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Die Erfindung betrifft eine Schwenklagervorrichtung für eine umklappbare Fondsitzlehne eines Fondsitzes eines Fahrzeugs gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung einen Fondsitz eines Fahrzeugs mit einer erfindungsgemäßen Schwenklagervorrichtung.
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Eine Schwenklagervorrichtung für eine umklappbare Fondsitzlehne eines Fondsitzes ist aus der
DE 10 2004 062 517 A1 bekannt, welche ein in einem chassisfesten Lagergehäuse angeordnetes Lager der Fondsitzlehne aufweist. Ein Lagerkopf des Lagers ist zylindrisch mit auf gegenüberliegenden Seiten liegenden Abflachungen ausgebildet, so dass er von einer U-förmigen Aufnahme des Lagers formschlüssig aufgenommen werden kann. Diese Aufnahme ist drehbar im Lagergehäuse angeordnet und wird von einer Spiralfeder als Federanordnung beaufschlagt, die sich mit einem Ende am chassisfesten Lagergehäuse abstützt und mit dem anderen Ende mit der drehbaren Aufnahme für den Lagerkopf verbunden ist, so dass die Aufnahme in Lehnenvorklapprichtung vorgespannt wird. Die Fondsitzlehne ist in ihrer Gebrauchsstellung mittels eines Schlosses verriegelbar und wird gegen die Vorspannkraft der Spiralfeder in ihrer Gebrauchslage gehalten. Das Vorklappen der Fondsitzlehne erfolgt nach manueller oder elektrischer Entriegelung des Schlosses durch die Vorspannkraft der Spiralfeder, wobei in einer vorbestimmbaren Klappstellung die Fondsitzlehne aus der Aufnahme ausgehoben werden kann. In dieser vorgeklappten Aushebelage ist die Fondsitzlehne nicht mehr federvorgespannt.
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Ein Nachteil einer solchen bekannten Schwenklagervorrichtung liegt darin, dass die Fondsitzlehne aus ihrer Aushebelage ungebremst in die Ablageposition auf das Sitzkissen des Fondsitzes fallen kann. Aus Produkthaftungssicht wird gefordert, dass dieses „Fallen” der Fondsitzlehne auf das Sitzkissen kurz vor dem Aufschlagen abgebremst werden muss. Daraus ergibt sich die Forderung, dass bei einer manuellen oder elektrischen Entriegelung der Fondsitzlehne mittels der Vorspannkraft der Federanordnung aus dem Schloss gehoben werden muss und anschließend ab einem bestimmten Neigungswinkel der Fondsitzlehne eine Bremskraft ein sanftes Ablegen derselben auf dem Sitzkissen bewirkt. Eine solche Anforderung kann durch die aus der
DE 10 2004 062 517 A1 bekannte Schwenklagervorrichtung nicht erfüllen.
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Zur Lösung dieses Problems ist es bekannt, gemäß 3 die Schwenklagervorrichtung mit zwei Spiralfedern auszubilden. Diese 3 zeigt eine Rückansicht auf eine Fondsitzlehne 1.1 eines Fondsitzes 1 im Bereich von deren Schwenklagervorrichtung 2. Diese Schwenklagervorrichtung 2 umfasst ein mit der Fondsitzlehne 1.1 verbundenes Schwenklagergehäuse 2.1, welches drehbar auf einer chassisfesten Achse 2.2 angeordnet ist sowie zwei Spiralfedern 2.3 und 2.4. In der Gebrauchslage der Fondsitzlehne 1.1 ist die erste Spiralfeder 2.3 in Umklapprichtung vorgespannt, so dass bei einer Entriegelung des die Fondsitzlehne 1.1 chassisfest verriegelnden Schlosses die Fondsitzlehne 1.1 aus dem Schloss gehoben und in Umklapprichtung verschwenkt wird. Hierzu ist diese erste Spiralfeder 2.3 mit einem Ende mit der chassisfesten Achse 2.2 und mit dem anderen Ende mit dem Schwenklagergehäuse 2.1, also mit der Fondsitzlehne 1.1 verbunden. Die zweite Spiralfeder 2.4 ist jedoch derart das Schwenklagergehäuse 2.1 eingebaut, dass durch diese Spiralfeder 2.4 ab einem vorgegebenen Neigungswinkel der Fondsitzlehne 1.1 eine entgegen der Vorspannkraft der ersten Spiralfeder 2.3 gerichtete Bremskraft erzeugt wird, so dass die Schwenkbewegung der Fondsitzlehne 1.1 auf das Sitzkissen des Fondsitzes 1 abgebremst wird. Hierzu wird diese zweite Spiralfeder 2.4 ab dem vorgegebenen Neigungswinkel entrollt, so dass eine entgegen der Federvorspannkraft der ersten Spiralfeder 2.3 gerichtete Zugkraft als Bremskraft erzeugt wird.
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Als Nachteil dieser bekannten Lösung mit zwei Spiralfedern kann angesehen werden, dass hierfür ein großer Bauraum erforderlich ist.
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Des Weiteren ist eine gattungsbildende Schwenklagervorrichtung für eine umklappbare Fondsitzlehne aus der
DE 10 2010 020 570 A1 bekannt, welche das oben genannte Problem mit nur einer einzigen Spiralfeder löst. Diese bekannte Schwenklagervorrichtung weist eine die Fondsitzlehne in Richtung der Ablagestellung vorspannende Spiralfeder auf, die dazu genutzt wird, nach einer Entriegelung der Fondsitzlehne einen Kraftimpuls in Richtung einer der Ablagestellung entsprechenden Lage auszuüben. Die Spiralfeder kann so ausgebildet sein, dass nach einer Entriegelung der Fondsitzlehne dieselbe in einer vertikalen Lage verbleibt oder nach vorne in Fahrtrichtung in ihre Ablagestellung umgeworfen wird. Ferner wird darauf hingewiesen, dass die Spiralfeder so auslegbar ist, dass in der Spiralfeder in der nach vorne geschwenkten Lage der Fondsitzlehne eine Federkraft erzeugt wird, die zum einen ein Zurückklappen der Fondsitzlehne in ihre Gebrauchslage unterstützt und zum anderen beim Nachvorneklappen aus der Gebrauchslage der Gewichtskraft der Fondsitzlehne gegenübersteht und dadurch die Umklappbewegung abgebremst wird.
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Die
DE 197 27 684 A1 beschreibt einen Fahrzeugsitz, welcher mittels einer Schraubenfeder gegenüber einem Fahrzeugboden bzw. einem Sitzunterbau abgestützt wird, indem diese Schraubenfeder zur Schwingungsdämpfung des Fahrzeugsitzes verwendet wird. Diese eingesetzte Schraubenfeder ist zumindest teilweise aus einer Formgedächtnislegierung hergestellt. Eine Formgedächtnislegierung besitzt im Bereich der spannungsinduzierten Martensitbildung ein großes Dämpfungspotenzial. Dieses Dämpfungspotenzial wird bei den teilweise aus einer Formgedächtnislegierung hergestellten Schraubenfedern in Form von Torsionsfedern zur Dämpfung der Schwingungen des Fahrzeugsitzes genutzt.
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Schließlich wird noch der Vollständigkeit halber auf die
DE 20 2011 106 896 U1 verwiesen, die eine Rotationsbremsvorrichtung für einen Fahrzeugsitz beschreibt. Hierbei wird von dem Problem ausgegangen, dass Rückenlehnen von Fondsitzen beim Entriegeln schlagartig nach unten fallen können und daher eine Rotationsbremsvorrichtung vorgeschlagen wird, die ein kontrolliertes Absenken einer Rückenlehne ermöglicht. Hierbei werden insbesondere die Dämpfungseigenschaften eines aus Formgedächtnislegierung hergestellten federelastischen Elementes verwendet. Dies wird dadurch erreicht, dass mit der Drehbewegung der Rückenlehne ein Brems- und Dämpfungshebel ebenso gedreht wird und dadurch mit hakenförmigen Längsabschnitten von Brems- und Dämpfungselementen in Eingriff kommt, die eine entsprechende federnde Brems- und Rückstellkraft erzeugen und dadurch die Rückenlehne sanft abgebremst wird. Diese Brems- und Dämpfungselemente können aus einer Formgedächtnislegierung hergestellt sein.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es die Aufgabe der Erfindung eine verbesserte Schwenklagervorrichtung anzugeben, welche nur einen geringen Bauraum erfordert, mit der aber dennoch ein hartes Aufschlagen der Fondsitzlehne nach deren Entriegelung verhindert wird. Ferner ist es die Aufgabe einen Fondsitz mit einer solchen Schwenklagervorrichtung zu schaffen.
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Die erstgenannte Aufgabe wird gelöst durch eine Schwenkvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
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Eine solche Schwenkvorrichtung für eine umklappbare Fondsitzlehne eines Fondsitzes eines Fahrzeugs, die ein Schwenklager zum Umklappen der Fondsitzlehne aus einer Gebrauchsstellung in eine Ablagestellung und umgekehrt und eine Federanordnung, welche die Fondsitzlehne in der Gebrauchsstellung in Richtung der Ablagestellung vorspannt, umfasst, zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass
- – die Federanordnung eine Spiralfeder ist, welche zumindest teilweise aus einer Formgedächtnislegierung mit Pseudoelastizität als Formgedächtniseigenschaft hergestellt ist, und
- – die Spiralfeder in der Gebrauchsstellung der Fondsitzlehne mit einer dem Martensit-Plateau der Formgedächtnislegierung entsprechenden Vorspannkraft derart angeordnet ist, dass bis zu einer zwischen der Gebrauchsstellung und der Ablagestellung vorgesehenen Neigungsstellung der Fondsitzlehne die Vorspannkraft vollständig abgebaut ist und anschließend bis zur Ablagestellung eine entgegen der Vorspannkraft gerichtete Bremskraft erzeugt wird.
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Die Erfindung nutzt eine der besonderen Eigenschaften von Formgedächtnislegierungen, nämlich die Pseudoelastizität als Formgedächtniseigenschaft. Als Formgedächtniseigenschaft wird die Fähigkeit verstanden, dass Formgedächtnislegierungen sich nach einer Verformung wieder an ihre ursprüngliche Gestalt „erinnern”. Bei der Pseudoelastizität drückt sich das mechanische Erinnerungsvermögen einer Formgedächtnislegierung darin aus, dass es nach starken Verformungen bei einer Entlastung wieder in den Ausgangszustand zurückkehrt.
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Dabei beruhen die hohen reversiblen Dehnungen auf einer durch die Belastung induzierte Phasenumwandlung von Austenit in Martensit, wobei die Dehnung um etwa das zehnfache größer ist als bei einer normalen Elastizität und drückt sich bspw. gegenüber Gummi in einem wesentlich höheren mechanischen Leistungsvermögen aus. Dies führt dazu, dass eine Spiralfeder aus einer Formgedächtnislegierung eine hohe Energiedichte bei kleiner Bauform aufweist und daher als Federanordnung in einer Schwenklagervorrichtung für eine umklappbare Fondsitzlehne sehr hohe Kräfte auf einem sehr kleinen Bauraum umsetzen kann.
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Das pseudoelastische Verhalten zeigt ein typisches Plateauverhalten, bei dem oberhalb der sogenannten Plateauspannung sich Austenit spannungsinduziert bei konstanter Gegenkraft bis zu einer scheinbaren Dehnungsgrenze in Martensit umwandelt und erst oberhalb dieser Dehnungsgrenze plastische Verformung bis zum Bruch auftritt. Wird am Ende des Plateaus die Formgedächtnislegierung entlastet, behält diese die Form nicht, sondern kehrt sofort unter Bildung einer Hysterese in den Ausgangszustand zurück.
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Die Ausnutzung dieses Plateaus bei der erfindungsgemäßen Spiralfeder zur Erzeugung der Vorspannkraft liefert ein Kraftniveau, bei dem die Fondsitzlehne mit einer hohen Kraft aus deren Gebrauchslage gehoben und anschließend über einen großen Schwenkbereich mit einer konstanten Kraft beaufschlagt wird, die erst unterhalb der Plateauspannung auf den Wert Null absinkt. Dieser Zustand wird jedoch bereits vor dem vollständigen Umklappen der Fondsitzlehne bei einer Neigungsstellung zwischen der Gebrauchs- und Ablagestellung erreicht, so dass beim weiteren Verschwenken die Spiralfeder entrollt und damit eine entgegen der Vorspannkraft gerichtete Federkraft erzeugt, die als Bremskraft die Schwenkbewegung der Fondsitzlehne in ihrer Ablagestellung abbremst.
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Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung ist diese Neigungsstellung durch einen Schwenkwinkel zwischen 15° und 40°, vorzugsweise von 30° definiert.
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Die zweitgenannte Aufgabe wird gelöst durch einen Fondsitz eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Patentanspruchs 3. Ein solcher Fondsitz zeichnet sich durch eine Fondsitzlehne mit einer erfindungsgemäßen Schwenklagervorrichtung aus.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren ausführlich beschrieben. Es zeigen:
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1 eine schematische und perspektivische Teildarstellung einer Fondsitzlehne mit einer erfindungsgemäßen Schwenklagervorrichtung,
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2 eine schematische Darstellung einer Fondsitzlehne in einer Seitenansicht in verschiedenen Schwenkstellungen, und
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3 eine schematische und perspektivische Teildarstellung einer Fondsitzlehne mit einer Schwenklagervorrichtung gemäß Stand der Technik.
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Die 1 zeigt eine Rückansicht auf eine eine Schwenklagervorrichtung 10 aufweisende Fondsitzlehne 1.1 eines Fondsitzes 1. Diese Schwenklagervorrichtung 10 ermöglicht das Umklappen der Fondsitzlehne 1.1 aus einer Gebrauchsstellung I in eine Ablagestellung II, in der die Fondsitzlehne 1.1 auf einem Sitzkissen 1.2 des Fondsitzes 1 auffliegt, wie dies in 2 schematisch dargestellt ist.
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Diese Schwenklagervorrichtung 10 umfasst ein mit der Fondsitzlehne 1.1. verbundenes Schwenklagergehäuse 11, welches drehbar auf einem als Achse ausgebildeten chassisfesten Schwenklager 12 angeordnet ist. Ferner weist. diese Schwenklagervorrichtung 10 eine pseudoelastische Spiralfeder 13 auf, die aus einer Formgedächtnislegierung, bspw. aus einer Ti-Ni-Legierung mit Pseudoelastizität als Formgedächtniseigenschaft hergestellt ist.
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In der Gebrauchslage I der Fondsitzlehne 1.1 gemäß 2 ist die Fondsitzlehne 1.1 mit einem an dessen Lehnenkopf angeordneten Schlosses 3 mittels eines fahrzeugfesten Kopplungselementes 4 verriegelt. Mittels eines Haltedrahtes 4.1 kann das Kopplungselement 4 manuell oder elektrisch betätigt werden, so dass dieses Kopplungselement 4 die Fondsitzlehne 1.1 freigibt, also entriegelt wird.
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Die pseudoelastische Spiralfeder 13 ist in Umklapprichtung R (vgl. 2) vorgespannt, so dass bei einer Entriegelung der Fondsitzlehne 1.1 diese aus dem Schloss 3 gehoben und in Umklapprichtung R unter der Federvorspannkraft verschwenkt wird. Hierzu ist diese pseudoelastische Spiralfeder 13 mit einem Ende mit dem chassisfesten Schwenklager 12 und mit dem anderen Ende mit dem Schwenklagergehäuse 11, also mit der Fondsitzlehne 1.1 verbunden. Dabei ist die pseudoelastische Spiralfeder 13 derart vorgespannt, dass deren Federvorspannkraft dem Kraftniveau des Martensit-Plateaus der Formgedächtnislegierung mit einem Wert von ca. 40 Nm entspricht. Mit diesem Anfangswert wird die Fondsitzlehne 1.1 aus dem entriegelten Schloss 3 ausgehoben und bis in eine Neigungsstellung III mit einem Schwenkwinkel von ca. 30° verschwenkt, in welcher die Federvorspannkraft der Spiralfeder 13 nahezu den Wert Null erreicht hat. Aufgrund der Trägheit dieser Schwenkbewegung sowie dem Eigengewicht der Fondsitzlehne 1.1 verschwenkt diese weiter in Richtung ihrer Ablagestellung II. Dabei wird jedoch die Spiralfeder 13 entrollt und erzeugt dadurch eine entgegen der Schwenkrichtung R gerichtete Bremskraft, die bei einem Schwenkwinkel von ca. 80° der Fondsitzlehne 1.1 einen Wert von ca. 250 Nm erreicht und damit die Schwenkbewegung in Richtung der Ablagestellung II derart abbremst, dass die Fondsitzlehne 1.1 sanft auf dem Sitzkissen 1.2 des Fondsitzes 1 abgelegt wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fondsitz
- 1.1
- Fondsitzlehne
- 2
- Schwenklagervorrichtung gemäß Stand der Technik
- 2.1
- Schwenklagergehäuse der Schwenklagervorrichtung 2
- 2.2
- Achse der Schwenklagervorrichtung 2
- 2.3
- erste Spiralfeder der Schwenklagervorrichtung 2
- 2.4
- zweite Spiralfeder der Schwenklagervorrichtung 2
- 3
- Schloss
- 4
- Kopplungselement
- 4.1
- Haltedraht des Kopplungselementes 4
- 10
- Schwenklagervorrichtung
- 11
- Schwenklagergehäuse der Schwenklagervorrichtung 10
- 12
- Schwenklager der Schwenklagervorrichtung 10
- 13
- pseudoelastische Spiralfeder der Schwenklagervorrichtung 10
