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Die Erfindung betrifft ein Fahrzeugsitzgestell nach dem Obergriff des Anspruchs 1.
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Ein derartiges Fahrzeugsitzgestell umfasst ein Sitzteil, eine Bodenbaugruppe und eine Höhenverstelleinrichtung, die das Sitzteil höhenverstellbar mit der Bodenbaugruppe verbindet. Die Höhenverstelleinrichtung weist eine Hebelanordnung, eine an der Hebelanordnung angeordnete, gemeinsam mit der Hebelanordnung bewegbare, elektromotorische Antriebseinheit mit einem zum Verstellen der Hebelanordnung um eine Drehachse drehbaren Ritzelelement und ein ortsfest an der Bodenbaugruppe oder dem Sitzteil angeordnetes, mit dem Ritzelelement in Verzahnungseingriff stehendes Verzahnungssegment auf.
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Bei einem aus der
DE 10 2010 063 972 A1 bekannten Fahrzeugsitzgestell ist eine Antriebseinheit fest mit einer Hebelanordnung in Form einer Schwinge einer Höhenverstelleinrichtung verbunden. Die Antriebseinheit steht über ein Ritzel mit einer Verzahnung eines Zahnsegments in Eingriff derart, dass durch Verdrehen des Ritzels, angetrieben durch die Antriebseinheit, die Hebelanordnung und gemeinsam mit der Hebelanordnung die Antriebseinheit verstellt werden können, um auf diese Weise die Höhe eines Sitzteils relativ zu einer Bodenbaugruppe anzupassen.
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Bei der Anordnung der
DE 10 2010 063 972 A1 ist die Antriebseinheit unmittelbar mit einem Kinematikhebel in Form der Schwinge verbunden und wird bei Verstellen der Schwinge gemeinsam mit der Schwinge bewegt. Um im Falle einer außergewöhnlichen Belastung, insbesondere in einem Crashfall, Belastungskräfte wirksam auffangen zu können, ist erforderlich, die Schwinge so steif auszubilden, dass es auch bei großen Belastungen nicht zu einer Verformung an der Schwinge kommt. Dabei ist zudem dafür Sorge zu tragen, dass das Ritzelelement auch im Crashfall nicht außer Eingriff von der Verzahnung des Zahnsegments gelangt, um ein unkontrolliertes Bewegen des Fahrzeugsitzes in einem Crashfall zu vermeiden. Hierfür ist unter Umständen eine weitere Versteifung des Zahnsegments erforderlich, was gegebenenfalls jedoch dem Wunsch nach einer Ersparnis von Bauraum und zudem einer Reduzierung des Gewichts widerspricht.
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Die
WO 2006 / 093 644 A1 beschreibt eine Energieabsorptionsvorrichtung zur Verwendung mit einem Fahrzeugsitz mit einem Sitzneigungsmechanismus. Die Energieabsorptionsvorrichtung umfasst eine Halterung, die mit dem Sitzneigungsmechanismus gekoppelt ist. Ein Element ist mit der Halterung gekoppelt, wobei das Element so konfiguriert ist, dass es sich als Reaktion auf eine auf den Fahrzeugsitz wirkende Kraft ausdehnt. Die kinetische Energie der Kraft wird vom Element als Dehnungsenergie absorbiert, wenn sich das Element dehnt.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Fahrzeugsitzgestell zur Verfügung zu stellen, bei dem eine Höhenverstelleinrichtung zur Aufnahme und Ableitung von Kräften bei außergewöhnlichen Belastungen, insbesondere im Crashfall, ausgelegt ist, mit der Möglichkeit für eine Bauraum- und Gewichtsreduzierung.
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Diese Aufgabe wird durch einen Gegenstand mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Demnach weist die Hebelanordnung einen Kinematikhebel und ein Tragelement auf, wobei der Kinematikhebel einen ersten Abschnitt, einen zweiten Abschnitt und einen zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt angeordneten Deformationsabschnitt, im Bereich dessen der Kinematikhebel in einem Fall außergewöhnlicher Belastung deformierbar ist, aufweist. Der Kinematikhebel ist mit dem ersten Abschnitt um eine erste Schwenkachse schwenkbar zu dem Verzahnungssegment angeordnet und an dem zweiten Abschnitt fest mit dem Tragelement verbunden. Das Tragelement trägt dabei die Antriebseinheit.
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Unter einer außergewöhnlichen Belastung ist im Rahmen des vorliegenden Textes eine Belastung zu verstehen, die sich von einer im Betrieb normalerweise auftretenden Belastung unterscheidet und nur unter außergewöhnlichen Umständen auftritt, beispielsweise in einem Crashfall, beispielsweise einem Frontcrash oder einem Heckcrash.
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Der Kinematikhebel stellt eine Verbindung zwischen der Bodenbaugruppe und dem Sitzteil her und ist dazu schwenkbar mit der Bodenbaugruppe und schwenkbar mit dem Sitzteil verbunden. In einem normalen Betrieb wird der Kinematikhebel, angetrieben über die Antriebseinheit, verschwenkt und dadurch die Lage des Sitzteils relativ zu der Bodenbaugruppe angepasst. Die Antriebseinheit ist hierbei nicht unmittelbar mit dem Kinematikhebel verbunden, sondern an dem Tragelement befestigt, das mit dem Kinematikhebel verbunden ist, dabei aber einen gesonderten Abschnitt zu den Kinematikhebel darstellt.
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Bei der Hebelanordnung wird somit die Funktion des Kinematikhebels getrennt von der Fixierung der Antriebseinheit. Zur Fixierung der Antriebseinheit dient das Tragelement, an dem die Antriebseinheit befestigt ist und das mit dem zweiten Abschnitt des Kinematikhebels verbunden ist. Das Tragelement ist nicht unmittelbar gelenkig mit dem Verzahnungssegment verbunden, sondern lediglich mittelbar über den Kinematikhebel, der über seinen ersten Abschnitt um eine erste Schwenkachse zu dem Verzahnungssegment verschwenkbar ist.
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In einem normalen Betrieb bei bestimmungsgemäßen Belastungskräften, zum Beispiel bei bestimmungsgemäßer Benutzung eines Fahrzeugsitzes durch einen Fahrzeuginsassen, kann die Hebelanordnung über die Antriebseinheit verstellt werden, wobei der Kinematikhebel gemeinsam mit dem Tragelement verschwenkt wird. Der Kinematikhebel und das Tragelement stellen im normalen Betrieb somit eine Einheit dar, die für ein Verstellen des Sitzteils relativ zu Bodenbaugruppe verstellt werden kann.
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Bei außergewöhnlichen Belastungen, insbesondere in einem Crashfall, beispielsweise einem Frontcrash oder einem Heckcrash eines Fahrzeugs, kann der Kinematikhebel sich jedoch verformen. Der Kinematikhebel weist hierzu zwischen dem schwenkbar zu dem Verzahnungssegment angeordneten, ersten Abschnitt und dem mit dem Tragelement verbundenen, zweiten Abschnitt einen Deformationsabschnitt auf, an dem eine Solldeformationsstelle geschaffen ist, an der es in einem Fall außergewöhnlicher Belastung bevorzugt zu einer Deformation an dem Kinematikhebel kommt.
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Das Tragelement ist demgegenüber bevorzugt starr ausgebildet und verformt sich somit im Fall außergewöhnlicher Belastung nicht oder nur unwesentlich. Dies ermöglicht, die Hebelanordnung so auszugestalten, dass in einem Crashfall sich die Hebelverhältnisse an der Hebelanordnung verändern und dadurch eine Belastung zwischen dem Ritzelelement und dem Verzahnungssegment reduziert ist, bei verstärktem Eingriff des Ritzelelements mit der Verzahnung des Verzahnungssegments. Weil dabei besondere Maßnahmen für eine Versteifung an dem Kinematikhebel nicht erforderlich sind oder zumindest reduziert sein können, kann sich der Bauraum und das Gewicht der Höhenverstelleinrichtung gegebenenfalls reduzieren, bei dennoch stabiler Ausgestaltung auch im Falle eines Crashs.
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In einer Ausgestaltung ist der Kinematikhebel einstückig ausgebildet. Der Kinematikhebel kann beispielsweise als Blechteil, beispielsweise aus Stahl, ausgebildet und als Stanzbiegeteil geformt sein. Der Deformationsabschnitt kann hierbei beispielsweise als abschnittsweise geschwächter Abschnitt zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt, beispielsweise als umgebogener Stufenabschnitt, ausgebildet sein.
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In einer Ausgestaltung ist das Ritzelelement zwischen dem Tragelement und dem Kinematikhebel angeordnet. Das Tragelement kann beispielsweise entlang der ersten Schwenkachse zu dem Kinematikhebel beabstandet sein, sodass zwischen dem Tragelement und dem Kinematikhebel ein Zwischenraum geschaffen ist, in dem das Ritzelelement aufgenommen ist. Eine Verzahnung kann beispielsweise an einem Zahnsegmentteil geformt sein, das fest mit dem Verzahnungssegment verbunden ist und mit dem das Ritzelelement derart in Verzahnungseingriff steht, dass durch Verdrehen des Ritzelelements die Hebelanordnung verschwenkt werden kann.
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In einer Ausgestaltung sind der zweite Abschnitt des Kinematikhebels und das Tragelement jeweils fest mit einem um eine zweite Schwenkachse schwenkbaren Querrohr verbunden. Das Querrohr kann beispielsweise zu dem Sitzteil schwenkbar gelagert sein und sich beispielsweise zwischen seitlichen Rahmenteilen des Sitzteils erstrecken. In diesem Fall ist das Verzahnungssegment fest mit der Bodenbaugruppe, beispielsweise mit einer oberen Führungsschiene einer die Bodenbaugruppe ausbildenden Längsverstelleinrichtung, verbunden. Dadurch, dass der Kinematikhebel und das Tragelement jeweils fest mit dem Querrohr verbunden sind, können der Kinematikhebel und das Tragelement gemeinsam mit dem Querrohr um die zugeordnete Schwenkachse verschwenkt werden und bilden somit eine verschwenkbare Einheit aus, die, angetrieben durch die Antriebseinheit, aufgrund des Eingriffs des Ritzelelements mit der Verzahnung des Verzahnungssegments gegenüber dem Verzahnungssegment verschwenkt werden kann.
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In einer Ausgestaltung ist ein erster Hebelarm zwischen der ersten Schwenkachse und einem der ersten Schwenkachse abgewandten Ende des Kinematikhebels, beispielsweise der dem Querrohr zugeordneten zweiten Schwenkachse, gebildet. Ein zweiter Hebelarm ist demgegenüber zwischen der ersten Schwenkachse und der Drehachse des Ritzelelements gebildet. Der erste Hebelarm wird hierbei durch den Kinematikhebel bestimmt und ist bei einer Deformation des Kinematikhebels im Fall außergewöhnlicher Belastung in seiner Länge veränderbar. Die Länge des zweiten Hebelarms ist demgegenüber bestimmt durch die Position des Ritzelelements an dem Verzahnungssegment, das im Wesentlichen starr und nicht verformbar ausgebildet ist, sodass die Länge des zweiten Hebelarms auch bei großer Belastung im Wesentlichen unveränderbar ist.
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Dies kann ausgenutzt werden, um bei einer Belastung in einer ersten Belastungsrichtung, zum Beispiel im Fall eines Frontcrashs, eine Verkürzung des ersten Hebelarms zu bewirken. Das Hebelübersetzungsverhältnis der Hebelanordnung kann hierbei bestimmt sein durch das Verhältnis des ersten Hebelarms zum zweiten Hebelarm. Dadurch, dass der erste Hebelarm kleiner wird, wird auch das Hebelübersetzungsverhältnis kleiner und damit die Belastung an dem an dem Verzahnungssegment abgestützten Ritzelelement. Dies ermöglicht eine Kraftableitung vom Ritzelelement in das Verzahnungssegment, bei reduzierter Belastung an der Verzahnung des Verzahnungssegments, was die Möglichkeit eröffnet, das Verzahnungssegment gegebenenfalls leichter und kleiner auszubilden.
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Bei umgekehrter Belastung in einer zur ersten Belastungsrichtung umgekehrten, zweiten Belastungsrichtung, zum Beispiel im Falle eines Heckcrashs, kann es demgegenüber beispielsweise zu einer Längung des ersten Hebelarms kommen. In diesem Fall kann beispielsweise eine zusätzliche Abstützung der Hebelanordnung gegenüber dem Verzahnungssegment bereitgestellt werden, um Crashkräften mit hinreichender Sicherheit abstützen zu können.
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Die Hebelanordnung kann hierbei so ausgestaltet und dimensioniert sein, dass es unabhängig von der Belastungsrichtung zu einer Verstärkung des Verzahnungseingriffs des Ritzelelements mit der Verzahnung des Verzahnungssegments kommt. Dies kann durch eine Veränderung des ersten Hebelarms und zusätzlich durch Abstützung des Tragelements und des mit dem Tragelement verbundenen zweiten Abschnitts des Kinematikhebels bewirkt werden.
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Beispielsweise kann die Hebelanordnung einen zwischen dem Kinematikhebel und dem Tragelement erstreckten Stützbolzen aufweisen. Abhängig von der Belastungsrichtung kann der Stützbolzen mit dem Verzahnungssegment, beispielsweise einer an einer von der ersten Schwenkachse abgewandten Seite des Verzahnungssegments geformten Stützkante, in Anlage gelangen, sodass über den Stützbolzen ein zusätzlicher Kraftschluss zwischen dem Tragelement und dem Verzahnungssegment geschaffen ist. Der Stützbolzen kann hierbei insbesondere mit dem Tragelement und dem zweiten Abschnitt des Kinematikhebels verbunden sein, sodass der Stützbolzen bei Verformung des Kinematikhebels im Fall außergewöhnlicher Belastung mit dem Verzahnungssegment in Anlage gelangen kann, um auf diese Weise insbesondere eine Verstärkung des Verzahnungseingriffs zwischen dem Ritzelelement und der Verzahnung des Verzahnungssegments zu bewirken.
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In einer Ausgestaltung ist ein Abstand zwischen der Drehachse des Ritzelelements und dem Stützbolzen im Fall außergewöhnlicher Belastung im Wesentlichen unveränderbar. Der Stützbolzen ist (auch) mit dem Tragelement verbunden, das die Antriebseinheit und damit auch das Ritzelelement trägt. Das Tragelement ist hierbei im Wesentlichen starr ausgebildet, sodass es im Fall außergewöhnlicher Belastung an dem Tragelement nicht zu einer Deformation kommt. Die Lagebeziehung des Stützbolzens relativ zum Ritzelelement bleibt somit auch im Fall außergewöhnlicher Belastung unverändert.
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Zudem kann der Abstand zwischen dem Stützbolzen und der zweiten Schwenkachse des Querrohrs und zwischen dem Ritzelelement und der zweiten Schwenkachse des Querrohrs im Fall außergewöhnlicher Belastung unveränderbar sein.
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In einer Ausgestaltung weist das Verzahnungssegment an einer von der ersten Schwenkachse abgewandten Seite eine Stützkante zum Abstützen des zweiten Abschnitts des Kinematikhebels im Fall außergewöhnlicher Belastung auf. Die Stützkante kann hierbei zur Abstützung in unterschiedlichen Belastungsrichtungen, beispielsweise in einem Frontcrash und auch in einem Heckcrash, dienen, wobei abhängig von der Belastung unterschiedliche Abschnitte abstützend in Anlage mit der Stützkante gelangen können.
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In einem Heckcrash kann beispielsweise der Stützbolzen mit der Stützkante in Anlage gelangen, um auf diese Weise eine solche Abstützung des Tragelements und der lagefest daran angeordneten Antriebseinheit gegenüber dem Verzahnungssegment zu schaffen, dass das Ritzelelement in verstärkten Eingriff mit der Verzahnung des Verzahnungssegments gezogen wird.
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In einem Frontcrash kann demgegenüber beispielsweise das mit dem zweiten Abschnitt des Kinematikhebels und dem Tragelement verbundene Querrohr mit der Stützkante in Anlage gelangen, sodass über die Stützkante ein zusätzlicher Kraftschluss zwischen der Hebelanordnung und dem Verzahnungssegment geschaffen wird und somit Crashkräfte in günstiger Weise abgeleitet werden können.
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In einer Ausgestaltung weist der Kinematikhebel eine in einer zur ersten Schwenkachse senkrechten Ebene erstreckte Führungskulisse auf, an der eine das Ritzelelement tragende Antriebswelle der Antriebseinheit geführt ist. In der Führungskulisse kann insbesondere ein von der Antriebseinheit abliegendes Ende der Antriebswelle aufgenommen sein, wobei die Führungskulisse eine solche Führung für die Antriebswelle gegenüber dem Kinematikhebel bereitstellt, dass im Fall außergewöhnlicher Belastung das Ritzelelement an der Antriebswelle in Richtung eines verstärkenden Eingriffs mit der Verzahnung des Verzahnungssegments belastet wird. Die Führungskulisse dient somit auch zur Verstärkung des Eingriffs zwischen dem Ritzelelement und der Verzahnung des Verzahnungssegment.
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In einer Ausgestaltung ist das Ritzelelement bei Verdrehen entlang einer Bewegungsbahn an dem Verzahnungssegment bewegbar. Die Führungskulisse kann hierbei schräg zu dieser Bewegungsbahn erstreckt sein, sodass - im Fall außergewöhnlicher Belastung - die Antriebswelle und damit das an der Antriebswelle angeordnete Ritzelelement aufgrund der Schrägführung in Richtung eines Eingriffs mit der Verzahnung des Verzahnungssegments belastet wird.
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In einer Ausgestaltung weisen der erste Abschnitt und/oder der zweite Abschnitt des Kinematikhebels einen ersten Anschlag zum Abstützen des ersten Abschnitts und des zweiten Abschnitts relativ zueinander im Fall außergewöhnlicher Belastung auf. Beispielsweise wenn die Hebelanordnung sich in einer Winkellage befindet, in der eine Abstützung des zweiten Abschnitts des Kinematikhebels über die Stützkante nicht möglich ist, weil die Hebelanordnung aus dem Bereich der Stützkante herausbewegt worden ist, kann eine Abstützung des zweiten Abschnitts des Kinematikhebels über ein Anschlagen an einem Anschlag des ersten Abschnitts des Kinematikhebels erfolgen. Über ein solches Anschlagen wird somit eine Deformation des Kinematikhebels begrenzt, sodass eine übermäßige Deformation an dem Kinematikhebel verhindert ist.
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Zusätzlich oder alternativ kann das Tragelement einen zweiten Anschlag zum Abstützen gegenüber dem Verzahnungssegment aufweisen.
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Der erste Anschlag des Kinematikhebels kann beispielsweise bei einer Abstützung in eine erste Belastungsrichtung, beispielsweise bei einem Frontcrash, wirken. Der zweite Anschlag des Tragelements kann demgegenüber beispielsweise bei einer umgekehrten Belastungsrichtung, zum Beispiel bei einem Heckcrash, zur Begrenzung einer Deformationsbewegung wirken.
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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 Fahrzeugsitzgestells;
- 2 eine perspektivische Ansicht eines höhenverstellbar mit einer Führungsschienenanordnung verbundenen Sitzteils des Fahrzeugsitzgestells;
- 3 eine Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer Hebelanordnung einer Höhenverstelleinrichtung, mit einem Kinematikhebel und einem Tragelement zum Tragen einer Antriebseinheit;
- 4 eine andere Ansicht der Hebelanordnung;
- 5 eine wiederum andere Ansicht der Hebelanordnung;
- 6 eine wiederum andere Ansicht der Hebelanordnung;
- 7 eine teilweise freigeschnittene Ansicht der Hebelanordnung;
- 8 eine teilweise freigeschnittene Seitenansicht der Hebelanordnung;
- 9 eine teilweise freigeschnittene Seitenansicht der Hebelanordnung, darstellend die Kräfteverhältnisse im Fall eines Frontcrashs;
- 10 eine teilweise freigeschnittene Seitenansicht der Hebelanordnung, wiederum bei einem Frontcrash; und
- 11 eine teilweise freigeschnittene Ansicht der Hebelanordnung, darstellend die Kräfteverhältnisse bei einem Heckcrash.
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1 zeigt in einer schematischen Ansicht ein Fahrzeugsitzgestell 1 mit einem Sitzteil 2 und einer neigungsverstellbar mit dem Sitzteil 2 verbundenen Rückenlehne 3. Das Sitzteil 2 ist über eine Bodenbaugruppe in Form einer Führungsschienenanordnung 4 längsverschieblich an einem Fahrzeugboden eines Fahrzeugs angeordnet und über Hebelpaare 51, 52 einer Höhenverstelleinrichtung 5 höhenverstellbar mit der Führungsschienenanordnung 4 verbunden.
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Die aus jeweils zwei parallelen Hebelanordnungen gebildeten Hebelpaare 51, 52 sind verschwenkbar mit dem Sitzteil 2 einerseits und der Führungsschienenanordnung 4 andererseits verbunden und bilden auf diese Weise zusammen mit dem Sitzteil 2 und der Führungsschienenanordnung 4 ein Viergelenk aus, um eine Einstellung der Sitzhöhe des Sitzteils 2 relativ zu der Führungsschieneanordnung 4 zu ermöglichen. Die Hebelpaare 51, 52 können hierzu entlang einer Verschwenkrichtung V parallel zueinander verschwenkt werden, um durch Verschwenken der Hebelpaare 51, 52 das Sitzteil 2 relativ zur Führungsschienenanordnung 4 anzuheben oder abzusenken.
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Bei einem Ausführungsbeispiel eines Sitzteils 2 und einer Führungsschienenanordnung 4 gemäß 2 weist das Sitzteil 2 zwei einen Sitzrahmen ausbildende Seitenteile 20a, 20b auf, zwischen denen sich ein Querrohr 54 erstreckt und an denen eine Sitzwanne 21 verschwenkbar angeordnet ist. Das Querrohr 54 ist über Enden 540a, 540b schwenkbar an den Seitenteilen 20a, 20b gelagert und trägt zwei Hebelanordnungen 51a, 51b, die ein hinteres Hebelpaar 51 ausbilden. Ein vorderes Hebelpaar 52 ist gebildet durch Hebelanordnungen 52a (in 2 nicht sichtbar ist), 52b, die zusammen mit den hinteren Hebelanordnungen 51a, 51b zwei parallele Viergelenke zur höhenverstellbaren Verbindung der Seitenteile 20a, 20b mit der Führungsschienenanordnung 4 ausbilden.
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Die Führungsschienenanordnung 4 ist gebildet durch zwei parallel entlang einer Fahrzeuglängsrichtung X (bezogen auf einen bestimmungsgemäßen Einbau des Fahrzeugsitzgestells 1 in einem Fahrzeug) erstreckte Führungsschienenpaare 41a, 42a bzw. 41b, 42b. Die jeweils oberen Führungsschienen 41a, 41b dieser Führungsschienenpaare 41a, 41b, 42a, 42b tragen hierbei die Hebelanordnungen 51a, 51b, 52a, 52b, während die unteren Führungsschienen 42a, 42b mit einem (nicht dargestellten) Fahrzeugboden zu verbinden sind.
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Die Hebelanordnungen 51a, 51b, 52a, 52b sind zusammen mit einer elektromotorischen Antriebseinheit 53 Bestandteil einer Höhenverstelleinrichtung 5, die durch ein Verschwenken der Hebelanordnungen 51a, 51b, 52a, 52b ein Anheben oder Absenken des Sitzteils 2 relativ zur Führungsschienenanordnung 4 ermöglicht. Im Betrieb der Höhenverstelleinrichtung 5 wird mittels der Antriebseinheit 53 die am (ersten) Ende 540a des Querrohres 54 angeordnete Hebelanordnung 51a angetrieben und bewegt, wobei über das Querrohr 54 die Verstellbewegung synchron auf die mit dem (zweiten) Ende 540b des Querrohres 54 verbundene Hebelanordnung 51b übertragen wird. Auf diese Weise werden die Hebelanordnungen 51a, 51b verschwenkt, dadurch das Sitzteil 2 verstellt und die vorderen Hebelanordnungen 52a, 52b passiv mitbewegt.
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Bei einem in 3 bis 7 dargestellten Ausführungsbeispiel einer Hebelanordnung 51a ist ein Kinematikhebel 510 über ein Lagerelement 552 um eine Schwenkachse S1 verschwenkbar an einem Verzahnungssegment 55 gelagert, das fest mit der oberen Führungsschiene 41a eines Führungsschienenpaares der Führungsschienenanordnung 4 verbunden ist.
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Der Kinematikhebel 510 ist mit einem ersten Abschnitt 510a um das Lagerelement 552 gelenkig mit dem Verzahnungssegment 55 und mit einem zweiten Abschnitt 510b fest mit einem Querrohr 54 verbunden, das analog wie in 2 dargestellt über Enden 540a, 540b um eine Schwenkachse S2 verschwenkbar mit Seitenteilen 20a, 20b des Sitzteils 2 verbunden ist.
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Während der Kinematikhebel 510 zur gelenkigen Verbindung des Querrohrs 54 mit dem Verzahnungssegment 55 dient, wird die Antriebseinheit 53 bei dem in 3 bis 7 dargestellten Ausführungsbeispiel der Hebelanordnung 51a über ein Tragelement 511 getragen, das fest mit dem Querrohr 54 und darüber mit dem zweiten Abschnitt 510b des Kinematikhebels 510 verbunden ist. Das Tragelement 511 erstreckt sich parallel zum Kinematikhebel 510 derart, dass das Verzahnungssegment 55 zwischen dem Kinematikhebel 510 und dem Tragelement 511 aufgenommen ist und der Kinematikhebel 510 und das Tragelement 511 das Verzahnungssegment 55 somit beidseitig einfassen.
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Die Antriebseinheit 53 ist fest mit dem Tragelement 511 verbunden. Die Antriebseinheit 53 weist eine Antriebswelle 530 auf, an der ein Ritzelelement 531 angeordnet ist. Die Antriebswelle 530 liegt hierbei, wie nachfolgend noch erläutert werden soll, in einer Führungskulisse 516 des Kinematikhebels 510 ein und ist darüber an dem Kinematikhebel 510 abgestützt.
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Zwischen dem Tragelement 511 und dem Kinematikhebel 510 erstreckt sich ein Stützbolzen 513, der den zweiten Abschnitt 510b des Kinematikhebels 510 und das Tragelement 511 an einer dem Lagerelement 552 abgewandten Seite fest miteinander verbindet.
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Zwischen dem ersten Abschnitt 510a und dem zweiten Abschnitt 510b des Kinematikhebels 510 ist ein Deformationsabschnitt 515 ausgebildet, der durch eine Umformung in Form einer Stufe an dem integralen, einstückig gefertigten Kinematikhebel 510 geformt ist. An dem Deformationsabschnitt 515 ist der Kinematikhebel abschnittsweise geschwächt, sodass bei einer großen, außergewöhnlichen Belastung es insbesondere im Bereich des Deformationsabschnitts 515 zu einer (definierten) Verformung an dem Kinematikhebel 510 kommt.
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Das an der Antriebswelle 530 angeordnete Ritzelelement 531 steht mit einer Verzahnung 551 im Bereich einer Öffnung 550 an dem Verzahnungssegment 55 in Verzahnungseingriff, wie dies beispielsweise aus 5 ersichtlich ist. Das Ritzelelement 531 ist zwischen dem Tragelement 511 und dem Kinematikhebel 510 angeordnet und steht mit der an einem Segmentteil geformten, fest mit dem Verzahnungssegment 55 verbundenen Verzahnung 551 in Eingriff.
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Durch Verdrehen des Ritzelelements 531, angetrieben durch die Antriebseinheit 53, kann auf diese Weise die Hebelanordnung 51a im Betrieb relativ zu dem Verzahnungssegment 55 verstellt werden, indem das Ritzelelement 531 kämmend an der Verzahnung 551 abrollt und dadurch die Hebelanordnung 51a relativ zu dem Verzahnungssegment 55 verschwenkt.
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Im Betrieb wird die fest mit dem Tragelement 511 verbundene Antriebseinheit 53 zusammen mit der Hebelanordnung 51a verschwenkt.
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Im Falle außergewöhnlicher Belastung, also insbesondere in einem Crashfall, kann der Kinematikhebel 510 sich verformen. Auf diese Weise kann, sowohl bei einem Frontcrash als auch bei einem Heckcrash, eine vorteilhafte Abstützung der Hebelanordnung 51a gegenüber dem Verzahnungssegment 55 geschaffen werden, sodass Verstellkräfte von dem Querrohr 54 in das Verzahnungssegment 55 und darüber in die durch die Führungsschienenanordnung 4 gebildete Bodenbaugruppe eingeleitet und abgeleitet werden können, ohne dass es zu einem unkontrollierten Verstellen des Sitzteils 2 kommen kann.
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Wie in 8 veranschaulicht ist, bildet der Kinematikhebel 510 einen ersten Hebelarm H1 aus, der durch den Abstand zwischen der Schwenkachse S1 (die dem Lagerelement 552 zugeordnet ist) und der Schwenkachse S2 (die dem Querrohr 54 zugeordnet ist) definiert ist. Ein zweiter Hebelarm H2 ist demgegenüber definiert durch den Abstand zwischen der Schwenkachse S1 und einer Drehachse D, um die die Antriebswelle 530 und damit das Ritzelelement 531 drehbar ist.
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Dadurch, dass der Kinematikhebel 510 im Bereich seines Deformationsabschnitts 515 deformierbar ist, ist die Länge des Hebelarms H1 veränderlich. Die Länge des Hebelarms H2 zwischen der Schwenkachse S1 und der Drehachse D des Ritzelelements 531 ist dagegen im Wesentlichen unveränderlich. Zudem ist das Tragelement 511 so starr ausgebildet, dass die Abstände L1, L2, L3 zwischen der Drehachse D, dem Stützbolzen 513 und der Schwenkachse S2 des Querrohrs 54 im Wesentlichen fest sind und auch die Winkelbeziehungen zwischen Linien, die die Drehachse D, den Stützbolzen 513 und die Schwenkachse S2 miteinander verbinden und ein Dreieck ausbilden, im Wesentlichen unveränderlich sind.
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Hieraus ergibt sich, dass sowohl bei einem Frontcrash als auch bei einem Heckcrash es zu einer vorteilhaften Abstützung der Hebelanordnung 51a gegenüber dem Verzahnungssegment 55 kommt.
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In 9 und 10 sind die Kräfteverhältnisse in einem Frontcrash veranschaulicht.
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Wie aus 1 in Zusammenschau mit 3 ersichtlich, ist an dem dem Ende 540a zugeordneten Seitenteil 20a (das auf der Tunnelseite T des Fahrzeugsitzes 1 angeordnet ist) ein Gurtanbindungspunkt 22 angeordnet. Im Bereich des Gurtanbindungspunktes 22 kommt es in einem Frontcrash zu einer Krafteinleitung, die zu einer Belastung in eine Belastungsrichtung B1 an dem Seitenteil 20a und damit am Querrohr 54 führt, wie dies in 9 eingezeichnet ist.
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Dies kann, bei großer Belastung, zu einer Deformation im Bereich des Deformationsabschnitts 515 des Kinematikhebels 510 führen, der in eine Belastungsrichtung B2 in Richtung der Schwenkachse S1 belastet und somit verkürzt wird. Damit geht eine Verkürzung auch des Abstands zwischen der Schwenkachse S1 und der dem Querrohr 54 zugeordneten Schwenkachse S2 einher, sodass sich ein verkürzter Hebelarm H1' am Kinematikhebel 510 ergibt, wie dies in 9 dargestellt ist. Weil die Länge des Hebelarms H2 zwischen der Schwenkachse S1 und der Drehachse D des Ritzelelements 531 im Wesentlichen unverändert bleibt, verkleinert sich das durch die Hebelarme H1, H1', H2 bestimmte Hebelübersetzungsverhältnis der Hebelanordnung 51a, sodass dadurch die Belastung an dem Ritzelelement 531 reduziert ist.
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Aufgrund der Deformation an dem Kinematikhebel 510 kommt zudem das Querrohr 54 mit einer Stützkante 553 an einer dem Lagerelement 552 abgewandten Seite des Verzahnungssegments 55 in Anlage, wie dies anhand des versetzten Querrohrs 54' und des versetzten Stützbolzens 513' in 9 veranschaulicht ist. Dadurch wird ein zusätzlicher, abstützender Kraftschluss zwischen dem Querrohr 54 und dem Verzahnungssegment 55 geschaffen, sodass Kräfte unmittelbar von dem Querrohr 54 in das Verzahnungssegment 55 eingeleitet und über das Verzahnungssegment 55 abgeleitet werden können.
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Wie aus 10 ersichtlich, ist das dem Tragelement 511 abgewandte Ende der Antriebswelle 530 in einer Führungskulisse 516 in Form eines Langlochs des Kinematikhebels 510 geführt. Die Führungskulisse 516 erstreckt sich hierbei in einer zu den Schwenkachsen S1, S2 senkrechten Ebene und ist dabei schräg zu einer Bewegungsbahn A, entlang derer das Ritzelelement 531 bei normaler Bewegung an der Verzahnung 551 des Verzahnungssegments 55 bewegbar ist, gestellt.
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Bei einer Belastung an dem Querrohr 54 in die Belastungsrichtung B1 (siehe 9) kommt es zu einem Verschwenken des Querrohrs 54 um das aufgrund der starren Ausgestaltung des Tragelements 511 stationär an dem Verzahnungssegment 55 abgestützte Ritzelelement 531 (Belastung B4 in 10). Dieses Verschwenken bewirkt, dass das Ritzelelement 531 um einen gewissen Winkel an der Verzahnung 551 des Verzahnungssegments 55 abrollt und dadurch in der Führungskulisse 516 nach unten verstellt wird. Dies geht - aufgrund der Schrägstellung der Führungskulisse 516 zur Bewegungsbahn A - mit einer Belastung des Ritzelelements 531 in Richtung eines Verzahnungseingriffs mit der Verzahnung 55 einher, sodass dadurch der Eingriff des Ritzelelements 531 mit der Verzahnung 551 verstärkt wird (Belastung B3 in 9).
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Aufgrund des Verstellens des Ritzelelements 531 nach unten wird zudem der in die Belastungsrichtung B1 wirkenden Gurtkraft entgegengewirkt.
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Befindet sich das Querrohr 54 bei weit angehobenem Sitzteil 2 in einer solchen Stellung relativ zur Stützkante 553, dass in einem Crashfall das Querrohr 54 nicht abstützend mit der Stützkante 553 in Anlage gelangen kann, kann kein unmittelbarer Kraftschluss zwischen dem Querrohr 54 und dem Verzahnungssegment 55 hergestellt werden. In diesem Fall wird einer übermäßigen Deformation des Kinematikhebels 510 über einen an dem ersten Abschnitt 510a geformten Anschlag 514 entgegengewirkt, der bei einer Deformation an dem Deformationsabschnitt 515 mit dem zweiten Abschnitt 510b in Anlage gelangt und dadurch eine weitere Verformung des Deformationsabschnitts 515 und eine weitere Lageänderung der Abschnitte 510a, 510b zueinander verhindert.
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11 veranschaulicht demgegenüber die Kräfteverhältnisse im Fall eines Heckcrashs.
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In einem Heckcrash wirkt eine Belastung in eine Belastungsrichtung B5 auf das Querrohr 54, die der Belastungsrichtung B1 im Fall eines Frontcrashs (9) im Wesentlichen entgegengesetzt ist. Aufgrund der Belastung an dem Kinematikhebel 510 in die Belastungsrichtung B5 kommt es zu einer Verformung an dem Kinematikhebel 510 und eine Lageveränderung an dem Querrohr 54 (veranschaulicht anhand des versetzten Querrohres 54"). Aufgrund der Verformung an dem Kinematikhebel 510 kommt es insbesondere zu einer Längung des Abstands zwischen der Schwenkachse S1 des Lagerelements 552 und der Schwenkachse S2 des Querrohrs 54, sodass sich ein gelängter Hebelarm H1" ergibt.
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Weil das Ritzelelement 531 wiederum im Wesentlichen stationär verbleibt, verschwenkt das Querrohr 54 aufgrund der Deformation des Kinematikhebels 510 um das Ritzelelement 531, sodass der Stützbolzen 513, wie aus 11 ersichtlich, rückseitig mit der Stützkante 553 in Anlage gelangt (Belastung B6 in 11, versetzter Stützbolzen 513"). Aufgrund der Anlage des Stützbolzens 513 und der Belastung des Querrohres 54 kommt es zu einer Belastung B7 an dem Ritzelelement 531, die verstärkend für den Eingriff des Ritzelelements 531 mit der Verzahnung 551 des Verzahnungssegments 55 wirkt, sodass wiederum der Eingriff zwischen dem Ritzelelement 531 und dem Verzahnungssegment 55 gesichert ist.
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Um die Deformation an dem Kinematikhebel 510 im Fall eines Heckcrashs zu begrenzen, weist das Tragelement 511, wie beispielsweise aus 3 ersichtlich, einen Anschlag 512 auf, der bei einem Verschwenken des Tragelements 511 aufgrund der in 11 veranschaulichten Belastung um das Ritzelelement 531 mit einem durch das Lagerelement 552 gebildeten Bolzenanschlag in Anlage gelangt, sodass eine weitere Deformation an dem Kinematikhebel 510 verhindert ist.
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Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke ist nicht auf die vorangehend geschilderten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern lässt sich auch in anderer Weise verwirklichen.
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Ein Fahrzeugsitzgestell der beschriebenen Art kann einen vorderen Sitz in einem Fahrzeug oder auch einen hinteren Sitz in zweiter oder dritter Sitzreihe in einem Fahrzeug ausbilden.
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Bei einer Höhenverstelleinrichtung für ein solches Fahrzeugsitzgestell kann eine einzelne Hebelanordnung angetrieben sein, wie bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel. Denkbar und möglich ist aber auch, dass mehrere Hebelanordnungen synchron zum Höhenverstellen eines Sitzteils elektromotorisch angetriebenen sind.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeugsitzgestell
- 2
- Sitzteil
- 20a, 20b
- Seitenteil
- 21
- Sitzwanne
- 22
- Gurtanbindungspunkt
- 220
- Gurtschloss
- 221
- Sicherheitsgurt
- 3
- Rückenlehne
- 4
- Bodenbaugruppe (Führungsschienenanordnung)
- 41a, 41b, 42a, 42b
- Führungsschiene
- 5
- Höhenverstelleinrichtung
- 51, 52
- Hebelpaar
- 51a, 51b, 52a, 52b
- Hebelanordnung
- 510
- Kinematikhebel
- 510a, 510b
- Abschnitt
- 511
- Tragelement
- 512
- Anschlag
- 513, 513', 513"
- Stützbolzen
- 514
- Anschlag
- 515
- Deformationsbereich
- 516
- Führungskulisse (Langloch)
- 53
- Antriebseinheit
- 530
- Antriebswelle
- 531
- Ritzelelement
- 54, 54', 54"
- Querrohr
- 540a, 540b
- Ende
- 55
- Verzahnungssegment
- 550
- Öffnung
- 551
- Verzahnung
- 552
- Lagerelement
- 553
- Stützkante
- A
- Bewegungsbahn
- B1-B7
- Belastungsrichtung
- D
- Drehachse
- H1, H2, H1', H1"
- Hebelarm
- L1-L3
- Länge
- S1, S2
- Schwenkachse
- T
- Tunnelseite
- V
- Verschwenkrichtung
- X
- Fahrzeuglängsrichtung
- Y
- Fahrzeugquerrichtung
- Z
- Fahrzeugvertikalrichtung
