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Die Erfindung betrifft eine Verbindungsanordnung für einen Fahrzeugsitz, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
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Fahrzeugsitze moderner Kraftfahrzeuge weisen als Unterkonstruktion typischerweise eine aus Stahlblech oder Kunststoff gefertigte Sitzwanne auf. Dies Sitzwanne trägt in der Regel eine Schaumstoffunterlage als Polsterung, welche wiederum von einem Bezug aus Stoff, Leder und/oder Kunstleder geschützt ist. Frontseitig ist die Sitzwanne oftmals mit einem metallischen Querrohr verbunden, welches in Fahrzeugquerrichtung (Y-Richtung) verläuft und seinerseits mit einem Sitzrahmen oder mit Elementen einer Sitzhöhenverstellung verbunden sein kann. Gemäß einer gängigen Verbindungstechnik wird das Querrohr in Schellen aus Kunststoff aufgenommen. Die jeweilige Schelle ist ihrerseits durch eine Halterung aus Stahl beaufschlagt, die ebenso wie die Schelle an der Sitzwanne angeschraubt ist. Hierdurch ist das Querrohr festgeklemmt und somit idealerweise gegen Verschiebungen gegenüber der Sitzwanne gesichert. D.h. die Arretierung in Y-Richtung erfolgt hierbei ausschließlich durch einen Kraftschluss zwischen der Schelle und dem Querrohr. Die Wirksamkeit des Kraftschlusses hängt dabei von verschiedenen Faktoren ab, so beispielsweise von der Anpresskraft sowie der Oberflächenbeschaffenheit der Schelle und des Querrohrs. Durch verschiedene Umstände kann dieser Kraftschluss allerdings beeinträchtigt werden. Zum einen können Fertigungstoleranzen zu einem unvollständigen Kontakt zwischen Schelle und Querrohr führen, was letztlich die Reibung vermindern kann. Außerdem kann das Kunststoffmaterial der Schelle zum Kriechen neigen, so dass es sich mit der Zeit unter dem Einfluss der einwirkenden Anpresskraft verformt. Die Anpresskraft nimmt hierdurch ab, und somit auch die Reibungskraft.
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Abgesehen von einem reinen Kraftschluss kann die Verbindung wenigstens anteilig auch durch einen Formschluss zwischen Querrohr und Schelle hergestellt werden. Hierzu können bspw. außen an das Querrohr Strukturen angeschweißt werden, die beiderseits der vorgesehenen Position an der Schelle angeordnet sind und als Stopper bzw. Anschlagelemente in Y-Richtung wirken. Dies verkompliziert allerdings den Fertigungsprozess und erfordert ein hohes Maß an Präzision, um eine spielfreie Aufnahme der Schelle zwischen den genannten Strukturen zu gewährleisten. Dies betrifft zum einen die Positionierung der Strukturen sowie zum anderen das Einsetzten der Schelle zwischen die Strukturen, das mit hoher Genauigkeit durchgeführt werden muss. Des Weiteren können Sicken in das Querrohr eingebracht werden, die ebenfalls einen Formschluss ermöglichen, wenn entsprechende Strukturen der Schelle in sie eingreifen. Auch dies verkompliziert die Fertigung und bringt außerdem normalerweise eine Schwächung der Biegesteifigkeit des Querrohrs mit sich. Jede der genannten Lösungen ist aufgrund von erhöhtem Aufwand bzw. zusätzlichen Bauteilen vergleichsweise kostenintensiv.
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Die
DE 10 2012 103 919 A1 offenbart einen Sitz für ein Kraftfahrzeug, mit einem ein Sitzpolster tragenden Sitzteil. Das Sitzteil umfasst zwei Sitzseitenteile, die über wenigstens eine Querwelle miteinander verbunden sind, sowie ein Sitzwannenteil, das eine Auflagefläche für ein Sitzpolster bereitstellt, durch die das Sitzpolster abgestützt ist und die sich insbesondere im Wesentlichen quer zu den beiden Sitzseitenteilen erstreckt. Das Sitzwannenteil ist mit beiden Sitzseitenteilen verbunden. Es weist wenigstens zwei miteinander verbundene Sitzwannenelemente auf, die zusammen eine Aufnahme in dem Sitzwannenteil ausbilden, in der die Querwelle zumindest teilweise aufgenommen ist.
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Die
US 9 987 950 B2 offenbart eine Fahrzeugsitzhalterungsanordnung, umfassend eine Halterung, die mit einem Fahrzeugsitzkissenrohr verbunden ist und eine oder mehrere Halteeinrichtungen umfasst, sowie ein elektrisches Verbindermodul, das über die eine oder mehrere Halteeinrichtungen mit der Halterung steckverbindungsartig verbunden ist. Die Halterung kann insbesondere mit einer Schellenanordnung verbunden sein, die mit dem Polsterrohr auf einer Unterseite einer Sitzstruktur verbunden ist.
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Aus der
US 2013/0169021 A1 ist ein Verriegelungselement für einen Fahrzeugsitz bekannt, der in einem Sitzanordnungsbereich installiert und von dort wieder entfernt werden kann. Ein Verriegelungsmechanismus ist am Fahrzeugsitz oder am Sitzanordnungsbereich angeordnet und das Verriegelungselement ist am jeweils anderen Teil angeordnet. Der Sitz und das Verriegelungselement werden durch den Verriegelungsmechanismus verriegelt, wenn der Sitz in dem Sitzanordnungsbereich angeordnet ist. Das Verriegelungselement weist einen Anschlag auf, der mit einem Paar linker und rechter Seitenteile versehen ist, die sich von dem anderen Sitzanordnungsbereich und dem Sitz erstrecken. Ein Bewegungseinschränkungselement weist einen Seitenabstandshalter auf, der einen Spalt in seitlicher Richtung zwischen dem Eingriffsabschnitt und dem Verriegelungsmechanismus bildet, mit dem der Eingriffsabschnitt in Eingriff steht.
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Die
US 5 183 314 A zeigt einen Mechanismus zum lösbaren Installieren und automatischen Verriegeln eines Sitzes gegen seitliche Bewegung an einem Fahrzeug mit voneinander beabstandeten Auslegerstützen mit seitlich beabstandeten freien Enden. Der Mechanismus weist eine Sitzschale mit einem Gehäuse auf, das ein verborgenes Inneres und eine innere Stützachse sowie erste und zweite voneinander beabstandete Öffnungen in dem Schalengehäuse aufweist, die auf der seitlichen Stützachse ausgerichtet sind, die in das Innere münden, um die ersten und zweiten Stützen dadurch gleitend aufzunehmen, wenn der Sitz im Fahrzeug eingebaut ist. Eine auslenkbare erste Verriegelung ist im Inneren der Sitzschale in Ausrichtung mit der Tragachse und seitlich beabstandet von der ersten Öffnung vorgesehen. Ein Vorspannbereich ist dazu vorgesehen, die erste Verriegelung normalerweise in Ausrichtung mit der Tragachse zu halten und zu ermöglichen, dass die erste Verriegelung während des Anbringens und Lösens des Sitzes am Fahrzeug aus der Ausrichtung mit der Tragachse ausgelenkt wird.
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Die
DE 199 45 044 A1 offenbart eine Lagerung zur Verhinderung einer Seitenverschiebung eines Stabilisators, wobei ein Klebstoff mit einem zur zusätzlichen Vulkanisierung geeigneten Additiv auf eine Innenfläche einer Gummi-Innenhülse aufgebracht ist, die an wenigstens einer am Stabilisator anzubringenden Stelle eingeschnitten ist. Die Innenhülse steht in Kontakt mit der Außenfläche eines Festteils des Stabilisators und die Außenfläche der Innenhülse ist am Stabilisator mit einer Schelle befestigt. Bei der Herstellung werden der Stabilisator im Bereich der Innenhülse und die Schelle erwärmt, um die Innenhülse an der Außenfläche des Festteils des Stabilisators zu fixieren.
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Aus der
DE 20 2007 000 484 U1 ist eine Sitzwanne für einen Fahrzeugsitz bekannt, mit einer Mehrzahl von eingeformten Verbindungselementen, welche jeweils für die Montage ergänzender Funktionskomponenten eingerichtet sind. Die Sitzwanne weist im Bereich der unteren Vorderseite eine Haltemanschette mit einem schließbaren Klappteil auf, welcher mit dem wannenfesten Teil der Haltemanschette über ein Filmscharnier verbunden ist. In geschlossenem Zustand bildet die Haltemanschette eine zylinderförmige Ausnehmung, die zum Umgreifen einer rohr- oder stangenförmigen Schwinge einer Sitzhöhenverstellung oder einer Sitzneigungsverstellung ausgebildet ist. Der kreisförmige Querschnitt der Haltemanschette wird lokal durch Halterippen verengt, über welche die Haltemanschette an der Schwinge anliegt.
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Angesichts des aufgezeigten Standes der Technik bietet die Verbindung einer Sitzschale eines Fahrzeugsitzes mit einem Sitzunterbau noch Raum für Verbesserungen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Verbindung einer Sitzschale eines Fahrzeugsitzes mit einem Sitzunterbau zur Verfügung zu stellen.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Verbindungsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, wobei die Unteransprüche vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung betreffen.
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Es ist darauf hinzuweisen, dass die in der nachfolgenden Beschreibung einzeln aufgeführten Merkmale sowie Maßnahmen in beliebiger, technisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Die Beschreibung charakterisiert und spezifiziert die Erfindung insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren zusätzlich.
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Durch die Erfindung wird eine Verbindungsanordnung für einen Fahrzeugsitz zur Verfügung gestellt. Insbesondere kann es sich um einen Vordersitz eines Kraftfahrzeugs handeln. Die Verbindungsanordnung ist für den Fahrzeugsitz vorgesehen und kann als Teil desselben betrachtet werden. Sie kann ein- oder mehrteilig ausgebildet sein und zumindest in einigen Ausführungsformen auch als Verbindungsbaugruppe bezeichnet werden.
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Die Verbindungsanordnung weist eine Schelle zur Verbindung einer Sitzschale mit einem in einer axialen Richtung verlaufenden Querrohr eines Sitzunterbaus auf, mit zwei aus Kunststoff gefertigten Schellenteilen, die dazu ausgebildet sind, das Querrohr zwischen sich aufzunehmen. Die Sitzschale ist selbstverständlich Teil des Fahrzeugsitzes und kann bspw. aus Kunststoff oder Metall gebildet sein. Sie bildet normalerweise eine Aufnahme für ein Sitzpolster. Der Sitzunterbau ist wenigstens teilweise unterhalb der Sitzschale angeordnet und verbindet diese direkt oder indirekt mit dem Rest des Fahrzeugs. Normalerweise weist der Sitzunterbau Elemente zur Lageveränderung der Sitzschale auf, bspw. zur Höhenverstellung oder zur Längsverstellung. Optional können auch Aktoren zur automatischen Lageveränderung im Sitzunterbau angeordnet sein.
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Das Querrohr, welches normalerweise aus Stahl besteht, ist Teil des Sitzunterbaus und kann bspw. starr oder beweglich mit Elementen zur Höhenverstellung verbunden sein. Das Querrohr verläuft in eingebautem Zustand in axialer Richtung, die normalerweise mit der Fahrzeugquerrichtung (Y-Richtung) identisch ist. Dies schließt die Möglichkeit ein, dass der Fahrzeugsitz derart in eine seitliche Position schwenkbar sein könnte, dass die Ausrichtung des Querrohrs zwischenzeitlich von der genannten Lage abweicht. Insofern bezieht sich die Aussage auf die beim normalen Fahrbetrieb gegebene frontale Ausrichtung des Fahrzeugsitzes. Das Querrohr weist normalerweise einen kreisförmigen Querschnitt auf, es sind allerdings auch andere Querschnitte denkbar, bspw. oval oder eckig, z.B. rechteckig. Es ist üblicherweise aus Metall gefertigt, z.B. Stahl.
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Die Schelle dient zur Verbindung der Sitzschale mit dem Querrohr, d.h. sie ist wenigstens indirekt sowohl mit der Sitzschale als auch mit dem Querrohr verbunden. Insbesondere kann sie direkt mit der Sitzschale und dem Querrohr verbunden sein. Die Schelle weist zwei Schellenteile auf, die aus Kunststoff gefertigt und dazu ausgebildet sind, das Querrohr zwischen sich aufzunehmen. Dabei ist normalerweise ein Schellenteil auf Seiten der Sitzschale angeordnet und das andere Schellenteil ist auf einer der Sitzschale gegenüberliegenden Seite des Querrohrs angeordnet. Das auf Seiten der Sitzschale angeordnete Schellenteil könnte im Falle einer aus Kunststoff gebildeten Sitzschale auch einstückig mit dieser ausgebildet sein normalerweise sind allerdings beide Schellenteile separat von der Sitzschale gefertigt. In zusammengebautem Zustand können die Schellenteile das Querrohr bevorzugt wenigstens überwiegend in Umlaufrichtung, und somit quer zur axialen Richtung, umschließen. In diesem Zustand nehmen die Schellenteile das Querrohr zwischen sich auf, normalerweise derart, dass es wenigstens indirekt zwischen den Schellenteilen festgeklemmt ist. In axialer Richtung entspricht eine Ausdehnung der Schelle normalerweise nur einem kleinen Teil des Querrohrs, bspw. maximal 20% oder maximal 10%. In der Regel ist allerdings vorgesehen, dass die Sitzschale insgesamt durch wenigstens zwei derartige Schellen mit dem Querrohr verbunden ist, wobei die Schellen in axialer Richtung des Querrohrs voneinander beabstandet sind.
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Erfindungsgemäß weist wenigstens ein aus einem ersten Material gefertigtes erstes Schellenteil an einer dem Querrohr zugewandten Seite ein Reibungselement zum Kontaktieren des Querrohrs auf, welches aus einem hiervon verschiedenen zweiten Material gefertigt ist. Die Bezeichnung „erstes Schellenteil“ dient in diesem Zusammenhang nur zur begrifflichen Unterscheidung und ist in keiner Weise einschränkend hinsichtlich der Anordnung oder Ausbildung des ersten Schellenteils auszulegen. So kann es sich insbesondere um das auf Seiten der Sitzschale angeordnete Schellenteil handeln, aber auch um das auf der gegenüberliegenden Seite des Querrohrs angeordnete Schellenteil. Auch ist es möglich, dass beide Schellenteile ein Reibungselement aufweisen. Das erste Schellenteil weist auf einer Seite, die in montiertem Zustand dem Querrohr zugewandt ist, ein Reibungselement auf, das dazu ausgebildet ist, das Querrohr zu kontaktieren, also an diesem anzuliegen. In diesem Bereich ist also kein direkter Kontakt zwischen dem Schellenteile und dem Querrohr gegeben, sondern das Reibungselement ist zwischengeordnet.
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Die Funktion des Reibungselements besteht darin, die Reibung und somit den Kraftschluss zwischen der Schelle und dem Querrohr zu verbessern, was vor allem dazu dient, eine mögliche Verschiebung der Schelle und somit der Sitzschale gegenüber dem Querrohr zu verhindern. Dies wird erfindungsgemäß nicht bzw. nicht vorrangig durch eine spezielle Geometrie erreicht, sondern dadurch, dass das Reibungselement aus einem zweiten Material gefertigt ist, dass sich vom ersten Material unterscheidet, aus dem das erste Schellenteil gefertigt ist. Da zwei unterschiedliche Materialien verwendet werden, können diese jeweils entsprechend den für die Funktion des ersten Schellenteils einerseits und des Reibungselements andererseits optimalen Eigenschaften ausgewählt werden.
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Die erfindungsgemäße Verbindungsanordnung ist vorteilhaft, da die Reibung zwischen der Schelle und dem Querrohr z.B. durch eine Anpassung der Oberflächenstruktur nur bis zu einem gewissen Grade verbessert werden kann. Eine Veränderung der Oberflächenstruktur des Querrohrs wäre zudem vergleichsweise aufwendig und könnt die mechanischen Eigenschaften des Querrohrs nachteilig beeinflussen. Demgegenüber stellt das Reibungselement ein Element dar, das hinsichtlich seines Materials speziell für die Funktion der Reibungsoptimierung vorgesehen ist.
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Normalerweise weist die Verbindungsanordnung ein metallisches Halteelement auf, das dazu ausgebildet ist, auf einer der Sitzschale gegenüberliegenden Seite der Schelle angeordnet und mit der Sitzschale verbunden zu werden, um wenigstens ein Schellenteil in Richtung auf die Sitzschale vorzuspannen. Ein solches Halteelement, das normalerweise aus Stahl besteht, kann bügelartig ausgebildet sein und die Schelle gewissermaßen überspannen. Es kann an der Sitzschale angeschraubt werden, wobei die hierzu verwendeten Schrauben auch durch ein oder beide Schellenteile hindurchgeführt sein können. Es kann zudem vorgesehen sein, dass das zweite Schellenteil durch eine Rast- bzw. Schnappverbindung am ersten Schellenteil gesichert werden kann. Hierdurch kann die Schelle zusammengehalten werden, bis das Halteelement montiert wurde.
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Bevorzugt weist das Querrohr wenigstens im Bereich der Schelle einen in axialer Richtung gleichbleibenden Querschnitt auf, d.h. es ist in axialer Richtung glatt ausgebildet und weist keine Vorsprünge oder Sicken auf. Derartige Maßnahmen oder Merkmale, die im Stand der Technik dazu dienen, einen Formschluss in axialer Richtung herzustellen, sind bei der erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung unnötig. Ein derartiges glattes Querrohr ist einerseits einfach zu fertigen und weist andererseits eine höhere Biegesteifigkeit auf als bspw. einen Querrohr mit Sicken.
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Zur Optimierung der Reibung können unterschiedliche Eigenschaften des zweiten Materials nutzbar gemacht werden. Gemäß einer Ausführungsform weist das zweite Material einen geringeren Kompressionsmodul auf als das erste Material. Man könnte auch sagen, das zweite Material ist elastisch komprimierbar, während das erste Material nicht bzw. in deutlich geringerem Maße elastisch komprimierbar ist. Bspw. könnte es sich bei dem zweiten Material um ein elastomeres bzw. gummielastisches Material handeln. Insbesondere kann es sich bei dem zweiten Material um ein thermoplastisches Elastomer handeln. Dadurch, dass der Kontakt zwischen dem ersten Schellenteil und dem Querrohr durch das elastische Reibungselement hergestellt ist, kann unter Umständen ein Kriechen des ersten Materials verringert werden. Allerdings selbst wenn es zu einem derartigen Kriechen kommt, führt dies nicht zu einer wesentlichen Abnahme der auf das Querrohr wirkenden Anpresskraft, da in diesem Fall das Reibungselement elastisch expandieren kann, um die plastische Verformung des ersten Schellenteils auszugleichen. Auch ein eventuelles Kriechen seitens des zweiten Schellenteils kann durch eine elastische Expansion des Reibungselements ausgeglichen werden. Es versteht sich, dass das erste Schellenteil mit größerer Fertigungstoleranz hergestellt werden kann, wenn ein derartiges elastisches Reibungselement zwischengeordnet ist, da hierdurch Abweichungen von einem vorgesehenen Abstand zwischen erstem Schellenteil und Querrohr ausgeglichen werden können.
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Alternativ oder zusätzlich kann das zweite Material gegenüber dem Querrohr einen höheren Haftreibungskoeffizienten aufweisen als das erste Material. D.h., betrachtet man den Haftreibungskoeffizienten bzw. Haftreibwert des zweiten Materials gegenüber dem Material des Querrohrs (normalerweise Stahl), so ist dieser höher als der entsprechende Haftreibungskoeffizienten des ersten Materials. Auch hierdurch wird die Reibung, genauer gesagt die Haftreibung, und somit der Kraftschluss verbessert. Selbst wenn diese Ausführungsform nicht mit der o.g. kombiniert wird, kann bei geringerer oder alterungsbedingt nachlassender Anpresskraft zwischen dem Reibungselement und dem Querrohr eine höhere Haftreibung gewährleistet werden. Bei dem ersten Material könnte es sich z.B. um Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer (ABS) oder Polyamid (PA) handeln, bei dem zweiten Material um ein thermoplastisches Elastomer und bei dem Material des Querrohrs um Stahl. In diesem Fall entspräche das erste Material einem Haftreibungskoeffizienten von 0,3 (für Polyamid), während das zweite Material einem Haftreibungskoeffizienten von ca. 0,7 entspräche.
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Gemäß einer Ausführungsform ist das Reibungselement separat von den Schellenteilen vorgefertigt und bildet mit dem ersten Schellenteil einen Formschluss in axialer Richtung. D.h., bei dieser Ausführungsform wird das Reibungselement normalerweise durch Urformen (z.B. Spritzgießen) hergestellt, wobei seine Form auf die Form des ersten Schellenteils abgestimmt ist. Nach der Fertigung des ersten Schellenteils und des Reibungselements werden diese beiden Teile zusammengesetzt, so dass das Reibungselement wenigstens in axialer Richtung einen Formschluss mit dem ersten Schellenteil bildet. Durch diesen Formschluss wird verhindert, dass sich das Reibungselement in axialer Richtung gegenüber dem ersten Schellenteil verschieben kann, während durch den Kraftschluss zwischen der Schelle und dem Querrohr wiederum eine Verschiebung des Querrohr verhindert wird. Auch das erste Schellenteil kann als Kunststoffteil einfach durch Urformen (z.B. Spritzgießen) hergestellt werden. Somit sind bei dieser Ausführungsform lediglich zwei Urformprozesse und eine nachfolgende Montage des Reibungselements am ersten Schellenteil notwendig.
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Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist das Reibungselement durch Mehrkomponenten-Spritzgießen am ersten Schellenteil angeformt. Genauer gesagt kann man in diesem Fall von einem Mehrrohstoff-Spritzgießen sprechen, da zwei verschiedene Materialien, nämlich das erste und das zweite Material, verwendet werden. Insofern, als in der Regel zwei unterschiedlichen Materialien ausreichend sind, kann es sich insbesondere um eine Zweikomponenten-Spritzgießen bzw. um ein Zwei-Rohstoff-Spritzgießen handeln. Normalerweise erfolgt das Spritzgießen des ersten und des zweiten Materials nacheinander, bspw. derart, dass zunächst das erste Schellenteil aus dem ersten Material gegossen wird und anschließend das Reibungselement aus dem zweiten Material gewissermaßen hieran angegossen wird. Dabei bildet das erste Schellenteil einen Vorspritzling, an den das zweite Material flüssig angegossen wird. Allerdings sind auch Abweichungen hiervon denkbar, wobei sogar beide Materialien in noch flüssigem Zustand bis zu einem gewissen Grade ineinander fließen könnten. Ein Mehrkomponenten-Spritzgießen erfordert ein aufwändigeres Formwerkzeug als die oben beschriebene getrennte Urformung, dafür besteht der Vorteil darin, dass nach der Urformung keine Montage mehr nötig ist und etwaige Fertigungstoleranzen des ersten Schellenteil im Verhältnis zum Reibungselement keine Rolle spielen.
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Gemäß einer Ausführungsform werden die beiden Schellenteile getrennt voneinander urgeformt. Um einerseits die Zahl der notwendigen Formwerkzeuge zu reduzieren und andererseits den Montageprozess zu vereinfachen, sind die Schellenteile bevorzugt gemeinsam urgeformt und durch ein Filmscharnier verbunden. D.h. beide Schellenteile werden in einem einzigen Formwerkzeug als Teile eines zusammenhängenden Kunststoffkörpers urgeformt, wobei dieser Kunststoffkörper auch ein Filmscharnier aufweist, das die beiden Schellenteile flexibel miteinander verbindet. Somit ist ein Schellenteil gegenüber dem anderen Schellenteil unverlierbar und an diesem gesichert, was im Hinblick auf die Montage eine deutliche Erleichterung bedeutet.
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Gemäß einer Ausgestaltung weist das erste Schellenteil eine Auflagefläche auf, an der das Reibungselement anliegt, sowie eine Mehrzahl von Rippenelementen, die gegenüber der Auflagefläche abragen und deren Form an eine Außenkontur des Querrohrs angepasst ist. Die Auflagefläche erstreckt sich normalerweise parallel zur axialen Richtung sowie in einer weiteren Richtung. Sie kann insbesondere eben ausgebildet sein. Das Reibungselement liegt an dieser Fläche an, wobei insbesondere die Anpresskraft zwischen dem ersten Schellenteil und dem Querrohr über diese Fläche auf das Reibungselement übertragen werden kann. Eine Mehrzahl von Rippenelementen ragt gegenüber der Auflagefläche ab, wobei sich diese Rippenelemente normalerweise quer zur axialen Richtung erstrecken. Ihre Form ist an die Außenkontur des Querrohrs angepasst, d.h. bei einem kreisförmigen Querschnitt des Querrohrs bilden die Rippenelemente eine kreisbogenförmige Kontur aus. Die Rippenelemente dienen dabei - ggf. zusammen mit anderen Elementen - dazu, einen Formschluss mit dem Querrohr quer zur axialen Richtung herzustellen, also z.B. in Fahrzeuglängsrichtung und/oder in Fahrzeughochrichtung.
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Insbesondere bei einer separaten Fertigung des Reibungselements, aber auch bei einer gemeinsamen Urformung durch mehr Komponenten-Spritzgießen, ist es vorteilhaft, wenn das Reibungselement einen Kontaktabschnitt aufweist, welcher dazu ausgebildet ist, am Querrohr anzuliegen, sowie wenigstens einen Eingriffsabschnitt, der in axialer Richtung einen Formschluss mit dem ersten Schellenteil bildet. D.h., man kann funktional wenigstens zwei Abschnitte unterscheiden. Der Kontaktabschnitt liegt in zusammengebautem Zustand am Querrohr an (bspw. an der oben erwähnten Auflagefläche) und vermittelt die (Haft-)Reibung. Der wenigstens eine Eingriffsabschnitt, der selbstverständlich entweder direkt oder indirekt mit dem Kontaktabschnitt verbunden ist, ist normalerweise auch in zusammengebautem Zustand vom Querrohr beabstandet, steht aber mit dem ersten Schellenteil derart in Kontakt, dass er mit diesem einen Formschluss bildet. Ein solcher Formschluss zwischen dem Reibungselement und dem ersten Schellenteil kann auch bei einem wie beschrieben angeformten Reibungselement sinnvoll sein, da je nach Kombination der Materialien kein zuverlässig dauerhafter Stoffschluss zwischen dem ersten und dem zweiten Material gegeben sein könnte. In diesem Fall kann eine Verschiebung des Reibungselements gegenüber dem ersten Schellenteil durch den beschriebenen Formschluss verhindert werden.
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Gemäß einer Ausführungsform ist wenigstens ein Eingriffsabschnitt als quer zur axialen Richtung vorspringender Zungenabschnitt ausgebildet, der einen Formschluss mit einem Rippenelement bildet. Der Zungenabschnitt springt quer zur axialen Richtung vor, also normalerweise in X-Richtung (Fahrzeuglängsrichtung) und/oder Z-Richtung (Fahrzeughochrichtung). Er kann bspw. näherungsweise rechteckig ausgebildet sein oder eine beliebige andere geeignete Form aufweisen. Jedenfalls kontaktiert er wenigstens ein Rippenelement derart, dass er einen Formschluss in axialer Richtung mit diesem bildet. Der Zungenabschnitt könnte dabei das Rippenelement auch von zwei Seiten einfassen oder er könnte zwischen zwei Rippenelementen angeordnet sein und auf diese Weise mit beiden einen Formschluss bilden. Es ist aber möglich, dass der Zungenabschnitt gewissermaßen eine Verlängerung des Kontaktabschnitts bildet und ebenso wie dieser an der oben erwähnten Auflagefläche anliegt.
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Alternativ oder zusätzlich kann wenigstens ein Eingriffsabschnitt als Fußabschnitt ausgebildet sein, der auf einer dem Querrohr gegenüberliegenden Seite vom Kontaktabschnitt abragt und in einer zugeordneten Ausnehmung des ersten Schellenteils aufgenommen ist. Diese Ausführungsform kann sowohl bei separater Fertigung des Reibungselements als auch bei gemeinsamer Urformung von Vorteil sein. Die inneren Abmessungen der Ausnehmung entsprechen in jedem Fall den äußeren Abmessungen des Fußabschnitts. Die Ausnehmung kann dabei innerhalb der oben erwähnten Auflagefläche ausgebildet sein. Optional können auch mehrere Fußabschnitte mit mehreren zugeordneten Ausnehmungen vorgesehen sein.
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Obwohl die Erfindung auf eine die Verbindung einer Sitzschale eines Fahrzeugsitzes mit einem Sitzunterbau gerichtet ist, liegt es durchaus im Sinne der Erfindung diese auch auf andere Komponenten zu übertragen. So könnten beispielsweise auch Seitenteile entsprechend mit dem Querrohr verbunden werden. So sind auch Quietsch- und Klappergeräusche vermeidbar. Denkbar ist auch, wenn die Schelle, bzw. deren Schellenteile aus einem Metall gebildet ist, wobei das Reibungselement aus einem dazu verschiedenen Material, also z.B. aus einem thermoplastischen Polymer gebildet ist.
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Weitere vorteilhafte Einzelheiten und Wirkungen der Erfindung sind im Folgenden anhand von unterschiedlichen, in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt
- 1 eine perspektivische Detailansicht eines Fahrzeugsitzes mit einer erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung;
- 2 eine perspektivische Darstellung eines Teils einer ersten Ausführungsform einer Schelle für eine erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung;
- 3 eine perspektivische Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer Schelle für eine erfindungsgemäße Verbindungsanordnung; sowie
- 4 eine perspektivische Darstellung eines Reibungselements der Schelle aus 3.
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In den unterschiedlichen Figuren sind gleiche Teile stets mit denselben Bezugszeichen versehen, weswegen diese in der Regel auch nur einmal beschrieben werden.
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1 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Teils eines Fahrzeugsitzes 1, mit einer aus Kunststoff oder Stahlblech gefertigten Sitzschale 2, die mit einem Sitzunterbau 3 verbunden ist. Der Sitzunterbau 3 kann verschiedene Elemente zur Längsverstellung und/oder Höhenverstellung des Fahrzeugsitzes 1 aufweisen, die grundsätzlich bekannt und hier nicht dargestellt sind. Der Sitzunterbau weist insbesondere ein Querrohr 4 auf, das in einer axialen Richtung verläuft, die mit der Fahrzeugquerrichtung bzw. der Y-Achse identisch ist. Das Querrohr 4 ist im vorliegenden Fall als Stahlrohr mit kreisförmigen Querschnitt und glatter Außenfläche ausgebildet. Die Verbindung der Sitzschale 2 mit dem Querrohr 4 ist durch eine Verbindungsanordnung 10 mit zwei Schellen 11 gegeben, die beiderseits der Sitzschale 2 angeordnet sind. In der Detailansicht von 1 ist nur eine Schelle 11 sichtbar.
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Die Schelle 11 weist ein auf Seiten der Sitzschale 2 angeordnetes erstes Schellenteil 12 sowie ein auf einer gegenüberliegenden Seite des Querrohrs 4 angeordnetes zweites Schellenteil 13 auf. Diese beiden Schellenteile 12, 13 nehmen das Querrohr 4 zwischen sich auf bzw. umschließen dieses quer zur axialen Richtung Y. Ein bügelartiges Halteelement 16 ist auf einer vom Querrohr 4 abgewandten Seite des zweiten Schellenteils 13 angeordnet und mittels Schrauben 17 an der Sitzschale 2 befestigt. Während die Schellenteile 12, 13 aus Kunststoff, bspw. aus Polyamid (PA), gefertigt sind, ist das Halteelement 16 aus Stahlblech gefertigt. Es verleiht der Verbindungsanordnung 10 wesentliche Stabilität und spannt insbesondere das zweite Schellenteil 13 in Richtung auf die Sitzschale 2 vor.
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Während die beiden Schellenteile 12, 13 mit dem Querrohr 4 einen Formschluss senkrecht zur axialen Richtung Y, also entlang der X-Achse sowie entlang der Z-Achse, bilden, ist ein solcher Formschluss in axialer Richtung Y nicht gegeben. Eine Verschiebung der Schelle 11 und somit der Sitzschale 2 in axialer Richtung Y bzw. in Fahrzeugquerrichtung wird durch einen Kraftschluss zwischen der Schelle 11 und dem Querrohr 4 verhindert. Um die hierfür notwendige Reibungskraft zu maximieren, weist das erste Schellenteil 12 auf einer dem Querrohr 4 zugewandten Seite ein Reibungselement 15 auf, welches in 2 erkennbar ist. Das Reibungselement 15, welches im zusammengebautem Zustand am Querrohr 4 anliegt und mit diesem einen Kraftschluss bildet, ist aus einem anderen Material gefertigt als die beiden Schellenteile 12, 13. Während diese bspw. aus Polyamid (PA) bestehen können, welches eine vergleichsweise geringe Elastizität bzw. einen hohen Kompressionsmodul aufweist, ist das Reibungselement 15 aus einem thermoplastischen Elastomer (TPE) gefertigt, welches ein niedrigeren Kompressionsmodul aufweist. Somit lässt sich das Reibungselement 15 beim Schließen der Schelle 11 zwischen dem ersten Schellenteil 12 und dem Querrohr 4 elastisch komprimieren, wodurch es sehr gut an der Oberfläche des Querrohrs 4 anliegt. Ein weiterer Vorteil ist, dass das Reibungselement 15 elastisch expandieren kann, um eine mögliche plastische Formveränderung, also ein Kriechen, der Schellenteile 12, 13 auszugleichen. Ohne das Vorhandensein des Reibungselementes 15 würde diese Formveränderung dazu führen, dass die Anpresskraft zwischen Schelle 11 und Querrohr 4 mit der Zeit abnimmt, was sich auch auf die Reibungskraft auswirken würde. Des Weiteren beträgt der Haftreibungskoeffizient zwischen dem Material des Reibungselements 15 (TPE) und dem Material des Querrohrs 4 (Stahl) in etwa 0,7, während er zwischen dem Material des ersten Schellenteil 12 (Polyamid) und dem Material des Querrohrs 4 bei 0,3 liegt. Auch deshalb trägt der Einsatz des Reibungselements 15 zu einem verbesserten Kraftschluss bei.
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Bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispielen ist das Reibungselement 15 in einem Urformverfahren separat vom ersten Schellenteil 12 gefertigt. Letzteres kann entweder allein oder einstückig mit dem zweiten Schellenteil 13 in einem hiervon getrennten Spritzgießprozess gefertigt werden. Die Verbindung zwischen dem ersten Schellenteil 12 und dem Reibungselement 15 wird durch einen Formschluss hergestellt. Das erste Schellenteil 12 weist eine ebene Auflagefläche 12.1 auf, die im gezeigten Beispiel in der X-Y-Ebene verläuft und von der insgesamt sechs Rippenelemente 12.2 abragen. Diese weisen eine Kontur auf, die kreisbogenartig ausgebildet und somit an die Außenkontur des Querrohrs 4 angepasst ist. Darüber hinaus sind zwei erste Durchgangsöffnungen 12.3 ausgebildet, durch welche die Schrauben 17 hindurchgeführt werden können. Das Reibungselement 15 liegt mit einem Kontaktabschnitt 15.1, der in zusammengebautem Zustand das Querrohr 4 kontaktiert, sowie mit vier Zungenabschnitten 15.2 auf der Auflagefläche 12.1 auf. Jeder der Zungenabschnitte 15.2 bildet dabei in axialer Richtung Y einen Formschluss mit einem der Rippenelemente 12.2. Der Formschluss wird noch wesentlich verstärkt durch einen in 2 nicht erkennbaren Fußabschnitt 15.3, der auf einer dem Querrohr 4 gegenüberliegenden Seite vom Kontaktabschnitt 15.1 abragt und in einer hierfür vorgesehenen Ausnehmung des ersten Schellenteil 12 aufgenommen ist.
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3 zeigt eine zweite Ausführungsform einer Schelle 11, bei der das erste Schellenteil 12 und das Reibungselement 15 nahezu identisch mit dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ausgebildet sind und insofern nicht nochmals erläutert werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das zweite Schellenteil 13 durch ein gemeinsames Urformen einstückig mit dem ersten Schellenteil 12 gefertigt und mit diesem über ein zweiteiliges Filmscharnier 14 verbunden. Das zweite Schellenteil 13 weist ebenfalls eine Mehrzahl von Rippenelementen 13.1 auf, deren Form an die Außenkontur des Querrohrs 4 angepasst ist. Des Weiteren sind zwei Flanschabschnitte 13.3 ausgebildet, innerhalb derer jeweils eine zweite Durchgangsöffnung 13.3 ausgebildet ist, die im zusammengebautem Zustand mit einer ersten Durchgangsöffnung 12.3 fluchtet und durch die ebenfalls eine Schraube 17 hindurchgeführt ist. Am ersten Schellenteil 12 sind eine Mehrzahl von Rastnasen 12.4 ausgebildet, die beim Zusammenbau eine Rastverbindung mit den Flanschabschnitten 13.2 bilden und auf diese Weise für einen Zusammenhalt der beiden Schellenteile 12, 13 sorgen, bis die Halteelement 16 und die Schrauben 17 angebracht sind.
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4 zeigt isoliert das Reibungselement 15, welches sich bei dieser Ausführungsform nur unwesentlich von der in 2 gezeigten Ausführungsform unterscheidet. Erkennbar ist hier auch der Fußabschnitt 15.3, der in diesem Fall zylindrisch ausgebildet ist, allerdings auch eine beliebige andere Form haben könnte. Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel in 2 ist das Reibungselement 15 in diesem Fall nicht separat vorgefertigt, sondern im Zuge eines Mehrkomponenten-Spritzgießverfahrens unmittelbar an das erste Schellenteil 12 angeformt. Somit entfällt der nachträgliche Zusammenbau des Reibungselements 15 und des ersten Schellenteil 12. Wenngleich durch das gemeinsame Urformen einen Stoffschluss zwischen dem Reibungselement 15 und dem ersten Schellenteil 12 gegeben ist, ist auch hier Formschluss über die Zungenabschnitte 15.2 und den Fußabschnitt 15.3 vorteilhaft, da der Stofffluss unvollständig sein könnte oder sich mit der Zeit auflösen könnte.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeugsitz
- 2
- Sitzschale
- 3
- Sitzunterbau
- 4
- Querrohr
- 10
- Verbindungsanordnung
- 11
- Schelle
- 12, 13
- Schellenteil
- 12.1
- Auflagefläche
- 12.2, 13.1
- Rippenelement
- 12.3, 13.3
- Durchgangsöffnung
- 12.4
- Rastnase
- 13.2
- Flanschabschnitt
- 14
- Filmscharnier
- 15
- Reibungselement
- 15.1
- Kontaktabschnitt
- 15.2
- Zungenabschnitt, Eingriffsabschnitt
- 15.3
- Fußabschnitt, Eingriffsabschnitt
- 16
- Halteelement
- 17
- Schraube
- X
- X-Achse
- Y
- Y-Achse
- Z
- Z-Achse
