DE10321745A1

DE10321745A1 - Durch Hydroformen gebildetes Sitzeinstellsystem

Info

Publication number: DE10321745A1
Application number: DE10321745A
Authority: DE
Inventors: Leonard K. Farmington Hills Hensley; Keith Shelby Township McCullen; Michael G. Maddelein
Original assignee: Lear Corp
Current assignee: Lear Corp
Priority date: 2003-01-15
Filing date: 2003-05-14
Publication date: 2004-08-05
Anticipated expiration: 2023-05-15
Also published as: GB2397358A; US6957796B2; DE10321745B4; GB2397358B; US20040135411A1

Abstract

Ein Sitzeinstellsystem enthält eine Welle und ein längliches Element. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist das Element ein Hebel, der durch einen Preßsitz an der Welle angebracht ist. Ein weiterer Aspekt der Erfindung verwendet das Hydroformen der Welle, um das Element an der Welle anzubringen, die vorzugsweise ein Drehrohr für einen Kraftfahrzeugsitz ist.

Description

Die Erfindung betrifft das Gebiet der Fahrzeugsitze und insbesondere ein durch Hydroformen gebildetes Sitzeinstellsystem.

In der Industrie für Kraftfahrzeugsitze ist es wohlbekannt, Sitzeinstelleinrichtungen zu verwenden, die einen Sitzträgerrahmen tragen, auf dem ein Sitzflächenkissen und ein Sitzlehnenkissen montiert werden. Die Sitzeinstelleinrichtungen können manuell betätigt oder durch Elektromotor-Aktuatoren automatisch angetrieben werden. Viele herkömmliche angetriebene Sitzaktuatoren verwenden ein vorderes Drehrohr und ein hinteres Drehrohr. Bewegungsglieder sind typischerweise auf jedes Drehrohr schmelzgeschweißt. Diese Drehrohre steuern das Heben und Neigen der Sitzeinstelleinrichtung, des Sitzrahmens und der Kissen. Eine derartige herkömmliche Baueinheit ist im US-Patent Nr. 5.899.428 mit dem Titel "Vehicle Power Seat Adjuster with Self-Locking Track Assemblies" an Gauger vom 4. Mai 1999 offenbart.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Sitzeinstellsystem zu schaffen, das die Nachteile des Standes der Technik nicht besitzt und ohne Schweißen montiert werden kann.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Sitzeinstellsystem nach Anspruch 1. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Gemäß der Erfindung enthält ein Sitzeinstellsystem eine Welle und ein längliches Element. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist das Element ein Hebel, der durch einen Presssitz an der Welle angebracht ist. Ein weiterer Aspekt der Erfindung verwendet das Hydroformen der Welle, um das Element an der Welle anzubringen, die vorzugsweise ein Drehrohr für einen Kraftfahrzeugsitz ist. Es wird weiterhin ein Verfahren zum Herstellen eines Sitzes geschaffen.

Das erfindungsgemäße Sitzeinstellsystem ist gegenüber herkömmlichen Konstruktionen dahingehend vorteilhaft, daß der durch Hydroformen gebildeter Preßsitz zwischen dem Element und der erfindungsgemäßen Welle eine gemäß den Abmessungen und dem Aufbau verbesserte und stabile Baueinheit erzeugt. Die Erfindung verbessert dadurch die Qualität, die Wiederholbarkeit bei der Herstellung und die Verwendungsbeständigkeit, wobei der herkömmliche Schweißvorgang nicht erforderlich ist, der Probleme der Verträglichkeit bei der Verarbeitung aufweisen und teurer sein kann.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deutlich beim Lesen der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen, die auf die Zeichnungen Bezug nimmt; es zeigen:
1 eine teilweise in aufgelösten Einzelteilen dargestellte perspektivische Ansicht, die die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeigt;
2 eine perspektivische Teilansicht eines Drehrohrs und eines Hebels, die in der bevorzugten Ausführungsform verwendet werden;
3 eine schematische Stirnansicht, die das Drehrohr und den Hebel zeigt, die in der bevorzugten Ausführungsform verwendet werden, jedoch eine typische oder vereinfachte Form der Außenkante besitzen;
4 eine teilweise und in aufgelösten Einzelteilen dargestellte perspektivische Ansicht, die ein Drehrohr und einen Hebel zeigt, die in einer ersten alternativen Ausführungsform der Erfindung verwendet werden;
5 eine Längsschnittansicht längs einer Linie 5-5 von 2, die ein Drehrohr und einen Hebel zeigt, die in einer zweiten alternativen Ausführungsform der Erfindung verwendet werden;
6 eine Querschnittansicht längs einer Linie 6-6 von 5, die das Drehrohr und den Hebel zeigt, die in der zweiten alternativen Ausführungsform der Erfindung verwendet werden;
7 eine Querschnittansicht längs einer Linie 7-7 von 5, die das Drehrohr und den Hebel zeigt, die in der zweiten alternativen Ausführungsform der Erfindung verwendet werden; und
8 einen der 3 ähnlichen Stirnseitenaufriß, der einen Hebel zeigt, der in einer dritten alternativen Ausführungsform der Erfindung verwendet wird.
In 1 enthält ein Sitz 11 ein Sitzlehnenkissen 13, das an einem (nicht gezeigten) Sitzlehnenrahmen angebracht ist, ein Sitzflächenkissen 15, das an einem (nicht gezeigten) Sitzflächenrahmen angebracht ist, sowie die bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Sitzeinstellsystems 17. Das Sitzeinstellsystem 17 enthält ein Paar sich nach vorn und hinten erstreckende längliche Sitzschienen 19, die an einer Bodenwanne 21 eines Kraftfahrzeuges befestigt sind. Ein Paar aufrechtstehender Einstellungsschienen-Baueinheiten 23 sind jeweils mit Hilfe von Verbindungselementen 25 an entsprechenden Sitzschienen 19 befestigt. Ein erster automatisch angetriebener Aktuator 31, der vorzugsweise ein Gleichstrom-Elektromotor mit einer Leistung kleiner 1 PS ist, ist betriebsfähig, um einen Abschnitt der Sitzschiene relativ zu einem anderen Abschnitt der Sitzschiene anzutreiben, um eine geradlinige Vor- und Zurückbewegung des Sitzes zu schaffen. Ein zweiter automatisch angetriebener Aktuator 33, der vorzugsweise ein Gleichstrom-Elektromotor mit einer Leistung kleiner 1 PS ist, schafft eine Neigungs- und Hubbewegung der vorderen Seite des Sitzes. Ein dritter automatisch angetriebener Aktuator 35, der vorzugsweise ein Gleichstrom-Elektromotor mit einer Leistung kleiner 1 PS ist, ist betriebsfähig, um eine Neigungs- und Hubbewegung der hinteren Seite des Sitzes zu bewirken. Eine vertikale Hubbewegung des Sitzes wird durch eine gleichzeitige koordinierte Bewegung der zweiten und dritten Motor-Aktuatoren 33 und 35 bewirkt.
Ein hohles hinteres Stahl-Drehrohr 51 und ein hohles vorderes Stahl-Drehrohr 53 erstrecken sich in einer Richtung quer zum Fahrzeug. Das hintere Drehrohr 51 ist eine Welle mit Endsegmenten, die durch ein versetztes Mittelsegment mit Biegesegmenten verbunden sind, die das Mittelsegment mit den Endsegmenten verbinden. Die Enden des hinteren Drehrohrs 51 sind mit den entsprechenden Verbindungselementen 25 verbunden. Das vordere Drehrohr 53 ist im wesentlichen eine gerade Welle mit Enden, die mit Einstellschienen-Bauelementen 23 verbunden sind.
In den 1-3 besitzt jedes Drehrohr 51/53 ein Paar Verbindungsabschnitte 55, die vergrößert sind und sich an jeder Seite über die benachbarten Abschnitte hinaus nach außen ausbauchen. Die ausgebauchten Verbindungsabschnitte 55 jedes Drehrohrs 51/53 sowie die versetzten und gebogenen Segmente im hinteren Drehrohr 51 werden durch einen Formungsvorgang durch Flüssigkeitsstoß, der hier im allgemeinen als "Hydroformen" definiert ist, erzeugt, wie etwa jener, der im US-Patent Nr. 5.630.334 mit dem Titel "Liquid Impact Tool Forming Mold" an Ash, 20. Mai 1997, offenbart ist. Zusammenfassend wird bei dem gewünschten Vorgang des Hydroformens ein Drehrohr 51/53 mit einer Flüssigkeit bei etwa Normaldruck gefüllt und das Drehrohr wird anschließend gepreßt, um die versetzten und gebogenen Abschnitte in bezug auf die nominellen Endabschnitte zu bilden (oder umgekehrt). Gleichzeitig oder in einem folgenden Schritt dehnt die Flüssigkeit im Inneren des Rohrs durch den inneren Flüssigkeitsdruck den Abschnitt des Rohrs aus, der jedem Verbindungsabschnitt 55 entspricht. Demzufolge entspricht die Umfangsoberfläche des Drehrohrs 51/53 an jedem Verbindungsabschnitt der inneren Oberfläche der Stanzvertiefung, die das Rohr und/oder einen Hebel enthält, wie später genauer beschrieben wird. Bei der Erfindung ist die bevorzugte Umfangsform jedes Verbindungsabschnitts 55 ein Sechseck; mit anderen Worten, ein sechsseitiges Polygon, wobei jede Seite eine Abflachung 57 definiert. Die nominelle Umfangsform angrenzend zum Drehrohr 51/53 besitzt kreiszylinderförmige Formen des Außen- und Innendurchmessers. Es sollte klar sein, daß alternative Prozesse des Hydroformens und des Pressens verwendet werden können.
Sechs Hebel- oder Verbindungselemente 59 sind aus einem oder mehreren Stahlblechen gestanzt und sind im allgemeinen längs einer sich nach vorn und hinten erstreckenden vertikalen Ebene langgestreckt, wenn sie im Fahrzeug installiert werden. Es sind vorzugsweise drei derartige Hebel 59 an jedem Drehstab befestigt, obwohl alternativ vorgesehen ist, daß eine größere oder eine kleinere Anzahl verwendet werden kann und daß sie Formen aufweisen können, die von den gezeigten abweichen; jeder Hebel könnte z. B. alternativ eine L-Form, die Form einer Kur venscheibe oder sogar eine U-Form mit koaxialen Öffnungen, die mit einem Rohr verbunden sind, besitzen. Der Hebel 59 (dessen Form in 3 allgemein gezeigt ist) besitzt eine Umfangskante 61, eine Öffnung 65 und ein distales Ende, das ein Befestigungsloch 63 umgibt. Die Öffnung 65 und das Loch 63 sind in den Hebel 59 gebohrt, wobei die Öffnung 65 eine Innenkante besitzt, die durch sechs ebene Polygonseiten definiert ist. Nach der Herstellung der Hebel wird jeder Hebel in die Senkform zum Hydroformen eingesetzt, so daß die Öffnung 65 das Verbindungssegment 55 umgibt, das noch in seiner anfänglichen Kreiszylinderform ist. Die Hebel werden in ihren gewünschten Positionen durch den Stempel und eine zusammenwirkende Fixiereinrichtung in bezug auf die Drehrohre gesichert. Anschließend wird der Prozeß des Hydroformens verwendet, um das Verbindungssegment 55 auszudehnen, wodurch ein sehr eng anliegender Preßsitz zwischen dem Abschnitt des Verbindungssegments 55, der in Kontakt ist, und der Öffnung 65 des Hebels 69 erzeugt wird. Es ist somit bei der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform kein Schweißen erforderlich, um eine Verbindung zwischen den Rohren 51 und 53 und den Hebeln 59 aufrechtzuerhalten, die den Abmessungen nach sehr stabil ist und eine wiederholbare Qualität besitzt.
Für einen Hebel 59 an jedem Drehrohr ist ein Abtriebsschraubengestänge des entsprechenden Motors 33 oder 35 (siehe 1) mit dem Loch 63 des benachbarten Hebels 59 mittels eines schwenkbar angebrachten Zwischenantriebsgestänges 91 verbunden, das einen Gewindemutterabschnitt besitzt, der am Schraubengestänge des Motors in Eingriff ist und an diesem geradlinig entlangläuft. Somit bewirkt eine geradlinige Vor- und Zurückbewegung des Antriebsgestänges 91 eine Drehung des angekoppelten Hebels 59 längs einer vertikalen, sich nach vorn und hinten erstreckenden Ebene, der wiederum das Drehrohr 51/52 dreht. Die Drehung des Drehrohrs 51/53 bewirkt eine gleichzeitige Drehung der anderen beiden Hebel 59, die daran angebracht sind, wodurch eine Klammer 67 mit umgekehrter L-Form und ein Mittelglied angehoben werden. Jede Klammer 67 verbindet das Loch 63 des Hebels 59 mit dem Sitzflächenrahmen. Dadurch wird ein Neigen und/oder Anheben/Absenken des Sitzes erreicht. Es ist alternativ vorgesehen, daß die zweiten und dritten Elektromotoren um neunzig Grad gedreht werden können und andere Gestänge- und/oder Verbindungskonstruktionen verwendet werden können, um den Hebel anzutreiben.
Eine erste alternative Ausführungsform der Erfindung ist in 4 gezeigt. In dieser Ausführungsform ist das Drehrohr 151, das entweder das vordere oder das hintere Drehrohr sein kann, durch Hydroformen so gebildet, daß ein Verbindungsabschnitt 155 polygonförmige Abflachungen aufweist, die durch Hydroformen vor der Installation eines Hebels im voraus gebildet werden. Demzufolge drückt eine Einlegefixiereinrichtung den Hebel 159 auf ein Ende des Drehrohrs 151 in einen Preßsitz, nachdem das Drehrohr 151 aus dem Formdruckstempel entnommen wurde. Somit umgibt eine passende polygonförmige Öffnung 165 des Hebels 159 den Verbindungsabschnitt 155 und ist daran ohne Schweißen durch einen sehr engen Preßsitz mittig befestigt.
Eine zweite alternative Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sitzeinstellsystems ist in den 5-7 dargestellt. In dieser Ausführungsform besitzt ein Drehrohr 251, das entweder das vordere oder das hintere Drehrohr sein kann, einen kreiszylinderförmigen Außen- und Innendurchmesser und wird in eine Stanzplatte zum Hydroformen eingesetzt. Anschließend wird ein Hebel 259, der eine sechsseitige (oder anderszahlige) polygonförmig durchgebohrte Öffnung 265 besitzt, lose eingesetzt, damit er einen Verbindungsabschnitt des Drehrohrs 251 umgibt. Die Stanzplatte oder eine zugehörige Fixiereinrichtung sichert den Hebel 259 fest in bezug auf das Drehrohr 251 und dem Drehrohr 251 wird anschließend seine gewünschte gebogene oder andere Form durch Hydroformen mit oder ohne Kaltstanzen gegeben. Gleichzeitig werden kreisförmig ausgebauchte und vergrößerte Ringe 281 angrenzend an beide Flächen des Hebels 259 durch den Prozeß des Hydroformens erzeugt, wobei der Innendurchmesser und der Außendurchmesser des Drehrohrs 251 am Verbindungsabschnitt 255 nach außen in eine polygonförmige Form gedrückt werden, die der inneren Öffnung 265 des Hebels 259 genau entspricht und mit dieser übereinstimmt. Die verbundenen Teile werden anschließend für den weiteren Zusammenbau mit dem Rest des Sitzeinstellsystems aus der Stanzplatte entnommen.
Schließlich ist eine dritte alternative Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sitzeinstellsystems in 8 gezeigt. In dieser Ausführungsform können die innere Öffnung 365 eines Hebels 359 und der entsprechende Verbindungsabschnitt eines (nicht gezeigten) Drehrohrs verschiedene andere Muster und Formen aufweisen, wie etwa die D-Form mit einer einzigen Abflachung. Es ist außerdem vorgesehen, daß Rändelmuster oder Muster mit radialen Nuten an Stelle von Abflachungen verwendet werden können, solange eine ausreichende mechanische Verriegelung erfolgt, um eine Drehung des Hebels relativ zum Drehrohr minimal zu machen. Während verschiedene Werkstoffe offenbart wurden, sollte selbstverständlich sein, daß andere Werkstoffe in einfacher Weise verwendet werden können. Es ist beabsichtigt, daß die folgenden Ansprüche diese sowie weitere Abweichungen von den offenbarten Ausführungsformen, die unter den Erfindungsgedanken fallen, abdecken.

Claims

Sitzeinstellsystem mit einer durch Hydroformen gebildeten Welle (51, 53) und einem langgestreckten Element (59), das eine Öffnung (65) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (59) an der Welle (51, 53) ohne Schweißen durch den Eingriff der Welle (51, 53) an der Öffnung (65) befestigt ist.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (51, 53) eine vergrößerte Ausbauchung aufweist, die eine andere Umfangsform als die angrenzenden Abschnitte der Welle (51, 53) besitzt.
System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausbauchung der Welle (51, 53) wenigstens eine ebene Umfangsoberfläche aufweist und die angrenzenden Abschnitte der Welle (51, 53) im wesentlichen kreiszylinderförmig sind.
System nach einem der vorangehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, daß ein Abschnitt der Welle (51, 53), der am Element (59) in Eingriff gelangt, mehrere äußere Abflachungen aufweist und die Öffnung (65) dazu passende Abflachungen besitzt.
System nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die mehreren Abflachungen der Welle (51, 53) ein Polygon mit wenigstens sechs Seiten definieren.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (65) des Elements (59) eine innere Öffnung ist, die durch eine Innenkante definiert ist, die den angrenzenden Umfang der Welle (51, 53) vollständig umgibt.
System nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (51, 53) ein hohles Drehrohr ist, das durch Hydroformen gebildet ist, und das Element (59) ein Hebel ist.
System nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen automatischen Aktuator (33, 35), der so betreibbar ist, daß er das Element (59) und die Welle (51, 53) dreht, wobei die Welle (51, 53) und das Element (59) so betreibbar sind, daß sie eine Hub- und Neigebewegung des Sitzes bewirken.
Verfahren zum Herstellen eines Sitzes mit einem Einstellmechanismus, dadurch gekennzeichnet, daß der Einstellmechanismus ein Rohr (51, 53) und einen Hebel (59) enthält und das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt: (a) Erzeugen eines Verbindungsabschnitts des Rohrs (59) mit einer von dem angrenzenden Abschnitt des Rohrs verschiedenen Form; (b) Positionieren des Hebels (59), damit er im wesentlichen einen Umfangsquerschnitt des Rohrs (51, 53) am Verbindungsabschnitt umgibt; (c) Befestigen des Hebels (59) am Rohr (51, 53) durch einen Preßsitz; und (d) Bewegen des Hebels (59) und des Rohrs (51, 53), um das Bewegen des Sitzes zu unterstützen.
Verfahren nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch Hydroformen des Verbindungsabschnitts des Rohrs (51, 53) in eine gewünschte Umfangsform.