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Sitz, insbesondere für Kraftfahrzeuge
Die Erfindung
bezieht sich auf einen Sitz, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem Sitzrahmen
und einem Zehnenrahmen; die durch mindestens ein Verbindungsglied miteinander verbunden
sind.
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Bei den bekannten Sitzen dieser Art ist der Zehnenrahmen entweder
völlig starr mit dem Sitzrahmen verbunden, oder .. das Verbindungsglied bildet ein
Gelenk, das bei verschiedenen Zehnenneigungen feststellbar ist. Hierbei ist es bekannt,
für das Gelenk eine formschlüssige Verriegelung vorzusehen, so daß der Zehnenrahmen
mit dem Sitzrahmen in jeder eingestellten Stellung starr verbunden ist.
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Dies hat den Nachteil, daß bei einem Unfall, bei dem . sich die-Geschwindigkeit
des Fahrzeuges schlagartig ändert, die im Kraftfahrzeug sitzenden Personen verletzt
werden können. Zum Beispiel bei Auffahrunfällen, bei*denen ein schnell: fahrendes
Fährzeug auf ein langsam fahrendes., oder stehendes Fahrzeug von hinten auffährt,
wird durch die plötzliche Beschleunigung des@langsamer fahrenden oder stehenden
Fahrzeuges der Kopf der auf dem Sitz sitzenden Person durch die Abstützung des Körpers
durch die Sitzlehne relativ zum Körper nach hinten geschleudert, was zu Atlasbrüchen
oder Schleudertraumen führen kann. Wird an-. dererseits ein Fahrzeug plötzlich sehr
stark abgebremst, dann kann eine auf den hinteren Sitzen sitzende Person so gegen
die Lehne eines Vordersitzes geschleudert-werden, daß durch die Unnachgiebigkeit
des Zehnenrahmens ebenfalls-Verletzungen dieser Person eintreten können.
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Es sind weiterhin auch Verbindungsglieder zwischen dem Lehnenrahmen
und dem Sitzrahmen bekannt, die ein kraftschlüs--_-sig feststellbares@Gelenk bilden:
Diese bekannten Sitze-.-. haben jedoch den Nachteil, daß hier der Zehnenrahmen gegenüber
dem Sitzrahmen durch die den Lehnenr'ahinen uerstellende
Person
festgestellt werden muß. Die Feststellkraft für@die kraftschlüssige Verbindung muß
hierbei von der Person selbst aufgebracht werden, so daß die Feststellkraft völlig
willkürlich ist und bei schwächeren Personen; z.B. bei Frauen, in der erforderlichen
Höhe überhaupt nicht aufgebracht werden kann, weil aus rein konstruktiven Gründen
die Hebelverhältnisse ungünstig sind. Ist aber die kraftschlüssige Verbindung zu
schwach eingestellt, dann kann sich die Lehne bei plötzlichen Belastungen verstellen,
wodurch der Fahrer die Kontrolle über das Fahrzeug verlieren und einen Unfall verursachen
kann.
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_ Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Sitz, insbesondere
für Kraftfahrzeuge, zu schaffen, der bei p1ö'.tzlichen Belastungen der Lehne nicht
zu Verletzungen der die Lehne belastenden Person führen kann und bei dem auch nicht
die Gefahr besteht, däß der Fahrer durch die Nachgiebigkeit der Sitzlehne behindert
oder gefährdet wird.
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Diese Aufgabe ist bei einem Sitz der eingangs genannten Art gemäß
der Erfindung dadurch gelöst, daß das Verbindungsglied so ausgebildet ist, daß es
beim überschreiten einer bestimmten, auf den Lehnenrahmen wirkenden Grenzlast ohne
Bruch nachgibt und daß diese Grenzlast so gewählt ist, daß bei plötzlichen Belastungen
der Sitzlehne durch eine sich an der Lehne abstützende Person diese nicht verletzt#wird
und am Sitz'kein Bruch eintritt. Diese Grenzlast kann so gewählt werden, daß bei
Beschleunigungen, durch die eine sich an der Lehne abstützende Person gefährdet
wird, der Sitzrahmen nachgibt, so daß durch das zwangsweise Verstellen des Lehnenrahmens
die schädliche Energie aufgebraucht wird. Andererseits kann aber diese Grenzlast
wiederum so hoch gewählt werden, daß eine Verstellung des Lehnenrahmens eben nur
in den oben geschilderten Fällen eintritt, bei denen eine zu
steife
Verbindung des Lehnenrahmens mit dem Sitzrahmen die sich an der Lehne abstützende
Person gefährden könnte. Durch die Erfindung wird nun erreicht, daß diese Grenzla-t
den praktisch auftretenden Anforderungen schon fabrikmäßig genau angepaßt werden
kann.
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Dem Fachmann sind viele Möglichkeiten bekannt, wie ein Verbindungsglied
so ausgebildet werden kann, daß es erst beim Überschreiten einer bestimmten Grenzlast
nachgibt. Dies kann z.B. dadurch erreicht werden, daß das Verbindungsglied sich
bei der Grenzlast über seine Elastizitätsgrenze hinaus . plastisch verformt. Bei
.einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß das Verbindungsglied
mit dem Sitzrahmen und mit dem Lehnenrahmen verbundene Teile aufweist, die miteinander
durch eine Überlast-Rutschkupplung verbunden sind. Dies hat den'. Vorteil, daß die
Überlast-Rutschkupplung auch individuell an die den Sitz benutzende Person angepaßt
werden kann,--da bei einer Rutschkupplung die Grenzlast leicht verstellt werden
kann. Dies ist z.B. wichtig, wenn der Sitz von einer extrem leichten Person oder
einer extrem schweren Person benutzt werden soll.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform gemäß der Erfindung
kann die Rutschkupplung in Verbindung mit Gelenkbeschlägen an Kraftfahrzeugsitzen
angewendet werden, z.B. in der Art, daß die mit dem einen Rahmen verbundene Hälfte
der Rutschkupplung in an sich bkannter.Weise ein formschlüssig feststellbares Gelenk
bildet, dessen Achse parallel oder konzentrisch zur Achse der Rutschkupplung verläuft.
Bei den bekannten Verbindungsgliedern, die ein . formschlüssig feststellbares Gelenk
bilden, müssen die belasteten Teile, insbesondere die formschlüssig ineinandergreifenden
Teile, aus einem-Stoff bestehen, der eine möglichst große ausgeprägte Fließgrenze
aufweist, wie das-z:B. bei gewalztem Stahl der Fall ist. Dies ist notwendig, um
zu ver -meiden,
daß bei plötzlichen Überlastungen ein Bruch eintritt
. und die-Lehne schlagartig nachgibt und beim. Fahrer dadurch eine Schockreaktion
ausgelöst wird. Die Herstellung der komplizierteren Teile der Verbindungsglieder,
z..B. der Gelenke, insbesondere der-formschlüssig ineinandergreifenden Teile derselben,
aus einem solchen Stoff ist jedoch verhältnismäßig kostspielig. Die Erfindung ermöglicht
es nun, zu diesem Zweck einfacher herstellbare Guß-, Spritzguß- oder Sinter teile
od.dgl. zu verwenden, die eine große Festigkeit besitzen, aber deren Fließgrenze
bei den. herkömmlichen Gelenken nicht ausreichen würde, um einen Bruch bei Überbelastungen
zu vermeiden. Die Erfindung schafft hier nun-die Möglichkeit, solche billiger herstellbare
Teile zu benutzen, weil diese ohne weiteres so geformt werden können, daß sie=höhere
Belastungen aushalten als die erfindungsgemäß eingestellte Grenzlast,-so daß durch
die gemäß der Erfindung vorgesehene Nachgiebigkeit des Verbindungsgliedes, z.8.
mittels eines Biegegliedes oder einer Überlast-Rutschkupplung, die Gußteile vor
Überlastungen geschützt werden. Die Erfindung ermöglicht also die Herstellung von
Verbindungsgliedern, z.B.,von Gelenkbeschlägen, die trotz der besseren Sicherung
der sich an der Sitzlehne abstützenden Personen nicht teurer oder auf jeden Fall
nicht wesentlich teurer sind als die bekannten Verbindungsglieder.
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Als Rutschkupplungen können für das oben genannte. Ausführungsbeispel
Rutschkupplungen jederkbekannten Art benutzt werden, z.B. Scheibenkupplungen, Konuskupplungen,
Doppelkonuskupplungen, Trommelkupplungen, Bandkupplungen, Keilriemenkupplungen und
dergleichen.
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Die Erfindung ist- in,der folgenden Beschreibung eines in der Zeichnung-schematisch
vereinfacht dargestellten Ausführungsbeispieles eines beispielsweise als Gelenkbeschlag.eusgebildeten
Verbindungsgliedes für ein Ausführungsbeispiel eines Sitzes gemäß der prf"1#DcjuDg
gr_l_äutext. Es zeigen:
Fig. 1 eine abgebrochen dargestellte Seitenansicht
des Sitzes gemäß der Erfindung; Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II -
11 in Fig. 1 durch den den Sitzrahmen mit dem Lehnenrahmen verbindenden Gelenkbeschlag.
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Ein Sitzrahmen 1 des in Fig. 1 dargestellten Sitzes ist mit einem
Lehnenrahmen 2 durch an beiden Seiten mit diesen hahmen verbindbäre Gelenkbeschläge
3 verbunden, von denen in . den Fig. 1 und 2 nur der linke Gelenkbeschlag dargestellt
ist. Dieser weist einen mit dem Sitzrahmen 1 durch'-Schrauben 4 verbundenen ersten
Flanscharm 5 -aus Metallspritzguß und "einen mit dem Lehnenrahmen 2 durch Schrauben
6 verbundenen zweiten Flanscharm 7 auf.
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Der-erste Flanscharm 5 weist einen topfförmig ausgebildeten Teil 8
auf, der mit einer zentralen Bohrung 9 für die Achse 11 des Gelenkbeschlages versehen
ist. Die dem iiohlraum 12
des Teiles B. zugekehrten inneren Seitenvrände dieses
Teiles bilden eine sich nach außen. erweiternde Kegelstupffläche 13, an der eine
entsprechend geformte äußere Kegelstumpff lache 14 einer Scheibe_ 15 aus Metallspritzguß
anliegt, die ebenfalls eine zentrale Bohrung 16 für die Achse 11 aufweist. Diese
Scheibe 15 bildet einerseits die eine Hälfte einer Überlast-Rutschkupplung, deren
andere Hälfte der erste Flanscharm 5 ist, und andererseits die eine Hälfte des um
die Achse 11 verstellbaren Gelenkes des Gelenkbeschlages! dessen andere Hälfte der
zweite'Flanscharm 7 ist: -Zur Bildung des Gelenkes ist -auf der Achse 11 ein exzentrischer
Bund 17 vorgesehen; der ein Drehlager für ein Planetenrad 18 bildet, das auf seinem
äußeren Umfang einen Zahnkranz 19 trägt. Mit dem Planetenrad 18 stehen die inneren
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Zahnkränze zweier Sonnenräder teilweise im Eingriff, von denen
das den Zahnkranz 21 tragende Sonnenrad durch die Scheibe 15 gebildet wird. Der
Zahnkranz 22 ist an einem Sonnenrad 23 vorgesehen, das fest mit dem zweiten Flanscharm
7 verbunden ist. Die Achse 11 weist für die Lagerung des zweiten-Flanscharmes 7
und damit des Sonnenrades 23 einen zur-Achse 11 exzentrisch angeordneten Abschnitt
20 auf. Die Durchmesser der Zahnkränze 21 und 22 und die Exzentrizitäten des Bundes
17 und des Abschnittes 20 gegenüber .der Achse 11 sind so gewählt, daß alle drei
Zahnkränze 19, 21 und 22 an einer Stelle des Umfanges des Planetenrades 18 im Eingriff
miteinander stehen, wie das in Fig. 2 oben dargestellt ist. Die Kopf- und Fußkreisdurchmesser
des Zahnkranzes 22 sowie seine Zähnezahl sind geringer als die entsprechenden Größen
des Zahnkranzes 21. Der Modul ist jedoch derselbe.
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Zum Einstellen einer gewünschten Lehnenneigung ist die Achse 11 mit
einem Handrad 24 fest verbunden. Dreht man das Handrad 24, so wird das Planetenrad
18 bei gleichzeitiger Drehung auf dem Lagerbund 17 auf den Zahnkränzen 21 und 22-abgewälzt.
Infolge der-unterschiedlichen-Zähnezahl dreht sich beim Abwälzen des Planetenrades
18 das eine Sonnenrad relativ zUm anderen um einen Winkel, der von der Differenz
der Zähnezahl der beiden Zahnkränze 21 und 22 abhängt. Durch diese Relativdrehung
zwischen den beiden Sonnenrädern, nämlich-der Scheibe 15 und dem Sonnenrad_23, wird
die Winkelstellung zwischen der Scheibe 15 und dem Flanscharm 7 und damit die Neigung
des Lehnenrahmens 2 relativ zur Scheibe 15 verändert. Zwischen der Scheibe 15 und
dem Sonnenrad 23 ist eine Gleitscheibe 25 vorgesehen, die die Reibung dieser beiden
Teile bei der Relativbewegung um die Gelenkachse vermindert.
Zur
Bildung der Überlast-Rutschkupplung ist zwischen dem Bund 17 und einem Sprengring
26 auf der Achse 11 eine Hülse 27 vorgesehen, die an ihrem dem. Bund 17 zugekehrten
Ende einen in eine Ringnut der Scheibe 15 eingreifenden-Bund 28 und auf dem aus
dem topfförmigen Teil 8 herausragenden Ende ein Außengewinde für eine Einstellmutter
29 aufweist, die mit ihrer einen Seite an der Außenfläche des topfförmigen Teiles
8 anliegt. Durch Festziehen der Einstellmutter 29 können die beiden Kegelflächen
13 und 14 mit einem beliebigen und z.B. mittels eines Drehmomentenschlüssels od.dgl.
genau einstellbaren Druckes aneinandergedrückt werden, so daß zwischen dem topfförmigen
Teil 8 und der Scheibe 15 ein beliebig einstellbarer Reibungskraftschluß entsteht.
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Da sich das Planetenrad 18 beim Verstellen der Neigung des Sitzrahmens
sowohl relativ zur Scheibe 15 als auch relativ zum Flanscharm 7 bewegt, sind zwischen
dem Planetenrad 18 einerseits und der Scheibe'15 und dem Flanscharm 7 andererseits,
Gleitscheiben 31 bzw. 32 vorgesehen.
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.Durch das Planetengetriebe 19, 21,.22 wird in jeder durch Drehen
des Handrades 24 .beliebig einstellbaren Neigung des Lehnenrahmens 2 gegenüber dem
Sitzrahmen 1 der Zehnenrahmen starr mit der Scheibe 15 verbunden, die wiederum über
die zusammen mit dem topfförmigen Teil 8 gebildeten Rutschkupplung bis zum Erreichen
der.Grenzlast fest mit dem Flanscharm 5 verbunden ist.-'Dadurch ist gewährleistet,
daß bei Belastungen des Lehnenrahmens bis zur Grenzlast der Sitzrahmen 1 mit dem
Lehnenrahmen 2 starr verbunden ist. Wird jedoch die Grenzlast,. mit der der Lehnenrahmen
belastet wird, überschritten, dann rutscht die Scheibe 15 im. topfförmigen Teil
8 durch, so daß sich die Neigung des Zehnenrahmens 2 gegenüber dem Sitzrahmen 1
gegen die Reibungskraft zwischen der Scheibe 14 und dem topfförmigen Teil 8 verstellt
und dabei die schädliche Stoßenergie aufgebraucht wird.
Das dargestellte
Ausführungsbeispiel stellt eine besonders vorteilhafte Ausführungsform eines Sitzes
gemäß der Erfindung dar. Die Erfindung kann aber auch dadurch verwirklicht werden,
daß die Scheibe 15 ih der in der Zeichnung dargestellten Form die eine Hälfte der
Rutschkupplung und andererseits die eine Hälfte eines an sich bekannten beliebig
ausgebildeten Gelenkes mit formschlüssiger Verriegelung bildet. Anstelle der Rutschkupplung
8, 15 kann aber auch eine andere an sich bekannte kraftschlüssige Reibungskupplung
vorgesehen sein, z.B. eine Scheibenkupplung, eine Trommelkupplung, eine Bandkupplung,
eine Keilriemenkupplung od.dgl.. Anstelle einer kraftschlüssigen Reibungskupplung
kann aber auch eine Verbindung mittels eines plastisch verformbaren Teiles vorgesehen
sein, der so stark ausgebildet ist, daß er sich nur beim Überschreiten der Grenzlast
verformt.
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Die Erfindung kann auch mit Vorteil bei einem Sitz verwendet werden,
bei dem eine verstellbare Neigung des Zehnenrahmens nicht vorgesehen oder erwünscht
ist. In einem solchen Fall enthält die Verbindung des Sitzrahmens mit dem Zehnenrahmen
lediglich einnachgiebiges Verbindungsglied, .das, wie oben ausgeführt, entweder
als kraftschlüssige Kupplung, oder als plastisch verformbares Glied od.dgl. ausgebildet
sein kann.
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Anstelle des Gelenkes mit formschlüssiger Verriegelung kann auch ein
Gelenk mit Selbsthemmung vorgesehen sein,-das dann, - rwie bekannt, so angeordnet
werden muß, daß die Selbsthemmung eine Verstellung der Lehne durch Belastung verhindert.