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TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeugsitz-Strukturbauteil, welches für einen Fahrzeugsitz Einsatz findet. Hierbei weist das Fahrzeugsitz-Strukturbauteil ein Strukturteil und ein Querrohr auf, die miteinander verbunden sind. Beispielsweise handelt es sich bei dem Fahrzeugsitz-Strukturbauteil um einen Teil eines Fahrzeugsitz-Rahmens oder -Unterbaus. Möglich ist, dass das Strukturteil ein Lenker ist, mit dessen Verschwenkung eine Höhenverstellung des Fahrzeugsitzes herbeigeführt werden kann. Um lediglich ein weiteres die Erfindung nicht beschränkendes Beispiel zu nennen, kann es sich bei dem Strukturteil des Fahrzeugsitz-Strukturbauteils um einen Bedienelement wie einen Bedienhebel handeln, über welches eine Verdrehung des Querrohrs mittels eines Aktuators oder durch den Benutzer herbeigeführt werden kann, womit eine Verstellung des Fahrzeugsitzes ermöglicht ist, oder das Strukturteil ist ein Fahrzeugsitz-Seitenrahmenteil.
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Darüber hinaus betrifft die Erfindung einen Fahrzeugsitz und ein Verfahren zur Herstellung eines F ahrzeugsitz-Struktu rbauteils.
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STAND DER TECHNIK
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DE 10 2013 112 462 A1 betrifft eine Höhenverstelleinrichtung eines Kraftfahrzeugsitzes. Die Höhenverstelleinrichtung weist ein hinteres Querrohr auf, dessen Endbereiche drehbar in Lagerungen paralleler Fahrzeugsitz-Seitenrahmenteile gelagert sind. Benachbart den Lagerungen in den Fahrzeugsitz-Seitenrahmenteilen sind an dem Querrohr als Lenker ausgebildete Strukturteile befestigt, die Bohrungen aufweisen, durch die sich das Querrohr erstreckt. In den freien Endbereichen sind die Lenker drehbar in horizontal verschiebbaren parallelen Längsschienen gelagert. Über eine Höhenverstellpumpe und ein von dieser angetriebenes Ritzel kann eine Verschwenkung der Lenker herbeigeführt werden, womit ein Anheben des Querrohrs relativ zu der Längsschiene und damit ein Anheben der Fahrzeugsitz-Seitenrahmenteile und des Kraftfahrzeugsitzes herbeigeführt werden kann.
DE 10 2013 112 462 A1 schlägt vor, dass in das Querrohrs jeweils zwei Ausformungen in Form von umlaufenden Wulsten eingeformt werden, zwischen welchen die Lenker axial gefangen und eingespannt sind. Bei dem Herstellen des äußeren Wulstes wird auch Material des Querrohrs im Inneren der Bohrung des Lenkers, durch welche sich das Querrohr erstreckt, radial nach außen aufgeweitet, womit sich eine reibschlüssige drehfeste Verbindung zwischen dem Querrohr und dem Lenker ergibt.
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DE 10 2015 219 497 A1 schlägt vor, bei einem Kraftfahrzeugsitz ein Strukturbauteil in Form eines Lenkers drehfest mit einem vorderen Querrohr zu verbinden, indem das Querrohr in dem Verbindungsbereich zu einem unrunden Querschnitt verformt wird, auf den der Lenker im Bereich einer entsprechenden unrunden Ausnehmung aufgesteckt werden kann. In die Aufsteckrichtung liegt der Lenker an einer Schulter des Querrohres an, die in dem Übergangsbereich von dem unverformten kreisringförmigen Querschnitt des Querrohrs zu dem unrund ausgeformten Axialabschnitt ausgebildet ist. Der aus dem Lenker auskragende unrunde Endbereich wird dann plastisch nach außen verformt, womit der Lenker auch entgegengesetzt zur Aufsteckrichtung axial auf dem Querrohr gesichert ist. Der unrunde Querschnitt des Querrohrs sowie der Ausnehmung des Lenkers kann als Abflachung, Eindrückung oder vieleckförmiger Querschnitt ausgebildet sein. Mittels der Vorgabe der Ausrichtung der Abflachung, der Eindrückung oder des vieleckförmigen Querschnitts kann die Ausrichtung des Querrohres relativ zu dem Lenker vorgegeben werden. Für eine abgewandelte Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass im Übergangsbereich von dem unverformten kreisringförmigen Querschnitt des Querrohrs zu dem unrund verformten Axialabschnitt eine umlaufende wulstartige Ausformung vorgesehen wird, die dann die Schulter des Querrohres bildet, an welcher der Lenker in die Aufsteckrichtung anliegt und abgestützt ist. Schließlich wird in
DE 10 2015 219 497 A1 auch vorgeschlagen, dass zusätzlich zu der Befestigung eines Lenkers, wie diese zuvor beschrieben worden ist, benachbart dem Lenker ein Drehlager zwischen dem Querrohr und einem Fahrzeugsitz-Seitenrahmenteil gebildet sein kann, indem das Fahrzeugsitz-Seitenrahmenteil eine Lagerbohrung aufweist, in welcher drehbar eine zylindrische Mantelfläche des Querrohrs aufgenommen ist, wobei das Fahrzeugsitz-Seitenrahmenteil axial gefangen ist zwischen der Ausformung, die die Schulter für die Abstützung des Lenkers bildet, und einer weiteren Ausformung.
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DE 10 2017 108 206 A1 offenbart die Befestigung eines als Lenker ausgebildeten Strukturteils an einem vorderen Querrohr eines Fahrzeugsitzes. Der Lenker weist eine konusförmige Einführschräge mit über den Umfang verteilten Einbuchtungen auf. Der Innenradius des Einführkonus ist kleiner als der Außenradius des Querrohrs. Wird das Querrohr in den Einführkonus des Lenkers eingepresst und durch diesen hindurchgepresst, erfolgt eine plastische Verformung des Endbereichs des Querrohrs. Während dieser Verformung verbleibt Material des Querrohrs in den über den Umfang verteilten Einbuchtungen, womit eine drehfeste Verbindung des Querrohrs mit dem Lenker gewährleistet werden kann. Der aus dem Lenker auskragende Endbereich wird dann radial aufgeweitet, womit ein Austritt des Querrohrs entgegen der Einpressrichtung aus dem Lenker unterbunden ist.
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EP 2 027 951 A1 offenbart ein Verfahren zur drehfesten Verbindung eines metallischen Rohres mit einem aus einem Blech hergestellten Lenker. In das Rohr wird beabstandet von einem Endbereich eine Ausformung eingebracht und der Lenker wird mit einer Ausnehmung auf das Ende des Rohrs aufgesteckt, bis dieser zur Anlage an die Auusformung kommt. Hieran anschließend wird auf der außenliegenden Seite eine weitere Ausformung derart hergestellt, dass der Lenker zwischen den beiden Ausformungen gefangen ist. Die Ausnehmung des Lenkers ist unrund ausgebildet und weist über den Umfang verteilte radiale Aussparungen auf. Zur Herstellung einer drehfesten Verbindung wird eine Ausformung des Rohrs im Bereich der Aussparungen derart axial verformt, dass das Material der Ausformung des Rohrs axial in die Aussparungen des Lenkers eintritt, womit ein Formschluss erzeugt wird, welcher die drehfeste Verbindung gewährleistet.
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Auch gemäß
DE 10 2010 008 676 A1 ist ein Lenker zwischen zwei Ausformungen eines Querrohrs axial gefangen und das Blech verfügt über eine unrunde Ausnehmung mit radialen Aussparungen. Hier erfolgt aber abweichend zu
EP 2 027 951 A1 nicht die Herbeiführung des Formschlusses in Umfangsrichtung durch axiales Einformen der Ausformungen in die Aussparungen. Vielmehr wird hier das Querrohr im Inneren der Aussparung radial nach außen verformt und in die Aussparungen in radialer Richtung eingeformt.
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AUFGABE DER ERFINDUNG
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fahrzeugsitz-Strukturbauteil für einen Fahrzeugsitz vorzuschlagen, welches insbesondere verbessert ist hinsichtlich
- - der optischen Anmutung und/oder
- - der mechanischen Festigkeit beispielsweise infolge einer dynamischen Dauerbeanspruchung und/oder im Crashfall und/oder
- - einer steifen Abstützung von Kräften und/oder Momenten und/oder
- - des Herstellungsverfahrens und/oder
- - einer Gewährleistung einer Verbindung mit großen Abstützflächen und/oder
- - einer Verwendung von geringen Wandstärken des Querrohrs und/oder
- - großen Durchmessern des Querrohrs.
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Des Weiteren liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen entsprechend verbesserten Fahrzeugsitz sowie ein entsprechend verbessertes Verfahren zur Herstellung eines Fahrzeugsitz-Strukturbauteils vorzuschlagen.
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LÖSUNG
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Die Aufgabe der Erfindung wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weitere bevorzugte erfindungsgemäße Ausgestaltungen sind den abhängigen Patentansprüchen zu entnehmen.
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BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Das erfindungsgemäße Fahrzeugsitz-Strukturbauteil weist ein Strukturteil (insbesondere ein Fahrzeugsitz-Seitenrahmenteil, einen Lenker, einen Flansch, eine Schwinge oder ein Bedienelement oder -hebel) sowie ein Querrohr auf. Das Strukturteil verfügt über eine Ausnehmung, durch die sich das Querrohr erstreckt. Nach dem Aufstecken des Strukturteils auf das Querrohr ist in das Querrohr in den aus dem Strukturteil auskragenden Endbereich benachbart der Ausnehmung des Strukturteils eine Ausformung erzeugt, die das Strukturteil in eine axiale Richtung, nämlich entgegen der Aufsteckrichtung, an dem Querrohr sichert. Hierbei kann das Strukturteil auch zwischen der Ausformung und einer auf der anderen Seite angeordneten Ausformung (vgl. diesbezüglich auch den eingangs genannten Stand der Technik) axial gefangen und/oder verspannt sein.
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Der erfindungsgemäßen Ausgestaltung liegt insbesondere die Erkenntnis zugrunde, dass für die aus dem Stand der Technik bekannten Ausführungsformen die Verbindung zwischen der Ausformung des Querrohrs und dem Strukturteil ausschließlich
- - durch ein axiales Einspannen zwischen Ausformungen,
- - durch einen Reibschluss des in der Ausnehmung aufgeweiteten Querrohrs,
- - durch einen Formschluss einer radialen Aufweitung des Querrohrs mit Aussparungen der Ausnehmung des Strukturteils und/oder
- - durch axiales Einpressen einer Ausformung des Querrohrs in Aussparungen des Strukturteils erfolgt.
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Obwohl auch im Rahmen der Erfindung diese Maßnahmen kumulativ zu den erfindungsgemäßen Maßnahmen Einsatz finden können, schlägt die Erfindung die folgenden Maßnahmen zur Herstellung oder Ergänzung der Verbindung zwischen dem Strukturteil und dem Querrohr vor:
- Erfindungsgemäß weist das Strukturteil einen axialen Fortsatz auf. Anders gesagt ist das Strukturteil (im Verbindungsbereich mit dem Querrohr) nicht eben ausgebildet und erstreckt sich nicht in einer Querebene zu der Längsachse des Querrohrs. Vielmehr tritt aus einem Grundkörper des Strukturteils ein axialer Fortsatz hervor. Hierbei bezeichnet ein „axialer Fortsatz“ einen Fortsatz des Strukturteils, welcher parallel zur Längsachse des Querrohrs orientiert ist oder zumindest eine Komponente parallel zur Längsachse des Querrohrs aufweist.
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Erfindungsgemäß erstreckt sich das Querrohr radial innenliegend von einer Innenseite des Fortsatzes. Somit beschränkt sich eine axiale Überdeckung zwischen dem Strukturteil und dem Querrohr im Verbindungsbereich nicht lediglich auf die Wandstärke des (Grundkörpers des) Strukturteils, sondern vielmehr kann die axiale Überdeckung im Verbindungsbereich entsprechend der Längserstreckung des axialen Fortsatzes vergrößert werden, womit bereits eine vergrößerte mögliche Kontaktfläche und Abstützfläche bereitgestellt wird.
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Erfindungsgemäß ist dann die Ausformung des Querrohrs derart geformt, dass sich das Querrohr um eine Stirnseite des Fortsatzes herum bis zu einer Außenseite des Fortsatzes erstreckt. Dies hat zur Folge, dass der Fortsatz radial zwischen einem Innenabschnitt und einem Außenabschnitt des Querrohrs gefangen ist. Diese erfindungsgemäße Ausgestaltung hat eine weitere Erhöhung der möglichen Kontakt- und Abstützflächen zwischen dem Querrohr und dem Strukturteil zur Folge. So kann bspw. eine zusätzliche Abstützung über einen Kontakt der Stirnseite des Fortsatzes mit der Ausformung des Querrohrs bereitgestellt werden. Da sich das Querrohr infolge der Ausformung auch auf der Außenseite des Fortsatzes erstreckt, kann das Querrohr auch auf der Außenseite an dem Fortsatz abgestützt werden. Möglich ist im Rahmen der Erfindung, dass das der Innenabschnitt des Querrohrs, der Fortsatz und der Außenabschnitt des Querrohrs mit einer gewissen axialen Überdeckung „sandwichartig“ in einem Halblängsschnitt angeordnet, wobei hier eine unmittelbare Anlage erfolgen kann oder auch ein radiales Spiel vorhanden sein kann.
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Im Rahmen der Erfindung können die zuvor erläuterten Kontaktflächen und Abstützflächen teilweise oder sämtlich zur Wirkung kommen, wobei diese dann permanent wirksam sein können oder auch erst im Fall hoher Beanspruchungen und/oder für eine gewisse elastische und/oder plastische Verformung des Strukturteils und/oder des Querrohrs im Verbindungsbereich.
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Für die Art der Ausbildung des Fortsatzes gibt es im Rahmen der Erfindung vielfältige Möglichkeiten. So kann lediglich ein Fortsatz an dem Strukturteil vorgesehen sein, der als eine Art Arm oder Ausleger ausgebildet ist und sich lediglich in einem Teilumfangsbereich benachbart der Ausnehmung erstreckt. Durchaus möglich ist auch, dass mehrere derartige, sich lediglich über einen Teilumfangsbereich erstreckende Fortsätze gleichmäßig oder ungleichmäßig über den Umfang der Ausnehmung verteilt sind. Für einen Vorschlag der Erfindung ist der Fortsatz von einer Art Hülse ausgebildet, so dass sich der Fortsatz kontinuierlich in Umfangsrichtung um die Ausnehmung erstreckt. In diesem Fall kann die Hülse hohlzylindrisch ausgebildet sein, wobei dann die Stirnseite, um welche sich die Ausformung herum erstreckt, als Kreisringfläche ausgebildet ist. Möglich ist aber auch, dass die den Fortsatz bildende Hülse kegelstumpfförmig ausgebildet ist oder in einem Halblängsschnitt einen beliebigen, beispielsweise kurvenförmigen Verlauf aufweist. Möglich ist des Weiteren, dass die den Fortsatz ausbildende Hülse mehrere axiale Schlitze aufweist, wobei sich diese axialen Schlitze von dem freien Endbereich der Hülse lediglich über einen Teilabschnitt der Hülse erstrecken können oder bis zu dem Grundkörper des Strukturteils oder sogar bis in diesen hinein erstrecken können.
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Die Ausgestaltung des Fortsatzes als Hülse ermöglicht eine Vergrößerung der Überdeckung zwischen dem Strukturteil und dem Querrohr und damit eine verbesserte Verbindung und Abstützung. Andererseits weist die in Umfangsrichtung geschlossene Hülse u. U. eine größere Steifigkeit auf als ein sich lediglich in einem Teilumfangsbereich erstreckender armartiger Fortsatz.
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Der Fortsatz oder die Hülse kann beliebig an dem Grundkörper des Strukturteils befestigt sein. So kann beispielsweise der Fortsatz oder die Hülse separat bereitgestellt werden und stoffschlüssig, beispielsweise durch Schweißen, mit dem Grundkörper des Strukturteils verbunden werden. Für einen Vorschlag der Erfindung ist der Fortsatz aus einem Grundkörper des Strukturteils durch plastische Verformung desselben ausgeformt, was beispielsweise in einem Press- oder Schmiedeverfahren zur Herstellung des Strukturteils erfolgen kann.
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Möglich ist, dass die Verbindung zwischen dem Strukturteil und dem Querrohr lediglich zur spielbehafteten oder spielfreien axialen Sicherung zwischen dem Strukturteil und dem Querrohr dient. Möglich ist im Rahmen der Erfindung aber auch, dass eine beliebig geartete reibschlüssige oder formschlüssige drehfeste Verbindung zwischen dem Strukturteil und dem Querrohr erfolgt. Für ein erfindungsgemäßes Fahrzeugsitz-Strukturbauteil weist der Fortsatz oder die Hülse eine (axiale oder radiale) Aussparung auf. Zur Bereitstellung eines Formschlusses in Umfangsrichtung zwischen dem Querrohr und dem Strukturteil und damit zur Gewährleistung einer drehfesten Verbindung ist Material des Querrohrs im Bereich der Ausformung in der Aussparung angeordnet oder in diese hinein verformt. So kann beispielsweise das Material des Querrohrs in eine radiale Aussparung eingeformt sein oder das Material des Querrohrs ist axial in eine axiale Aussparung eingeformt.
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Für einen weiteren Vorschlag der Erfindung ist eine Stirnseite des Querrohrs an dem Strukturteil abgestützt, wodurch die Verbindung zwischen Strukturteil und Querrohr weiter verbessert werden kann. Dies soll anhand der folgenden, die Erfindung nicht beschränkenden Beispiele erläutert werden:
- a) Ist die Ausformung des Querrohrs im Halblängsschnitt in der Art eines liegenden U ausgebildet, wobei der Fortsatz zwischen den parallelen Seitenschenkeln des U aufgenommen ist, kann der freie Endbereich des außenliegenden Seitenschenkels des U an dem Grundkörper des Strukturteils anliegen und dort abgestützt sein.
- b) Möglich ist aber auch, dass dieser Seitenschenkel des liegenden U nochmals radial nach innen abgewinkelt ist, so dass die Stirnseite dieses Seitenschenkels des U radial nach innen gegen die Außenfläche des Fortsatzes oder der Hülse gepresst werden kann.
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Grundsätzlich kann die Ausformung des Querrohrs in einem Halblängsschnitt einen beliebigen Verlauf aufweisen. Für eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Fahrzeugsitz-Strukturbauteils weist die Ausformung in einem Halblängsschnitt des Querrohrs eine Krümmung in eine einzige Richtung ohne Wendepunkt auf, wobei die Krümmung konstant sein kann oder sich verändern kann. Vorzugsweise ist Ausformung als eine Art „Einrollung“ ausgebildet, die einen konstanten oder einen sich verändernden Radius aufweisen kann. Vorzugsweise liegt ein Umfangswinkel dieser Einrollung im Bereich von 220 bis 310 oder 240 bis 290°, womit auch ermöglicht ist, dass die von der Einrollung gebildete Stirnseite des Querrohrs radial nach innen gegen die Außenseite des Fortsatzes oder der Hülse gepresst wird. Eine derartige Einrollung kann beispielsweise mit einer vorgegebenen Einrollkontur eines Presswerkzeugs zur Herstellung der Ausformung auf besonders einfache Weise hergestellt werden.
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Wie eingangs erläutert, kann es sich bei dem Strukturbauteil um ein beliebiges Bauelement eines Fahrzeugsitzes handeln. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Strukturteil um ein Fahrzeugsitz-Seitenrahmenteil, einen Lenker, eine Schwinge oder ein Bedienelement oder einen Bedienhebel.
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Eine weitere Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe stellt ein Fahrzeugsitz dar, in welchem ein Fahrzeugsitz-Strukturbauteil Einsatz findet, wie dieses zuvor beschrieben worden ist.
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In einem Verfahren zur Herstellung eines Fahrzeugsitz-Strukturbauteils, welches die eingangs angeführte Aufgabe löst, erfolgt eine Herstellung einer Ausformung an dem Querrohr in einem Axialabschnitt des Querrohrs, der beabstandet von einem Endabschnitt des Querrohrs angeordnet ist. Des Weiteren erfolgt eine Herstellung einer Ausnehmung und eines axialen Fortsatzes eines Strukturteils. Die Herstellung einerseits der Ausformung an dem Querrohr und andererseits der Ausnehmung und des Fortsatzes des Strukturteils kann unmittelbar mit der Herstellung des Querrohrs bzw. des Strukturteils erfolgen oder nachträglich durch einen entsprechenden plastischen Verformungsvorgang. Die Herstellung dieser Komponenten kann in beliebiger Reihenfolge erfolgen.
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In dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt dann ein Einstecken des Querrohrs in die Ausnehmung des Strukturteils derart, dass sich das Querrohr radial innenliegend von einer Innenseite des Fortsatzes erstreckt und das Querrohr mit der ersten Ausformung in die Einsteckrichtung an dem Strukturteil anliegt. Nach diesem Einstecken des Querrohrs in die Ausnehmung des Strukturteils kragt ein endseitiger Axialabschnitt des Querrohrs in Einsteckrichtung aus der Ausnehmung des Strukturteils heraus. In dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt dann eine Erzeugung einer zweiten Ausformung in dem endseitigen, auskragenden Axialabschnitt des Querrohrs derart, dass sich der endseitige Axialabschnitt des Querrohrs um eine Stirnseite des Fortsatzes herum bis zu einer Außenseite des Fortsatzes erstreckt, so dass der Fortsatz radial zwischen Materialbereichen des Querrohrs gefangen ist. Für weitere Möglichkeiten der Ausgestaltung des Verfahrens, der Ausgestaltung der Komponenten und der Wechselwirkung sowie angestrebten Wirkungen wird auf die Erläuterungen zu dem Fahrzeugsitz-Strukturbauteil verwiesen.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Die in der Beschreibung genannten Vorteile von Merkmalen und von Kombinationen mehrerer Merkmale sind lediglich beispielhaft und können alternativ oder kumulativ zur Wirkung kommen, ohne dass die Vorteile zwingend von erfindungsgemäßen Ausführungsformen erzielt werden müssen. Ohne dass hierdurch der Gegenstand der beigefügten Patentansprüche verändert wird, gilt hinsichtlich des Offenbarungsgehalts der ursprünglichen Anmeldungsunterlagen und des Patents Folgendes: weitere Merkmale sind den Zeichnungen - insbesondere den dargestellten Geometrien und den relativen Abmessungen mehrerer Bauteile zueinander sowie deren relativer Anordnung und Wirkverbindung - zu entnehmen. Die Kombination von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung oder von Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche ist ebenfalls abweichend von den gewählten Rückbeziehungen der Patentansprüche möglich und wird hiermit angeregt. Dies betrifft auch solche Merkmale, die in separaten Zeichnungen dargestellt sind oder bei deren Beschreibung genannt werden. Diese Merkmale können auch mit Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche kombiniert werden. Ebenso können in den Patentansprüchen aufgeführte Merkmale für weitere Ausführungsformen der Erfindung entfallen.
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Die in den Patentansprüchen und der Beschreibung genannten Merkmale sind bezüglich ihrer Anzahl so zu verstehen, dass genau diese Anzahl oder eine größere Anzahl als die genannte Anzahl vorhanden ist, ohne dass es einer expliziten Verwendung des Adverbs „mindestens“ bedarf. Wenn also beispielsweise von einer Aussparung oder einer Ausformung die Rede ist, ist dies so zu verstehen, dass
- - genau eine Aussparung oder eine Ausformung,
- - zwei Aussparungen oder Ausformungen oder
- - mehr Aussparungen oder Ausformungen vorhanden sind.
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Die in den Patentansprüchen enthaltenen Bezugszeichen stellen keine Beschränkung des Umfangs der durch die Patentansprüche geschützten Gegenstände dar. Sie dienen lediglich dem Zweck, die Patentansprüche leichter verständlich zu machen.
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Figurenliste
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand in den Figuren dargestellter bevorzugter Ausführungsbeispiele weiter erläutert und beschrieben.
- 1 zeigt schematisch einen Fahrzeugsitz in einer Seitenansicht.
- 2 zeigt in einer räumlichen Ansicht eine Fahrzeugsitz-Struktur eines Fahrzeugsitzes gemäß 1.
- 3 zeigt in einer räumlichen Ansicht einen Teilbereich eines als Fahrzeugsitz-Seitenrahmenteils ausgebildeten Strukturteils einer Fahrzeugsitz-Struktur gemäß 2.
- 4 zeigt den Teilbereich des Fahrzeugsitz-Seitenrahmenteils gemäß 3 in einer Draufsicht.
- 5 zeigt den Verbindungsbereich eines Fahrzeugsitz-Seitenrahmenteils mit einem Querrohr in einem Teillängsschnitt durch das Querrohr einer Fahrzeugsitz-Struktur gemäß 2.
- 6 zeigt ein Detail VI des Verbindungsbereichs gemäß 5.
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FIGURENBESCHREIBUNG
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1 zeigt in einer schematischen Seitenansicht einen Fahrzeugsitz 1, der für ein beliebiges Fahrzeug, insbesondere einen Personenkraftwagen oder ein Nutzfahrzeug, bestimmt ist. Der Fahrzeugsitz 1 verfügt über ein Sitzteil 2 sowie eine an dem Sitzteil 2 gehaltene Rückenlehne 3. Der Neigungswinkel der Rückenlehne 3 gegenüber dem Sitzteil 2 kann über eine hier nicht dargestellte Neigungsverstelleinrichtung verstellt werden.
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Das Sitzteil 2 weist eine rahmenartige Fahrzeugsitz-Struktur 4 auf, die in 2 dargestellt ist. An der Fahrzeugsitz-Struktur 4 sind die Bestandteile des Sitzteils 2 wie das Sitzpolster, Aggregate wie eine Heiz- und/oder Lüftungseinrichtung, Stellmotoren und die Rückenlehne 3 gehalten und abgestützt.
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Die Fahrzeugsitz-Struktur 4 weist parallel zueinander und in Fahrzeuglängsrichtung orientierte Fahrzeugsitz-Seitenrahmenteile 5, 6 auf, die über parallel zueinander und in Fahrzeugquerrichtung orientierte Querrohre 7, 8 miteinander verbunden sind. In der Draufsicht bildet somit die Fahrzeugsitz-Struktur 4 eine rechteckige Geometrie aus, wobei, wie in 2 zu erkennen ist, die Fahrzeugsitz-Seitenrahmenteile 5, 6 in Fahrzeuglängsrichtung über die Querrohre 7, 8 hinausgehen.
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Das hintere Querrohr 7 ist drehbar in den Fahrzeugsitz-Seitenrahmenteilen 5, 6 gelagert. Drehfest mit dem hinteren Querrohr 7 ist eine Höhenverstellschwinge 9 verbunden, die eine Art Lenker bildet. Die Höhenverstellschwinge 9 verfügt über eine Außenverzahnung 10. Die Außenverzahnung 10 der Höhenverstellschwinge 9 steht in dem Fahrzeugsitz 1 in Wechselwirkung mit einer Höhenverstelleinrichtung 11. Die Höhenverstelleinrichtung 11 verfügt über ein Antriebselement 12, welches für das dargestellte Ausführungsbeispiel als manuell betätigtes Bedienelement 13 (insbesondere Bedienhebel) ausgebildet ist. Durchaus möglich ist aber auch, dass das Antriebselement 12 ein nach manueller Vorgabe über einen Schalter, Schieber u. ä. betätigter elektrischer Antrieb ist. Mittels des Antriebselements 12 wird ein Antriebsmoment erzeugt und auf die Außenverzahnung 10 der Höhenverstellschwinge 9 aufgebracht, womit eine Verschwenkung der Höhenverstellschwinge 9 und des hinteren Querrohrs 7 erfolgt. Drehfest mit dem hinteren Querrohr 7 ist eine weitere Schwinge oder ein Lenker 14 benachbart dem anderen Fahrzeugsitz-Seitenrahmenteil 6 verbunden.
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Das vordere Querrohr 8 ist drehfest an den Fahrzeugsitz-Seitenrahmenteilen 5, 6 an den Fahrzeugsitz-Seitenrahmenteilen 5, 6 befestigt. Benachbart der Befestigung des vorderen Querrohrs 8 an den Fahrzeugsitz-Seitenrahmenteilen 5, 6 sind an den Fahrzeugsitz-Seitenrahmenteilen 5, 6 verschwenkbar um eine Querachse Lenker 15, 16 angelenkt.
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Die freien Endbereiche der Höhenverstellschwinge 9 sowie der Lenker 14, 15, 16 weisen jeweils Lagerbereiche 17, 18, 19, 20 auf, im Bereich welcher die Höhenverstellschwinge 9 und die Lenker 14, 15, 16 verschwenkbar an parallelen Längsschienen 21 angelenkt sind, die auf beiden Seiten des Fahrzeugsitzes angeordnet sind und sich in Fahrzeuglängsrichtung erstrecken und (bei Betätigung eines bekannten Einstellmechanismus) in Richtung der Fahrzeuglängsachse gegenüber Bodenschienen 22 verschieblich sind. Die Höhenverstellschwinge 9 und die Lenker 14, 15, 16 bilden eine Parallelogrammführung, mittels welcher bei Verdrehung der Höhenverstellschwinge 9 über ein auf die Außenverzahnung 10 aufgebrachtes Moment ein gemeinsames Anheben und Absenken der Querrohre 7, 8 und damit ein Anheben und Absenken der Fahrzeugsitz-Struktur 4 und des gesamten Fahrzeugsitzes 1 herbeigeführt werden kann.
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Das Querrohr 8 bildet mit einem Strukturteil 23, bei dem es sich für das dargestellte Ausführungsbeispiel um ein Fahrzeugsitz-Seitenrahmenteil 5, 6 handelt, ein Fahrzeugsitz-Strukturbauteil 24.
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Im Folgenden wird erläutert, wie eine starre und insbesondere drehfeste Verbindung zwischen dem Querrohr 8 und dem Strukturteil 23 bereitgestellt werden kann. Hierbei erfolgt für das dargestellte Ausführungsbeispiel eine Herstellung entsprechender Verbindungsbereiche 25a, 25b mit beiden Fahrzeugsitz-Seitenrahmenteilen 5, 6.
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In dem Verbindungsbereich 25 bildet das Strukturteil 23 eine Ausnehmung 26 aus. Die Ausnehmung 26 verfügt über einen kreisförmigen Querschnitt, dessen Durchmesser mit der Mantelfläche des Querrohrs 8 in den Verbindungsbereich 25 eine Press- oder Übergangsfassung oder vorzugsweise eine Spielpassung oder ein Spiel ausbildet. Durch die Ausnehmung 26 erstreckt sich das Querrohr 8.
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Im Bereich der Ausnehmung 26 bildet das Strukturteil 23 (wie insbesondere in dem Längsschnitt durch das Querrohr 8 gemäß 5 zu erkennen ist) einen Fortsatz 27 aus. Der Fortsatz 27 erstreckt sich parallel zu einer Längsachse 28 des Querrohrs 8 oder ist geringfügig (insbesondere mit einem Winkel, der kleiner ist als 30°, kleiner ist als 20°, kleiner ist als 15° oder kleiner ist als 10°) gegenüber der Längsachse 28 geneigt, wobei die Neigung vorzugsweise derart ist, dass sich der radiale Abstand des Fortsatzes 27 mit zunehmenden Abstand von einem Grundkörper 29 des Strukturteils 23 verringert.
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In einem (Halb-)Längsschnitt kann der Fortsatz 27 eine beliebige Kontur aufweisen und beispielsweise im Übergangsbereich zu dem Grundkörper 29 eine Abrundung 30 aufweisen.
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Für das in den 3 bis 5 dargestellte Ausführungsbeispiel ist der Fortsatz 27 in Umfangsrichtung um die Längsachse 28 umlaufend ausgebildet, so dass der Fortsatz 27 von einer Art Hülse 31 ausgebildet ist. Je nach Orientierung des Fortsatzes 27 ist die Hülse 31 hohlzylindrisch ausgebildet oder verfügt kegelstumpfförmige Innen- und Außenflächen mit Öffnung des Kegels in Richtung des Grundkörpers 29 und mit den zuvor für die Neigung des Fortsatzes 27 genannten Winkelbereichen für den Öffnungswinkel.
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Gemäß 3 ist die freie Stirnfläche der Hülse 31 nicht eben ausgebildet. Vielmehr verfügt die Hülse in dem freien Endbereich über Aussparungen 32, wobei für das dargestellte Ausführungsbeispiel zwei Aussparungen 32a, 32b diametral gegenüberliegend angeordnet sind. Es kann aber eine beliebe andere Zahl von Aussparungen 32 vorgesehen sein, die gleichmäßig oder ungleichmäßig in Umfangsrichtung verteilt sein können. Für das dargestellte Ausführungsbeispiel verfügen die Aussparungen 32 über eine Kontur, welche bei einer Abwicklung der Mantelfläche der Hülse 31 in grober Näherung als U-förmig bezeichnet werden kann.
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In dem Verbindungsbereich 25 ist der Fortsatz 27 bzw. die Hülse 31 in Richtung der Längsachse 28 des Querrohrs 8 axial gefangen zwischen Ausformungen 33, 34 des Querrohrs 8. Hierbei ist die Ausformung 33 auf der Innenseite des Strukturteils 23 gebildet, während die Ausformung 34 auf der Außenseite des Strukturteils 23 gebildet und von dem Endbereich des Querrohrs 8 ausgebildet ist.
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Die Ausformung 33 führt zu einer Vergrößerung des Querrohrs 8 derart, dass diese auf der Innenseite im Bereich der Ausnehmung 26 an dem Grundkörper 29 und/oder der Abrundung 30 des Fortsatzes 27 bzw. der Hülse 31 axial anliegt. Die Ausformung 33 ist beispielsweise als Wulst 35 ausgebildet mit zwei Wulstschenkeln 36, 37, welche über eine Faltung 38 oder einen umlaufenden Knick oder eine Biegekante miteinander verbunden sind. Der innenliegende Wulstschenkel 36 ist für das dargestellte Ausführungsbeispiel konusförmig ausgebildet, wobei der Neigungswinkel des innenliegenden Wulstschenkels 36 in dem Längsschnitt gemäß 5 beispielsweise im Bereich von 15 bis 50° oder 20 bis 40° liegen kann. Hingegen ist der dem Grundkörper 29 des Strukturteils 23 zugewandte Wulstschenkel 37 kurvenförmig abgerundet, wobei dieser der Konturierung des Strukturteils 23 im Umgebungsbereich der Ausnehmung 26, hier der Abrundung 30 der Hülse 31, folgt. Infolge der Konturierung des Wulstschenkels 37 ist eine großflächige Anlage der Ausformung 33 an dem Strukturteil 23 gewährleistet, welche zu kleinen axialen Flächenpressungen führt und unter Umständen auch eine gewisse Abstützung eines Drehmoments im Verbindungsbereich 25 ermöglicht.
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Im Bereich der Ausformung 34 erstreckt sich das Querrohr um den freien, außenliegenden Endbereich des Fortsatzes 27 oder der Hülse 31 und um eine Stirnseite 39 des Fortsatzes 27 oder der Hülse 31 herum. Dies hat zur Folge, dass der Fortsatz 27 oder die Hülse 31 radial zwischen einem Innenabschnitt 40 des Querrohrs 8 und einem Außenabschnitt 41, der den Endbereich des Querrohrs 8 ausbildet, radial gefangen ist. Der Innenabschnitt 40, der Fortsatz 27 oder die Hülse 31 und der Außenabschnitt 41 bilden somit in einem Halblängsschnitt eine Überdeckung oder Überlappung 42, im Bereich welcher diese „sandwichartig“ (mit oder ohne radiales Spiel) in der genannten Reihenfolge radial übereinander liegen.
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Die Ausformung 34 ist derart, dass eine Stirnseite 43 des Querrohrs 8 an dem Strukturteil 23 anliegt oder mit einem Spiel hierzu angeordnet ist. Möglich ist, dass die Stirnseite 43 eine Flächennormale aufweist, die ungefähr parallel zur Längsachse 28 orientiert ist, wobei in diesem Fall die Stirnseite 43 an dem Grundkörper des Strukturteils 23 anliegen kann. Für die in den 3 bis 5 dargestellte Ausführungsform besitzt die Stirnseite 43 eine Flächennormale, welche in radialer Richtung in Richtung der Längsachse 28 orientiert ist. Dies hat zur Folge, dass die Stirnseite 43 für das dargestellte Ausführungsbeispiel an der Außenfläche des Fortsatzes 27 oder der Hülse 31 anliegt oder sogar an diese angepresst ist.
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In dem Bereich der Ausformung 34 ist der Innenabschnitt 40 über einen Verbindungsabschnitt 44 mit dem Außenabschnitt 41 verbunden. Im Bereich des Verbindungsabschnitts 44 wird das Querrohr an der Stirnseite 39 des Fortsatzes 27 oder der Hülse 31 (mit einem Kontakt oder gemäß 5 mit einem axialen Spiel 45) radial vorbeigeführt.
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Für das dargestellte Ausführungsbeispiel ist die Ausformung 34 als eine Einrollung 46 ausgebildet. Ohne dass dies zwingend der Fall ist, verfügt die Einrollung 46 über einen konstanten Einrollradius, der durch ein geeignetes Form- und Presswerkzeug bei der Herstellung der Ausformung 34 vorgegeben werden kann, entlang dessen das Querrohr bei der plastischen Verformung zur Herstellung der Ausformung 34 gleiten kann.
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In einem Halblängsschnitt weist die Ausformung 34 eine Krümmung in eine einzige Richtung ohne einen Wendepunkt auf, wobei bei einem konstanten Radius der Einrollung die Krümmung konstant ist, aber auch ein variierender Radius mit sich verändernder Krümmung möglich ist.
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Abweichend zu dem dargestellten Ausführungsbeispiel kann die Ausformung 34 auch eine beliebige andere Kontur aufweisen. Um lediglich die Erfindung nicht beschränkendes Beispiel zu nennen, kann die Ausformung ein sich quer zur Längsachse 28 erstreckender Kragen des Querrohrs 8 sein, dessen radial außenliegender umlaufender Endbereich in Richtung des Grundkörpers 29 umgebogen sind.
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Die Ausformungen 33, 34 sind über einen Verbindungsabschnitt 47 miteinander verbunden. Die Mantelfläche des Verbindungsabschnitts 47 liegt an der Innenfläche des Fortsatzes 27 oder der Hülse 31 an, was mit einer Anpresskraft oder Vorspannung erfolgen kann. Möglich ist, dass der Verbindungsabschnitt 47 während der Herstellung im Verbindungsbereich 25 aufgeweitet ist, so dass sich eine großflächige Abstützung des Verbindungsabschnitts 47 an dem Fortsatz 27 oder Hülse 31 ergibt. Für das dargestellte Ausführungsbeispiel ist infolge der kegelstumpfförmigen Innenfläche der Hülse 31 der Verbindungsabschnitt 47 entsprechend geneigt.
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Ohne die im Folgenden noch beschriebenen Maßnahmen würde im Verbindungsbereich 25 eine axiale Befestigung des Querrohrs 8 an dem Strukturteil 23 dadurch erfolgen, dass das Strukturteil 23 im Bereich des Fortsatzes 27 oder der Hülse 31 zwischen den Ausformungen 33, 34 gefangen ist. Eine Abstützung eines um eine Querachse zu der Längsachse 28 wirkenden Biegemoments erfolgt über die großflächige Anlage des Verbindungsabschnitts 47 an der Innenfläche des Fortsatzes 27 oder der Hülse 31, die Anlage der Stirnseite 39 an dem Verbindungsabschnitt 44, die Abstützung der Ausformung 33 an dem Grundkörper 29 und/oder die Anlage der Stirnseite 39 an dem Grundkörper 29 oder der Außenfläche des Fortsatzes 27 oder der Hülse 31. Hingegen würde eine Verdrehsicherung gegenüber einem Torsionsmoment, welches um die Längsachse 28 wirkt, ausschließlich reibschlüssig infolge der zuvor aufgelisteten Kontaktflächen erfolgen.
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Vorzugsweise erfolgt erfindungsgemäß zusätzlich eine formschlüssige Abstützung eines derartigen Torsionsmoments:
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Zu diesem Zweck ist die Ausformung 34 im Bereich der Aussparungen 32a, 32b auch parallel zu der Längsachse 28 so verformt, dass Material der Ausformung 34, hier des Verbindungsabschnitts 44, in axialer Richtung in die Aussparungen 32a, 32b plastisch verformt ist. Eine Abstützung des Torsionsmoments erfolgt somit dadurch, dass in die Aussparungen 32a, 32b eingetretenes Material des Verbindungsabschnitts 44 zur Anlage kommt an die Seitenschenkel des U der Aussparungen 32a, 32b, womit eine zuverlässige und den Beanspruchungen genügende Abstützung des Torsionsmoments erfolgt.
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Möglich ist, dass (abweichend zu dem dargestellten Ausführungsbeispiel) keine in Umfangsrichtung geschlossene Hülse 31 vorhanden ist, sondern diese geschlitzt ist, womit dann entsprechend der Zahl der Schlitze mehrere Fortsätze 27 vorhanden sind, die sich lediglich über einen Teilumfangsbereich erstrecken und in der Art von Armen ausgebildet sein können. In diesem Fall können die Schlitze die Aussparungen 32 bilden.
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Alternativ oder kumulativ möglich ist, dass auch die Ausformung 34 nicht in Umfangsrichtung geschlossen ausgebildet sein muss. So kann beispielsweise (insbesondere je nach den Steifigkeitsanforderungen und den Verformungsmöglichkeiten des Materials des Querrohrs 8) auch das Querrohr 8 in dem Bereich der Ausformung 34 Schlitze aufweisen, die Teilumfangsbereiche des Endbereichs des Querrohrs 8 voneinander trennen. Die Teilumfangsbereiche werden dann entsprechend verformt, insbesondere mit der Herstellung von Einrollungen 46. Möglich ist auch, dass Teilumfangsbereiche zur Bildung der Überdeckung oder Überlappung 42 verwendet werden, während andere, durch Schlitze abgetrennte Teilumfangsbereiche für den Eintritt in eine Aussparung 32a, 32b genutzt werden und damit der Verdrehsicherung dienen.
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Ohne dass hierdurch der Rahmen der Erfindung verlassen wird, kann das Querrohr auch eine beliebige unrunde Geometrie aufweisen und/oder eine beliebig kurvenförmig geformte Längsachse aufweisen. Neben der Befestigung von mindestens einem Strukturteil 24 kann das Querrohr auch weiteren Zwecken dienen, beispielsweise zur Bildung einer Lagerfläche u. ä.
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Im Rahmen der Erfindung ist eine „Ausformung“ vorzugsweise eine plastische Verformung des Querrohres radial nach außen, wobei diese Ausformung in Umfangsrichtung mit demselben Halblängsschnitt ausgebildet sein kann, mit einem in Umfangsrichtung variierenden Halblängsschnitt oder lediglich in mindestens einem Teilumfangsbereich vorhanden sein kann. Erfindungsgemäß erfolgt zusätzlich der das ohne mich um eine axiale Verformung des freien Endbereichs des Querrohrs, um die sandwichartige Überlappung herbeizuführen und/oder eine Anlage der Stirnseite des Querrohrs an dem Grundkörper oder dem Fortsatz des Strukturteils zu ermöglichen. Die Ausformung kann beispielsweise eine Auswölbung, ein Wulst und/oder eine Faltung sein und einen beliebigen Halblängsschnitt aufweisen.
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In der vorliegenden Beschreibung wird teilweise für Bauelemente, die hinsichtlich der Funktion und/oder Geometrie identisch sind oder ähnlich sind, dasselbe Bezugszeichen verwendet, wobei dann diese Bauelemente durch den ergänzenden Buchstaben a, b, ... voneinander unterschieden sein können. Auf diese Bauelemente wird dann auch ohne den ergänzenden Buchstaben a, b, ... Bezug genommen, wobei die zugeordneten Ausführungen dann für einzelne oder sämtliche dieser Bauelemente gelten können.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeugsitz
- 2
- Sitzteil
- 3
- Rückenlehne
- 4
- Fahrzeugsitz-Struktur
- 5
- Fahrzeugsitz-Seitenrahmenteil
- 6
- Fahrzeugsitz-Seitenrahmenteil
- 7
- hinteres Querrohr
- 8
- vorderes Querrohr
- 9
- Höhenverstellschwinge
- 10
- Außenverzahnung
- 11
- Höhenverstelleinrichtung
- 12
- Antriebselement
- 13
- Bedienelement
- 14
- Lenker
- 15
- Lenker
- 16
- Lenker
- 17
- Lagerbereich
- 18
- Lagerbereich
- 19
- Lagerbereich
- 20
- Lagerbereich
- 21
- Längsschiene
- 22
- Bodenschiene
- 23
- Strukturteil
- 24
- Fahrzeugsitz-Strukturbauteil
- 25
- Verbindungsbereich
- 26
- Ausnehmung
- 27
- Fortsatz
- 28
- Längsachse
- 29
- Grundkörper
- 30
- Abrundung
- 31
- Hülse
- 32
- Aussparung
- 33
- Ausformung
- 34
- Ausformung
- 35
- Wulst
- 36
- Wulstschenkel
- 37
- Wulstschenkel
- 38
- Faltung
- 39
- Stirnseite des Fortsatzes oder der Hülse
- 40
- Innenabschnitt
- 41
- Außenabschnitt
- 42
- Überlappung
- 43
- Stirnseite des Querrohrs
- 44
- Verbindungsabschnitt zwischen Innenabschnitt und Außenabschnitt
- 45
- Spiel
- 46
- Einrollung
- 47
- Verbindungsabschnitt zwischen den Ausformungen
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013112462 A1 [0003]
- DE 102015219497 A1 [0004]
- DE 102017108206 A1 [0005]
- EP 2027951 A1 [0006, 0007]
- DE 102010008676 A1 [0007]
- DE 102015206461 A1 [0008]
- DE 112016004619 T5 [0008]
