DE19854094C2 - Lagerung für einen Fahrzeugsitz und Rolle hierfür - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Lagerung für einen Fahrzeugsitz gemäß dem
Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie eine für diese Lagerung
verwendete Rolle.
Bereits 1976 wurde eine schwingungstechnische und arbeitsphysiologische
Untersuchung von Fahrzeugsitzen veröffentlicht, bei der unter anderem
auch die aus unterschiedlichen Fahrbahnverhältnissen resultierenden
Karosserieschwingungen berücksichtigt wurden (näheres hierzu siehe ATZ
Automobiltechnische Zeitschrift 76 (1974), Seite 216 ff.). Das gleiche Thema
wird auch behandelt in der Veröffentlichung "Evaluation of ride comfort"
(international journal of vehicle design, Vol. 15, 3/4/5, 1994, Seiten 318-
325). Konkrete Konstruktionsvorschläge für die Anbindung von Sitzen an die
Fahrzeugkarosserie können diesen wissenschaftlichen Untersuchungen
jedoch nicht entnommen werden.
Aus der Patentliteratur sind konzeptionell höchst unterschiedliche Lösungen
bekannt geworden, mit denen der negative Einfluß von
Karosserieschwingungen auf den in einem Fahrzeugsitz befindlichen
Insassen minimiert werden soll. So zeigt beispielsweise die DE 39 09 221-
C2 (B60N 2/00) für einen Fahrzeugsitz einen relativ zu einem Sitzgestell
beweglichen Polsterträger, der mittels Schwingungsdämpferelemente
sozusagen schwimmend in dem Sitzgestell gehalten ist.
Die DE 296 22 262-U1 (B60N 2/02) zeigt eine lineare Führungsanordnung
mit zwei ineinander greifenden U-Profilschienen, zwischen denen ein
mikrozelliges PUR-elastomer mit Federungs- und Dämpfungseigenschaften
eingespannt ist. Aufgrund der Relativbewegungen zwischen den U-
Profilschienen ist hier mit einem erhöhten Verschleiß der
Dämpfungselemente zu rechnen.
Die RU-2087343-C1 zeigt eine aufwendige Konstruktion für die Integration
eines Dämpfungselementes zwischen Fahrzeugsitz und Fahrzeugboden.
Die DE 40 30 807-C2 (B60N 2/06) zeigt eine Sitzschiebeführung, bei der
eine untere Schiene in die Aussparung eines Schall- und
Schwingungsdämpfungselementes eingesetzt ist. Die dort gewählte
Anordnung ist allerdings nicht geeignet, da am Karosserieboden erzeugte
Schwingungen vom Sitzgestell fernzuhalten sind, da die einzelnen
Bauelemente der Sitzschiebeführung einander stets berühren.
Die DE 196 48 170 C1 zeigt für eine in einer Führungsschiene bewegbare
Rolle eine Konstruktion, die hinsichtlich ihres prinzipiellen Aufbaus in etwa
mit derjenigen aus der EP 0765776-A2 vergleichbar ist. Zur Bereitstellung
einer klapperfreien Führung für einen rollengelagerten Fahrzeugsitz
innerhalb einer Führungsschiene ist ein elastisches Glied vorgesehen, das
auf der Außenumfangsseite der Laufrolle gehalten ist und diese gegen die
Führungsschiene in der Weise verspannt, dass stets eine auf
Festkörperkontakt basierende Verspannung zwischen dem Gestell des
Fahrzeugsitzes, der Laufrolle und der Führungsschiene sichergestellt ist.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, den
negativen Einfluß von Karosserieschwingungen auf den Sitzkomfort von
Fahrzeugen mit einer möglichst einfachen Konstruktion weitestgehend zu
minimieren.
Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Lagerung gemäß Patentanspruch 1 und
einer dafür verwendeten Rolle gemäß Patentanspruch 2. Die Ansprüche 3-
11 betreffen besonders zweckmäßige Weiterbildungen der
erfindungsgemäßen Rolle.
Erfindungsgemäß wird als Lagerung für den Fahrzeugsitz eine in
Führungsschienen bewegbare Rolle vorgesehen, wie sie beispielsweise in
der EP-0765776-A2 gezeigt ist. Dieser Rolle wird ein Dämpfungselement in
der Weise zugeordnet, daß sich eine schwingungstechnische Entkopplung
des Fahrzeugsitzgestells von der Fahrzeugkarosserie ergibt. Zu diesem
Zweck ist die Rolle zumindest dreiteilig aufgeführt, und zwar mit wenigstens
einem in der Führungsschiene abrollendem Laufrad, wenigstens einem am
Sitzgestell gelagerten Lagerring, sowie einem zwischen diesen
angeordneten Dämpfungselement. Das Laufrad und der Lagerring berühren
sich einander nicht, so daß keinerlei Körperschall von der Karosserie auf
das Sitzgestell des Fahrzeugsitzes übertragen werden kann. Der gesamte
Fahrzeugsitz schwimmt also in den Dämpfungselementen der einzelnen den
Fahrzeugsitzfüssen zugeordneten Rollen.
Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Lagerung ist darin zu sehen,
daß mit einem prinzipiell identischen Aufbau für unterschiedliche
Fahrzeugtypen jeweils eine optimale Entkopplung gewählt werden kann.
Ausgehend von fahrzeugspezifischen Eigenfrequenzen und
Schwingungsmaxima kann der Werkstoff des Dämpfungselementes
und/oder die Geometrie wenigstens eines der Elemente Laufrad, Lagerring
oder Dämpfungselement so verändert werden, daß jeweils
fahrzeugspezifisch ein Optimum einstellbar ist, ohne daß an den
Außenmassen der einzelnen Rollen Veränderungen vorgenommen werden
müssen. Es können somit Rollen, die äußerlich baugleich sind, im Inneren
jedoch ein anderes Dämpfungsverhalten zeigen, in standardisiert
ausgeführte Führungsschienen eingesetzt werden.
Vorteilhaft ist auch die leichte Realisierbarkeit der Erfindung an bereits in
Serie befindlichen Fahrzeugsitzlagerungen. Beispielsweise bei einer gemäß
der EP-0765776-A2 ausgeführten Sitzlagerung lediglich der Rollenkörper
auszuwechseln. Alle anderen Bauteile können unverändert bleiben. Damit
können bereits auf dem Markt befindliche Fahrzeugsitzlagerungen
gegebenenfalls auch mit einer erfindungsgemäßen Lagerung nachgerüstet
werden. Hervorzuheben ist aus ein in der Rolle befindliches Stützelement
gemäß den Ansprüchen 5-7. Dieses Stützelement ist so ausgelegt, daß die
Relativbeweglichkeit zwischen dem Laufrad und dem Lagerring auf ein
vorgegebenes Maß begrenzt ist, um so Überlastungen an dem
Dämpfungselement zu vermeiden. Es werden beispielsweise punktuell
schlagartige Belastungen von der Fahrzeugkarosserie auf das Sitzgestell
übertragen, entsteht kurzzeitig unter Überbrückung des
Dämpfungselementes ein Festkörperkontakt zwischen Laufrad, Stützelement
und Lagerring. Die Elastizität des Dämpfungselementes sorgt im Schluß an
die Schlagbelastung wieder dafür, daß der Festkörperkontakt aufgehoben ist
und die gewünschte Kopplung so wieder hergestellt ist.
Die erfindungsgemäße Rolle kann mit konventionellen
Vulkanisationstechniken erzeugt werden und ist damit in
fertigungstechnischer Hinsicht unproblematisch.
Ein besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der
Zeichnung dargestellt. Es zeigt
Fig. 1: in perspektivischer Ansicht einen Ausschnitt aus einer
erfindungsgemäßen Lagerung,
Fig. 2: für die in Fig. 1 dargestellte Lagerung eine Schnittansicht und
Fig. 3: eine Seitenansicht für eine in Fig. 2 dargestellte Rolle
Alle Bauteile beziehungsweise Bauteilabschnitte weisen in sämtlichen
Figuren die gleiche Bezifferung auf.
Man erkennt in Fig. 1 eine Profilschiene 1, in der eine insgesamt mit 2
bezeichnete Rolle in Fahrzeuglängsrichtung hin- und herbewegbar ist. Der
in Fig. 1 gezeigte Ausschnitt zeigt von einem insgesamt vier Sitzfüße
aufweisenden Fahrzeugsitz 3 (siehe Fig. 2) einen Sitzfuß 4, an dem die
Rolle 2 mittels eines Lagerzapfens 5 gehalten ist. Für einen einwandfreien
Lauf der Rolle 2 in der Führungsschiene 1 sorgt eine Andruckrolle 6, die
mittels eines Halterungsarmes 7 über ein Gummilager 8 in einer dem Sitzfuß
4 zugeordneten Lagerhülse 9 begrenzt drehbar gelagert ist (siehe hierzu
ebenfalls Fig. 2). In Verbindung mit dem Gummilager 8 ist also die
Anordnung des Halterungsarmes 7 torsionselastisch, so daß die
Andruckrolle 6 an der oberen Wandung der Führungsschiene 1 abgestützt
ist und in Verbindung mit dieser einen Druck auf die Rolle 2 gegen
Teillaufflächen 10,11 im unteren Bereich der Führungsschiene 1 ausübt.
Wesentliche Elemente der Rolle 2 sind hier ein Laufring 12, ein ringartiges
Dämpfungselement 13, und ein Lagerring 14, der auf dem durch
Verschraubung in einer Schweißmutter 15 drehfest angeordneten Zapfen 5
entweder direkt oder über eine Lagerbuchse 14a (mit Strichlinien
angedeutet) drehbeweglich angeordnet ist. Von herausragender Bedeutung
sind hier auch Stützelemente 16, 17, die hier nach Art eines Sprengringes in
das Laufrad 13 eingepaßt sind und zum Lagerring 14 hin eine wellige Kontur
aufweisen. Die Berge dieser wellenförmigen Kontur weisen zum Lagerring
14 einen vorgegebenen Abstand von beispielsweise d = 1 mm auf. Bei einer
für das Dämpfungselement gewählten Shore-Härte von 65 wird also ein
Festkörperkontakt zwischen Laufrad 12 und Lagerring 14 erst bei einer Last
von ca. 800 N erreicht. Derartige Belastungsspitzen kommen nur punktuell
vor und sind nicht das Resultat des gewöhnlichen Fahrbetriebs an einem
Fahrzeug. Um aber bei auftretenden Belastungsspitzen (beispielsweise
nach einer schnellen Auffahrt auf Bordsteinen oder schneller Überfahrt von
Straßenschwellen) keine allzu hohe Beanspruchung in das
Dämpfungselement 13 einzuleiten, wird hier wirksam die relative
Beweglichkeit zwischen Laufrad 12 und Lagerring 14 begrenzt.
Die Stützelemente 16 und 17 können ergänzend oder alternativ auch auf
dem Lagerring 14 angeordnet sein und weisen dann ein Wellenprofil auf,
das gegen das Laufrad 12 gerichtet ist. Wichtig in diesem Zusammenhang
ist auch, daß die Stützelemente 16 und 17 seitlichen Halt geben und damit
bei Querbeschleunigungen beim Fahrzeug ein seitliches Wegschwimmen
des gesamten Fahrzeugsitzes 3 über das Dämpfungselement 13
unterbinden.
Insbesondere aus Fig. 3 ersichtlich, daß die Stützelement 16, 17 hier nach
Art eines Sprengringes ausgeführt sind. Vorstellbar ist jedoch auch eine
einstückige Anformung der Stützelementes 16, 17 in dem Laufrad 12
und/oder an dem Lagerring 14.
Besonders vorteilhafte Ergebnisse konnten in praktischen Versuchen für
Rollen erzielt werden, die bei einem Gesamtaußendurchmesser von ca. 41,5 mm
eine Aufteilung der Querschnittsflächen von Laufrad 12, Lagerring 14
und Dämpfungselement 13 in Verhältnis von ALF : ALR : ADE = 1 : 1 bis 1,3 : 0,5
bis 0,8 aufweisen. Für das Laufrad 12 wurde als Werkstoff bevorzugt
POM (Polyoxymethylen - beispielsweise Hostaform X341/3 oder
dergleichen) oder faserverstärkter Polyester (beispielsweise PBT 15 GF)
und für den Lagerring 14 bevorzugt Glyco-97 verzinnt oder Aluminium
eingesetzt.
Insbesondere aus Fig. 2 ist erkennbar, daß der Einsatz des
Dämpfungselementes 13 in der Rolle 2 keine negativen Auswirkungen auf
die Rollenqualität innerhalb der Führungsschiene 1 aufweist, weil die
Andruckrolle 6 auch bei leichter Einfederung des Dämpfungselementes 13
stets dafür sorgt, daß die Rolle 2 gegen die Führungsschiene 1 gedrückt
bleibt. Ein weiterer positiver Effekt der erfindungsgemäßen Rolle 2 besteht
darin, daß bei der Längsverschiebung des Fahrzeugsitzes 3 innerhalb der
Führungsschienen 1 gegenüber ein hier nur schematisch angedeuteten
Karosserieboden 18 das Rollenlaufgeräusch leiser wird. Die gesamte
Sitzlagerung wirkt dadurch hochwertiger.
Claims (11)
1. Lagerung für einen innerhalb einer Fahrzeugkarosserie (18)
bewegbaren Fahrzeugsitz (3) mit wenigstens einem Dämpfungselement
(13) zur Beeinflussung der von der Fahrzeugkarosserie (18) auf den
Fahrzeugsitz (3) übertragenen Schwingungen, dadurch gekennzeichnet,
daß als Lagerung wenigstens eine in einer Führungsschiene (1)
bewegbare Rolle (2) vorgesehen ist, die aus wenigstens einem in der
Führungsschiene (1) abrollendem Laufrad (12) und wenigstens einem
an einem Gestell des Fahrzeugsitzes (3) gelagerten Lagerring (14)
zusammengesetzt ist, welche (12, 14) zwischen sich einander nicht
berührend das Dämpfungselement (13) einschließen.
2. Rolle für eine Lagerung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen dem Laufrad (12) und dem Lagerring (14) als
Dämpfungselement ein gummielastischer Körper eingeformt ist.
3. Rolle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerring
(14) und das Laufrad (12) jeweils einteilig ausgeführt sind.
4. Rolle nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der
gummielastische Körper zwischen dem Laufrad (12) und dem Lagerring
(14) einvulkanisiert ist.
5. Rolle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß in dem Laufrad (12) und/oder an dem Lagerring
(14) ein die Relativbeweglichkeit zwischen Laufrad
(12) und Lagering (14) begrenzenden Stützelement
(16, 17) gehalten ist.
6. Rolle nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß das Stützelement (16, 17) nach Art eines Spreng
ringes gebildet ist, der in der radialen Ebene zur Lage
rung in dem Laufrad (12) beziehungsweise auf dem
Lagerring (14) im wesentlichen eine Kreiskontur und
zur Abstützung gegenüber dem Lagerring (14) bezie
hungsweise mit dem Laufrad (12) ein Wellenprofil auf
weist.
7. Rolle nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß das Stützelement (16, 17) integraler Bestandteil
des Laufrades (12) und/oder des Lagerringes (14).
8. Rolle nach mindestens einem der Ansprüche 1-7,
dadurch gekennzeichnet, daß für die Querschnitte des
Laufringes (ALF), des Lagerringes (ALR) und des
Dämpfungselementes (ADE) als Flächenverhältnisse
wählbar sind
ALF : ALR : ADE = 1 : 1 bis 1,3 : 0,5 bis 0,8
ALF : ALR : ADE = 1 : 1 bis 1,3 : 0,5 bis 0,8
9. Rolle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß als Werkstoff für das Dämpfungselement (16 und
17) EPDM mit einer Shore-Härte von 60 bis 80 ge
wählt ist.
10. Rolle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß als Werkstoff für das Laufrad (12) Polyoxymethy
len oder faserverstärkter Polyester gewählt ist.
11. Rolle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß als Werkstoff für den Lagerring (14) Aluminium
gewählt ist.
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