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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Arretiereinrichtung einer Längsverstellvorrichtung
eines Kraftfahrzeugsitzes, mit einerseits einer Rastenleiste, die
periodisch angeordnete Rastöffnungen
und Raststege aufweist und einer Bodenschiene der Längsverstellvorrichtung
zugeordnet ist sowie andererseits einer Sperreinheit, die einer
Sitzschiene der Längsverstellvorrichtung
zugeordnet ist und mindestens zwei, unabhängig von einander in Rastöffnungen
einrastbare und gemeinsam ausrastbare Sperrstifte aufweist, welche
in einem Führungsteil
angeordnet sind, das für
jeden Sperrstift eine Stiftbohrung aufweist.
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Eine
derartige Arretiereinrichtung ist aus der
DE 197 09 149 A vorbekannt.
Zum Stand der Technik wird weiterhin auch
EP 498 932 B sowie
DE 27 29 770 C verwiesen.
Derartige Arretiereinrichtungen werden auch als Mehrstiftarretiereinrichtungen
bezeichnet. Sie ermöglichen
eine feinstufige Längsverstellung.
In blockierter Stellung ist ein Sperrstift in Anlage an einem Raststeg.
Zumeist ist eine Schrägflanke
eines Sperrstiftes in Anlage an einem Raststeg. Die Schrägflanken
werden beispielsweise durch kegelstumpfförmige Bereiche am freien Ende
der Sperrstifte gebildet. Ein Sperrstift sperrt in einer Verschieberichtung.
Ein anderer Sperrstift sperrt in der anderen Verschieberichtung.
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Da
im allgemeinen nur ein Sperrstift für die Arretierung einer Verschieberichtung
verantwortlich, ist, wirken auf diesen einen Sperrstift und auf
den entsprechenden Raststeg, an dem der Sperrstift anliegt, wirken
bei einer unfallbedingten Belastung die gesamten Arretierungskräfte. Diese
bewirken bei hoher Belastung ein durchaus gewolltes Verbiegen des Sperrstiftes,
wie aus der eingangs genannten
DE 197 09 149 A bekannt ist. Nach einem Verbiegen
eines Sperrstiftes ändert
sich nun aber der Winkel zwischen seiner Sperrflanke und dem Raststeg.
Der Winkel wird größer. War
er zuvor im Bereich der Selbsthemmung, ist er nun nach dem Verbiegen
außerhalb
dieses Bereichs. Es wird eine Kraft auf den Sperrstift ausgeübt, die
ihn nach oben, also aus der Arretierung heraus, drückt. Es
muss aber vermieden werden, dass der Sperrstift vom zugehörigen Raststeg
frei kommt, weil sonst die Arretierung freigegeben wäre.
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Hier
setzt nun die Erfindung ein. Sie hat es sich zur Aufgabe gemacht,
die Arretiereinrichtung der eingangs genannten Art dahin gehend
weiter zu bilden, dass einem unfallbedingten Hochdrücken der Sperrstifte
aus einer Arretierstellung heraus entgegen gewirkt wird.
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Ausgehend
von der Arretiereinrichtung der eingangs genannten Art wird diese
Aufgabe dadurch gelöst,
dass mindestens einer der Raststifte einen Rillenbereich aufweist
und dass sich dieser Rillenbereich in Nähe eines unteren Endes der
zugehörigen Stiftbohrung
befindet, wenn der Raststift in eine der Rastöffnungen eingerastet ist.
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Mindestens
einer der Sperrstifte, vorzugsweise alle Sperrstifte haben einen
Rillenbereich, der auch als Crashrille oder Riffelung bezeichnet
wird. Im Bereich dieser Crashrille können sich mehrere Einzelrillen
befinden. Vorzugsweise sind drei bis fünf Einzelrillen vorgesehen.
Im Rillenbereich ist der Raststift verjüngt, vorzugsweise geringfügig verjüngt, zum
Beispiel zwischen 5 und 15 %, vorzugsweise etwa 8 % verjüngt. Die
Crashrille hat zudem zum freien Ende des Sperrstiftes hin vorzugsweise
einen scharfkantigen Übergang,
bildet insbesondere dort eine Kante bzw. eine Anschlagschlagsfläche aus.
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Aufgrund
der Riffelung mit einer Einzelrille oder mehreren Einzelrillen wird
einem impulsartigen oder auch langsam ablaufenden Hochdrücken des Sperrstiftes
aus seiner Sperrstellung heraus wirksam entgegen gewirkt. Die Einzelrille
bzw. die mehreren Einzelrillen bieten Verhakungs- und Verkrallungsmöglichkeiten,
sobald der Sperrstift unfallbedingt etwas ausgebogen ist. Vorzugsweise
stehen mehrere Einzelrillen zur Verfügung, die mit dem Material
des Führungsteils
am unteren Ende der Stiftbohrung wechselwirken können, wodurch eine Aufwärtsbewegung eines
Sperrstiftes blockiert wird.
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Die
Riffelung bedeutet auch eine geringfügige lokale Schwächung der
Sperrstifte, so dass sich diese bevorzugt im Bereich der Riffelung
verbiegen. Dort aber bieten die Sperrstifte auch zugleich die größte Angriffsmöglichkeit
für einen
Anschlag an den Bereich um das untere Ende der Stiftbohrung.
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Die
Reduzierung des Durchmessers der Sperrstifte im Bereich der Riffelung
wird einerseits so groß gewählt, dass
eine ausreichend große
Anschlagfläche
vorliegt und damit eine gute mechanische Verhakung möglich ist,
andererseits aber nicht so groß gewählt, dass
der Sperrstift merklich geschwächt
wird und unfallbedingt im Bereich der Riffelung brechen kann. Erwünscht ist
eine gezielte Verformung im Bereich der Riffelung.
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In
bevorzugter Weiterbildung der Erfindung hat das Führungsteil
einen nach unten, also zur Rastenleiste hin weisenden Vorsprung
für jede
Stiftbohrung. Die Vorsprünge
verlängern
die jeweilige Stiftbohrung. Sie sind vorzugsweise ringförmig. Sie
bewirken eine weichere, nachgiebigere Führung der Sperrstifte als im
Bereich der Stiftbohrung des Führungsteils.
Sie setzen sich einem seitlichen Ausbiegen weniger entgegen als
das Führungsteil.
Die Vorsprünge
können
sich bei einer unfallbedingten Belastung verbiegen. Dadurch wird
ein Verhaken mit der Riffelung verbessert.
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In
einer verbesserten Ausführung
der Erfindung wird vorgeschlagen, die Vorsprünge als Durchzüge zu fertigen.
Hierfür
wird in das Führungsteil
zunächst
eine Vorbohrung für
jede Stiftbohrung eingebracht, diese Vorbohrung hat einen deutlich
kleineren Durchmesser als die fertige Stiftbohrung, beispielsweise
60% des Durchmessers der fertigen Stiftbohrung. Durch einen Stempel,
dessen Außenabmessungen
der Stiftbohrung entsprechen, wird nun die Vorbohrung vergrößert und
dabei jeweils ein Vorsprung gebildet. Die Vorsprünge sind einstückig mit dem
Führungsteil
verbunden. In einer anderen Ausführung
ist es möglich,
die Vorsprünge
durch separat eingesetztes Material, beispielsweise Gleithülsen, zu realisieren.
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Als
besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, in der Rastenleiste
eine Sicke vorzusehen, die nach oben, zum Führungsteil hin gewölbt ist.
Dadurch wird die Ras tenleiste mechanisch ausgesteift und die Festigkeit
einer Arretierung erhöht.
Die Sicke kann beliebigen Querschnitt haben, beispielsweise halbkreisförmig, dreieckig,
oder trapezförmig
usw..
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In
einer bevorzugten Ausbildung sind drei oder vier etwa gleichabständige Einzelrillen
nebeneinander vorgesehen. Vorzugsweise haben die Einzelrillen einen
kegelstumpfförmig
verlaufenden Rillenboden, der sich zum freien Ende des Sperrstiftes
hin verjüngt.
Vorteilhafterweise haben die Sperrstifte an ihren freien Enden ein
kurzes zylindrisches Frontende.
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Schließlich hat
es sich als vorteilhaft herausgestellt, zwar die Sperrstifte rund
auszuführen,
die Stiftbohrungen aber unrund auszubilden. Letzteres insbesondere
im Bereich der Vorsprünge.
Bei einer definierten Last können
sich das Material um die Stiftbohrung herum und insbesondere die
Vorsprünge plastisch
verformen. Hierdurch wird ein besseres Eingraben der Kanten der
Einzelrillen in den Vorsprung erreicht.
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Weitere
Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen sowie
der nun folgenden Beschreibung von nicht einschränkend zu verstehenden Ausführungsbeispielen
der Erfindung, die unter Bezugnahme auf die Zeichnung im folgenden
näher erläutert werden.
In dieser Zeichnung zeigen:
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1:
Ein perspektivisches Montagebild einer Längsführung mit Sitzschiene und Bodenschiene,
der eine Arretiereinheit mit vier Sperrstiften und einem Führungsteil
zugeordnet ist;,
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2:
eine Rückansicht
entsprechend des Pfeils II in 1 auf die
in 1 gezeigte Anordnung, nunmehr im montierten und
zugleich auch im Eingriff befindlichen Zustand,
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3:
ein Schnittbild entlang der Linie III-III in 2,
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4:
ein Detailbild in Ansicht wie 2 eines
im Eingriff befindlichen, unfallbedingt verbogenen Sperrstiftes,
zur Erläuterung
des Verkrallungseffektes,
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5:
eine Seitenansicht entsprechend 2 eines
weiteren Ausführungsbei spiels
einer Arretiereinheit,
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6:
eine Ausführung ähnlich 5 mit drei
Einzelrillen, die gemeinsam die Crashrille bilden, an den Sperrstiften,
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7:
eine Untersicht eines Führungsteils mit
unrunder Stiftbohrung und nicht runden Konturen im Bereich der Vorsprünge, das
Führungsteil
ist Teil eines L-förmigen Winkelprofils,
und
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8:
eine perspektivische Darstellung eines Sperrstiftes mit quadratischem
Querschnitt und einer Rastenleiste.
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Im
folgenden wird das erste Ausführungsbeispiel
nach den 1 bis 4 beschrieben.
Danach werden die weiteren Ausführungsbeispiele
beschrieben, jedoch nur insoweit, als sie sich vom ersten Ausführungsbeispiel
unterscheiden.
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Die 1 bis 3 zeigen
jeweils ein Schienenpaar bestehend aus einer Sitzschiene 20 und
einer zugehörigen
Bodenschiene 22. Die Schienen sind über geeignete Gleit- oder Wälzmittel,
die hier als Kugeln 24 ausgeführt sind (siehe 3),
relativ gegeneinander verschiebbar. Die Sitzschiene 20 ist aus
zwei Einzelprofilen zusammengefügt,
wie insbesondere 3 erkennen lässt. Die beiden Schienen 20, 22 begrenzen
einen länglichen
Hohlraum 26. Die Bodenschiene 22 ist an einem
unteren Schenkel als Rastenleiste 28 ausgebildet, die sich
in Schienenlängsrichtung
erstreckt. Diese Rastenleiste 28 hat periodisch angeordnete
Rastöffnungen 30,
auch Fenster genannt, und Raststege 32. Wie insbesondere
die 2 und 3 zeigen, befindet sich die Rastenleiste 28 in
einer nach oben gebogenen Sicke 29. Das Material des unteren
Flansches der Bodenschiene ist um etwa 1,5 bis 2 mm im Scheitelpunkt der
Sicke 29 nach oben gebogen. Die Sicke 29 hat eine
Breite, die etwa der Breite der Rastenleiste 28 entspricht.
Der Versatz, den die Sicke 29 ausbildet, ist insbesondere
in 2 erkennbar. Durch die Sicke 29 wird
die Rastenleiste 28 ausgesteift.
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Im
Hohlraum 26 befindet sich ein L-förmiges Winkelprofil 34,
das mit einem vertikalen L-Schenkel an der Innenfläche eines
vertikalen Flansches der Sitzschiene 20 befestigt ist.
Ein freier Schenkel dieses Winkelprofils 34 bildet ein
Führungsteil 36.
In ihm sind vier Stiftbohrungen 38 vorgesehen. Jede Stiftbohrung 38 nimmt
einen Sperrstift 40 auf, der im gezeigten Ausführungsbeispiel
drehsymmetrisch ist. Die Sperrstifte 40 sind untereinader
baugleich. Unrunde Stifte sind möglich,
z. B. im Querschnitt quadratische Sperrstifte. Bei unrunden Stiften
ist es nicht notwendig eine umlaufende Rille auszubilden. Es genügt eine
Kerbe an der Seitenfläche,
die in Längsrichtung
der Sitzschiene 20 gesehen vorne liegt, siehe 8.
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Die
Sperrstifte werden durch eine Feder
42 individuell in eine
Sperrposition vorbelastet, durch ein Löseteil
44 können sie
gemeinsam in die Freigabestellung gezogen werden. Hierauf muss nicht
im Einzelnen eingegangen werden, es wird auf die bereits erwähnte
EP 498 932 B verwiesen.
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Wie
die Figuren zeigen, sind die Sperrstifte 40 etwas länger als
die Höhe
des Hohlraumes 46. Sie bleiben mit ihrem oberen Betätigungsbereich
stets außerhalb
der Sitzschiene 20 und greifen im arretierten Zustand in
eine Rastöffnung 30 mit
ihrem freien Ende ein.
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In
dem ersten Ausführungsbeispiel
ist das untere, freie Ende der Sperrstifte 40 durch einen
kegelstumpfförmigen
Bereich 46 gebildet. Er geht an seinem oberen Ende über in einen
zylindrischen Bereich 48. Dieser wird jedoch knapp oberhalb
seines Beginns durch einen Rillenbereich 50, auch Crashrille,
Riffelung genannt, unterbrochen. Dort ist der zylindrische Bereich 48 durch
mehrere, beabstandet angeordnete Einzelrillen 56 verjüngt. Insbesondere
hat jede Einzelrille 56 an ihrem unteren Ende, das der Rastenleiste 28 näher ist
als ihr anderes Ende, einen scharfkantigen Übergang zum ungestörten, zylindrischen
Bereich 48. Dies wird auch aus den weiteren Ausführungsbeispielen
deutlich.
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Die
Sperrstifte 40 sind zudem in einem oberen Schenkel der
Sitzschiene 20 in Löchern 52 geführt. Diese
haben einen Abstand vom Führungsteil 36,
der deutlich größer ist
als die halbe Länge
der Sperrstifte. Insgesamt ergibt sich eine wirksame Abstützung der
Sperrstifte 40 über
eine große
Strecke, also einen großen
Hebelarm.
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Unterhalb
jeder Stiftbohrung befindet sich ein Vorsprung 54, der
die Stiftbohrung nach unten fortsetzt. Er ist bevorzugt als Durchzug
ausgebildet, worauf später
noch eingegangen wird, kann aber grundsätzlich in beliebiger Art realisiert
werden. Er ist einstückig
mit dem restlichen Führungsteil 36 verbunden
und aus dessen Material herausgeformt. Er hat in Axialrichtung eine
Länge,
die etwa 60 % der Materialstärke
des Führungsteils 36 ausmacht.
In Radialrichtung sind die ringförmig
ausgeführten
Vorsprünge 54 relativ
dünn, ihre
Materialstärke
liegt bei 1 bis 3 mm. Vorzugsweise haben die Vorsprünge 54 an
ihrem unteren, freien Ende eine scharfe Kante. Vorzugsweise sind
die Vorsprünge 54 gehärtet, z.B. einsatzgehärtet.
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Wenn
die Vorsprünge 54 in
bevorzugter Ausführung
als Durchzüge
hergestellt werden, wird wie folgt vorgegangen: Zunächst werden
am Ort der späteren
Stiftbohrungen 38 Vorbohrungen durchgeführt, die z. B. etwa 60 % des
Durchmessers der späteren Stiftbohrungen 38 haben.
Dann wird durch diese Vorbohrung ein Werkzeug, insbesondere ein
Stift, getrieben, der die Vorbohrung auf die Größe der Stiftbohrung 38 erweitert
und am Austritt den Vorsprung 54 einschließlich des
durch ihn verlängerten
Teils der Stiftbohrung 38 bildet.
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Für die erfindungsgemäße Verkrallung
wird im wesentlichen derjenige Teil des Vorsprungs benötigt, der
sich betrachtet vom Mittelpunkt einer Stiftbohrung 38 in
Längsrichtung
der Schienen 20, 22 befindet. In Querrichtung
hierzu kann der Vorsprung flacher sein oder ganz entfallen.
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Wie
insbesondere die 2 bis 4 zeigen,
befindet sich der Rillenbereich 50 für diejenigen Sperrstifte, die
im Eingriff befindlich sind, in Nähe des und vorzugsweise etwas
unterhalb des unteren Endes der Stiftbohrung 38. Er befindet
sich in Nähe
des zugehörigen
Vorsprunges 54 und im Bereich dieses Vorsprunges. Dadurch
wird erreicht, dass bei unfallbedingtem Hochdrücken des Sperrstiftes 40 und
zusätzlicher
Verbiegung (siehe 4) eine untere Kante einer Einzelrille 56 in
Anschlag an die in Verbiegungsrichtung benachbarte Kante des Vorsprungs 54 kommt.
Dadurch ist das gewünschte
Verhaken im Unfallzustand möglich.
Die untere Begrenzung jeder Einzelrille 56 ist vorzugsweise
kantig bzw. verläuft etwa
rechtwinklig zur Stiftachse. Dadurch wird eine möglichst große Anschlagfläche geschaffen,
die ein Hochschnellen des Sperrstiftes 40 behindert.
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Die
Vorsprünge 54 befinden
sich an der Unterfläche
des Führungsteils 36 und
in Nähe
des Raststegs 32. Der Abstand zwischen Führungssteg 36 und
Raststeg 32 ist etwas kleiner als die axiale Länge des
kegelstumpfförmigen
Bereiches 46.
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Das
Führungsteil 36 ist
aus einem Stahl mit einer Streckgrenze von etwa 260 N/mm2 gefertigt. Die Sperrstifte 40 sind
ebenfalls aus Stahl, aber mit deutlich höherer Streckgrenze, beispielsweise
600 N/mm2, hergestellt. Die Materialstärke des
Führungsteils 36 liegt
bei etwa 3,5 mm. Die Vorsprünge
ragen etwa 2 mm nach unten vor und haben eine Wanddicke von etwa
1,5 mm. Durch die Vorsprünge 54 wird die
Stiftführung
weicher und länger.
Die Sperrstifte 40 haben einen Durchmesser in ihrem zylindrischen
Bereich 48 von etwa 7,5 mm. Die Stiftbohrung 38 ist
ein Loch mit etwa 7,8 mm Innendurchmesser. Die Schienen 20, 22 sind
aus einem sehr harten Stahl gefertigt, der eine noch höhere Streckgrenze
als das Material der Sperrstifte 40 hat. Im Bereich der
Crashrille 50 verjüngt
sich der Durchmesser der Sperrstifte auf etwa 6,9 mm. Die axiale
Länge des
Rillenbereichs 50 ist etwas kleiner als die axiale Länge der
kompletten Stiftbohrung 38, also in Führungsteil 36 und
Vorsprung 54. Sie kann auch größer als die axiale Länge der
Stiftbohrung 38 sein.
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In
der Ausführung
nach 5 ist jede der zwei Einzelrillen 56 so
ausgeführt,
dass sich ihr Boden von oben zum freien Ende des Sperrstiftes hin kegelstumpfförmig verjüngt. Dadurch
kommt es zu einer scharfen Kante am unteren Endbereich. In 5 ist
der ganz rechts befindliche Sperrstift 40 voll eingerastet,
er kann nicht tiefer greifen. Man erkennt, dass sich die Unterkante
des Vorsprungs 54 einerseits auf gleicher Höhe wie der
Rillenbereich 50, aber einige mm oberhalb des unteren,
scharfkantigen Randes der unteren Einzelrille 56 befindet.
Die beiden mittleren Sperrstifte 40 sind außer Eingriff,
der Rillenbereich 50 befindet sich fast vollständig oberhalb
des Führungsteils 36.
Der ganz links befindliche Sperrstift 40 ist im Eingriff,
aber nicht vollständig
nach unten ausgefahren, sodass noch eventuelles Spiel ausgeglichen
werden kann. Bei ihm befindet sich der untere Rand der Rillenbereich 50 etwa
in gleicher Höhe,
sogar geringfügig
oberhalb der Unterkante des Vorsprungs 54. Auch in diesem
Zustand ist wegen der Punktberührung
zwischen dem unteren Rand der Rillenbereich 50 und dem
Vorsprung 54 im Falle einer unfallbedingten Verbiegung
eine ausreichende Verhakung erreichbar.
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6 zeigt
eine Ausbildung ähnlich 5, jedoch
ist nunmehr der Rillenbereich 50 durch eine Anordnung von
drei Einzelrillen 56 ausgebildet und es entfällt der
Vorsprung. Zwischen den Einzelrillen 56 hat der Sperrstift 40 wieder
den Durchmesser des zylindrischen Bereiches 48. Dadurch
wird die Führung
des Sperrstiftes 40 in der Stiftbohrung 38 verbessert.
Die axiale Länge
dieser Zwi schenbereich entspricht etwa der axialen Länge der
Einzelrillen 56. Durch die mehreren Einzelrillen 56 steht
eine größere Auswahl
an unteren Rillenkanten, die mit dem unteren Rand des Führungsteils 36 wechselwirken
können,
zur Verfügung.
Die drei Einzelrillen 56 erstrecken sich über 50–90 %, insbesondere
70 % des Maximalhubes, den die Sperrstifte 40 ausführen können. Die
Länge des
Maximalhubes entspricht auch im wesentlichen der axialen Länge des
kegenstumpfförmigen
Bereiches 46.
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Die
Einzelrillen 56 haben eine axiale Abmessung von z. B. 2
bis 4 mm. Zwischen zwei Einzelrillen bleibt ein ungestörter Bereich
mit vollem Querschnitt von ca. 0,1 bis 3 mm axialer Abmessung.
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In 6 ist
ein Ausführungsbeispiel
für ein Winkelprofil 34 gezeigt,
dort sind die Stiftbohrungen 38 unrund. Die Sperrstifte 40 dagegen
sind rund. Konkret sind die Querschnitte der Stiftbohrung 38 in 7 etwa
kissenförmig,
sie kommen in die Nähe
eines Quadrates mit abgerundeten Ecken. Dadurch bleibt einerseits
ausreichende Führungsfläche bestehen.
Andererseits erhält
man die Möglichkeit,
dass eine plastische Deformation im Bereich um die Stiftbohrung 38 herum
stattfinden kann. Diese plastische Deformation tritt bei einer definierten
Last, wie sie unfallbedingt auftritt, ein. Es wird eine bessere
Eingrabung der Rillenkanten ermöglicht.
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8 schließlich zeigt
einen unrunden Sperrstift 40, im Ausführungsbeispiel ist er im Querschnitt
quadratisch. Aufgrund der unrunden Querschnittsform hat der Sperrstift 40 eine
vorgegebene Orientierung. Er verjüngt sich am unteren freien
Ende zu einem Frontende 60. Nur auf einer seiner vier Seitenflächen hat
er eine Rille 50, die anderen Seitenflächen sind frei von Rillen.
Die Rille ist für
einen in Fahrtrichtung sitzenden Passagier in Fahrtrichtung vorn.
Sie ist in Längsrichtung
der Schienen orientiert und weist in Schienenlängsrichtung nach vorn. Für Heckaufprall
kann auch eine Rille auf der gegenüberliegenden Seitenfläche vorgesehen
sein.