DE19833887C2 - Tragrahmen für eine Rückenlehne eines Fahrzeugsitzes - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Tragrahmen für eine Rückenlehne eines Fahrzeugsitzes, bestehend aus ei­ nem 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 wei­ senden Abwinkelungen aufweist.

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

Derartigen Leichtmetall-Bauteilen insbesondere mit ho­ hen Magnesiumanteilen kommt in der Kraftfahrzeugindu­ strie, und so auch zum Aufbau von Tragstrukturen für Sitze, eine wesentliche Bedeutung zu, und zwar im Zuge der im­ mer höher werdenden Anforderungen, den Kraftstoffver­ brauch durch Gewichtseinsparungen zu senken. Gegenüber dem früher für solche Tragstrukturen verwendeten Stahl­ blech weist Leichtmetall zwar eine geringere Bruchdehnung auf, so daß dies durch einen relativ hohen Konstruktions- und Werkzeugaufwand kompensiert werden muß, jedoch wird dieser Aufwand durch die erreichte Gewichtseinspa­ rung sowie durch den Umstand gerechtfertigt, daß solche Bauteile nicht mit korrosionshemmenden Mitteln überzogen zu werden brauchen.

Ein Rückenlehnenrahmen muß grundsätzlich bestimmten Forderungen hinsichtlich einer Belastung durch Transport­ güter, die im Raum hinter den Sitzen transportiert werden und bei starker Verzögerung des Fahrzeugs beschleunigt werden und dann auch von hinten auf die Rückenlehne auf­ treffen, 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 ge­ nannten Art den gestellten Anforderungen nicht entsprach. Gegenüber der vorgeschriebenen, beschleunigten Masse von 18 kg konnte nur ein Teil der Energie aus Masse und Verzögerung aufgefangen werden.

Ein ähnlicher Tragrahmen ist in der US 5 328 248 A, 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 rippen­ artige, V förmig bzw. zickzackförmig verlaufende Verstre­ bungen erkennbar, die offensichtlich die Seitenholme ver­ steifen sollen. Diese Maßnahme dürfte jedoch unzureichend 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 (insbesondere auch des erforderlichen Werkzeugs) durch eine deutliche Erhöhung seiner Steifigkeit die einschlägigen Forderungen (insbesondere nach DIN 75 410-1) erfüllt.

Erfindungsgemäß ist zur Lösung dieser Aufgabe vorgese­ hen, daß in zwei Winkelbereichen zwischen der Basiswan­ dung und jeder Abwinkelung jeweils eine Verrippung gebil­ det ist. Somit sind in dem einen Winkelbereich eine erste und in dem anderen Winkelbereich eine zweite Verrippung vorgesehen. Hierbei wird eine besonders effektive Verstei­ fung erreicht, wenn Rippen der ersten Verrippung über die Basiswandung bzw. praktisch "durch die Basiswandung hin­ durch, diese durchdringend" in Rippen der zweiten Verrip­ pung übergehen; es handelt sich um eine bezüglich der Ba­ siswandung "durchlaufende Verrippung". Bezogen auf die zwischen den beiden Abwinkelungen gemessene Tiefe der Basiswandung überlappen sich die Rippen über einen be­ stimmten Überlappungsbereich hinweg. Dieser Überlap­ pungsbereich erstreckt sich insbesondere mindestens über etwa 1/7 bis 1/5 der Tiefe der Basiswandung. Bei dieser er­ findungsgemäßen Ausführungsform kann (mindestens) eine der beiden Verrippungen wahlweise aus zickzackförmig verlaufenden Rippen (V-Rippen; etwa entsprechend der US 5 328 248, Fig. 11) oder aus sich kreuzenden Rippen (X- Rippen) bestehen.

Diese sich kreuzenden Rippen (X-Rippen) verlaufen ins­ besondere derart doppel-zickzackförmig und jeweils schräg zur Profillängsrichtung, daß im etwa mittigen Bereich der senkrecht zur Basiswandung gemessenen Breite der Abwin­ kelung 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 Tragrahmen eine deutlich erhöhte Versteifung gegen Weg­ knicken 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 ge­ samten Bauteils) wird eine Steigerung der Belastbarkeit des Tragrahmens auf 120% erreicht.

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

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

Fig. 1 eine Perspektivansicht (schräg von vorn) eines er­ findungsgemäßen Tragrahmens in einer ersten Ausfüh­ rungsform,

Fig. 2 eine Teil-Vorderansicht auf den Bereich eines Sei­ tenholmes 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 demgegenüber in spiegelsym­ metrischer Darstellung),

Fig. 4 eine Ansicht analog zu Fig. 2, d. h. in Pfeilrichtung II gemäß Fig. 1, jedoch in einer alternativen Ausführungs­ variante, und

Fig. 5 einen Querschnitt analog zu Fig. 3 in der Ausge­ staltung nach Fig. 4 (Schnittebene V-V gemäß Fig. 4, aller­ dings in spiegelsymmetrischer Darstellung).

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 insbeson­ dere aus Magnesium-Druckguß. Dieses Formteil ist bezüg­ lich seiner Rahmenkontur an die Form der Rückenlehne ei­ nes Fahrzeugsitzes angepaßt. Der Tragrahmen 1 besteht aus zwei Seitenholmen 2, die zur Bildung eines geschlossenen Rahmens mit einer ersten, unteren, d. h. einem nicht darge­ stellten Sitzkissenteil des Fahrzeugsitzes benachbarten Querstrebe 4 und einer zweiten, oberen, d. h. in einem Kopfstützenbereich 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 ausge­ bildet. 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 Formvor­ gang herstellen, indem er eine etwa schalenförmige Ausge­ staltung derart aufweist, daß eine Entformung durch einfa­ ches Trennen 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- Profil" bzw. Doppel-L-Profil mit einer Basiswandung 12 und zwei gegenüberliegenden, ausgehend von der Basis­ wandung 12 in entgegengesetzte Richtungen weisenden Ab­ winkelungen 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 Abwinkelungen 14, 16 jeweils entsprechend der Querachse Y. Die im nach vorn (in Fahrtrichtung) weisen­ den Bereich der Basiswandung 12 angeordnete Abwinke­ lung 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 je­ weils etwa rechtwinklig nach innen. Vorzugsweise schließt sich an diese hintere Abwinkelung 16 ein weiterer abgewin­ kelter Endsteg 18 an, der sich etwa parallel zur Basiswan­ dung 12 nach vorne erstreckt. Hierdurch ergibt sich prak­ tisch ein U-Profilabschnitt 20 mit einem von der hinteren Abwinkelung 16 gebildeten Boden, einem ersten, längeren, von der Basiswandung 12 gebildeten Schenkelabschnitt so­ wie einem zweiten, kürzeren, von dem Endsteg 18 gebilde­ ten 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. inner­ halb des bevorzugt vorgesehenen U-Profilabschnittes 20, eine erste Verrippung 22 aus sich kreuzenden Rippen 24 ge­ bildet. Wie sich aus Fig. 3 ergibt, sind die Rippen 24 ein­ stückig zwischen der Basiswandung 12, der hinteren Ab­ winkelung 16 und dem Endsteg 18 eingeformt. Bezüglich ihrer Flächenform verlaufen die Rippen 24 im wesentlichen senkrecht zur Abwinkelung 16. Durch einen doppel-zick­ zackförmigen, 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. entformtechnischen Gründen - etwa zapfenför­ mig ausgeformt und im wesentlichen senkrecht zur Abwin­ kelung 16 bzw. etwa parallel zur Basiswandung 12 ausge­ richtet. Die Rippen 14 weisen freie, nach vorne (in Fahrt­ richtung) weisende Endkanten 28 auf, die gemäß Fig. 3 etwa auf einer als Strichpunktlinie angedeuteten Verbindungsli­ nie zwischen den Endkanten des Endsteges 18 und der vor­ deren 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 aus­ gehend 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 - ge­ mäß 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 anderer­ seits - bezogen auf die Tiefe T der Basiswandung 12 - über einen bestimmten Überlappungsbereich U von insbesondere 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 Verrippung 30 über. Es handelt sich um eine "durchlau­ fende" 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- Rippen) - aus zickzackförmig verlaufenden Rippen 34 (V- Rippen).

Abschließend sei noch erwähnt, daß - siehe Fig. 1 - zu­ mindest die obere Querstrebe 6 bevorzugt als nach vorne of­ fenes 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 Ausfüh­ rungen. Ferner ist die Erfindung bislang auch noch nicht auf die im Anspruch 1 definierte Merkmalskombination be­ schränkt, sondern kann auch durch jede beliebige andere Kombination von bestimmten Merkmalen aller insgesamt offenbarten Einzelmerkmalen definiert sein. Dies bedeutet, daß grundsätzlich praktisch jedes Einzelmerkmal des An­ spruchs 1 weggelassen bzw. durch mindestens ein an ande­ rer Stelle der Anmeldung offenbartes Einzelmerkmal ersetzt werden kann. Insofern ist der Anspruch 1 lediglich als ein erster Formuliernngsversuch für eine Erfindung zu verste­ hen.

Claims (12)

1. Tragrahmen (1) für eine Rückenlehne eines Fahr­ zeugsitzes, bestehend aus einem einstückigen Metall- Formteil, insbesondere aus Leichtmetall-Druckguß, welches zumindest im Bereich von zwei Seitenholmen (2) im Querschnitt jeweils ein Z-Profil mit einer Basis­ wandung (12) und zwei gegenüberliegenden, ausge­ hend von der Basiswandung (12) in entgegengesetzte Richtungen weisenden Abwinkelungen (14, 16) auf­ weist, dadurch gekennzeichnet, daß in zwei zwischen der Basiswandung (12) und den Abwinkelungen (14, 16) gebildeten Winkelbereichen jeweils eine Verrip­ pung (22; 22a; 30) gebildet ist.

2. Tragrahmen nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß Rippen (24/34) der einen, ersten Verrip­ pung (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) gemes­ sene Tiefe (T) der Basiswandung (12) - über einen Überlappungsbereich (U) hinweg überlappen.

3. Tragrahmen nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Überlappungsbereich (U) sich minde­ stens über etwa 1/7 bis 1/5 der Tiefe (T) der Basiswan­ dung (12) erstreckt.

4. Tragrahmen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß mindestens eine der zwei Verrippungen (22; 22a) aus sich kreuzenden Rippen (24) oder aus zickzackförmig verlaufenden Rippen (34) besteht.

5. Tragrahmen nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die sich kreuzenden Rippen (24) derart doppel-zickzackförmig und jeweils - insbesondere in einem Winkel von etwa 45° - schräg zur Profillängs­ richtung verlaufen, daß im etwa mittigen Bereich der senkrecht zur Basiswandung (12) gemessenen Breite der Abwinkelung (16) Kreuzungen (26) gebildet sind.

6. Tragrahmen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß die Rippen (24/34; 32) - je­ weils ausgehend von der zugehörigen Abwinkelung (14/16) - zur Basiswandung (12) hin auslaufen.

7. Tragrahmen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß die Basiswandung (12) - bezogen auf eine Anordnung der Rückenlehne in ei­ nem Fahrzeug - etwa in einer Ebene liegt, die durch eine Längsachse (X) und eine Vertikalachse (Z) defi­ niert ist, wobei sich die Abwinkelungen (14, 16) je­ weils entsprechend einer Querachse (Y) erstrecken.

8. Tragrahmen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß - ausgehend von den sich nach innen aufeinanderzu erstreckenden, einer Lehnen­ hinterseite nächstliegenden Abwinkelungen (16) der Seitenholme (2) - sich jeweils ein abgewinkelter End­ steg (18) etwa parallel zur Basiswandung (12) er­ streckt, so daß jeweils ein U-Profilabschnitt (20) mit ei­ nem von der Abwinkelung (16) gebildeten Boden, ei­ nem ersten, längeren, von der Basiswandung (12) ge­ bildeten Schenkelabschnitt und einem zweiten, kürze­ ren, von dem Endsteg (18) gebildeten Schenkelab­ schnitt gebildet ist.

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

10. Tragrahmen nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß die Seitenholme (2) zur Bil­ dung eines geschlossenen Rahmens mit einer ersten Querstrebe (4) und einer zweiten Querstrebe (6) ver­ bunden sind.

11. Tragrahmen nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, 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 zumindest eine der Querstreben (4, 6, 8), insbesondere die zweite, in einem Kopfstüt­ zenbereich der Lehne angeordnete Querstrebe (6), als U-Profil mit einer Verrippung (36) aus insbesondere kreuzförmig verlaufenden Rippen (38) ausgebildet ist.