DE102012203056A1

DE102012203056A1 - Fahrzeugsitz mit in einem Querrohr angeordneterDrehstabfeder

Info

Publication number: DE102012203056A1
Application number: DE102012203056A
Authority: DE
Inventors: Matthias Fischer; Jochen Hofmann; Jörg Gropp; Markus Hirschmann; Gregor Kröner
Original assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Current assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date: 2011-03-17
Filing date: 2012-02-28
Publication date: 2012-09-20
Anticipated expiration: 2032-02-29
Also published as: FR2972689A1; FR2972689B1; DE102012203056B4; CN102673431A; CN102673431B

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugsitz mit einem Sitzrahmen, einem zu dem Sitzrahmen verschwenkbaren Verstellteil, einem an dem Sitzrahmen angeordneten, sich entlang einer Erstreckungsrichtung erstreckenden Querrohr, das drehfest mit dem einen von Sitzrahmen und Verstellteil und schwenkbar mit dem anderen von Sitzrahmen und Verstellteil verbunden ist, und einer sich zumindest abschnittsweise in dem Querrohr erstreckenden Drehstabfeder zum Vorspannen des Verstellteils gegenüber dem Sitzrahmen. Ein erstes Ende der Drehstabfeder ist drehfest an dem Querrohr und ein zweites Ende der Drehstabfeder an dem anderen von Sitzrahmen und Verstellteil gehalten. Dabei ist ein Halteelement (3) in Form eines Nagels (30, 30A, 30B) vorgesehen, der mit einem Schaft (300) an das Querrohr (102) angesetzt ist und über den Schaft (300) das erste Ende (21) der Drehstabfeder (2) abstützt. Auf diese Weise wird ein Fahrzeugsitz mit einer in einem Querrohr angeordneten Drehstabfeder zum Vorspannen eines Verstellteils gegenüber einem Sitzrahmen zur Verfügung gestellt, der eine einfache, kostengünstige Bauweise des Querrohres mit daran angeordneter Drehstabfeder bei hoher Festigkeit und der Möglichkeit für eine Leichtbauweise erlaubt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugsitz nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein derartiger Fahrzeugsitz weist einen Sitzrahmen, ein zu dem Sitzrahmen verschwenkbares Verstellteil, ein an dem Sitzrahmen angeordnetes, sich entlang einer Erstreckungsrichtung erstreckendes Querrohr, das drehfest mit dem einen vom Drehteil und Verstellteil und schwenkbar mit dem anderen von Sitzrahmen und Verstellteil verbunden ist, und eine sich zumindest abschnittweise in dem Querrohr erstreckende Drehstabfeder zum Vorspannen des Verstellteils relativ zum Sitzrahmen auf. Der Sitzrahmen kann beispielsweise Bestandteil eines als Sitzfläche für einen Fahrzeuginsassen dienenden Sitzteils des Fahrzeugsitzes sein, während das Verstellteil beispielsweise durch eine verschwenkbar zum Sitzrahmen angeordnete Rückenlehne oder durch verschwenkbar zum Sitzrahmen gelagerte Schwingen für eine Höheneinstellung des Fahrzeugsitzes ausgebildet sein kann.
Das Querrohr kann fest mit dem Verstellteil, also z.B. mit der Rückenlehne oder den Schwingen, verbunden und verschwenkbar zum Sitzrahmen gelagert sein. Umgekehrt kann das Querrohr aber auch fest mit dem Sitzrahmen und verschwenkbar mit dem Verstellteil verbunden sein.
Die Drehstabfeder dient zum Vorspannen des Verstellteils gegenüber dem Sitzrahmen. Ist das Verstellteil beispielsweise durch eine Rückenlehne des Fahrzeugsitzes gebildet, so kann die Drehstabfeder beispielsweise derart ausgebildet und mit dem Sitzrahmen einerseits und der Rückenlehne andererseits wirkverbunden sein, dass sie bei einem Vorschwenken der Rückenlehne aus einer betriebsgemäßen Normalgebrauchsstellung gespannt wird, um das Aufstellen der Rückenlehne aus der ausgelenkten, vorverschwenkten Position zurück in die Normalgebrauchsstellung zu unterstützen. Ist das Verstellteil durch Schwingen zur Höheneinstellung des Fahrzeugsitzes gebildet, so kann die Drehstabfeder beispielsweise derart ausgebildet und mit dem Sitzrahmen einerseits und den Schwingen andererseits wirkverbunden sein, dass sie gespannt wird, wenn die Schwingen relativ zum Sitzrahmen zum Überführen des Fahrzeugsitzes in eine abgesenkte Position verschwenkt werden, um das Anheben des Fahrzeugsitzes aus der abgesenkten Position zu unterstützen.
Hierzu sind ein erstes Ende der Drehstabfeder drehfest an dem Querrohr und ein zweites Ende der Drehstabfeder an dem Bauteil (Sitzrahmen oder Verstellteil), an dem das Querrohr verschwenkbar angeordnet ist, gehalten. Das erste Ende der Drehstabfeder wird somit an dem Querrohr in drehfester Weise gehalten, während das zweite Ende der Drehstabfeder mit dem Bauteil verbunden ist, das relativ zum Querrohr verschwenkbar ist (ist das Querrohr z.B. fest mit dem Verstellteil verbunden und schwenkbar an dem Sitzrahmen gelagert, ist das zweite Ende der Drehstabfeder an dem Sitzrahmen abgestützt). Wird das Querrohr aus einer Stellung, in der die Drehstabfeder entspannt oder unter (geringer) Vorspannung gehalten ist, relativ zu dem Bauteil, an dem das Querrohr verschwenkbar angeordnet ist, verschwenkt, so wird die Drehstabfeder, die sich mit ihrem anderen, zweiten Ende an diesem Bauteil abstützt, um ihre Achse, entlang derer sie sich in dem Querrohr erstreckt, verdreht und somit gespannt, so dass ein Rückverschwenken des Querrohrs relativ zu dem Bauteil in Federkraft unterstützter Weise erfolgt.
Um das erste Ende der Drehstabfeder drehfest an dem Querrohr anzuordnen, wird herkömmlich das Querrohr an einem Ende durch Verprägen umgeformt, so dass eine Aufnahme für das erste Ende der Drehstabfeder geschaffen wird, in der die Drehstabfeder drehfest gehalten werden kann. Das erste Ende der Drehstabfeder ist hierzu abgekröpft und wird in die Aufnahme an dem Querrohr eingesteckt und in eingestecktem Zustand formschlüssig an dem Querrohr gehalten.
Bei einem aus der DE 100 28 897 A1 bekannten Fahrzeugsitz beispielsweise ist ein Kompensationselement nach Art einer auf Torsion beanspruchten Drehstabfeder in einem Querrohr angeordnet und mit einem Ende formschlüssig an einer Eindrückung am Querrohr gehalten.
Nachteilig bei einer solchen Befestigung der Drehstabfeder an dem Querrohr kann sein, dass die Torsionssteifigkeit und die Drucksteifigkeit des Querrohrs insbesondere bei einem Heckaufprall oder einem Seitenaufprall reduziert ist, da es insbesondere an der Stelle der Umformung (Verprägung) zu einer Materialschwächung kommt. Aus diesem Grunde müssen höhere Wandstärken oder Rohrdurchmesser für das Querrohr vorgesehen werden, um den Fahrzeugsitz den Anforderungen bezüglich Quersteifigkeit, Eigenfrequenz und Crashsicherheit anzupassen.
Dies stellt jedoch ein Problem dar, wenn der Fahrzeugsitz für eine Leichtbauweise mit Blick auf sein Gewicht optimiert werden soll. Zwar kann ein Querrohr mit großem Durchmesser und dünner Wandstärke verwendet werden, das auch die Festigkeitsanforderungen erfüllt. Wird jedoch die Materialdicke der Rohrwandung zu klein gewählt, kann es lokal zu einem Ausdrücken der sickenförmigen Umformungen im Querrohr durch die hohen von der Drehstabfeder eingebrachten Kräfte kommen. (Hierzu ist anzumerken, dass die Drehstabfeder zur Aufnahme und Bereitstellung sehr großer Torsionskräfte ausgebildet ist und beispielsweise als Draht mit einem Durchmesser von mehreren Millimetern, beispielsweise 8 mm geformt sein kann. Es erfordert daher große Torsionskräfte, um die Drehstabfeder zu verwinden, und mit entsprechend hoher Festigkeit muss die Drehstabfeder an dem Querrohr gehalten werden.)
Bei einem aus der DE 199 61 655 A1 bekannten Fahrzeugsitz erstreckt sich eine Drehstabfeder, die nicht in einem Querrohr geführt ist, zwischen zwei Rahmenteilen und ist über Lagerbuchsen an den Rahmenteilen gehalten.
Bei einem aus der DE-OS 1 505 735 bekannten Fahrzeugsitz ist eine Drehstabfeder mittig an einem fahrzeugbodenfesten Querrohr befestigt und mit ihren Enden zum Querrohr schwenkbar mit Lenkern des Fahrzeugsitzes verbunden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Fahrzeugsitz mit einer in einem Querrohr angeordneten Drehstabfeder zum Vorspannen eines Verstellteils gegenüber einem Sitzrahmen zur Verfügung zu stellen, der eine einfache, kostengünstige Bauweise des Querrohres mit daran angeordneter Drehstabfeder bei hoher Festigkeit und der Möglichkeit für eine Leichtbauweise erlaubt.
Diese Aufgabe wird durch einen Gegenstand mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Demnach ist bei einem Fahrzeugsitz der eingangs geschilderten Art ein Halteelement in Form eines Nagels vorgesehen, der mit einem Schaft an das Querrohr angesetzt ist und über den Schaft das erste Ende der Drehstabfeder abstützt.
Der Nagel kann beispielsweise als Reibnagel ausgestaltet sein, der unter Rotation an das Querrohr angesetzt und aufgrund der bei der Rotation entstehenden Reibenergie unter Reibschweißen mit dem Querrohr verbunden wird und somit in montiertem Zustand schweißend mit dem Querrohr verbunden ist. Zum Ansetzen wird der (Reib-) Nagel solange rotiert, bis die Reibschweißverbindung hergestellt ist und der Nagel unter Reibschweißen mit dem Querrohr verbunden ist.
Denkbar ist aber auch, den Nagel durch Nieten oder (Laser-)Schweißen mit dem Querrohr zu verbinden.
Durch Verwenden eines einfachen (Reib-) Nagels zum Abstützen des ersten Federendes der Drehstabfeder gegenüber dem Querrohr ergibt sich ein besonders einfacher Aufbau. Lediglich ein Nagel ist zur Abstützung der Drehstabfeder an dem Querrohr erforderlich. Weitere Bauteile müssen nicht vorgesehen werden. Zudem ist die Verbindung des Nagels mit dem Querrohr – insbesondere unter Reibschweißen – einfach. Eine Geometrieveränderung des Querrohres, insbesondere eine Verprägung, ist nicht erforderlich, so dass das Querrohr entlang seiner gesamten Länge mit einem homogenen Querschnitt, insbesondere als kreiszylindrisches Hohlrohr, ausgebildet sein kann. Der Nagel kann zudem leichtgewichtig sein, so dass der Aufbau des Querrohres mit dem daran angeordneten Nagel hinsichtlich einer Leichtbauweise optimiert werden kann.
Der Nagel kann so an dem Querrohr angeordnet sein, dass er mit seinem Schaft das Querrohr an zwei in einer Hülle des Querrohres angeordneten Aussparungen durchgreift.
Der Nagel durchdringt dann in an das Querrohr angesetztem Zustand mit seinem Schaft das Querrohr beispielsweise quer zur Erstreckungsrichtung, wobei ein Kopf des Nagels, der an dem Schaft angeordnet ist, außenseitig an der Hülle des Querrohres anliegt.
Die Aussparungen können hierbei durch Bohrungen durch die Hülle des Querrohres gebildet und somit in der Hülle vor Setzen des Nagels durch Vorbohren angebracht sein. Alternativ ist auch denkbar, dass an dem Querrohr keine gesonderten Aussparungen vorgeformt sind, sondern die Aussparungen erst durch Ansetzen des Nagels an das Querrohr in der Hülle gebildet werden, indem der Nagel die Hülle durchstößt.
Der Kopf kann hierbei im Bereich einer ersten Aussparung an der Hülle des Querrohres anliegen, wobei der Schaft die erste Aussparung durchdringt, sich durch das nach Art eines Hohlrohres aufgebaute Querrohr erstreckt und mit einer dem Kopf abgewandten Schaftspitze eine zweite Aussparung an der Hülle des Querrohres durchgreift. Es ergibt sich eine formschlüssige Abstützung des Nagels an dem Querrohr, wobei der Nagel zudem insbesondere über Reibschweißen fest mit dem Querrohr verbunden sein kann und somit sicher an dem Querrohr gehalten ist.
Um das erste Ende der Drehstabfeder gegenüber dem Querrohr abzustützen und somit aufgrund einer Verwindung der Drehstabfeder bewirkte Torsionskräfte abzuleiten, kann ein einzelner Nagel an dem Querrohr vorgesehen sein, der das erste Ende der Drehstabfeder hält und gegenüber dem Querrohr gegen ein Mitdrehen abstützt. Denkbar und vorteilhaft kann aber auch sein, mehrere Nägel, beispielsweise zwei oder drei Nägel vorzusehen, über die das erste Ende der Drehstabfeder gegenüber dem Querrohr abgestützt ist.
Über einen oder mehrer Nägel kann zudem entlang der Erstreckungsrichtung des Querrohres eine Führung für die Drehstabfeder in dem Querrohr bereitgestellt werden, die den Verlauf der Drehstabfeder innerhalb des Querrohres vorgibt und die Drehstabfeder im inneren des Querrohres führt.
Um das erste Ende der Drehstabfeder mittels des Nagels derart abzustützen, dass bei einem Verwinden der Drehstabfeder das erste Ende nicht mitgedreht werden kann und gegenüber dem Querrohr lagefest gehalten ist, kann die Drehstabfeder an dem ersten Ende umgebogen, also abgekröpft, sein. Die Drehstabfeder kann hierdurch an ihrem ersten Ende so geformt sein, dass sie einen ersten Anlageabschnitt und einen zweiten Anlageabschnitt aufweist, die sich parallel zueinander entlang der Erstreckungsrichtung erstrecken und den Schaft des Nagels zwischen sich aufnehmen. Durch die Anlageabschnitte, die durch Umbiegen des ersten Endes der Drehstabfeder geschaffen sind, wird somit eine Aufnahme bereitgestellt, die den an dem Querrohr angeordneten Nagel umgreift und damit einen formschlüssigen Halt des ersten Endes der Drehstabfeder an dem Nagel des Querrohres bewirkt.
Vorteilhafterweise können die Anlageabschnitte den Schaft des Nagels mit Spiel zwischen sich aufnehmen. Mit anderen Worten ist der lichte Abstand zwischen den Anlageabschnitten größer als der Durchmesser des Schaftes, so dass die Drehstabfeder mit ihrem ersten Ende um einen gewissen Winkel relativ zu dem Schaft des Nagels verdreht werden kann. Vorteilhafterweise liegt hierbei die Drehstabfeder unter Vorspannung an dem Nagel an, so dass in einer Normalgebrauchsstellung das erste Ende der Drehstabfeder mit den Anlageabschnitten in definierter Anlage an dem Schaft des Nagels ist.
In alternativer Ausgestaltung kann die Drehstabfeder an ihrem ersten Ende einen ersten Anlageabschnitt zur Abstützung an dem Nagel und einen zweiten Anlageabschnitt zur Abstützung an einer Hülle des Querrohres aufweisen. In diesem Fall sind der erste Anlageabschnitt und der zweite Anlageabschnitt vorteilhafterweise entlang der Erstreckungsrichtung und quer zur Erstreckungsrichtung zueinander versetzt, so dass über axial zueinander versetzte Anlageabschnitte eine Kraftwirkung einerseits auf den Nagel und andererseits auf die Hülle des Querrohres ausgeübt werden kann.
Bei dieser alternativen Ausgestaltung ist nicht erforderlich, die Drehstabfeder an ihrem ersten Ende abzukröpfen. Dies hat den Vorteil, dass kein Umbiegen der Feder über einen großen Winkel erforderlich ist, so dass sich der Herstellungsprozess erleichtert und zudem die Bruchgefahr an dem ersten Ende der Feder reduziert ist. Zudem kann die Drehstabfeder leichter montiert werden, weil nicht erforderlich ist, eine U-förmige Aufnahme in Eingriff mit dem Nagel zu bringen.
Der erste Anlageabschnitt und der zweite Anlageabschnitt sind bei dieser Ausgestaltung vorteilhafterweise nicht nur entlang der Erstreckungsrichtung der Drehstabfeder zueinander versetzt, sondern auch quer zur Erstreckungsrichtung. Die Anlageabschnitte sind hierbei in einer ersten Raumrichtung quer zur Erstreckungsrichtung zueinander und in einer zweiten Raumrichtung quer zur Erstreckungsrichtung zu einer durch die Erstreckungsrichtung definierten Längsachse der Drehstabfeder versetzt. Die Anlageabschnitte sind somit – in der Ebene quer zur Erstreckungsrichtung in einer Raumrichtung betrachtet – von der Längsachse der Drehstabfeder beabstandet. In einer anderen Raumrichtung in der Ebene quer zur Erstreckungsrichtung sind die Anlageabschnitte zueinander versetzt. Auf diese Weise wird möglich, bei einer Drehmomentwirkung an dem ersten Ende der Drehstabfeder zum einen eine Kraftwirkung auf den Nagel (mit dem ersten Anlageabschnitt) und zum anderen eine Kraftwirkung auf die Hülle des Querrohres (mit dem zweiten Anlageabschnitt) auszuüben.
In vorteilhafter Ausgestaltung können zwei zweite Anlageabschnitte dieser Art vorhanden sein, die – betrachtet entlang der Erstreckungsrichtung – beidseits des ersten Anlageabschnitts angeordnet sind, so dass zwischen den zwei zweiten Anlageabschnitten sich der erste Anlageabschnitt befindet und somit eine symmetrische Kraftwirkung auf den Nagel einerseits und die Hülle des Querrohres andererseits gewährleistet ist.
In einer wiederum anderen Variante kann die Drehstabfeder auch an ihrem ersten Ende einen ersten Anlageabschnitt zur Abstützung an einem ersten Nagel und einen zweiten Anlageabschnitt zur Abstützung an einem zweiten Nagel aufweisen. In diesem Fall sind der erste Anlageabschnitt und der zweite Anlageabschnitt entlang der Erstreckungsrichtung und quer zur Erstreckungsrichtung zueinander versetzt, so dass die Drehstabfeder bei einer Drehmomentwirkung in unterschiedliche Richtungen auf den jeweils zugeordneten Nagel einwirken kann. Auch in diesem Fall ergibt sich eine leichte Herstellbarkeit und eine leichte Montage der Drehstabfeder an dem Querrohr, weil keine U-förmige Aufnahme am ersten Ende ausgebildet sein muss.
Das Verstellteil kann beispielsweise durch eine Rückenlehne des Fahrzeugsitzes oder durch Schwingen zur Verbindung des Sitzrahmens mit einem Fahrzeugboden ausgebildet sein. Über das Haltelement in Form des Nagels wird die Drehstabfeder mit dem Querrohr verbunden, wobei der Nagel das erste Ende der Drehstabfeder in formschlüssiger Weise hält, so dass bei einer Belastung des zweiten Endes der Drehstabfeder auf Torsion in Folge eines Verstellens des Verstellteils relativ zu dem Sitzrahmen die Drehstabfeder verwunden, das erste Ende der Drehstabfeder dabei jedoch drehfest an einem nicht im Querschnitt reduzierten und damit nicht geschwächten Querrohr gehalten wird.
Die Verwendung eines Halteelementes in Form eines Nagels ermöglicht, das Querrohr in einfacher, kostengünstiger Weise kreiszylindrisch auszubilden, ohne dass Sicken oder dergleichen zur Schaffung einer Aufnahme für das erste Ende der Drehstabfeder in das Querrohr eingeformt werden müssen. Dadurch kann das Querrohr eine niedrige Wandstärke aufweisen, wodurch sich das Gewicht des Querrohres reduziert, und dennoch mit hoher Torsions- und Drucksteifigkeit ausgebildet sein, da Verprägungen im Querrohr entfallen. Die Herstellung des Querrohres ist somit einfach und die Montage der Drehstabfeder an dem Querrohr leicht, und das Querrohr kann in günstiger Weise hinsichtlich seiner Festigkeit und seines Gewichtes optimiert werden. Lediglich Aussparungen zur Verbindung des Halteelements in Form des Nagels sind an dem Querrohr vorzusehen, die jedoch die Festigkeit des Querrohres nicht wesentlich beeinträchtigen.
Das Halteelement in Form des Nagels kann vorteilhafterweise an ein erstes Ende des Querrohrs angesetzt sein. Über dieses erste Ende kann das Querrohr dabei gleichzeitig verschwenkbar an dem Sitzrahmen gelagert sein, wobei sich die Drehstabfeder von dem ersten Ende des Querrohres im Inneren des Querrohres hin zu einem zweiten Ende des Querrohres erstreckt, aus dem zweiten Ende des Querrohres beispielsweise über ein geeignetes Führungsteil drehbar herausgeführt ist und an dem Sitzrahmen derart abgestützt ist, dass bei einem Verschwenken des Querrohres relativ zu dem Sitzrahmen die Drehstabfeder verwunden und auf Torsion belastet wird.
Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke soll nachfolgend anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen:
1 eine schematische Ansicht eines Fahrzeugsitzes;
2 eine schematische, perspektivische Ansicht eines Sitzrahmens eines Fahrzeugsitzes, der über Schwingen höhenverstellbar an einem Fahrzeugboden angeordnet ist;
3 eine schematische Schnittansicht eines an dem Sitzrahmen angeordneten Querrohres, über das Schwingen verschwenkbar mit dem Sitzrahmen verbunden sind und in dem eine Drehstabfeder zum Vorspannen der Schwingen gegenüber dem Sitzrahmen angeordnet ist;
4 eine perspektivische Ansicht eines ersten Endes des Querrohres mit einem daran angeordneten Halteelement in Form eines Nagels zum Abstützen der Drehstabfeder gegenüber dem Querrohr;
5 eine andere perspektivische Ansicht des ersten Endes des Querrohres mit dem daran angeordneten Nagel;
6A eine perspektivische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Querrohres mit daran angeordneter Drehstabfeder und einem Nagel zum Abstützen der Drehstabfeder;
6B eine Querschnittsansichtsansicht quer zur Erstreckungsrichtung der Anordnung gemäß 6A;
6C eine schematische Ansicht des Verlaufs der Drehstabfeder im Bereich ihres ersten Endes;
7A eine perspektivische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Querrohres mit daran angeordneter Drehstabfeder und zwei Nägeln zum Abstützen der Drehstabfeder;
7B eine Querschnittsansicht der Anordnung gemäß 7A, betrachtet quer zur Erstreckungsrichtung der Drehstabfeder; und
7C eine schematische Ansicht des Verlaufs der Drehstabfeder im Bereich ihres ersten Endes.
1 zeigt in einer schematischen Ansicht einen Fahrzeugsitz 1, bei dem an einem ein Sitzteil bereitstellenden Sitzrahmen 10 eine Rückenlehne 11 verschwenkbar angeordnet ist. Der Fahrzeugsitz 1 ist über gelenkig mit dem Sitzrahmen 10 verbundene Schwingen 103, 104 mit einem Fahrzeugboden 5 verbunden, wobei zur Höheneinstellung des Fahrzeugsitzes 1 die Schwingen 103, 104 relativ zu dem Sitzrahmen 110 verschwenkt werden können und dadurch die Sitzhöhe des Fahrzeugsitzes 1 relativ zu dem Fahrzeugboden 5 eingestellt werden kann.
2 zeigt den Sitzrahmen 10 des Fahrzeugsitzes 1 mit den daran gelenkig angeordneten Schwingen 103, 104 in einer schematisch-perspektivischen Ansicht. Der Sitzrahmen 10 weist seitliche Rahmenteile 100, 101 auf, die eine Rahmenstruktur des Sitzrahmens 10 ausbilden und an denen beispielsweise ein Sitzpolster zur Bereitstellung des Sitzteils für den Fahrzeugsitz 1 angeordnet ist. Zwischen den Rahmenteilen 100, 101 erstreckt sich ein Querrohr 102, über das die hinteren Schwingen 103 verschwenkbar mit dem Sitzrahmen 10 verbunden sind. Die hinteren Schwingen 103 sind hierzu fest mit dem Querrohr 102 verbunden, beispielsweise verschweißt, und das Querrohr 102 ist verschwenkbar zu den Rahmenteilen 100, 101 des Sitzrahmens 10 gelagert, so dass durch Verschwenken des Querrohres 102 zusammen mit den hinteren Schwingen 103 bei gleichzeitigem Mitschwenken der vorderen Schwingen 104 die Sitzhöhe des Fahrzeugsitzes 1 eingestellt werden kann. Hierzu kann in an sich bekannterweise eine Höhenverstelleinrichtung vorgesehen sein, die beispielsweise über eine an dem Sitzrahmen 10 angeordnete Antriebsvorrichtung auf einen Zahnbogen an einer der hinteren Schwingen 103 zum Verschwenken der hinteren Schwingen 103 relativ zum Sitzrahmen 10 einwirkt.
In dem sich zwischen den Rahmenteilen 100, 101 erstreckenden Querrohr 102 ist, wie aus 2 und 3 ersichtlich, eine Drehstabfeder 2 angeordnet, die sich innerhalb des Querrohres 102 längs erstreckt und mit einem abgekröpften, ersten Ende 21 (siehe 3) über ein – in 3 lediglich schematisch angedeutetes – Halteelement 3 mit einem ersten Ende 102a des Querrohres 102 verbunden und über ein Führungsteil 4 aus einem zweiten Ende 102b des Querrohres 102 herausgeführt ist.
Die Drehstabfeder 2 dient zum Vorspannen der Schwingen 103 gegenüber dem Sitzrahmen 10. Die Drehstabfeder 2 ist hierzu mit ihrem ersten Ende 21 drehfest an dem Querrohr 102 gehalten und mit ihrem zweiten Ende 22, an dem sie umgebogen ist, über ein Halteelement 107 an dem Rahmenteil 101 des Sitzrahmens 10 abgestützt.
Die Drehstabfeder 2 kann derart in dem Querrohr 102 angeordnet sein, dass sie entspannt oder unter einer (geringen) Vorspannung gehalten ist, wenn sich der Fahrzeugsitz 1 in einer angehobenen Stellung befindet. Wird zum Absenken des Fahrzeugsitzes 1 das Querrohr 102 mit den daran angeordneten Schwingen 103 relativ zu dem Sitzrahmen 10 verschwenkt und der Sitzrahmen 10 somit dem Fahrzeugboden 5 angenähert, so verschwenkt das Querrohr 102 relativ zum Sitzrahmen 10, wobei das erste Ende 21 der Drehstabfeder 2 über das Halteelement 3 drehfest an dem Querrohr 102 und das zweite Ende 22 der Drehstabfeder 2 über das Halteelement 107 an dem Sitzrahmen 10 gehalten wird, so dass die Drehstabfeder 2 durch das Verschwenken des Querrohres 102 relativ zu dem Sitzrahmen 10 auf Torsion belastet und verwunden und demzufolge gespannt wird. In der abgesenkten Position des Sitzrahmens ist damit die Drehstabfeder 2 gespannt, so dass ein Anheben des Sitzrahmens 10 aus der abgesenkten Position in Federkraft unterstützter Weise erfolgen kann.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung ist – wie in 4 und 5 veranschaulicht – die Drehstabfeder 2 an ihrem ersten Ende 21 über ein Halteelement 3 in Form eines Nagels 30 mit dem ersten Ende 102a des Querrohres 102 verbunden. Die Verbindung des ersten Endes 21 der Drehstabfeder 2 mit dem Querrohr 102 erfolgt somit über den Nagel 30, wobei das Querrohr 102 auf seiner gesamten Länge als kreiszylindrisches Rohr ausgeführt sein kann, ohne dass Sicken oder andere Umformungen zur Schaffung einer Aufnahme für das erste Ende 21 der Drehstabfeder 2 an der Wandung des Querrohres 102 vorgesehen werden müssen.
Das Halteelement 3 in Form des Nagels 30 weist einen Schaft 300 auf, an dessen einem Ende ein Kopf 301 und an dessen anderem Ende ein Spitze 302 angeordnet ist. Der Nagel 30 durchdringt mit seinem Schaft 300 das Querrohr 102, durchgreift hierzu zwei Aussparungen 1021, 1022 in einer Hülle 1020 des Querrohres 102 und erstreckt sich mit dem Schaft 300 quer zur Erstreckungsrichtung L des Querrohres 102. Der Kopf 301 liegt hierbei außenseitig im Bereich einer ersten Aussparung 1021 an der Hülle 1020 des Querrohres 102 an. Der Schaft 300 erstreckt sich durch die erste Aussparung 1021 und eine zweite, der ersten Aussparung 1021 diametral gegenüberliegende Aussparung 1022 in der Hülle 1020 des Querrohres 102 und durchgreift mit seiner Spitze 302 die zweite Aussparung 1022.
Der Nagel 30 ist, indem er die Aussparung 1021, 1022 an der Hülle 1020 des Querrohres 102 durchgreift, einerseits formschlüssig mit dem Querrohr 102 verbunden. Zudem ist der Nagel 30 als Reibnagel ausgestaltet und wird unter Rotation an das Querrohr 102 angesetzt, bis der Nagel 30 eine Reibschweißverbindung mit dem Querrohr 102 eingeht und darüber stoffschlüssig mit dem Querrohr 102 verbunden wird. In montiertem Zustand ist der Nagel 30 auf diese Weise fest mit dem Querrohr 102 verbunden.
Der Nagel 30 dient mit seinem sich durch das Querrohr 102 hindurcherstreckenden Schaft 300 zum Abstützen des ersten Endes 21 der Drehstabfeder 2. Das erste Ende 21 der Drehstabfeder 2 ist hierzu umgebogen, das heißt abgekröpft, und bildet mit zwei sich parallel zueinander entlang der Erstreckungsrichtung L erstreckenden Anlageabschnitten 210, 211 eine Aufnahme aus, die den Nagel 30 mit seinem Schaft 300 umgreift.
Der lichte Abstand zwischen den Anlagenabschnitten 210, 211 kann dabei größer sein als der Durchmesser D des im Wesentlichen kreiszylindrisch ausgebildeten Schafts 300 des Nagels 30. Dies führt dazu, dass das erste Ende 21 der Drehstabfeder 2 um ein gewisses Winkelspiel relativ zu dem Schaft 300 des Nagels 30 verschwenkt werden kann. In einer Normalgebrauchsstellung liegt jedoch, wie in 4 und 5 veranschaulicht, die Drehstabfeder 2 unter Vorspannung an dem Nagel 30 an, so dass die Anlageabschnitte 210, 211 immer in definierter Anlage mit dem Schaft 300 des Nagels 30 sind.
Die Anlage der Anlagenabschnitte 210, 211 an dem Schaft 300 erfolgt hierbei über Anlagepunkte 210a, 211a an den Anlageabschnitten 210, 211, die einen Abstand A zueinander aufweisen, der größer als der Durchmesser D des Schafts 300 des Nagels 30 ist.
Der Durchmesser D des kreiszylindrischen Schafts 300 kann beispielsweise 6 mm betragen, so dass sich eine Querschnittsfläche des (kreiszylindrischen) Schafts 300 von circa 28 mm² ergibt. Der Abstand A zwischen den definierten Anlagepunkten 210a, 211a kann beispielsweise 11 mm betragen. Wenn das maximale Torsionsmoment der Drehstabfeder 2 (in maximal verwundenem Zustand) dann beispielsweise 58 Nm beträgt, so beträgt die in Normalrichtung auf den Schaft 300 einwirkende Kraft F1 (siehe 5), mit der die Anlageabschnitte 210, 211 an den Schaft 300 gedrückt werden, circa 5272 N, und es ergibt sich eine auf Scherung wirkende Schubspannung an dem Schaft 300 von circa 188 N/mm². Dies kann zur Grundlage der Dimensionierung des Nagels 30 hinsichtlich seiner Festigkeit verwendet werden, wobei der Nagel 30 einerseits so stark und fest ausgestalten sein muss, dass er die von der Drehstabfeder 2 eingeleiteten Drehmomente in sicherer, zuverlässiger Weise abstützen kann, andererseits aber hinsichtlich einer Leichtbauweise optimiert werden kann, um das Gewicht der Anordnung nicht oder zumindest nicht nennenswert zu vergrößern.
6A bis 6C zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Querrohres 102, an dem eine Drehstabfeder 2 angeordnet ist, die sich entlang einer Erstreckungsrichtung L innerhalb des Querrohres 102 erstreckt und über einen Nagel 30 an dem Querrohr 102 abgestützt ist.
Die Drehstabfeder 2 gemäß dem Ausführungsbeispiel gemäß 6A bis 6C ist an ihrem ersten Ende 21 dazu ausgebildet, sich einerseits an einem Schaft 300 des Nagels 30 und andererseits an der Hülle 1020 des Querrohres 102 abzustützen. Die Drehstabfeder 2 weist hierzu an ihrem ersten Ende 21 einen ersten Anlageabschnitt 213 und, den ersten Anlageabschnitt 213 einfassend, zwei zweite Anlageabschnitte 212, 214 auf, die dazu dienen, eine Abstützung einerseits gegenüber dem Schaft 300 des Nagels 30 (Anlageabschnitt 213) und andererseits gegenüber der inneren Wandung der Hülle 1020 des Querrohres 102 (Anlageabschnitte 212, 214) zu schaffen.
Die Anlageabschnitte 212, 213, 214 sind, wie aus der Querschnittsansicht gemäß 6B ersichtlich, einerseits in eine erste Raumrichtung Y zueinander versetzt. Andererseits sind die Anlageabschnitte 212, 213, 214 auch in eine zweite Raumrichtung X quer zur Erstreckungsrichtung L zu einer durch die Erstreckungsrichtung L definierten Längsachse der Drehstabfeder 2 versetzt, wie ebenfalls aus der Querschnittsansicht gemäß 6B ersichtlich ist. Diese Formgebung der Drehstabfeder 2 an ihrem ersten Ende 21 hat zur Folge, dass bei einer Drehmomentwirkung M auf die Drehstabfeder 2 der erste Anlageabschnitt 213 gegen den Schaft 300 des Nagels 30 gedrückt wird und entsprechend eine Kraft F1 zwischen dem Anlageabschnitt 213 und dem Schaft 300 wirkt. Gleichzeitig werden die Anlageabschnitte 212, 214 in Anlage mit der Hülle 1020 des Querrohres 102 gepresst, so dass eine Kraft F2 zwischen den zweiten Anlageabschnitten 212, 214 und der Hülle 1020 wirkt.
Es erfolgt somit einerseits eine Abstützung gegenüber dem Nagel 30 über den Anlageabschnitt 213 und andererseits gegenüber der Hülle 1020 des Querrohres 102 über die Anlageabschnitte 212, 214 bei entgegengesetzt gerichteter Kraftwirkung F1, F2.
Die Anlageabschnitte 212, 213, 214 sind, wie aus der perspektivischen Ansicht gemäß 6A und dem schematischen Verlauf der Drehstabfeder 2 gemäß 6C ersichtlich ist, entlang der Erstreckungsrichtung L zueinander versetzt. Am ersten Ende 21 der Drehstabfeder 2 wird somit keine U-förmige Aufnahme geschaffen, so dass die Drehstabfeder 2 an ihrem ersten Ende 21 nicht abgekröpft werden muss. Dies erleichtert zum einen den Herstellungsprozess und die Bruchsicherheit der Drehstabfeder 2. Zum anderen wird auch die Montage einfacher, weil der Nagel 30 nicht mit einer U-förmigen Aufnahme in Eingriff gebracht werden muss, sondern die Drehstabfeder 2 in einfacher Weise an dem Nagel 30 vorbeigeführt werden kann.
Grundsätzlich ist auch ein einziger Anlageabschnitt 212, 214 zur Abstützung gegenüber der Hülle 1020 des Querrohres 102 ausreichend, wenn das Querrohr 102 mit hinreichender Wandungsfestigkeit ausgeführt ist. Beispielsweise kann der Anlageabschnitt 214 auch weggelassen werden.
Der Nagel 30 kann, wie vorangehend beschrieben, als Reibnagel ausgeführt sein und durch Reibschweißen mit dem Querrohr 102 verbunden werden.
Der Anlageabschnitt 112 ist über ein Montagehilfsstück 215, das gekrümmt ausgeführt ist, mit dem anschließenden längserstreckten Schaft der Drehstabfeder 2 verbunden. Das Montagehilfsstück 215 bewirkt, dass die Drehstabfeder 2 bei der Montage nur in einer vorbestimmten Orientierung in das Querrohr 102 eingesteckt werden kann.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel zeigen 7A bis 7C. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind zwei Nägel 30A, 30B vorgesehen, die jeweils mit einem Anlageabschnitt 216, 217 in Anlage stehen und jeweils eine Abstützung des ersten Endes 21 der Drehstabfeder 2 bereitstellen.
Die Anlageabschnitte 216, 217 sind diametral zur Erstreckungsrichtung L zueinander versetzt und betrachtet entlang der Erstreckungsrichtung L hintereinander angeordnet. Die Formgebung der Drehstabfeder 2 im Bereich ihres ersten Endes 21 hat zur Folge, dass über den ersten Anlageabschnitt 216 eine Kraft F2 auf den ersten Nagel 30A in eine erste Richtung und über den zweiten Anlageabschnitt 217 eine Kraft F1 auf den zweiten Nagel 30B in eine entgegen gesetzte, zweite Richtung ausgeübt wird, so dass über die beiden Nägel 30A, 30B eine symmetrische Kraftableitung zur Abstützung eines Drehmoments M erfolgt.
Den schematischen Verlauf der Drehstabfeder 2 im Bereich ihres ersten Endes 21 zeigt 7C.
Auch bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 7A bis 7C muss das erste Ende 21 der Drehstabfeder 2 nicht zur Schaffung einer U-förmigen Aufnahme umgebogen werden, so dass sich eine leichte Herstellbarkeit, eine hohe Bruchsicherheit und zudem eine leichte Montage der Drehstabfeder an den Nägeln 30A, 30B und somit einem Querrohr 102 ergibt.
Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke ist nicht auf die vorangehend geschilderten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern lässt sich auch in gänzlich anders gearteten Ausführungsformen verwirklichen. Insbesondere ist auch denkbar und möglich, mehr als einen Nagel zum Abstützten der Drehstabfeder oder auch zum Bereitstellen einer Führung für die Drehstabfeder entlang der Erstreckungsrichtung zu verwenden. Eine Drehstabfeder der dargestellten Art kann auch zum Vorspannen einer Rückenlehne gegenüber einem Sitzrahmen verwendet werden.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeugsitz
10: Sitzrahmen
100, 101: Rahmenteil
102: Querrohr
102a, 102b: Ende
1020: Hülle
1021, 1022: Aussparung
103: Hintere Schwingen
104: Vordere Schwingen
107: Halteelement
11: Rückenlehne
2: Drehstabfeder
21, 22: Ende
210, 211: Anlageabschnitt
210a, 211a: Anlagepunkt
212–214: Anlageabschnitt
215: Montagehilfsstück
216, 217: Anlageabschnitt
3: Halteelement
30, 30A, 30B: Nagel
300: Schaft
301: Kopf
302: Spitze
4: Führungsteil
5: Fahrzeugboden
A: Abstand
D: Durchmesser
F1, F2: Kraft
L: Erstreckungsrichtung
M: Moment

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10028897 A1 [0007]
DE 19961655 A1 [0010]
DE 1505735 A [0011]

Claims

Fahrzeugsitz, mit – einem Sitzrahmen, – einem zu dem Sitzrahmen verschwenkbaren Verstellteil, – einem an dem Sitzrahmen angeordneten, sich entlang einer Erstreckungsrichtung erstreckenden Querrohr, das drehfest mit dem einen von Sitzrahmen und Verstellteil und schwenkbar mit dem anderen von Sitzrahmen und Verstellteil verbunden ist, und – einer sich zumindest abschnittsweise in dem Querrohr erstreckenden Drehstabfeder zum Vorspannen des Verstellteils gegenüber dem Sitzrahmen, wobei ein erstes Ende der Drehstabfeder drehfest an dem Querrohr und ein zweites Ende der Drehstabfeder an dem anderen von Sitzrahmen und Verstellteil gehalten ist, gekennzeichnet durch ein Halteelement (3) in Form eines Nagels (30, 30A, 30B), der mit einem Schaft (300) an das Querrohr (102) angesetzt ist und über den Schaft (300) das erste Ende (21) der Drehstabfeder (2) abstützt.
Fahrzeugsitz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Nagel (30, 30A, 30B) als Reibnagel ausgestaltet ist, der durch Reibschweißen mit dem Querrohr (102) verbunden ist.
Fahrzeugsitz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Nagel (30, 30A, 30B) mit seinem Schaft (300) das Querrohr (102) an zwei in einer Hülle (1020) des Querrohres (102) angeordneten Aussparungen (1021, 1022) durchgreift.
Fahrzeugsitz nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparungen (1021, 1022) durch Bohrungen durch die Hülle (1020) des Querrohres gebildet sind.
Fahrzeugsitz nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparungen (1021, 1022) beim Setzen des Nagels (30, 30A, 30B) in die Hülle (1020) eingeformt werden.
Fahrzeugsitz nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Nagel (30, 30A, 30B) mit seinem Schaft (300) das Querrohr (102) quer zur Erstreckungsrichtung (L) durchdringt.
Fahrzeugsitz nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Nagel (30, 30A, 30B) einen an dem Schaft (300) angeordneten Kopf (301) aufweist, der außenseitig an der Hülle (1020) des Querrohres (102) anliegt.
Fahrzeugsitz nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Halteelemente (3) in Form von Nägeln (30, 30A, 30B) zum Abstützen der Drehstabfeder (2) an dem Querrohr (102) angeordnet sind.
Fahrzeugsitz nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehstabfeder (2) an ihrem ersten Ende (21) umgebogen ist.
Fahrzeugsitz nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehstabfeder (2) an ihrem ersten Ende (21) einen ersten Anlageabschnitt (210) und einen zweiten Anlageabschnitt (211) aufweist, die parallel zueinander entlang der Erstreckungsrichtung (L) verlaufen und den Schaft (300) des Nagels (30, 30A, 30B) zwischen sich aufnehmen.
Fahrzeugsitz nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlageabschnitte (210, 211) den Schaft (300) des Nagels (30, 30A, 30B) mit Spiel zwischen sich aufnehmen.
Fahrzeugsitz nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehstabfeder (2) an ihrem ersten Ende (21) einen ersten Anlageabschnitt (213) zur Abstützung an dem Nagel (30, 30A, 30B) und einen zweiten Anlageabschnitt (212, 214) zur Abstützung an einer Hülle (1020) des Querrohres (102) aufweist.
Fahrzeugsitz nach Anspruche 12, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Anlageabschnitt (213) und der zweite Anlageabschnitt (212, 214) entlang der Erstreckungsrichtung (L) und quer zur Erstreckungsrichtung (L) zueinander versetzt sind.
Fahrzeugsitz nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Anlageabschnitt (213) und der zweite Anlageabschnitt (212, 214) in einer ersten Raumrichtung (Y) quer zur Erstreckungsrichtung (L) zueinander und in einer zweiten Raumrichtung (Y) quer zur Erstreckungsrichtung (L) zu einer durch die Erstreckungsrichtung (L) definierten Längsachse (L) der Drehstabfeder (2) versetzt sind.
Fahrzeugsitz nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehstabfeder (2) zwei zweite Anlageabschnitte (112, 114) aufweist, die betrachtet entlang der Erstreckungsrichtung (L) beidseits des ersten Anlageabschnitts (113) angeordnet sind.
Fahrzeugsitz nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehstabfeder (2) an ihrem ersten Ende (21) einen ersten Anlageabschnitt (216) zur Abstützung an einem ersten Nagel (30A) und einen zweiten Anlageabschnitt (217) zur Abstützung an einem zweiten Nagel (30B) aufweist.
Fahrzeugsitz nach Anspruche 16, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Anlageabschnitt (216) und der zweite Anlageabschnitt (217) entlang der Erstreckungsrichtung (L) und quer zur Erstreckungsrichtung (L) zueinander versetzt sind.
Fahrzeugsitz nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstellteil durch eine Rückenlehne (11) des Fahrzeugsitzes (10) oder Schwingen (103) zur Verbindung des Sitzrahmens (10) mit einem Fahrzeugboden (5) ausgebildet ist.
Fahrzeugsitz nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Querrohr (102) eine kreiszylindrische Form aufweist.
Fahrzeugsitz nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Nagel (30, 30A, 30B) an ein erstes Ende (102a) des Querrohres (102) angesetzt ist.