DE102008028688A1 - Verriegelungsvorrichtung für einen Fahrzeugsitz - Google Patents

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Abstract

Bei einer Verriegelungsvorrichtung (20) für einen Fahrzeugsitz, insbesondere für einen Kraftfahrzeugsitz, mit wenigstens einem Verriegelungselement (14), welches relativ zu wenigstens einem Gegenelement (5a) beweglich ist, insbesondere in einer Einfallrichtung (y), und mit dem Gegenelement (5a) zusammenwirkt, um zwei Bauteile (5, 8) des Fahrzeugsitzes (1) miteinander zu verriegeln, wobei das Verriegelungselement (14) mit wenigstens einem Zahn (14b) den Randbereich des Gegenelementes (5a) kontaktiert und wenigstens an der Oberfläche des Zahnes (14b) mit wenigstens einer Deckschicht (24) beschichtet ist, besteht die Deckschicht (24) aus einer organischen Matrix (24a) mit eingelagerten, insbesondere anorganischen Partikeln (24b).

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Verriegelungsvorrichtung für einen Fahrzeugsitz, insbesondere für einen Kraftfahrzeugsitz, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruches 1.
  • Systeme mechanischer Sicherheits-Verriegelungsvorrichtungen, wie sie beispielsweise in Längseinstellern oder anderen Komponenten von Fahrzeugsitzen zum Einsatz kommen, werden in der Regel über Kontaktbedingungen so ausgelegt, dass eine dynamische Verriegelungssicherheit, eine Funktionsstabilität im Sinne eines robusten Designs über alle auftretenden Toleranzen sowie eine komfortable Entriegelung gegeben sein sollen. Größere Kontaktwinkel vergrößern die Kompensation von Toleranzen, da diese in Abhängigkeit des Winkels erfolgt. Kleine Kontaktwinkel führen einerseits zu stabileren Selbsthemmbedingungen, da ein größerer Abstand zum Selbsthemmungswinkel besteht, andererseits wird der Bereich der erlaubten Toleranzen verringert, da sonst größere Relativbewegungen auftreten, die beim Sitzgebrauch zu einer Geräuschbildung und während der Betätigung zum Verklemmen führen kann. Das Ergebnis ist ein nicht-robustes Design in Verbindung mit einer Kostenerhöhung aufgrund der engeren Toleranzlagen, die prozesstechnisch aufwendiger herzustellen sind.
  • Aus der DE 20 2008 000 324 U1 ist einer Verriegelungsvorrichtung dieser Art für einen Längseinsteller bekannt, bei dem eine seitlich an der Fahrzeugstruktur angebrachte, erste Sitzschiene eine zweite Sitzschiene lagert und führt, welche seitlich am Fahrzeugsitz angebracht ist. Die erste Sitzschiene einerseits und die zweite Sitzschiene und ein an der zweiten Sitzschiene angebrachtes Verkrallungsteil andererseits umgreifen einander wechselseitig, um im Crashfall ein Aufschälen zu verhindern. Das Verkrallungsteil wirkt dabei zugleich als Verstärkung der zweiten Sitzschiene. Das an der zweiten Sitzschiene gelagerte Verriegelungselement verriegelt die beiden Sitzschienen, indem mehrere Zähne des Verriegelungselementes in eine entsprechende Anzahl der in Reihen angeordneten Rasten der ersten Sitzschiene greifen. Wenigstens der kontaktierende Zahn des Verriegelungselements ist mit Deckschicht beschichtet, bestehend aus einer Nickel-Matrix, in welche SiC-Partikel eingelagert sind.
  • Es sind auch Verriegelungselement bekannt mit Oberflächenbeschichtungen, welche die Verriegelungselemente vor Korrosion schützen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Verriegelungsvorrichtung der eingangs genannten Art weiter zu verbessern. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Verriegelungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Indem die Deckschicht aus einer organischen Matrix mit eingelagerten, insbesondere anorganischen Partikeln besteht, werden die Sicherheitsanforderungen durch – im Vergleich zu einer Paarung ”Stahl auf Stahl” – deutlich größere Reibwerte erfüllt, welche durch die Partikel erreicht werden. Mit den größeren Reibwerten werden die eingangs geschilderten Nachteile vermieden, insbesondere wird die Selbsthemmung stabilisiert und damit die geräuschbildende Relativbewegung der zusammenwirkenden Bauteile vermieden. Desweiteren ergibt sich ein exzellentes Entriegelungsverhalten, auch unter Vorlast, und ein optimiertes Verriegelungsverhalten jeweils aufgrund der dämpfenden Wirkung der organischen Matrix.
  • Die Erfindung kann in Fahrzeugsitzen an verschiedene Stellen mit verriegelbaren Bauteilen eingesetzt werden, beispielsweise für Längseinsteller oder für Lehnenneigungseinsteller, insbesondere Rastbeschläge oder Getriebebeschläge mit Freischwenkung. Im Falle eines Längseinstellers kann durch mehrerer Verriegelungselemente ein quasi stufenloses Verriegeln erreicht werden. Mit seitlich angebrachten Sitzschienen wird der Fahrzeugsitz tiefer gelegt, was insbesondere bei Sportwagen von Vorteil ist. Im Falle der Lehnenneigungseinsteller sind die beiden miteinander zu verriegelnden Bau teile die zwei Beschlagteile, von denen eines das beispielsweise als schwenkbare Klinke oder linear verschieblicher Riegel ausgebildete Verriegelungselement lagert, während das andere beispielsweise einen um die Lehnenschwenkachse gekrümmten Zahnkranz als Gegenelement trägt.
  • Im folgenden ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen
  • 1 eine perspektivische, explosionsartige Ansicht des Ausführungsbeispiels mit schematisiertem Schienenprofil,
  • 2 eine schematische Seitenansicht eines Fahrzeugsitzes,
  • 3 einen Schnitt durch das Schienenprofil, und
  • 4 einen Teilschnitt durch das beschichtete Verriegelungselement.
  • Eine Vorrichtung zur Längseinstellung eines Fahrzeugsitzes 1 ist im folgenden als Längseinsteller 3 bezeichnet. Die gewöhnliche Orientierung des Fahrzeugsitzes 1 in einem Kraftfahrzeug und dessen normale Fahrtrichtung definieren die nachfolgenden Richtungsangaben. Der Längseinsteller 3 weist auf jeder Seite des Fahrzeugsitzes 1 eine fahrzeugstrukturfeste erste Sitzschiene 5 und eine sitzstrukturfeste zweite Sitzschiene 8, welche unter Zwischenlage von Kugeln gleitend auf der zugeordneten ersten Sitzschiene 5 geführt ist, auf. Die Längsrichtung x der Sitzschienen 5 und 8 stimmt mit der Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges überein. Die zweite Sitzschiene 8 ist auf der von der ersten Sitzschiene 5 abgewandten Seite mit weiteren, nicht näher dargestellten Teilen des Unterbaus des Fahrzeugsitzes 1 verbunden.
  • Die erste Sitzschiene 5 und die zweite Sitzschiene 8 sind auf den einander zugewandten Seiten geöffneten und in ihren in Längsrichtung verlaufenden Randbereichen so geformt, dass sie sich wechselseitig hintergreifen und damit verkrallen. Über die Verkrallungsbereiche werden im Crashfall die auftretenden Kräfte in die Fahrzeugstruktur geleitet, ohne dass die Gefahr eines Aufschälens der Schienen besteht. Die beiden verkrallenden Sitzschienen 5 und 8 bilden ein Schienenprofil, welches einen Bauraum definiert.
  • Im Ausführungsbeispiel sind die beiden Sitzschienen 5 und 8 näherungsweise C-förmig ausgebildet und seitlich angebracht, d. h. die erste Sitzschiene 5 ist seitlich am Schweller bzw. am Tunnel angebracht und die zweite Sitzschiene seitlich an den weiteren Teilen des Unterbaus. Innerhalb dieses Bauraums ist vorzugsweise ein Verkrallungsteil 12 vorgesehen, welches auf der Innenseite der zweiten Sitzschiene 8 entlang deren hochkant verlaufender Wandung angeordnet und über mit der zweiten Sitzschiene 8 gemeinsame Befestigungsmittel fest mit dem Unterbau des Fahrzeugsitzes 1 verbunden ist. Vorliegend sind die zweite Sitzschiene 8 und das Verkrallungsteil 12 als ein gemeinsames Bauteil zu betrachten. In abgewandelter Ausführung sind die beiden Sitzschienen 5 und 8 näherungsweise U-förmig mit nach innen bzw. außen gebogenen Randbereichen zum wechselseitigen Hintergreifen ausgebildet. Die fahrzeugstrukturfeste erste Sitzschiene 5 ist dann am Fahrzeugboden befestigt, die sitzstrukturfeste zweite Sitzschiene 8 unten an dem weiteren Teilen des Unterbaus des Fahrzeugsitzes 1.
  • Ein Verriegelungselement 14 (welches bezüglich der Vertikalen z ungefähr in der Mitte des Verkrallungsteils 12 angeordnet ist) weist einen rechteckplattenförmigen Grundkörper 14a auf. Vom Grundkörper 14a steht ein Führungsstift 16 ab, der beispielsweise angenietet ist. Das Verriegelungselement 14 ist mittels des Führungsstifts 16 in der zweiten Sitzschiene 8 (und im Verkrallungsteil 12) in einer horizontalen Einfallrichtung y beweglich geführt und mit Spiel gelagert, beispielsweise in einfachen Öffnungen oder Kragenzügen. Eine zwischen der Außenseite der zweiten Sitzschiene 8 und einem Teller am Ende des Führungsstiftes 16 angeordnete, als Druckfeder ausgebildete Feder 18 spannt das Verriegelungselement 14 in der Einfallrichtung y gegen die zweite Sitzschiene 8 vor. In abgewandelter Ausführung ist anstelle der Druckfeder eine zwischen Verriegelungselement 14 und zweiter Sitzschiene 8 eingehängte Zugfeder vorgesehen. Das Verriegelungselement 14 ist zum Zusammenwirken mit der ersten Sitzschiene 5 ausgebildet.
  • Für höhere Anforderungen, beispielsweise um stufenlos einzufallen und in kleinerer Stufigkeit spielfrei zu verriegeln, sind in Längsrichtung x drei Verriegelungselemente 14 hintereinander angeordnet. Im Normalfall sind zwei der Verriegelungselemente 14 in die erste Sitzschiene 5 eingefallen und sorgen dabei für die Spielfreistellung, wobei eines dieser eingefallenen Verriegelungselemente 14 die Last in Fahrtrichtung und das andere die Last entgegen der Fahrtrichtung aufnimmt. Das dritte Verriegelungselement 14 ist nicht eingefallen, sondern liegt auf der ersten Sitzschiene 5 auf. Im Crashfall, wenn sich die Sitzschienen 5 und 8 verformen, fällt auch das dritte Verriegelungselement 14 ein.
  • Das Verriegelungselement 14 weist am Grundkörper 14a mehrere Zähne 14b auf, die beispielsweise quaderförmig oder zylindrisch geformt sein können, vorzugsweise aber leicht keilförmig oder konisch bezüglich der Einfallrichtung y sind, um das Verriegelungselement 14 spielfrei stellen zu können. Die vorliegend zehn Zähne 14b sind in zwei Reihen angeordnet, nämlich entlang der beiden Längsränder des Grundkörpers 14a und stehen in Einfallrichtung y vom Grundkörper 14a ab. Die Zähne 14b können alternativ senkrecht zur Einfallrichtung y vom Grundkörper 14a abstehen. Der Führungsstift 16 ist bezüglich der Reihen ungefähr mittig angeordnet. Im verriegelten Zustand greifen die Zähne 14b zugleich durch Öffnungen 12a im Verkrallungsteil 12, durch Rasten 5a der ersten Sitzschiene 5 und durch Öffnungen 8a in der zweiten Sitzschiene 8. Dabei kontaktiert wenigstens ein Zahn 14b den Randbereiche der zugeordneten Raste 5a, vorzugsweise aber mehrere Zähne 14b die Randbereiche der zugeordneten Rasten 5a und Öffnungen 8a. Die Rasten 5a können alternativ zu den Zähnen 14b leicht keilförmig bezüglich der Einfallrichtung y ausgebildet sein. Die Reihe von Rasten 5a bildet das Gegenelement zum Verriegelungselement 14. Das Verriegelungselement 14 und das Gegenelement definieren eine Verriegelungsvorrichtung 20 und wirken zusammen, um die beiden Sitzschienen 5 und 8 als Bauteile des Fahrzeugsitzes 1 miteinander zu verriegeln. Die Sitzschienen 5 und 8 bestehen in der Regel aus Stahl.
  • Eine sichere Verriegelung im Crashfall kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass das Verriegelungselement 14 mit seinen Zähnen 14b an den Randbereichen der zugeordneten Rasten 5a der ersten Sitzschiene 5 so anliegt, dass die Anlageflächen zur Einfallrichtung y in einem Winkel innerhalb des Selbsthemmungsbereichs orientiert sind. Für den Spielausgleich beim Verriegeln und den Komfort beim Entriegeln ist es günstig, wenn die Anlageflächen nicht allzu sehr in Einfallrichtung y orientiert sind. Mittels eines erhöhten Reibwertes kann eine Optimierung erreicht werden.
  • Erfindungsgemäß ist das Verriegelungselement 14 wenigstens an der Oberfläche einer, insbesondere aller Zähne 14b mit einer Grundschicht 22 (Basiscoat) und darüber mit einer Deckschicht 24 (Topcoat) beschichtet. Die Grundschicht 22, beispielsweise aus Zinkphosphat, sorgt für die Haftung der Deckschicht 24 auf dem Grundmaterial des Verriegelungselements 14. Die Deckschicht 24 besteht aus einer organischen Matrix 24a, beispielsweise Epoxidharz, welche die Dämpfung optimiert, und anorganischen Partikeln 24b mit definierter Korngröße, die in die Matrix 24a eingelagert sind, um den Reibwert zu erhöhen. Die Partikel 24b können aus Aluminiumoxiden (Al2O3, insbesondere Korund), Silicaten (SixOy) und Verbindungen daraus, d. h. Aluminiumsilicaten, insbesondere Alumosilicaten, bestehen. Das Material der Partikel 24b und die Korngröße sind an das Verriegelungsprinzip angepasst. Zur Vereinfachung der Herstellung können die Grundschicht 22 und die Deckschicht 24 das gesamte Verriegelungselement 14 bedecken.
  • Die Beschichtung des Verriegelungselementes 14 führt zu größeren Reibwerten zwischen den Kontaktpartnern, d. h. zwischen Verriegelungselement 14 und Sitzschiene 5 oder 8. Eine stabilere Selbsthemmbedingung ist die Folge. Da es – aufgrund einer geringen Schichtdicke der Beschichtung – keine geometrische Änderung im Sinne der Kontaktwinkelauslegung gibt, bleiben die Toleranzfelder unverändert und können ggf. sogar vergrößert werden, was einen Kostenvorteil bedeuten kann. Ausgehend von den Reibwerten ”Stahl auf Stahl” von μ = 0,1 sind Werte μ > 0,2 mit den Aluminium-Silikat-Partikeln in der Epoxidharz-Matrix zu erreichen. Mit steigender Korngröße steigt in der Regel der Reibwert. Es ist lediglich darauf zu achten, dass die Größe der Partikel 24b zu keinen nachteiligen Effekten, wie unbeabsichtigtem Verklemmen oder zu hakeligem Entriegelungsverhalten führt. Die Beschichtung des Verriegelungselementes 14 verbessert auch das dynamische Verhalten aufgrund der dämpfenden Wirkung der organischen Matrix 24a der Deckschicht.
  • Der Längseinsteller 3, genauer gesagt die beiden Paare von Sitzschienen 5 und 8 auf den beiden Fahrzeugsitzseiten, ist mittels der vorhandenen Verriegelungsvorrichtungen 20 verriegelt. Um den Längseinsteller 3 zu entriegeln, wird mittels einer nicht näher dargestellten Betätigungsvorrichtung der Führungsstift 16 von der Außenseite der zweiten Sitzschiene 8 her entgegen der Kraft der Feder 18, d. h. entgegen der Einfallsrichtung y, beaufschlagt. Das Verriegelungselement 14 mit seinen Zähnen 14b bewegt sich dadurch aus den Öffnungen 8a heraus und wird – entgegen der Einfallrichtung y – aus den Rasten 5a ausgehoben. Die Sitzschienen 5 und 8 sind nun relativ zueinander in Längsrichtung x verschieblich. Wird die Betätigungsvorrichtung nicht weiter betätigt, bewegt die Feder 18 das Verriegelungselement 14 in Einfallrichtung y und bringt es wieder in Eingriff mit den Rasten 5a und Öffnungen 8a.
    • 1
    Fahrzeugsitz
    3
    Längseinsteller
    5
    erste Sitzschiene
    5a
    Raste
    8
    zweite Sitzschiene
    8a
    Öffnung in der zweiten Sitzschiene
    12
    Verkrallungsteil
    12a
    Öffnung im Verkrallungsteil
    14
    Verriegelungselement
    14a
    Grundkörper
    14b
    Zahn
    16
    Führungsstift
    18
    Feder
    20
    Verriegelungsvorrichtung
    22
    Grundschicht
    24
    Deckschicht
    24a
    Matrix
    24b
    Partikel
    x
    Längsrichtung
    y
    Einfallrichtung
    z
    Vertikale
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 202008000324 U1 [0003]

Claims (12)

  1. Verriegelungsvorrichtung für einen Fahrzeugsitz, insbesondere für einen Kraftfahrzeugsitz, mit wenigstens einem Verriegelungselement (14), welches in einer Einfallrichtung (y) relativ zu wenigstens einem Gegenelement (5a) beweglich ist und mit dem Gegenelement (5a) zusammenwirkt, um zwei Bauteile (5, 8) des Fahrzeugsitzes (1) miteinander zu verriegeln, wobei das Verriegelungselement (14) mit wenigstens einem Zahn (14b) den Randbereich des Gegenelementes (5a) kontaktiert und wenigstens an der Oberfläche des Zahnes (14b) mit wenigstens einer Deckschicht (24) beschichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschicht (24) aus einer organischen Matrix (24a) mit eingelagerten, insbesondere anorganischen Partikeln (24b) besteht.
  2. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die organische Matrix (24a) aus Epoxidharx besteht.
  3. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel (24b) aus Aluminiumoxiden und/oder Silicaten, insbesonder Aluminiumsilicaten, bestehen.
  4. Verriegelungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verriegelungselement (14) eine Grundschicht (22), insbesondere eine Zinkphosphatschicht, aufweist, mittels derer die Deckschicht (24) am Zahn (14b) haftet.
  5. Verriegelungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verriegelungselement (14) an der Oberfläche aller Zähne (14b) beschichtet ist.
  6. Verriegelungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das gesamte Verriegelungselement (14) beschichtet ist.
  7. Verriegelungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens der kontaktierende Zahn (14b) und/oder das Gegenelement (5a) wenigstens näherungsweise keilförmig bezüglich der Einfallrichtung (y) des Verriegelungselementes (14) ausgebildet ist.
  8. Verriegelungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungsvorrichtung (20) eine erste Sitzschiene (5) eines Längseinstellers (3) des Fahrzeugsitzes (1) mit einer relativ zur ersten Sitzschiene (5) in Längsrichtung (x) verschiebbaren zweiten Sitzschiene (8) verriegelt, an welcher das Verriegelungselement (14) in einer Einfallrichtung (y) beweglich gelagert ist.
  9. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Sitzschiene (5) eine Reihe von Rasten (5a) als Gegenelement aufweist, wobei beim Verriegeln der wenigstens eine Zahn (14b) des Verriegelungselementes (14) den Randbereich wenigstens einer der Rasten (5a) der ersten Sitzschiene (5) und/oder wenigstens einer Öffnung (8a) der zweiten Sitzschiene (8) kontaktiert.
  10. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Verriegelungselement (14) einen Grundkörper (14a) aufweist, von welchem die Zähne (14b) und ein Führungsstift (16) abstehen, wobei das Verriegelungselement (14) mittels des Führungsstiftes (16) an der zweiten Sitzschiene (8) gelagert ist, und wobei eine zwischen der zweiten Sitzschiene (8) und dem Führungsstiftes (16) wirksame Feder (18) das Verriegelungselement (14) in der Einfallrichtung (y) gegen die zweite Sitzschiene (8) vorspannt.
  11. Längseinsteller mit einer Verriegelungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
  12. Rastbeschlag mit einer Verriegelungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7.
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