DE19833887A1 - Tragrahmen für eine Rückenlehne eines Fahrzeugsitzes - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Tragrahmen für eine Rückenlehne eines Fahrzeugsitzes, bestehend aus einem einstückigen Metall-Formteil, insbesondere aus Leicht­ metall-Druckguß, welches zumindest im Bereich von zwei Seitenholmen im Querschnitt jeweils ein Z-Profil mit einer Basiswandung und zwei gegenüberliegenden, ausgehend von der Basiswandung in entgegengesetzte Richtungen weisenden Abwinkelungen aufweist.

Ein derartiger Tragrahmen ist zunächst aus der DE 196 30 288 A1 bekannt. Aufgrund der speziellen Basisgeometrie, dort "Z-Profil" genannt, läßt sich der bekannte Tragrahmen auf sehr einfache und wirtschaftliche Weise in einem Arbeitsgang insbesondere aus Magnesium produzieren, indem ein relativ einfaches Druckguß-Formwerkzeug verwendet wer­ den kann, welches nach dem "Waffeleisenprinzip" arbeitet. Dies bedeutet, daß zwei Werkzeughälften lediglich in einer Richtung geschlossen und zum Entformen wieder geöffnet zu werden brauchen; Schieber oder dergleichen sind nicht erforderlich.

Derartigen Leichtmetall-Bauteilen insbesondere mit hohen Magnesiumanteilen kommt in der Kraftfahrzeugindustrie, und so auch zum Aufbau von Tragstrukturen für Sitze, eine wesentliche Bedeutung zu, und zwar im Zuge der immer höher werdenden Anforderungen, den Kraftstoffverbrauch durch Gewichtseinsparungen zu senken. Gegenüber dem früher für solche Tragstrukturen verwendeten Stahlblech weist Leicht­ metall zwar eine geringere Bruchdehnung auf, so daß dies durch einen relativ hohen Konstruktions- und Werkzeug­ aufwand kompensiert werden muß, jedoch wird dieser Aufwand durch die erreichte Gewichtseinsparung sowie durch den Umstand gerechtfertigt, daß solche Bauteile nicht mit korrosionshemmenden Mitteln überzogen zu werden brauchen.

Ein Rückenlehnenrahmen muß grundsätzlich bestimmten Forde­ rungen hinsichtlich einer Belastung durch Transportgüter, die im Raum hinter den Sitzen transportiert werden und bei starker Verzögerung des Fahrzeugs beschleunigt werden und dann auch von hinten auf die Rückenlehne auftreffen, Stand halten. In der DIN 75 410-2 sind bestimmte Rahmenbedingungen für die Prüfung der Steifigkeit einer Fahrzeug-Rückenlehne festgelegt. Bei einem Test dieser Art zeigte sich, daß ein zu prüfender Tragrahmen der oben genannten Art den gestell­ ten Anforderungen nicht entsprach. Gegenüber der vorge­ schriebenen, beschleunigten Masse von 18 kg konnte nur ein Teil der Energie aus Masse und Verzögerung aufgefangen werden.

Ein ähnlicher Tragrahmen ist in der US-PS 5 328 248, Fig. 11, dargestellt. Dabei besitzt das Profil der Seitenholme im vorderen Bereich Stege, die um 180° nach außen und hinten umgewinkelt sind. Es handelt sich hierbei somit nicht um ein "Z-Profil". Im Bereich der Seitenholme sind rippenartige, V-förmig bzw. zickzackförmig verlaufende Verstrebungen erkennbar, die offensichtlich die Seitenholme versteifen sollen. Diese Maßnahme dürfte jedoch unzurei­ chend sein.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Tragrahmen der gattungsgemäßen Art zu schaffen, der mit relativ geringem Mehraufwand an Material sowie auch mit geringem Konstruktions- und Herstellungsaufwand (insbeson­ dere auch des erforderlichen Werkzeugs) durch eine deutli­ che Erhöhung seiner Steifigkeit die einschlägigen Forderun­ gen (insbesondere nach DIN 75 410-1) erfüllt.

Erfindungsgemäß ist zur Lösung dieser Aufgabe vorgesehen, daß in zwei Winkelbereichen zwischen der Basiswandung und jeder Abwinkelung jeweils eine Verrippung gebildet ist. So­ mit sind in dem einen Winkelbereich eine erste und in dem anderen Winkelbereich eine zweite Verrippung vorgesehen. Hierbei wird eine besonders effektive Versteifung erreicht, wenn Rippen der ersten Verrippung über die Basiswandung bzw. praktisch "durch die Basiswandung hindurch, diese durchdringend" in Rippen der zweiten Verrippung übergehen; es handelt sich um eine bezüglich der Basiswandung "durch­ laufende Verrippung". Bezogen auf die zwischen den beiden Abwinkelungen gemessene Tiefe der Basiswandung überlappen sich die Rippen über einen bestimmten Überlappungsbereich hinweg. Dieser Überlappungsbereich erstreckt sich insbeson­ dere mindestens über etwa 1/7 bis 1/5 der Tiefe der Basis­ wandung. Bei dieser erfindungsgemäßen Ausführungsform kann (mindestens) eine der beiden Verrippungen wahlweise aus zickzackförmig verlaufenden Rippen (V-Rippen; etwa ent­ sprechend der US-PS 5 328 248, Fig. 11) oder aus sich kreuzenden Rippen (X-Rippen) bestehen.

Diese sich kreuzenden Rippen (X-Rippen) verlaufen insbe­ sondere derart doppel-zickzackförmig und jeweils schräg zur Profillängsrichtung, daß im etwa mittigen Bereich der senk­ recht zur Basiswandung gemessenen Breite der Abwinkelung Kreuzungen gebildet sind. Da sich diese Kreuzungen durch die sich schneidenden Flächen der Rippen bilden, sind sie im wesentlichen senkrecht zu der Abwinkelung bzw. etwa parallel zur Basiswandung ausgerichtet.

Es hat sich gezeigt, daß mit dem erfindungsgemäßen Trag­ rahmen eine deutlich erhöhte Versteifung gegen Wegknicken und vor allem gegen Verwindungen erreicht wird. Dabei wird vorteilhafterweise der Herstellungsprozeß nicht negativ beeinflußt. Die Gesamtform des Tragrahmens bleibt nahezu unverändert. Mit einem Mehraufwand an Material von nur etwa 140 g (nur etwa 12% des Gewichtes des gesamten Bauteils) wird eine Steigerung der Belastbarkeit des Tragrahmens auf 120% erreicht.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen sowie der folgenden Beschreibung ent­ halten.

Anhand von in der Zeichnung dargestellten, bevorzugten Ausführungsbeispielen soll der erfindungsgemäße Tragrahmen weitergehend erläutert werden. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine Perspektivansicht (schräg von vorn) eines erfindungsgemäßen Tragrahmens in einer ersten Ausführungsform,

Fig. 2 eine Teil-Vorderansicht auf den Bereich eines Seitenholmes in Pfeilrichtung II gemäß Fig. 1,

Fig. 3 einen vergrößerten Querschnitt des Seitenholms in der Schnittebene III-III gemäß Fig. 1 (bzw. in der ebene III-III gemäß Fig. 2, allerdings dem­ gegenüber in spiegelsymmetrischer Darstellung),

Fig. 4 eine Ansicht analog zu Fig. 2, d. h. in Pfeilrich­ tung II gemäß Fig. 1, jedoch in einer alternati­ ven Ausführungsvariante, und

Fig. 5 einen Querschnitt analog zu Fig. 3 in der Ausge­ staltung nach Fig. 4 (Schnittebene V-V gemäß Fig. 4, allerdings in spiegelsymmetrischer Darstel­ lung).

In den verschiedenen Figuren der Zeichnung sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden daher in der Regel auch jeweils nur einmal beschrie­ ben.

Wie sich aus Fig. 1 ergibt, besteht ein erfindungsgemäßer Tragrahmen 1 aus einem einstückigen Formteil insbesondere aus Magnesium-Druckguß. Dieses Formteil ist bezüglich seiner Rahmenkontur an die Form der Rückenlehne eines Fahr­ zeugsitzes angepaßt. Der Tragrahmen 1 besteht aus zwei Seitenholmen 2, die zur Bildung eines geschlossenen Rahmens mit einer ersten, unteren, d. h. einem nicht dargestellten Sitzkissenteil des Fahrzeugsitzes benachbarten Querstrebe 4 und einer zweiten, oberen, d. h. in einem Kopfstützen­ bereich angeordneten Querstrebe 6 verbunden sind. In der Nähe unterhalb der oberen Querstrebe 6 und parallel zu dieser ist vorzugsweise eine weitere, dritte Querstrebe 8 vorgesehen. Hierbei dienen die obere und dritte Querstrebe 6, 8 neben der Versteifung des Tragrahmens 1 auch zur Auf­ nahme einer Kopfstütze bzw. zur Bildung eines integrierten Kopfstützenbereichs.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Tragrahmen 1 bezüglich seiner Längsmittelachse 10 symmetrisch ausgebil­ det. Demzufolge sind die Seitenholme 2 bezüglich ihres Profils spiegelsymmetrisch. Diese Symmetrie ist aber ein Sonderfall; gewöhnlich ist der Tragrahmen 1 ein "Rechts- Links-Teil", wobei der rechte und der linke Seitenholm 2 nicht spiegelsymmetrisch ausgebildet sind.

Der gesamte Tragrahmen 1 läßt sich in einem Formvorgang herstellen, indem er eine etwa schalenförmige Ausgestaltung derart aufweist, daß eine Entformung durch einfaches Tren­ nen der Formhälften möglich ist ("Waffeleisen-Prinzip").

Die Längsmittelachse 10 entspricht in der Einbaulage im Fahrzeug - abgesehen von einer variablen Lehnenneigung - etwa der vertikalen Fahrzeugachse Z. In Fig. 1 sind zusätz­ lich die der Fahrtrichtung entsprechende horizontale Längs­ achse X sowie die Fahrzeug-Querachse Y eingezeichnet.

Wie sich insbesondere aus Fig. 3 bzw. 5 jeweils ergibt, weisen die Seitenholme 2 im Querschnitt jeweils ein "Z-Pro­ fil" bzw. Doppel-L-Profil mit einer Basiswandung 12 und zwei gegenüberliegenden, ausgehend von der Basiswandung 12 in entgegengesetzte Richtungen weisenden Abwinkelungen 14 und 16 auf. Die Basiswandung 12 liegt - bezogen auf die Anordnung der Rückenlehne im Fahrzeug - etwa in einer Ebene, die durch die Längsachse X und die Vertikalachse Z definiert ist. Dementsprechend erstrecken sich die Ab­ winkelungen 14, 16 jeweils entsprechend der Querachse Y. Die im nach vorn (in Fahrtrichtung) weisenden Bereich der Basiswandung 12 angeordnete Abwinkelung 14 erstreckt sich jeweils als um etwa 90° abgewinkelter Steg nach außen. Die im hinteren Bereich der Basiswandung 12 sich anschließende Abwinkelung 16 erstreckt sich jeweils etwa rechtwinklig nach innen. Vorzugsweise schließt sich an diese hintere Abwinkelung 16 ein weiterer abgewinkelter Endsteg 18 an, der sich etwa parallel zur Basiswandung 12 nach vorne er­ streckt. Hierdurch ergibt sich praktisch ein U-Profil­ abschnitt 20 mit einem von der hinteren Abwinkelung 16 gebildeten Boden, einem ersten, längeren, von der Basiswan­ dung 12 gebildeten Schenkelabschnitt sowie einem zweiten, kürzeren, von dem Endsteg 18 gebildeten Schenkelabschnitt.

Bei der ersten, in den Fig. 1 bis 3 veranschaulichten Aus­ führungsform der Erfindung ist im Winkelbereich zwischen der Basiswandung 12 und der Abwinkelung 16, d. h. innerhalb des bevorzugt vorgesehenen U-Profilabschnittes 20, eine erste Verrippung 22 aus sich kreuzenden Rippen 24 gebildet. Wie sich aus Fig. 3 ergibt, sind die Rippen 24 einstückig zwischen der Basiswandung 12, der hinteren Abwinkelung 16 und dem Endsteg 18 eingeformt. Bezüglich ihrer Flächenform verlaufen die Rippen 24 im wesentlichen senkrecht zur Ab­ winkelung 16. Durch einen doppel-zickzackförmigen, zur Profil-Längsrichtung - insbesondere in einem Winkel von etwa 45° - schrägen Verlauf der Rippen 24 ergeben sich im etwa mittigen Bereich der senkrecht zur Basiswandung 12 gemessenen Breite der Abwinkelung 16 Kreuzungen 26. Diese Kreuzungen 26 sind bevorzugt - aus form- bzw. entformtech­ nischen Gründen - etwa zapfenförmig ausgeformt und im we­ sentlichen senkrecht zur Abwinkelung 16 bzw. etwa parallel zur Basiswandung 12 ausgerichtet. Die Rippen 14 weisen freie, nach vorne (in Fahrtrichtung) weisende Endkanten 28 auf, die gemäß Fig. 3 etwa auf einer als Strichpunktlinie angedeuteten Verbindungslinie zwischen den Endkanten des Endsteges 18 und der vorderen Abwinkelung 14 liegen.

Im Winkelbereich zwischen der Basiswandung 12 und der anderen, vorderen Abwinkelung 14 ist erfindungsgemäß eine weitere, zweite Verrippung 30 gebildet. Die zweite Ver­ rippung 30 besteht aus einzelnen Rippen 32, die jeweils ausgehend von der vorderen Abwinkelung 14 in Richtung der Basiswandung 12 schräg auslaufen und bevorzugt im etwa mittigen Bereich enden (s. Fig. 3 und 5). Dabei können sich die Rippen 24 der ersten Verrippung 22 gemäß Fig. 1 über die gesamte Tiefe T der Basiswandung 12 oder aber - gemäß Fig. 3 und 5 - ebenfalls nur über einen Teilbereich der Basiswandung 12 erstrecken. Dabei ist es aber wesentlich, daß sich die Rippen 24 einerseits und die Rippen 32 ande­ rerseits - bezogen auf die Tiefe T der Basiswandung 12 - über einen bestimmten Überlappungsbereich U von insbesonde­ re mindestens etwa 1/7 bis 1/5 der Tiefe T überlappen. Die Rippen 24 gehen zweckmäßigerweise praktisch "durch die Basiswandung 12" hindurch in die Rippen 32 der zweiten Ver­ rippung 30 über. Es handelt sich um eine "durchlaufende" Verrippung.

Eine Ausführungsvariante zur Ausführungsform der Fig. 1 bis 3 ist in den Fig. 4 und 5 veranschaulicht. Dabei besteht die erste Verrippung 22a - anstatt aus Kreuz-Rippen (X-Rip­ pen) - aus zickzackförmig verlaufenden Rippen 34 (V-Rip­ pen).

Abschließend sei noch erwähnt, daß - siehe Fig. 1 - zu­ mindest die obere Querstrebe 6 bevorzugt als nach vorne offenes U-Profil mit einer Verrippung 36 aus insbesondere kreuzförmig verlaufenden Rippen 38 ausgebildet ist. Hier­ durch wird auch in diesem Bereich einer Kopfstütze eine hohe Steifigkeit erreicht.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschrie­ benen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern umfaßt auch alle im Sinne der Erfindung gleichwirkenden Ausführungen. Ferner ist die Erfindung bislang auch noch nicht auf die im Anspruch 1 definierte Merkmalskombination beschränkt, son­ dern kann auch durch jede beliebige andere Kombination von bestimmten Merkmalen aller insgesamt offenbarten Einzel­ merkmalen definiert sein. Dies bedeutet, daß grundsätzlich praktisch jedes Einzelmerkmal des Anspruchs 1 weggelassen bzw. durch mindestens ein an anderer Stelle der Anmeldung offenbartes Einzelmerkmal ersetzt werden kann. Insofern ist der Anspruch 1 lediglich als ein erster Formulierungs­ versuch für eine Erfindung zu verstehen.

Claims (12)

1. Tragrahmen (1) für eine Rückenlehne eines Fahrzeug­ sitzes, bestehend aus einem einstückigen Metall-Form­ teil, insbesondere aus Leichtmetall-Druckguß, welches zumindest im Bereich von zwei Seitenholmen (2) im Querschnitt jeweils ein Z-Profil mit einer Basiswan­ dung (12) und zwei gegenüberliegenden, ausgehend von der Basiswandung (12) in entgegengesetzte Richtungen weisenden Abwinkelungen (14, 16) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß in zwei zwischen der Basiswandung (12) und den Abwinke­ lungen (14, 16) gebildeten Winkelbereichen jeweils eine Verrippung (22; 22a; 30) gebildet ist.

2. Tragrahmen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Rippen (24/34) der einen, ersten Verrippung (22/22a) über die Basiswandung (12) in Rippen (32) der anderen, zweiten Verrippung (30) übergehen, wobei sich die Rippen (24/34; 32) - bezogen auf die zwischen den beiden Abwinkelungen (14, 16) gemessene Tiefe (T) der Basiswandung (12) - über einen Überlappungsbereich (U) hinweg überlappen.

3. Tragrahmen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Überlappungsbereich (U) sich mindestens über etwa 1/7 bis 1/5 der Tiefe (T) der Basiswandung (12) erstreckt.

4. Tragrahmen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß min­ destens eine der zwei Verrippungen (22; 22a) aus sich kreuzenden Rippen (24) oder aus zickzackförmig ver­ laufenden Rippen (34) besteht.

5. Tragrahmen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die sich kreuzenden Rippen (24) derart doppel-zickzackför­ mig und jeweils - insbesondere in einem Winkel von etwa 45° - schräg zur Profillängsrichtung verlaufen, daß im etwa mittigen Bereich der senkrecht zur Basis­ wandung (12) gemessenen Breite der Abwinkelung (16) Kreuzungen (26) gebildet sind.

6. Tragrahmen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet daß die Rippen (24/34; 32) - jeweils ausgehend von der zuge­ hörigen Abwinkelung (14/16) - zur Basiswandung (12) hin auslaufen.

7. Tragrahmen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Basiswandung (12) - bezogen auf eine Anordnung der Rückenlehne in einem Fahrzeug - etwa in einer Ebene liegt, die durch eine Längsachse (X) und eine Verti­ kalachse (Z) definiert ist, wobei sich die Abwinkelun­ gen (14, 16) jeweils entsprechend einer Querachse (Y) erstrecken.

8. Tragrahmen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß - ausgehend von den sich nach innen aufeinanderzu er­ streckenden, einer Lehnenhinterseite nächstliegenden Abwinkelungen (16) der Seitenholme (2) - sich jeweils ein abgewinkelter Endsteg (18) etwa parallel zur Basiswandung (12) erstreckt, so daß jeweils ein U-Pro­ filabschnitt (20) mit einem von der Abwinkelung (16) gebildeten Boden, einem ersten, längeren, von der Basiswandung (12) gebildeten Schenkelabschnitt und einem zweiten, kürzeren, von dem Endsteg (18) gebilde­ ten Schenkelabschnitt gebildet ist.

9. Tragrahmen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die aus den sich kreuzenden Rippen (24) oder aus den zick­ zackförmigen Rippen (34) bestehende Verrippung (22/22a) jeweils innerhalb des U-Profilabschnittes (20) angeordnet ist, wobei die Rippen (24/34) auch mit dem Endsteg (18) verbunden sind.

10. Tragrahmen nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenholme (2) zur Bildung eines geschlossenen Rahmens mit einer ersten Querstrebe (4) und einer zweiten Querstrebe (6) verbunden sind.

11. Tragrahmen nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß in der Nähe der zweiten Querstrebe (6) eine weitere, dritte Querstrebe (8) vorgesehen ist.

12. Tragrahmen nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß zu­ mindest eine der Querstreben (4, 6, 8), insbesondere die zweite, in einem Kopfstützenbereich der Lehne angeord­ nete Querstrebe (6), als U-Profil mit einer Verrippung (36) aus insbesondere kreuzförmig verlaufenden Rippen (38) ausgebildet ist.