Höhenverstelleinrichtung für einen Fahrzeugsitz
Die Erfindung betrifft eine Höhenverstelleinrichtung für einen Fahrzeugsitz mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Damit ein Insasse eines Fahrzeugs bei einem Unfall besser geschützt ist, kann sich der Insasse mit einem Sicherheitsgurt angurten. Ein üblicher Sicherheitsgurt ist an wenigstens zwei Stellen mit dem Fahrzeug verbunden. Üblich sind drei Verbindungsstellen zwischen Sicherheitsgurt und Fahrzeug, wobei sich im Bereich von einer Verbindungsstelle ein Gurtschloss zum Schließen und öffnen des Sicherheitsgurtes befindet. In Falle eines Unfalls können auf die Verbindungsstellen deutlich erhöhte Kräfte wirken.
Bei heutigen Fahrzeugen sind höhenverstellbare Sitze üblich, bei denen ein Abstand einer Sitzschale, auf welcher der Insasse sitzen kann, zu einem Fahrzeugboden durch eine Höhenverstelleinrichtung verstellt werden kann. Für den Insassen ist es bei diesen höhenverstellbaren Sitzen vorteilhaft, wenn das Gurtschloss nicht am Fahrzeugboden sondern im Bereich der höhenverstellbaren Sitzschale befestigt ist und den Bewegungen der Sitzschale folgt. In diesem Fall befindet sich das Gurtschloss unabhängig von einer eingestellten Höhe der Sitzschale im gleichen Abstand zu einem auf der Sitzschale sitzenden Insassen, was bei einem am Fahrzeugboden befestigten Gurtschloss nicht der Fall ist. Bei einem im Bereich einer höhenverstellbaren Sitzschale angebrachten Gurtschlosses muss die bei einem Unfall über das Gurtschloss eingeleitete Kraft über die Höhenverstelleinrichtung zum Fahrzeugboden übertragen werden. Die Höhenverstelleinrichtung muss dieser durch den Unfall stark erhöhten Belastung standhalten können. Dies kann bei üblichen Lösungen dadurch erreicht werden, dass bei einem Unfall durch die Zugkraft des Gurtschlosses ein zusätzliches Bauteil als kraftübertragendes Element in den Kraftübertragungspfad der Höhenverstelleinrichtung eingelenkt wird. Hierdurch wird
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die Belastungsfähigkeit der Höhenverstelleinrichtung erhöht. Es wird jedoch das zusätzliche Bauteil benötigt.
Aus der gattungsbildenden DE 43 02 329 B4 ist eine Höhenverstelleinrichtung für Kraftfahrzeugsitze bekannt, bei welcher der Sitzteil mittels im Bereich jeder Sitzecke angelenkter, paarweise über Schwenkwellen miteinander verbundener Schwenkstützen gegenüber dem Fahrzeugboden anhebbar und absenkbar ist. Ein einziger Spindeltrieb dient der stufenlosen Höheneinstellung des Sitzteils. Über eine mit der Höheneinstellung verbundene Hebelmechanik wird eine Sperreinrichtung bedarfsweise festgestellt oder freigegeben. Es soll die Aufgabe gelöst werden, dass die Höhenverstelleinrichtung auch einer Crash-Belastung standhält.
Die DE 197 40 043 B4 beschreibt einen Fahrzeugsitz mit einem Gurtschloss eines Sicherheitsgurtes und mit einem höhenverstellbaren Untergestell, an welchem ein Sitzträger angeordnet ist. Das höhenverstellbare Untergestell weist eine hintere und eine vordere Schwenkstütze auf, welche jeweils an einem Schwenkgelenk am Sitzträger angelenkt ist. Das Gurtschloss ist dem Sitzträger zugeordnet. An dem höhenverstellbaren Untergestell ist eine Sperrvorrichtung ausgebildet, welche bei unfallbedingtem Zug am Gurtschloss eine unfallbedingte Verstellung des höhenverstellbaren Untergestells reduzieren soll. Die Sperrvorrichtung umfasst das oben erwähnte, zusätzliche Bauteil, welches als kraftübertragendes Element in den Kraftübertragungspfad des höhenverstellbaren Untergestells als Höhenverstelleinrichtung eingelenkt wird.
In der DE 31 30 280 A1 ist eine Höhenverstellvorrichtung für Sitze beschrieben, bei der der Sitzteil mittels im Bereich jeder Sitzecke angeordneter, paarweise über Schwenkwellen miteinander verbundener Schwenkstützen gegenüber dem Fahrzeugboden über eine jeder Schwenkwelle zugeordnete Stelleinrichtung anhebbar und absenkbar ist. Ein linear ausschiebbares Stellelement als Stelleinrichtung ist einerends schwenkbar auf der einen Schwenkwelle gelagert und andemends an einen mit der anderen Schwenkwelle drehfest verbundenen Schwenkhebel angelenkt.
Aus der GB 2 018 583 A ist eine Höhenverstellvorrichtung für Sitze bekannt mit vorderen und hinteren Hebelarmen, welche drehbar zwischen einem Sitzrahmen und einer Basis befestigt sind. Eine Stange verbindet den einen Hebel mit dem anderen, wobei die Stange an einen der Hebel über ein Verbindungselement befestigt ist. Das Verbindungselement kann zwischen zwei Zuständen verstellt werden. In dem einen Zustand kann die Stange durch das Verbindungselement hindurch gleiten, so dass der
Abstand zwischen dem Sitzrahmen und der Basis verändert werden kann. In dem anderen Zustand ist die Stange mit dem Verbindungselement fest verbunden, so dass der Abstand zwischen dem Sitzrahmen und der Basis fixiert ist.
Die DE 36 36 786 A1 beschreibt eine Höhenverstelleinrichtung für Sitze, welche einen Sitzteil aufweist, der mittels im Bereich jeder Sitzecke angeordneter Schwenkstützen gegenüber dem Fahrzeugboden über eine Stellvorrichtung anhebbar und absenkbar ist. Diese Stellvorrichtung umfasst eine in axialer Richtung in einer Lagerung am Tragkörper der Schwenkstützen ortsfest angeordnete, jedoch drehbare Gewindespindel, welche mit ihrem Stellgewinde in eine dem Stellarm einer Schwenkstütze zugeordnete Spindelmutter eingreift. Um die auf der Gewindespindel sitzende Spindelmutter unmittelbar ohne Zuhilfenahme von Zwischengliedern an den Stellarm der Schwenkstütze anschließen zu können, ist die die Gewindespindel in axialer Richtung ortsfest aufnehmende Lagerung kardanisch ausgebildet.
In der DE 203 06 680 U1 ist eine Vorrichtung zur Verriegelung einer Verstellvorrichtung eines Fahrzeugsitzes bei einem Unfall beschrieben. Der Fahrzeugsitz weist neben einer Verstellvorrichtung auch einen Gurtstraffer zum Straffen eines Sicherheitsgurts bei einem Unfall auf. Der Gurtstraffer ist mit einem ersten Verriegelungselement derart gekoppelt, dass ein Auslösen des Gurtstraffers dieses erste Verriegelungselement unter Verriegelung der Verstellvorrichtung in Eingriff mit einem zweiten Verriegelungselement bringt. Dabei ist der Sicherheitsgurt in solcher Weise mit dem ersten Verriegelungselement gekoppelt, dass die bei einem Umfall und bei fehlendem oder unzureichendem Auslösen des Gurtstraffers auftretende Gurtkraft ebenfalls das erste Verriegelungselement in Eingriff mit dem zweiten Verriegelungselement bringt.
Aufgabe der Erfindung ist es, auf einfache Art eine Höhenverstelleinrichtung für einen Fahrzeugsitz bereitzustellen, welche auch einer bei einem Unfall erhöhten Belastung standhält.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 erfüllt, wobei die Merkmale der Unteransprüche vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen kennzeichnen.
Eine vorschlagsgemäße Höhenverstelleinrichtung umfasst ein Verstellparallelogramm, welches im Wesentlichen aus einem Sitzrahmenteil, einer Oberschiene und seitlichen Schwingen besteht. Die seitlichen Schwingen verbinden das Sitzrahmenteil und die Oberschiene drehgelenkig. Ein Spindelantrieb kann das Verstellparallelogramm mittelbar
oder unmittelbar in der Art verstellen, dass durch eine Änderung einer Länge des Spindelantriebs ein Abstand zwischen dem Sitzrahmenteil und der Oberschiene verändert wird.
Das Verstellparallelogramm bildet einen Teil einer Sitzstruktur für einen Fahrzeugsitz. In einer üblichen Ausführung ist das Verstellparallelogramm mit einem zweiten Verstellparallelogramm über ein oder mehrere Querrohre verbunden. Bei dem zweiten Verstellparallelogramm kann in einer Ausführungsform ein Spindelantrieb entfallen. Über den Sitzrahmenteilen der beiden Verstellparallelogramme und dem oder den Querrohren befindet sich gewöhnlich eine Sitzschale, auf weicher ein Insasse sitzen kann. Bei gebräuchlichen Ausführungen sind die Oberschienen der beiden Verstellparallelogramme auf an einem Fahrzeugboden befestigten Unterschienen verschiebbar montiert. Hierdurch wird eine Längsverstellung des Fahrzeugsitzes entlang der Unterschiene ermöglicht. Weitere Teile des Fahrzeugsitzes wie beispielsweise eine Lehne sind für die vorgeschlagene Lösung nicht entscheidend und werden daher hier nicht weiter ausgeführt.
Eine besondere Steifigkeit der vorgeschlagenen Höhenverstelleinrichtung wird dadurch erzielt, dass der Spindelantrieb zwei schräg gegenüberliegende Ecken des Verstellparallelogramms aussteifend miteinander verbindet. Die Verbindung kann mittelbar oder unmittelbar ausgeführt sein. Aussteifend bedeutet dabei, dass das Verstellparallelogramm mit dem Spindelantrieb eine höhere - über einen oberen Bereich des Verstellparallelogramms senkrecht oder in Richtung einer Längserstreckung des Sitzrahmenteils eingeleitete - Kraft zu der Oberschiene übertragen kann, als dies ohne den Spindelantrieb der Fall wäre. Dabei wird keine zusätzliche Sperreinrichtung benötigt, welche beispielsweise durch eine mit der Höhenverstellung verbundene Schwenkbewegung eine Bewegung des Verstellparallelogramms behindern kann. Verschiedene Ausführungsformen können sich beispielsweise durch unterschiedliche Anlenkpunkte des Spindelantriebs an das Verstellparallelogramm unterscheiden. Vorteilhafte Ausführungen zeichnen sich besonders dadurch aus, dass sich ein Abstand zwischen Sitzrahmenteil und Oberschiene bei der Übertragung einer im Falle eines Unfalls wie oben eingeleiteten Kraft, im wesentlichen nicht ändert.
Keine oder eine möglichst geringe Änderung des Abstandes zwischen Sitzrahmenteil und Oberschiene im Falle eines Unfalls ist besonders dann von Bedeutung, wenn im oberen Bereich des Verstellparallelogramms ein Gurtschloss angebunden ist, über welches bei einem Unfall eine erhöhte Kraft wie oben beschrieben zu der Oberschiene übertragen
werden kann. Je steifer das Verstellparallelogramm ist, desto schneller kann im Falle eines Unfalls eine für eine Rückhaltung des Insassen durch den Sicherheitsgurt notwendige Gegenkraft aufgebaut werden. Je früher der Insasse durch den Sicherheitsgurt zurückgehalten wird, desto besser können unfallbedingte Belastungen für den Insassen reduziert werden, da er früher an der unfallbedingten Fahrzeugverzögerung teilnimmt. Das Verstellparallelogramm, der Spindelantrieb und die Anbindung des Gurtschlosses daran müssen an üblicherweise bei einem Unfall maximal in diesem Bereich auftretende Kräfte hinsichtlich Ihrer Belastbarkeit ausgelegt sein. Dies bedeutet, dass der Spindelantrieb hochbelastbar sein muss, was, wie im Ausführungsbeispiel beschrieben, insbesondere für eine Belastung auf Zug gilt. Die Belastung auf Zug wirkt in eine Richtung, in welche der Spindelantrieb gedehnt, also verlängert würde. Ein hochbelastbarer Spindelantrieb kann beispielsweise durch die Verwendung zumindest eines hochfesten Materials oder alternativ oder ergänzend durch größere Abmessungen der lasttragenden Komponenten des Spindelantriebs dargestellt werden, wobei insbesondere eine ausreichende Zugfestigkeit des Spindelantriebs beachtet werden muss. Bei dem Spindelantrieb der in der DE 43 02 329 B4 beschriebenen Höhenverstelleinrichtung ist lediglich eine drückende Belastung des Spindelantriebs durch die Masse des Kraftfahrzeugsitzes zu erkennen. Die drückende Betastung wirkt in eine Richtung, in welche der Spindelantrieb gestaucht, also verkürzt, würde. Ein Zusammenhang der Höhenverstellung mit dem Gurtschloss ist in der Druckschrift im Übrigen nicht beschrieben.
Der Spindelantrieb darf sich bei einem Unfall auch nicht wesentlich verdrehen, wodurch seine Länge verändert würde. Dies kann beispielsweise durch eine geeignet flache Steigung des Gewindes unter Beachtung von bei der Verstellung wirkenden Reibungskräften sichergestellt werden. Übliche Unfälle werden beispielsweise durch bekannte Crash-Versuche nachgestellt. Diese Crash-Versuche und deren Nachbildung in rechnergestützten Simulationen können zur Auslegung der Höhenverstellung verwendet werden.
Ohne den Bereich der vorschlagsgemäßen Lösung zu verlassen können dem Verstellparallelogramm weitere Elemente hinzugefügt werden, solange diese die Steifigkeit des Verstellparallelogramms nicht wesentlich beeinträchtigen. Weitere Elemente können beispielsweise Hebel, Umlenker, Verbindungsteile, Beschläge oder ähnliche Bauteile sein.
Statt eines Spindelantriebs können auch andere Ausführungen eines Stangenstellers eingesetzt werden. Ein Stangensteiler zeichnet sich durch eine veränderbare Länge aus. Unter anderem kann demnach auch ein Kolbenantrieb wie beispielsweise ein hydraulischer oder ein pneumatischer Kolben eingesetzt werden. Ebenso sind mechanische oder elektromechanische Schubelemente möglich. Die Bestandteile des Verstellparallelogramms und angrenzender Bauteile dienen in dem Zusammenhang der vorgeschlagenen Lösung besonders der mechanischen Festigkeit. Diese Bestandteile können in diesem Rahmen auch anders benannt und ausgeführt sein.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird in exemplarischer Weise mit Bezug auf die Zeichnung beschrieben.
Dabei zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung des Verstellparallelogramms;
Fig. 2 die Sitzstruktur.
In Fig. 1 ist das Verstellparallelogramm 1 schematisch dargestellt, um den prinzipiellen Aufbau anschaulicher darzustellen. Es sind als grundsätzliche Komponenten des Verstellparallelogramms 1 das Sitzrahmenteil 2, die Oberschiene 3, eine erste seitliche Schwinge 4 und eine zweite seitliche Schwinge 5 abgebildet. Sitzrahmenteil 2 und Oberschiene 3 werden durch die beiden seitlichen Schwingen 4, 5 an den Ecken A, B, C, D des Parallelogramms miteinander drehgelenkig miteinander verbunden.
Der Spindelantrieb 6 verbindet zwei schräg gegenüberliegende Ecken A, D und besteht aus einer Gewindestange 7 und einer Gewindehülse 8. Die Gewindestange 7 ist schwenkbar an der Ecke A angebunden und axial drehbar um ihre Längsachse. Die Gewindehülse 8 ist schwenkbar an der Ecke D angebunden. Eine Drehung der Gewindestange 7 kann in bekannter Weise beispielsweise durch einen in der Zeichnung nicht dargestellten Elektromotor oder durch ein ebenfalls nicht dargestelltes mechanisches Drehrad erfolgen. Die Gewindestange 7 greift mit ihrem Gewinde in eine Gewindehülse 8 mit einem Gegengewinde ein. Bei einer Drehung der Gewindestange 7 verkürzt oder verlängert sich die Länge des Spindelantriebs 6 in bekannter Weise entsprechend der Drehrichtung der Gewindestange 7. Hierdurch wird der Abstand der Ecken A und D des Verstellparallelogramms verändert, was durch die drehgelenkige
Verbindung aller vier Ecken A, B, C, D zu einer Veränderung des Abstandes h zwischen dem Sitzrahmenteil 2 und der Oberschiene 3 führt.
Erfolgt keine Drehung der Gewindestange 7 des Spindelantriebs 6, so bleibt die Länge des Spindelantriebs unverändert. Durch eine für auftretende Belastungen ausreichende form- oder kraftschlüssige Verbindung zwischen der Gewindestange 7 und der Gewindehülse 8 kann die Länge des Spindelantriebs 6 selbst unter stauchender oder ziehender Krafteinwirkung auf den Spindelantrieb 6 weiterhin unverändert bleiben. Eine entsprechende Verbindung kann beispielsweise durch eine ausreichend flache Gewindesteigung der Gewindestange 7 verbunden mit einer ausreichend hohen Reibung zwischen der Gewindestange 7 und der Gewindehülse 8 erfolgen.
Im oberen Bereich des Verstellparallelogramms 1 ist an der Ecke B ein Gurtschloss 9 angebracht. Durch einen in das Gurtschloss 9 eingesteckten, hier nicht dargestellten, Sicherheitsgurt können bei einem Unfall deutlich erhöhte Kräfte in das Verstellparallelogramm eingeleitet werden, welches die eingeleiteten Kräfte über die Oberschiene in Richtung Fahrzeugboden weiterleiten soll. Eine Krafteinleitung kann beispielsweise bei einem Frontalaufprall in Richtung des mit F beschrifteten Pfeils erfolgen. Möglich ist auch eine Richtung, welche durch eine zusätzliche vertikale Komponente schräg nach oben zeigt. Wenn über das Gurtschloss eine Kraft mit einer der beispielhaft beschriebenen zwei Richtungen eingeleitet wird, wirkt auf den Spindelantrieb 6 eine ziehende Kraft. Da der Spindelantrieb 6 durch seine oben beschriebene Ausgestaltung seine Länge nicht oder nicht wesentlich verändert, kann er aufgrund seiner vorschlagsgemäßen Anbindung das Verstellparallelogramm 1 versteifen. Dadurch kann das Verstellparallelogramm 1 eine größere Kraft übertragen als dies ohne den vorschlagsgemäß angebundenen Spindelantrieb 6 möglich wäre. Das in Fig. 1 schematisch gezeigte Verstellparallelogramm 1 ist in Fig. 2 so gezeigt, wie es in einer praktischen Ausführung aussehen kann. Damit die Lage des Verstellparallelogramms 1 innerhalb der Sitzstruktur 10 deutlicher wird, ist es in Fig. 2 zusammen mit der Sitzstruktur 10 dargestellt. Damit die Darstellung anschaulich bleibt, ist als Sitzstruktur 10 nur ein für die vorschlagsgemäße Lösung wesentlicher Teil eines Fahrzeugsitzes gezeigt. Das Verstellparallelogramm 1 ist gestrichelt umrandet und bildet einen Teil der Sitzstruktur 10 für den Fahrzeugsitz.
Das Verstellparallelogramm 1 ist mit einem zweiten Verstellparallelogramm 11 über ein vorderes Querrohr 12 und ein hinteres Querrohr 13 verbunden. Über den Querrohren 12,
13 befindet sich üblicherweise eine hier nicht dargestellte gepolsterte Sitzschale, auf welcher der Insasse sitzen kann.
Die Oberschienen 3 der beiden Verstellparallelogramme 1 , 11 sind verschiebbar auf den Unterschienen 14, 15 montiert. Hierdurch wird eine Längsverstellung des Fahrzeugsitzes entlang der Unterschienen 14, 15 ermöglicht. Die Unterschienen 14, 15 sind auf dem in der Fig. 2 nicht dargestellten Fahrzeugboden befestigt.
In anderen Worten kann die Erfindung wie folgt dargestellt werden:
Durch die Verstellung der Höhenverstellung in der ersten Sitzreihe, bleibt normalerweise das Gurtschloss in einer senkrechten Z-Richtung starr. Aktuelle Mercedes-Fahrzeuge mit einer so genannten SCSI Sitzstruktur haben ein in der Höhe mitfahrendes Gurtschloss. Hierzu ist allerdings im Sitz für den Fall eines Unfalls eine „Crash-Gesperre" genannte Rückhalteeinrichtung erforderlich, welche eine Bewegung des Gurtschlosses relativ zur Fahrzeugkarosserie reduziert.
Durch die Erfindung wird durch eine optimierte Anordnung des bereits vorhandenen Spindelantriebes die Rückhalteeinrichtung „Crash-Gesperre" überflüssig. Durch die Positionierung eines Spindelantriebes auf der Tunnelseite der Sitzhöhenverstellung, kann dieser Antrieb die Gurtkräfte des ebenfalls auf der Tunnelseite befindlichen Gurtschlosses aufnehmen. Dies wird erreicht, indem der Spindelantrieb optimal in den Kraftfluss eingebunden wird.
Die Erfindung ermöglicht ein in der Höhe mitfahrendes Gurtschloss und somit in jeder Sitzposition einen optimalen Anschnallkomfort. Das neue Prinzip der optimierten Anordnung des Spindelantriebs als Höheneinstellerantriebes ermöglicht die Einsparung des Rückhaltesystems „Crash-Gesperre" innerhalb des Sitzes.