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Die
Erfindung befasst sich mit einer Rollenführung für ein Fahrzeugsitz-Schwingsystem
mit Scherenführung,
die ein Scherenquerrohr aufweist, das an jedem seiner beiden Enden
jeweils einen Zapfen als Nabe aufweist, wobei auf mindestens einem der
Zapfen eine erste Laufrolle aus Kunststoff rotierbar angeordnet
ist, die in einer Laufschiene mit einem U-Profil läuft und die einen solchen Durchmesser
hat, dass sie mit geringem Spiel in der Laufschiene läuft.
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Solche
Rollenführungen
sind als Fahrzeugsitz-Lager bei Scheren-Schwingsystemen hinreichend
bekannt. Die Laufrollen sind dabei als Spritzgussteile aus einem
Kunststoff gefertigt. Die Laufrollen laufen in Laufschienen aus
Metall, die ein U-Profil aufweisen.
Bei starker Belastung, beispielsweise bei einem Auffahrunfall kommt
es häufig
zum Bruch dieser Laufrollen. Dies führt dann regelmäßig zu größeren Verformungen
des Fahrzeugsitzes und teilweise als Folgeschäden sogar bis hin zum kompletten
Versagen einzelner Bauteile oder des Fahrzeugsitzes als Ganzes.
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Um
die oben beschriebenen Nachteile zu vermeiden, werden die Laufrollen
als Metallteil oder als Kunststoff-Vollmaterialteil, beispielsweise als Drehteil,
ausgeführt.
Dadurch wird zwar ein Bruch der Laufrollen vermieden, jedoch sind
die Materialien und das Herstellungsverfahren deutlich teurer.
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Aus
der
DE 29 15 259 A1 ist
ein abgefederter Fahrzeugsitz bekannt, bei dem ein Sitzrahmen über an ihm
angeordnete Lenker an einem dem Fahrzeugaufbau zugeordneten Unterrahmen
unter Zwischenschaltung mindestens eines Stoßdämpfers abgestützt ist.
Dieser weist eine Scherenführung
auf, bei der mindestens ein Scherenquerrohr an jedem seiner beiden
Enden jeweils eine Lagerachse in der Form eines Zapfens ausbildet.
Auf diesen Zapfen sind Laufrollen rotierbar angeordnet, die jeweils
in einem Seitenholm mit einem U-Profil rotierbar laufen können. Die
Laufrollen haben einen Durchmesser, der sie mit geringem Spiel in
dem jeweiligen Seitenholm laufen lässt. Auch eine solche Ausgestaltung
weist die oben aufgeführten
Nachteile auf.
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Aufgabe
der Erfindung ist es deswegen, eine Rollenführung vorzustellen, die auf
der einen Seite preiswert herzustellen ist und auf der anderen Seite auch
in Extremsituationen nicht zu Verformungen des Fahrzeugsitzes im
Nachgang einer starken Verformung oder eines eventuellen Bruchs
einer Laufrolle führt.
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Die
Aufgabe wird durch eine Rollenführung mit
den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Dadurch, dass neben der
ersten Laufrolle aus Kunststoff eine Scheibe ebenfalls rotierbar
auf dem Zapfen angeordnet ist, deren Härte signifikant größer ist
als die Härte
der ersten Laufrollen, kann selbst bei einer Deformation der ersten
Laufrolle aus Kunststoff bei einer hohen Belastung keine Verformung
des Fahrzeugsitzes eintreten, da die härtere Scheibe die Führung innerhalb
der Laufschiene übernimmt.
Dasselbe gilt, wenn anstatt der Scheibe ein Plättchen verwendet wird, dessen
Höhe geringfügig kleiner
ist als der Durchmesser der ersten Laufrolle. Dabei bietet das Plättchen als
Sicherheitselement noch mehr Sicherheit, da es eine flächige Auflage
an der Laufschiene aufweist. Solange die erste Laufrolle nur geringfügig deformiert – insbesondere
nicht gebrochen – ist,
ist die Scheibe aufgrund ihres geringfügig kleineren Durchmessers
bzw. das Plättchen
aufgrund seiner geringfügig
kleineren Höhe
nicht mit der Laufschiene in Kontakt, so dass in diesem Fall die
Laufeigenschaften unverändert
sind gegenüber
den aus dem Stand der Technik bekannten Laufeigenschaften. Erst
bei einem Bruch oder einer signifikanten Deformation der aus Kunststoff
bestehenden ersten Laufrolle übernimmt
die Scheibe bzw. das Plättchen
deren Rolle.
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Unter
einem Plättchen
im Sinne der Erfindung sind sowohl rechteckige Plättchen zu
verstehen, als auch Plättchen
mit einer beliebigen Umrissform, wie beispielsweise einer Raute,
einem Dreieck, einem n-Eck, einem Halbkreis, einer Ellipse. Unter der
Höhe eines
solchen Plättchens
ist dabei – in
der Einbaulage des Plättchens
auf dem Zapfen – der größte Abstand
zwischen jeweils zwei vertikal übereinander
liegenden Punkten auf der Umrissfläche zu verstehen. Die Breite
kann dabei auch größer sein als
der Durchmesser der Laufrolle, insbesondere bei einer rechteckigen
Ausgestaltung des Plättchens. Um
ein Klappern zu vermeiden kann ein solches Plättchen beschichtet sein, beispielsweise
mit einem Lack oder einem geeigneten Kunststoff.
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Eine
vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Scheibe
oder das Plättchen
nur an demjenigen Ende des Scherenquerrohrs angeordnet ist, das
auf der Seite eines oberen Anbindungspunktes eines sitzseitig montierten
Sicherheitsgurtes liegt. Da die Belastung auf der angegebenen Seite
höher ist,
findet hier zuerst eine Deformation der ersten Laufrolle statt,
die durch die Scheibe bzw. das Plättchen aufgefangen wird. Die
andere Seite wird erst bei einer viel höheren Krafteinwirkung in Mitleidenschaft gezogen.
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Eine
weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass
an jedem der beiden Enden jeweils eine erste Laufrolle und eine
Scheibe oder ein Plättchen
angeordnet sind. Dies erhöht
die Sicherheit der Vorrichtung gegenüber der einseitigen Ausgestaltung,
da auch die andere Seite abgesichert ist.
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Bevorzugt
ist die Scheibe oder das Plättchen aus
einem Stahl. Dadurch ist die Scheibe bzw. das Plättchen äußerst stabil und auch durch
sehr hohe Belastungen nicht zu zerstören, so dass es zu keinen Folgeschäden am Fahrzeugsitz
kommen kann. Außerdem
kann eine solche Scheibe bzw. ein solches Plättchen sehr einfach hergestellt
werden, beispielsweise durch ein einfaches Stanzverfahren.
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Eine
weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass
zwischen dem Ende des Scherenquerrohrs und der Scheibe bzw. dem
Plättchen
eine zweite Laufrolle aus Kunststoff auf dem Zapfen rotierbar angeordnet
ist, deren Durchmesser geringfügig
größer ist
als der Durchmesser der Scheibe bzw. die Höhe des Plättchens. Dadurch wird selbst
bei einer starken Verformung oder einem Bruch der einen Laufrolle – gleichgültig, ob
es sich um die erste oder zweite Laufrolle handelt – eine längere Lebensdauer
der Rollenführung
erreicht, da diese immer noch auf der verbleibenden Laufrolle innerhalb
der Laufschiene bewegt werden kann. Erst wenn beide Laufrollen defekt
sind, greift wiederum die Scheibe bzw. das Plättchen aus dem signifikant härteren Material
ein und übernimmt
die Rolle der beiden Laufrollen, so dass in keinem Fall ein Folgeschaden
am Fahrzeugsitz entsteht.
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Eine
weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass
die Scheibe oder das Plättchen
vollständig
an der ersten Laufrolle anliegt und flächig am Ende des Scherenquerrohrs
bzw. vollständig
an der zweiten Laufrolle anliegt. Dadurch ist es möglich, dass
die Scheibe bzw. das Plättchen
sehr dünn
ausgeführt
werden kann, da ein Ausknicken der Scheibe bzw. des Plättchens
durch die Anlage an der ersten Laufrolle und an der zweiten Laufrolle
bzw. am Ende des Scherenquerrohrs verhindert wird. Die Dicke der
Scheibe bzw. des Plättchens
kann dabei sogar soweit reduziert werden, dass sie in einem Bereich
von 1 bis 5 mm liegt, sie beträgt
bevorzugt 2 mm bei einer Ausführung
in Stahl.
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Eine
weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass
die Scheibe fest mit einer der Laufrollen verbunden ist. Dadurch
muss ein Teil weniger auf die Nabe montiert werden, was zu einer Vereinfachung
der Montage führt.
Für ein
Plättchen ist
dies bei einer geeigneten Umrissform auch möglich. So ist bei einem n-Eck
mit hoher Eckenzahl eine weitgehende Annäherung an die Kreisform gegeben und
das Plättchen
steht nicht über
die Laufrolle heraus. Bei einem Dreieck wäre dies nicht der Fall, da die
Kantenlänge
des Dreiecks – bei
nur geringfügig kleinerer
Höhe als
der Durchmesser der Laufrolle – so
lang wäre,
dass das Plättchen über die
Laufrolle heraussteht.
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Eine
weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass
die Scheibe in eine der Laufrollen integriert ist, insbesondere
als Einleger in einem Spritzgussteil. Ein solches integriertes Teil kann
sehr einfach und preiswert, bei gleichzeitig hoher Qualität als Massenartikel
hergestellt werden. Hier gilt für
Plättchen
das gleiche, wie im vorangehenden Absatz ausgeführt.
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Bevorzugt
ist die erste Laufrolle und/oder die zweite Laufrolle als ein Spritzgussteil
ausgebildet. Dadurch können
für diese
beiden Laufrollen die aus dem Stand der Technik bekannten und sehr
einfach und preiswert herzustellenden Kunststoffteile verwendet
werden.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden anhand der beiden
in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Hierbei
zeigen:
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1 einen
Teilquerschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Rollenführung und
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2 einen
Teilquerschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Rollenführung.
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Das
in 1 dargestellte erste Ausführungsbeispiel zeigt einen
der beiden Endabschnitte eines Scherenquerrohrs 1, das über eine
erste Laufrolle 6 in einer Laufschiene 4 geführt ist.
Die im Folgenden beschriebene Ausgestaltung ist am anderen (nicht gezeigten)
Ende des Scherenquerrohrs 1 identisch noch einmal vorhanden.
Darüber
hinaus kann die vorgestellte Lösung
anstatt an allen Lagerstellen der Scherenquerrohre 1 auch
nur an ausgewählten
Stellen ausgeführt
werden, vorzugsweise an den Lagerstellen, die bei einem Unfall höhere Belastungen
aufnehmen müssen.
Das dargestellte Scherenquerrohr 1 ist Teil eines Fahrzeugsitz-Schwingsystems mit Scherenführung, wie
dies aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt ist. Da die
genaue Ausgestaltung des Fahrzeugsitz-Schwingsystems nicht erfindungswesentlich
ist, wird im Folgenden nicht näher
darauf eingegangen.
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Am
Ende 2 des Scherenquerrohrs 1 ist ein Zapfen 3 ausgebildet,
der als Nabe dient. Auf diesem Zapfen 3 sind zwei Elemente
rotierbar angeordnet, nämlich
eine erste Laufrolle 6 und eine Scheibe 7. Hierbei
befindet sich die Scheibe 7 zwischen dem Ende 2 des
Scherenquerrohrs 1 und der ersten Laufrolle 6.
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Sowohl
die erste Laufrolle 6 als auch die Scheibe 7 sind
innerhalb der U-förmig
ausgebildeten Laufschiene 4 angeordnet. Das U-Profil ist
so angeordnet, dass seine beiden Schenkel 5 in Richtung des
Scherenquerrohrs 1 weisen. Bei der Laufschiene 4 handelt
es sich um eine aus dem Stand der Technik bekannte Vorrichtung,
so dass auf deren weitere Ausgestaltung nicht näher hingewiesen werden muss,
da diese dem Fachmann geläufig
ist.
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Die
erste Laufrolle 6 ist aus einem Kunststoff als Spritzgussteil
hergestellt. Sie weist einen Durchmesser auf, der vorzugsweise geringfügig kleiner
ist als der Abstand zwischen den beiden Schenkeln 5 der
Laufschiene 4, so dass das Scherenquerrohr 1 mit
geringer Reibung innerhalb der Laufschiene 4 geführt wird.
Sieht man von der zusätzlich
noch auf dem Zapfen 3 angebrachten Scheibe 7 – die im
Folgenden sowohl hinsichtlich ihrer Ausgestaltung als auch ihrer Wirkungsweise
beschrieben wird – ab,
handelt es sich um eine aus dem Stand der Technik wohlbekannte Rollenführung für ein Fahrzeugsitz-Schwingsystem
mit Scherenführung.
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Die
erfindungsgemäß vorgesehene
Scheibe 7 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem Stahl
ausgeführt.
Dadurch, dass die Scheibe 7 eine signifikant größere Härte gegenüber dem
Kunststoff der ersten Laufrolle 6 aufweist, wird ein Brechen
der Laufrolle 6 weitestgehend verhindert, da die Scheibe 7 einen
Teil der Belastung übernimmt.
Tritt dennoch ein Bruch der Laufrolle 6 auf, übernimmt
die Scheibe 7 die Last vollständig, so dass es zu keinen
weiteren Schäden
am Sitz kommt. Die weiteren Schäden,
die bei Bruch von Laufrollen 6 beim Unfall auftreten, sind aus
Crashsimulationen hinreichend bekannt und werden hier nicht näher erläutert. Damit
die Scheibe 7 die Last aufnehmen kann, sind die beiden
Schenkel 5 der Laufschiene so weit in Richtung des Scherenquerrohrs 1 gezogen,
dass sie bis zu dessen Ende 2 reichen. Somit befindet sich
die auf dem Zapfen 3 angeordnete rotierbare Scheibe 7 innerhalb
der Laufschiene 4. Durch diese Ausgestaltung ist es zum
einen möglich,
die erste Laufrolle 6 weiterhin sehr preiswert herzustellen
und gleichzeitig eine Sicherheit im Falle eines Bruches oder einer
starken Deformation der ersten Laufrolle 6 bei Extrembelastungen zu
gewährleisten.
Der Durchmesser der Scheibe 7 ist dabei geringfügig kleiner
gewählt
als derjenige der ersten Laufrolle 6. Damit ist im normalen
Betrieb – solange
die erste Laufrolle 6 intakt ist – eine gute – aus dem
Stand der Technik bekannte – Rollenführung möglich, da
in diesem Falle die Scheibe 7 nicht mit den Schenkeln 5 der
Laufschiene 4 in Kontakt ist.
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Die
Scheibe 7 kann sehr dünn
ausgeführt werden – im dargestellten
Ausführungsbeispiel
weist sie eine Dicke von nur 2 mm auf -, da ein Ausknicken vermieden
wird. Dies ist im dargestellten Ausführungsbeispiel in Richtung
der ersten Laufrolle 6 – also von dem Scherenquerrohr 1 weg – dadurch
gewährleistet,
dass die Scheibe 7 mit ihrer gesamten Fläche an der
ersten Laufrolle 6 anliegt. Darüber hinaus liegt die Scheibe 7 mit
ihrer anderen Fläche
in einem großen
Bereich am Ende 2 des Scherenquerrohrs 1 an, so
dass ein Ausknicken in Richtung des Scherenquerrohrs 1 vermieden
wird. Eine solche dünne Scheibe 7 ist
sehr preiswert herzustellen – beispielsweise
durch ein Stanzverfahren – aber
erfüllt
ihre Rolle als Sicherung bei einem Bruch der ersten Laufrolle 6 hervorragend.
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In 2 ist
ein zweites Ausführungsbeispiel einer
erfindungsgemäßen Rollenführung dargestellt, das
in weiten Teilen mit dem des ersten – in 1 dargestellten – Ausführungsbeispiels übereinstimmt. Im
Folgenden werden deswegen lediglich die Unterschiede zum ersten
Ausführungsbeispiel
näher erläutert. Gleiche
oder gleichwirkende Teile sind mit identischen Bezugszeichen versehen.
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Zusätzlich zur
ersten Laufrolle 6 ist auf dem Zapfen 3 des Scherenquerrohrs 1 eine
zweite Laufrolle 8 angebracht. Diese zweite Laufrolle 8 ist
zwischen der Scheibe 7 aus Stahl und dem Ende 2 des Scherenquerrohrs 1 angeordnet.
Die zweite Laufrolle 8 weist einen Durchmesser auf, der
leicht größer ist als
derjenige der ersten Laufrolle 6. Sie ist ebenfalls aus
einem Kunststoff gefertigt und kann dabei in sehr preiswerter Art
und Weise ebenfalls als Spritzgussteil hergestellt werden. Dadurch,
dass der Durchmesser der zweiten Laufrolle 8 geringfügig größer ist
als derjenige der ersten Laufrolle 6 und gleichzeitig der
eine der beiden Schenkel 5 der Laufschiene 4 kürzer gestaltet
ist, haben beide Laufrollen 6, 8 im Profil nur Anlagen
an einer Seite (die erste Laufrolle 6 am oberen Schenkel 5 und
die zweite Laufrolle 8 am unteren Schenkel 5),
was die Drehbewegung der Laufrollen 6, 8 bei geringen
Toleranzen erleichtert. Diese Art der Rollenführung ist hinlänglich bekannt,
so dass sie nicht weiter erklärt
wird. Auch bei Einsatz der Scheibe 7 als Sicherheitselement
bei dieser Art der Rollenführung
ist der Durchmesser der Scheibe 7 geringfügig kleiner
als derjenige der Laufrollen 6, 8. Die Länge der
Schenkel 5 ist so gewählt,
dass sich die Scheibe 7 bei Verformung oder Bruch einer
oder beider Laufrollen 6, 8 innerhalb der beiden
Schenkel 5 befindet und so die auftretenden Belastungen
aufnimmt.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
dass die Scheibe 7 fest mit der jeweiligen Laufrolle 6, 8 verbunden
ist, was die Montage erleichtert, da hierdurch die Anzahl der Teile in
der Montage reduziert wird. Für
die Art der Ausgestaltung der Verbindung der Scheibe 7 aus
Metall mit der Laufrolle 6, 8 aus Kunststoff stehen hinlänglich viele,
bekannte technische Lösungen
zur Verfügung, die
hier nicht erklärt
zu werden brauchen, da sie dem Fachmann bekannt sind.
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Anstatt
der Scheibe 7 kann als Sicherheitselement auch ein Plättchen (nicht
dargestellt) aus Stahl – insbesondere
in der Form eines Rechtecks – verwendet
werden, das eine geringfügig
kleinere Höhe
als der Durchmesser der Laufrollen 6, 8 aufweist.
Dieses Plättchen
kann zwar nicht fest mit den Laufrollen 6, 8 verbunden
oder sogar in diese eingespritzt werden – wodurch nicht der Vorteil
weniger Bauteile erzielt wird -, aber es bildet eine flächige Auflage
auf dem unteren Schenkel 5 der Laufschiene, was zu einer
erhöhten
Sicherheit führt.
Prinzipiell gilt dies auch für
Plättchen
mit einer beliebigen Umrissform.
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Neben
der Ausgestaltung der zweiten Laufrolle 8 mit einem Durchmesser,
der größer als
derjenige der ersten Laufrolle 6 ist, können die beiden Laufrollen 6, 8 auch
mit gleichem Durchmesser ausgestattet sein.
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- 1
- Scherenquerrohr
- 2
- Ende
- 3
- Zapfen
- 4
- Laufschiene
- 5
- Schenkel
- 6
- Erste
Laufrolle
- 7
- Scheibe
- 8
- Zweite
Laufrolle