DE4313376C2 - Vorrichtung zum Befestigen eines auf Biegung beanspruchten Bauteils an einem Hohlprofilteil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Befestigen eines auf Biegung beanspruchten Bauteils, insbesondere der Kopfstützenstange einer Kopfstütze eines Fahrzeugsitzes an einem Hohlprofilteil mit nichtkreisförmigem Querschnitt, insbesondere dem oberen Rahmenprofilteil des Rahmens des Fahrzeugssitzes.

Bei Stößen, die ein Fahrzeug von hinten treffen, wird der Kopfbereich der im Sitz befindlichen Fahrzeuginsassen stark nach hinten beschleunigt, was tödliche Wirbelsäulen­ verletzungen zur Folge haben kann, wenn diese Bewegung nicht abgefangen wird. Aus diesem Grunde ist üblicherweise eine Kopfstütze am oberen Rahmenteil der Sitzlehne von Fahrzeug­ sitzen befestigt. Bei einem Stoß, der von hinten am Fahrzeug liegt, wird die ruckartige Bewegung des Kopfbereiches eines Fahrzeuginsassen im Sitz durch eine derartige Kopfstütze abgefangen und abgebremst, so daß die Gefahr von ernsten Wirbelsäulenverletzungen gemindert ist.

Eine derartige Kopfstütze besteht üblicherweise aus einem gepolsterten Teil, aus dem nach unten zwei Kopfstüt­ zenstangen vorstehen, die am oberen Rahmenteil der Sitzlehne gegebenenfalls in der Höhe verstellbar befestigt sind. Wenn ein Fahrzeuginsasse mit seinem Kopf an den gepolsterten Teil der Kopfstütze anschlägt, dann werden die Kopfstützenstangen auf Biegung beansprucht, während der obere Rahmenteil, an dem oder in dem die Kopfstützenstangen sitzen, auf Torsion und/oder Biegung beansprucht wird.

Bisher ist es üblich eine Kopfstütze am oberen in Form eines Rohres ausgebildeten Rahmenteil einer Sitzlehne da­ durch zu befestigen, daß in den oberen Rahmenteil an den entsprechenden Verbindungsstellen für die Kopfstützenstangen jeweils eine Mulde gedrückt wird und in den dadurch gebilde­ ten Mulden zwei Rohrstutzen angeschweißt werden, die einen ausreichend großen Innendurchmesser haben, so daß sie die beiden Kopfstützenstangen aufnehmen können. Lage und Ent­ fernung der Rohrstutzen entspricht der Lage und Entfernung der Kopfstützenstangen der zu befestigenden Kopfstütze. Es ist auch üblich, den oberen Rahmenteil der Sitzlehne mit Bohrungen zu versehen, an die passende Rohrstutzen ange­ schweißt werden, und die Kopfstützenstangen dann durch die Bohrungen im oberen Rahmenteil einzusetzen. Es ist auch möglich, ohne Anschlußrohrstutzen auszukommen und das obere Rahmenteil der Sitzlehne lediglich etwas zusammenzudrücken und entlang des dann entstehenden größeren Durchmessers mit Bohrungen zu versehen, in denen die Kopfstützenstangen an­ geordnet werden. Zur besseren Führung der Bewegung der Kop­ fstützenstangen werden dann Kunststoffteile mit zylindri­ schen Öffnungen über den Bohrungen angeordnet.

Aus der US 46 39 041 ist es weiterhin bekannt, am obe­ ren Rahmenteil des Lehnenrahmens zwei Trägerelemente zu befestigen, die mit Bohrungen versehen sind, in denen ein Aufnahmerohrstück sitzt, das die Kopfstützenstangen auf­ nimmt. Aus der EP 00 88433 A1 ist es darüber hinaus bekannte am Sitzlehnenrahmen zwei horizontale Rahmenteile vorzusehen, die mit in einer Linie zueinander ausgerichteten Bohrungen versehen sind, in denen Aufnahmerohrstücke sitzen, die die Kopfstützenstangen aufnehmen.

Die Entwicklung auf dem Gebiet des Fahrzeugbaus geht in jüngster Zeit dahin, statt Bauteilen aus Stahl stärker Bau­ teile aus anderen Materialien, insbesondere aus Aluminium, zu verwenden. Dabei wird auch daran gedachte die Rahmen von Fahrzeugsitzen aus Aluminiumprofilen mit nichtkreisrundem Querschnitt zu fertigen, die zwar mit höheren Kosten als Stahlrohre verbunden sind, jedoch den Vorteil einer Ge­ wichtseinsparung, einer Anpassung der Profilform an die gewünschten Anforderungen durch Strangpressen, der nicht mehr notwendigen Lackierung und der besseren Recyclierbar­ keit bieten.

Aluminium hat jedoch verglichen mit Stahl einen niedri­ geren Elastizitätsmodul, so daß für die Rahmenkonstruktion eines Sitzes aus Aluminium Hohlprofile mit einem größeren Durchmesser verwendet werden müssen, um insbesondere die im Übergangsbereich zwischen der Sitzfläche und der Lehne benö­ tigte Biegesteifigkeit der Lehnenkonstruktion zu erreichen. Daß dennoch eine Gewichtseinsparung möglich ist, beruht darauf, daß die Profilform von Aluminiumprofilen an die zu erwartende Biegebeanspruchung genau angepaßt werden kann, d. h. daß an bestimmten Stellen an der Wandstärke gespart werden kann. Der Grund dafür besteht darin, daß für die Biegesteifigkeit vor allem ein großer Abstand zwischen Zug­ gurt und Druckgurt von Bedeutung ist.

Die eingangs genannten bekannten Vorrichtungen zum Befestigen der Kopfstützenstangen an dem oberen Rahmenteil einer Sitzlehne basieren jedoch darauf, daß die Sitzlehne aus Stahlrohren gefertigt ist. Diese Konstruktionsarten können daher nur bei Stahlrohren verwandt und nicht ohne weiteres auf Sitzrahmenkonstruktionen aus Aluminium-Hohl­ profilen mit nichtkreisrundem Querschnitt übertragen werden. Das beruht darauf, daß bei einer optimalen Anpassung eines Aluminumprofils einer Sitzlehne auf die geforderte Biege­ beanspruchung im Bereich der Kopfstützenbefestigung zu ge­ ringe Festigkeitsreserven vorhanden sind, um die bekannte Befestigungsart unverändert übernehmen zu können. Bei dieser Art der Befestigung treten nämlich bei der Einleitung von Biege- und/oder Torsionskräften in den oberen Rahmenteil örtlich sehr hohe Spannungen auf, die die relativ weichen Wände des aus einem Aluminiumprofil bestehenden oberen Rah­ menteils örtlich verbiegen und aufreißen würden. Durch das Anschweißen von Rohrstutzen an den oberen Rahmenteil ergibt sich darüberhinaus eine zusätzliche Materialschwächung im Bereich der Wärmeeinflußzone.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht daher darin, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die auch bei Hohlprofilteilen aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung verwandt werden kann.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch wenigstens ein Anschlußstück gelöst, das das Hohlprofilteil form­ schlüssig umgreift und mit einer Bohrung versehen ist, in der das auf Biegung beanspruchte Bauteil aufgenommen ist.

Das gemäß der Erfindung vorgesehene wenigstens eine An­ schlußstück nimmt somit das auf Biegung beanspruchte Bau­ teil, beispielsweise eine Kopfstützenstange, auf, wobei dieses Anschlußstück das Hohlprofilteil, beispielsweise das obere Rahmenprofilteil einer Lehne, umgreift und die Kräfte von der Kopfstützenstange formschlüssig vor allem auf die­ jenigen äußeren Oberflächenbereiche des Hohlprofilteils überträgt, die weit von der Profillängsachse entfernt sind. Dadurch wird eine Einleitung der Biege- und/oder Torsions­ kräfte in das Hohlprofilteil mit sehr flachen und kleinen Spannungsspitzen an einzelnen Stellen möglich.

Besonders bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildun­ gen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind Gegenstand der Patentansprüche 2-9.

Im folgenden werden anhand der zugehörigen Zeichnung besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 in einer Schnittansicht die Montage eines An­ schlußstückes am oberen Rahmenprofilteil eines Fahrzeugsit­ zes,

Fig. 2a und Fig. 2b eine Stirnansicht auf ein Anschluß­ stück und eine Schnittansicht durch ein Anschlußstück,

Fig. 3, 4 und 5 in Schnittansichten Anschlußstücke bei weiteren Ausführungsbeispielen,

Fig. 6a und 6b ein Anschlußstück, das um ein Rahmen­ profil gegossen ist, gemäß noch eines Ausführungsbeispiels, und

Fig. 7 in einer schematischen, perspektivischen Ansicht die Anordnung einer Kopfstütze an einem Fahrzeugsitz.

Gemäß Fig. 7 ist üblicherweise eine Kopfstütze über zwei Kopfstützenstangen am oberen Rahmenprofilteil 1 mit nichtkreisrundem Querschnitt des Rahmens einer Sitzlehne befestigt. Zur Befestigung der Kopfstützenstangen sind zwei Anschlußstücke 2 vorgesehen, die das obere Rahmenprofilteil 1 formschlüssig umgreifen und mit Bohrungen versehen sind, in denen die Kopfstützenstangen jeweils sitzen. Bei dem in Fig. 7 dargestellten Ausführungsbeispiel sind gleichfalls Bohrungen im oberen Rahmenprofilteil 1 vorgesehen, so daß die Kopfstützenstangen durch die Bohrungen in den An­ schlußstücken 2 und die Bohrungen im oberen Rahmenprofilteil 1 hindurchgehen.

Ein erstes Ausführungsbeispiel des Anschlußstückes 2 ist in Fig. 1 in einer Schnittansicht dargestellt, wobei Fig. 1 gleichfalls zeigt, wie das Anschlußstück 2 am oberen Rahmenprofilteil 1 befestigt wird.

Wie es in Fig. 1 dargestellt ist, wird das Anschluß­ stück 2, das im Ausgangszustand das Rahmenprofilteil 1 mit einem gewissen Spiel umfaßt, auf das Rahmenprofilteil 1 bis zu der zur Aufnahme einer Kopfstützenstange richtigen Stelle geschoben, bevor das Rahmenprofilteil 1 zum Sitzlehnenrahmen gebogen wird. Das Anschlußstück 2 wird dann durch zwei Pressbacken 3 so zusammengedrückt, daß es auf dem Rahmen­ profilteil 1 festsitzt. Anschließend werden das Anschluß­ stück 2 und das Rahmenprofilteil 1 gemeinsam mit Bohrungen zur Aufnahme der Kopfstützenstange versehen.

In den Fig. 2a und 2b ist ein Ausführungsbeispiel dar­ gestellt, bei dem das Anschlußstück 1 mit Rohrstutzen ver­ sehen ist, die konzentrisch zu den Bohrungen im Anschluß­ stück und im Rahmenprofilteil 1 angeformt sind und durch die die Kopfstützenstangen jeweils eingeführt werden. Wie es in den Fig. 2a und 2b dargestellt ist, kann die bei oberen Rahmenprofilteilen 1 üblicherweise vorgesehene Profilwand 4, die einen Mehrzweckkanal bildet, in dem über Steckkörper oder mit Schrauben Federn für die Rücklehne oder der Stoff­ bezug befestigt werden, dazu verwandt werden, das Anschluß­ stück 2 gegen eine Verschiebung am Rahmenprofilteil 1 zu sichern. Dazu ist die Profilwand 4 gemäß Fig. 2a an der Stirnseite des Anschlußteils 2, d. h. dort, wo das Profilteil 1 aus dem Anschlußteil 4 heraustritt, abgeschert und umge­ bogen, so daß es an der Stirnfläche des Anschlußstückes 2 anliegt und dieses in axialer Richtung sichert. In Fig. 2b ist in einer Schnittansicht durch das Anschlußstück 2 die normale Lage der Profilwand 4 dargestellt. Eine derartige Ausbildung, mit der das Anschlußstück 2 gegenüber einer axialen Verschiebung gesichert ist, kann auch bei den in den Fig. 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispielen vorgesehen sein.

Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem das An­ schlußstück 2 aus zwei Teilen 2a und 2b aufgebaut ist, die mittels einer Einhängverbindung 5 zusammenhängen. Das An­ schlußstück wird mit seinen Teilen 2a und 2b um das Profil­ teil 1 zusammengeklappt und die Teile 2a und 2b werden an­ schließend durch Verpressen der Einhängverbindung 5 sowie der gegenüberliegenden dübelartigen Verbindung der beiden Teile 2a und 2b unlösbar miteinander verbunden.

Auch die Fig. 4 und 5 zeigen in Schnittansichten Aus­ führungsbeispiele, bei denen Anschlußstücke 2 aus zwei Tei­ len 2a, 2b vorgesehen sind, die über Schnappverbindungen 6, 7 oder 8 miteinander verbunden werden, die lediglich um das Rahmenprofilteil 1 herum ineinandergeschoben werden müssen.

Fig. 6 zeigt schließlich ein Anschlußstück 2, das durch Umgießen des Rahmenprofilteils 1 gebildet wird. Die beiden nicht dargestellten Hälften der dazu notwendigen Gießform umgreifen in zusammengestecktem Zustand das Rahmenprofilteil 1 derart, daß die Berührungsflächen gegen die Schmelze zum Gießen des Anschlußstückes 2 dicht sind. Damit keine spe­ ziellen Dichtungsteile benötigt werden, kann im Bereich der beiden Gießformhälften die Profilwand 4 entfernt werden. Das gegossene Anschlußstück 2 hält am Rahmenprofilteil 1, da es beim Abkühlen um dieses schrumpft. Bei dieser Ausbildung können Bohrungen im Anschlußstück 2 schon beim Gießen vor­ gesehen werden.

Bei den in den Fig. 1-6 dargestellten Ausführungsbei­ spielen waren auch im Rahmenprofilteil 1 Bohrungen vorgese­ hen, die den Bohrungen im Anschlußstück 2 entsprechen. Bei dieser Ausbildung geht die Kopfstützenstange durch die Boh­ rungen im Anschlußstück und im Rahmenprofil 1 hindurch. Es ist aber gleichfalls möglich, das Anschlußstück 2 auch so auszubilden, daß seine Bohrung am Rahmenprofilteil 1 vor­ beigeht. Das kann beispielweise dadurch erreicht werden, daß das Anschlußstück seitlich verlängert wird und in diesem seitlichen Verlängerungsteil die Bohrung zur Aufnahme der Kopfstützenstange vorgesehen wird. Diese Ausbildung kann bei speziell gepolsterten Sitzen sinnvoll sein, für die Über­ tragung des Torsionsmomentes auf das Rahmenprofilteil ist es unerheblich, ob die Bohrung im Anschlußstück 2 am Rahmen­ profilteil 1 vorbei oder durch dieses hindurch führt, da sich das Produkt aus Kraft und Normalabstand dabei nicht ändert.

Die Vorrichtung eignet sich insbesondere für die Ver­ bindung eines auf Biegung beanspruchten Bauteils, beispiels­ weise der Kopfstützenstange einer Kopfstütze eines Fahrzeug­ sitzes an einem Hohlprofilteil mit nichtkreisförmigen Quer­ schnitt, insbesondere am oberen Rahmenteil eines Fahrzeug­ sitzes aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung. Dabei kann auch das zugehörige Anschlußstück aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gebildet, beispielsweise durch Strangpressen, gefertigt sein.

Da bei dieser Ausbildung keine Spannungsspitzen bei der Krafteinleitung in das Hohlprofilteil, beispielsweise das Rahmenprofilteil, auftreten, kann das Rahmenprofilteil leich­ ter ausgeführt werden, wobei keine Schweißnähte erforder­ lich sind und sich diese Ausbildung aufgrund der verwend­ baren Aluminium-Strangpresstechnik besonders gut für die Fertigung von Serienteilen eignet.

Die Vorrichtung kann nicht nur speziell für die Befe­ stigung einer Kopfstützenstange einer Kopfstütze einer Fahr­ zeuglehne am oberen Lehnenrahmenprofilteil, sondern allge­ mein dort angewandt werden, wo Biege- und/oder Torsionsmo­ mente in ein Hohlprofilteil mit nichtkreisförmigem Quer­ schnitt eingeleitet werden sollen, ohne das hohe Spannungs­ spitzen im Profil auftreten. Das ist z. B. auch bei der Aus­ bildung von Gitterrohrrahmen für Kraftfahrzeuge der Fall.

Claims (9)

1. Vorrichtung zum Befestigen eines auf Biegung bean­ spruchten Bauteils, insbesondere der Kopfstützenstange einer Kopfstütze eines Fahrzeugsitzes, an einem Hohlprofilteil mit nichtkreisförmigen Querschnitt, insbesondere am oberen Rahmenprofilteil des Rahmens des Fahrzeugsitzes, gekennzeichnet durch wenigstens ein Anschlußstück (2), das das Hohlprofilteil (1) formschlüssig umgreift und mit einer Bohrung versehen ist, in der das auf Biegung beanspruchte Bauteil aufgenommen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hohlprofilteil (1) aus Aluminium oder einer Alumi­ niumlegierung besteht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Anschlußstück (2) aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung besteht.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Anschlußstück (2) Rohrstutzen zur Aufnahme des auf Biegung beanspruchten Bauteils ange­ formt sind.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung im Anschlußstück (2) konzentrisch zu Bohrungen im Hohlprofilteil (1) ausge­ bildet ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußstück (2) auf dem Hohlprofilteil (1) gegenüber einer Axialverschiebung gesi­ chert ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußstück (2) aus zwei Teilen (2a und 2b) gebildet ist, die fest miteinander ver­ bunden sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile (2a, 2b) des Anschlußstücks (2) über Schnapp­ verbindungen (7, 8, 9) miteinander verbunden sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das Anschlußstück (2) durch Umgießen des Hohlpro­ filteils (1) gebildet ist.