durch die Lager B am Oberbau und die Lager A am Unterbau auf dem Schlitten D befestigt sind. Die Kopfstütze H ist davon nicht betroffen, auf sie wirken jedoch die Nominalkräfte, die bei einem Crash auf Kopfstützen wirken. Diese wiederum werden in F geleitet und auch hier durch J und E in B abgestützt. Weiterhin wirkt durch den Gurt auch eine Kraft in M senkrecht nach unten ein, was wiederum auch durch F und E abgestützt wird.
Wie in I zu sehen ist, findet die Abstützung des Punktes M bei dieser Geometrie in B nicht direkt an der Krafteinstellungsstelle statt, sondern den jeweilig erforderlichen Gestaltungsprinzipien folgend um h > 0 etwas unterhab (II und III). Vermieden wird durch die Zweiarmkonstruktion auch weitestgehend ein Torsionseffekt des Oberbaus um die Hochachse z, weil die Abstützung der oberen Lager B die volle Sitzbreite umfasst. Die rechnerische Größe des Stützdreiecks L1L2L3 (II) ist ein direktes Maß für die „Leichtbauqualität” der jeweils angewandten Konstruktionsvariante bei gleichem Konstruktionsprinzip. Dieses hat für jede spezifische Anwendung ein Optimum. Vornehmlich konstruktiv zu ändern sind dann jeweils das Backpanel F und die seitlichen Streben E (II und III). Die genaue Lage der Gurtrolle ist bei dieser Betrachtung nicht relevant.
Wie in II zu sehen ist, werden die Stützkräfte J in K und B durch E und A in den Unterbau eingeleitet, ein nennenswertes Drehmomentpotential tritt hierbei nicht auf. Das Backpanel F ist nach II in J drehbar gelagert, wobei dieses Lager auch ein vergleichsweises geringes Biegemoment, hervorgerufen durch die Ventilkraft in M (III), auf das zentrale Stützprofil K (I) zu übertragen hat. Das Stützprofil K ist verbundener Bestandteil des gesamten Unterbaus und recht optimalerweise in J auf eine nominale Höhe des Hüftpunktes des Passagiers, um die Lehnendrehung ergonomisch zu gestalten.
Die Streben E können je nach individueller Anforderung verschieden ausgeführt sein. Abgesehen von der konstruktiv, optimalen Ausführung, Lager B oben so nahe an der Krafteinleistungsstelle und eine möglichst Gerade Strebe als Druckstab, können diesbezügliche Abweichungen sowohl dem jeweiligen Design, der jeweiligen Anforderung ergonomisch oder der jeweils notwendigen Performance angepasst werden. Die Streben können beispielhaft nach IV auch strukturell verbunden sein. Ebenfalls angepasst wird demnach dann auch das Backpanel F in der Lage der Lager B und die konstruktive Lage des translations- oder rotations Verstellers D und N am Unterbau C oder am Backpanel F (I).

Claims

Vorrichtung für einen Fahrzeugsitz, – mit einem Unterbau, der einseitig mittels einer Unterbau-Befestigung zur Mitte des Innenraumes hin an das Fahrzeug angelenkt ist, und – mit einem an dem Unterbau angelagerten Oberbau, dadurch gekennzeichnet, dass der Oberbau zwei seitliche Streben (E) und der Unterbau ein Stützteil (K) aufweist, wobei die Streben (E) an ihrem, dem Unterbau zugewandten Ende durch Lager (A) an einem auf dem Unterbau verschiebbaren Schlitten (D) angelenkt sind und das Stützteil (K) ein zwischen den Streben (E) befindliches Ende aufweist, an dem der Oberbau angelagert ist.
Vorrichtung für einen Fahrzeugsitz, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrzeugsitz ein Gurtintegralsitz oder ein Nichtintegralsitz ist.
Vorrichtung für einen Fahrzeugsitz, nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass dessen Unterbau-Befestigung mittels übereinander oder nebeneinander liegender Schienen auf lediglich einer Sitzseite zur Fahrzeugstruktur hin erfolgt.
Vorrichtung für einen Fahrzeugsitz, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlenkung des Oberbaus an das Stützteil (K) mittels eines Backpanels ((F) erfolgt.
Vorrichtung für einen Fahrzeugsitz, nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Backpanel (F) rautenförmig ist.
Vorrichtung für einen Fahrzeugsitz, nach Anspruch 5 oder Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Backpanel (F) über Lager (B) an den Streben (E) angelagert ist.
Vorrichtung für einen Fahrzeugsitz, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wegeverstellung eines der Lager, rotatorisch oder linear, zur resultierenden Lehnenneigungsfunktion wahlweise im Unterbau oder am Backpanel (F) angebracht ist.
Vorrichtung für einen Fahrzeugsitz, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden seitlichen Streben (E) des Oberbaus auch strukturell verbunden sein können.