Beschreibung
Versteilvorrichtung für Kraftfahrzeugsitze, insbesondere Höhenverstellvor- richtungen
Die Erfindung betrifft eine Verstellvorrichtung für Kraftfahrzeugsitze, insbesondere Höhen- verstellvorrichtungen, mit einer zur Verstellung sowie Abstützung einer Sitzstruktur gegenüber einer Sitzbodengruppe geeigneten, in der Länge veränderbaren Stelleinheit, die eine- nends mit der Sitzstruktur und anderenends mit der Sitzbodengruppe gelenkig verbindbar ist. Ferner betrifft die Erfindung einen verstellbaren Kraftfahrzeugsitz mit einer Verstellvorrichtung, insbesondere Höhenverstellvorrichtung.
Kraftfahrzeugsitze heutiger Fahrzeuge weisen eine Vielzahl von Einstellmöglichkeiten auf, die es dem Nutzer ermöglichen, den Kraftfahrzeugsitz optimal an seine Bedürfnisse anzupassen. Neben einer manuellen Einstellbarkeit des Kraftfahrzeugsitzes werden zunehmend motorisch angetriebene Verstellvorrichtungen eingesetzt, welche über entsprechende Bedienelemente eine komfortable Einstellbarkeit der Fahrzeugsitze ermöglichen. Zur Verstellung einzelner Sitzbereiche, bzw. Sitzstrukturen wie Sitzfläche, Rückenlehne, Kopfstützen und dergleichen werden dabei bevorzugt längenveränderliche Stelleinheiten verwendet, welche durch ihre Längenveränderung eine Einstellung der Sitzstrukturen zueinander bzw. gegenüber einer Sitzbodengruppe ermöglichen. Im Falle einer Höhenverstellvorrichtung ist die Verstellvorrichtung vorzugsweise einenends mit der zu verstellenden Sitzstruktur, in der Regel der Sitzschale, und anderenends mit einer Sitzbodengruppe, bspw. einer Sitzoberschiene verbunden, wobei in Abhängigkeit von der eingestellten Länge der Stelleinheit eine Höheneinstellung des Sitzes bestimmt ist. Unter der Sitzbodengruppe wird dabei im Rahmen der Anmeldung eine mit dem Fahrzeugboden verbindbare Baugruppe, insbesondere Sitzunterschienen, Sitzoberschienen sowie daran angeordnete Bauteile ver- standen.
Bekannte Verstellvorrichtungen, insbesondere Spindelantriebe aufweisende Längsverstell- vorrichtungen oder dergleichen, die zur Höhenverstellung zwischen der Sitzschale und der Sitzbodengruppe angeordnet sind, weisen den Nachteil auf, dass die Gefahr besteht, dass im
Falle eines Fahrzeugheckaufpralls die auf die Verstellvorrichtung wirkenden Belastungen in Folge der vorliegenden Massenkräfte, welche insbesondere im Falle der Verwendung einer motorischen Antriebseinheit besonders ausgeprägt sind, zu einem Knicken der Stelleinheit, bspw. eines Mutter-Spindel-Systems führen. In Abhängigkeit von der dabei aus den Kraft- Verläufen resultierenden Knickrichtung kann es unter ungünstigsten Bedingungen dazu kommen, dass sich die Knickenden in Richtung auf die Sitzschale aufstellen.
Aus dem Stand der Technik sind zur Lösung dieses Problems verschiedene Maßnahmen bekannt, wie bspw. die Verwendung kurzer Spindellängen bei Spindelantrieben oder einer Verstärkung der Bauteile. Diese Maßnahmen führen jedoch zu einem erhöhten Aufwand, höherem Gewicht, höheren Kosten und einem ungünstigeren Bauraum.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verstellvorrichtung sowie einen Kraftfahrzeugsitz mit einer Verstellvorrichtung bereitzustellen, bei der im Falle eines Crashs eine Knickrichtung der Verstellvorrichtung vorgegeben ist.
Die Erfindung löst die Aufgabe durch eine Verstellvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch einen verstellbaren Kraftfahrzeugsitz mit den Merkmalen des Anspruchs 9. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Der Einsatz gattungsgemäßer Versteilvorrichtungen mit längenveränderlichen Stelleinheiten zum Zwecke der Höhenverstellung von Fahrzeugsitzen macht es erforderlich, dass die Verstellvorrichtung beidenends drehgelenkig, nämlich mit der zu verstellenden Sitzstruktur einerseits und der Sitzbodengruppe andererseits verbunden ist. Um eine möglichst spielfreie Abstützung sowie eine einfache gelenkige Anbindung zu erreichen, wird bevorzugt eine Anordnung der Gelenkpunkte auf der Längsachse der Stelleinheit vorgesehen, welche die Möglichkeit einer rein drehgelenkigen Verbindung der Verstellvorrichtung erlaubt. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei einer solchen Anordnung im Falle eines Heck- oder Frontalaufpralls, bei dem über die Sitzstruktur axial wirkende Kräfte auf die Verstellvorrichtung und die Stelleinheit wirken, keine Vorhersage über die Knickrichtung der Stelleinheit abgegeben werden kann, dass jedoch im Falle einer von der Längsach-
se der Stelleinheit abweichenden Anordnung des Lagerpunktes, bspw. mit der Sitzbodengruppe, aufgrund der in Längsachsenrichtung auf die Verstellvorrichtung wirkenden Kräfte ein Moment erzeugt wird, welches im Belastungsfall eine Festlegung der Knickrichtung ermöglicht.
Erfindungsgemäß ist die Stelleinheit daher einen- und/oder beidenends zur drehgelenkigen und im Crashfall verschiebbaren Lagerung gegenüber der Sitzstruktur und/oder der Sitzbodengruppe ausgebildet. Die drehgelenkige Lagerung gewährleistet dabei einen störungsfreien Betrieb der Verstellvorrichtung im Normalbetrieb des Kraftfahrzeugsitzes, bei der keine lineare Verschiebung der Stelleinheit gegenüber der Sitzstruktur oder der Sitzbodengruppe stattfindet. Die belastungsabhängige Verschiebbarkeit der Stelleinheit gegenüber der Sitzstruktur und/oder Sitzbodengruppe ermöglicht es jedoch bei Erreichen einer festzulegenden Kraft eine Verschiebung der Stelleinheit, bspw. gegenüber einem zur Verbindung mit der Sitzstruktur und/oder der Sitzbodengruppe vorgesehenen Lagerbolzen, Stift oder derglei- chen, in eine von der Längsachse der Stelleinheit abweichenden Position. Hierdurch wird erreicht, dass die auf die Verstellvorrichtung im Crashfall wirkenden Kräfte ein Moment um den verlagerten Gelenkpunkt erzeugen, welches die Knickrichtung der Stelleinheit bestimmt. Die erfindungsgemäße Verstellvorrichtung ermöglicht es somit, diese besonders einfach und kostengünstig herzustellen, wobei im Normalbetrieb vorzugsweise eine rein drehgelenkige und somit spielfreie Lagerung vorliegt. Im Falle einer die Verstellvorrichtung abknickenden Erhöhung der Belastung erfolgt jedoch aufgrund der verschiebbaren Lagerung eine Verlagerung der Verstellvorrichtung in einen Crashlagerpunkt, der derart abweichend von der Längsachse der Stelleinheit angeordnet ist, dass es, falls aufgrund der Massenkräfte zu einem Abknicken kommt, dies in eine der Sitzschalen entgegen gesetzte Richtung erfolgt. Die Knickenden weisen somit von der Sitzschale weg. Insbesondere im Falle der Verwendung einer motorischen Antriebseinheit kann somit auch bei den sich hieraus ergebenden erhöhten Massenkräften im Falle eines Crashs zuverlässig eine Knickrichtung vorgegeben werden.
Die längenveränderliche Ausgestaltung der Verstellvorrichtung kann grundsätzlich in beliebiger Weise erfolgen, wobei bspw. auch hydraulische oder pneumatische Systeme denkbar sind. Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Stelleinheit
jedoch eine Gewindespindel sowie eine Aufnahmeeinheit mit einem an die Gewindespindel angepassten Innengewinde auf, in welchem die Gewindespindel drehbar gelagert ist, wobei die Aufnahmeeinheit mit der Sitzbodengruppe und die Gewindespindel mit der Sitzstruktur gelenkig verbindbar ist.
Diese Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich durch ihren besonders einfachen und kostengünstigen Aufbau aus. Eine Längenänderung kann in einfacher Weise durch ein Verdrehen der Gewindespindel gegenüber der Aufnahmeeinheit erfolgen, wobei der Mutter- Spindel-Mechanismus eine sehr genaue Einstellmöglichkeit der zu verstellenden Sitzstruk- tur ermöglicht.
Die Ausgestaltung der Versteilvorrichtung derart, dass eine verschiebbare Lagerung im Crashfall möglich ist, kann grundsätzlich einen- und/oder beidenends erfolgen. Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist jedoch die Aufnahmeeinheit an ihrem dem Innengewinde gegenüberliegenden Ende derart zur drehgelenkigen Verbindung auf einer Lagerachse der Sitzbodengruppe ausgebildet, dass im Crashfall eine Verschiebung der Stelleinheit gegenüber der Lagerachse erfolgen kann. Insbesondere im Falle der Verwendung einer Gewindespindel, deren Antriebseinheit vorzugsweise im Bereich des der Aufnahmeeinheit gegenüberliegenden Endes der Gewindespindel angeordnet ist, zeichnet sich diese Ausgestaltung der Erfindung dadurch aus, dass sie sich besonders einfach in diesem Bereich realisieren lässt, obgleich der Bauraum hier in der Regel sehr gering ist. Die rein drehgelenkige Lagerung der Stelleinheit mit der Sitzstruktur gewährleistet dabei überdies eine besonders zuverlässige Einleitung der im Crashfall auftretenden Kräfte, so dass in besonderes zuverlässiger Weise im Falle eines Versagens der Stelleinheit gewährleistet wer- den kann, dass sich die kollabierenden Bauteile nicht aufstellen.
Die Ausgestaltung der Stelleinheit derart, dass im Normalbetrieb eine drehgelenkige und im Crashfall eine verschiebbare Lagerung gegenüber der Sitzstruktur und/oder Sitzbodengruppe besteht, kann in beliebiger Weise erfolgen. Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestal- tung der Erfindung weist die Aufnahmeeinheit jedoch an ihrem dem Innengewinde gegenüberliegenden Ende zur Lagerung an einer Sitzbodengruppe eine längsverlaufende Lageröffnung, vorzugsweise ein Langloch, mit einem ersten, vorzugsweise auf einer Längsachse der Gewindespindel angeordneten Normallagerpunkt und einem zweiten von der Gewindespin-
dellängsachse abweichenden Crashlagerpunkt, der gegenüber dem Normallagerpunkt in Richtung auf das das Innengewinde aufweisende Ende der Aufnahmeeinheit verschoben angeordnet ist, auf. Gemäß dieser Ausgestaltung der Erfindung weist die Lageröffnung an der Aufnahmeeinheit, die bevorzugt als Langloch ausgestaltet ist, zwei durch die Enden der Lageröffnung, bzw. das Langloch vorgebende Lagerpunkte, nämlich den Normallagerpunkt, zum Betrieb im Normalbetrieb der Versteilvorrichtung und den Crashlagerpunkt, über welchen die Stelleinheit im Crashfall mit der Sitzbodengruppe verbunden ist, auf. Eine Verschiebung des in der Lageröffnung angeordneten Lagerelements, bspw. eines korrespondierenden Lagerbolzens, Stifts oder dergleichen, zur gelenkigen Verbindung der Aufnahmeein- heit mit der Sitzbodengruppe kann im Falle einer entsprechenden Ausgestaltung der Lageröffnung erst im Falle eines Überschreitens einer zuvor festgelegten, auf die Aufnahmeeinheit bzw. Stelleinheit wirkenden Kraft erfolgen. Gegebenenfalls wird der Zugang zum Crashlagerpunkt freigegeben, so dass es, ebenfalls infolge der wirkenden Kräfte, zu einer Verschiebung der Stelleinheit kommt, bei der das Lagerelement aus dem Normallagerpunkt in den Crashlagerpunkt gelangt. Nachdem dieser gegenüber der Gewindespindellängsachse verschoben ist, bewirken die im Crashfall auf und in Längsachsenrichtung der Gewindespindel wirkenden Kräfte ein Moment, welches im Falle eines Versagens der Stelleinheit deren Knickrichtung vorgibt. Die Verwendung einer längs verlaufenden Lageröffnung, insbesondere eines Langlochs lässt sich dabei besonders einfach und kostengünstig ausgestal- ten.
Die Ausbildung der Lageröffnung derart, dass im Normalbetrieb eine rein drehgelenkige Anordnung der Stelleinheit gegeben ist und es nur im Falle der erhöhten, im Crashfall auftretenden Kräften zu einer Verlagerung eines Lagerelements in der Lageröffnung in den Crashlagerpunkt kommt, kann grundsätzlich beliebig ausgebildet sein. Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Lageröffnung in einem Bereich zwischen dem Normallagerpunkt und dem Crashlagerpunkt hierzu eine Verjüngung auf. Diese bewirkt eine zuverlässige Anordnungsmöglichkeit eines Lagerelements im Normallagerpunkt. Die Verjüngung ist dabei derart ausgestaltet, dass es bei erhöhten, auf die Stell- einheit wirkenden Kräften durch das Lagerelement zu einer Verdrängung bzw. Verformung der Verjüngung kommt, welche zu einer Verlagerung eines Lagerelements in dem Crashlagerpunkt führt. Die Verjüngung lässt sich dabei besonders einfach und kostengünstig ausgestalten und gewährleistet im Normalbetrieb eine zuverlässige drehgelenkige Anordnung
der Stelleinheit an einer Sitzbodengruppe oder dergleichen.
Alternativ oder zusätzlich zur Ausgestaltung der Lageröffnung mit einer Verjüngung ist nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Lageröffnung in einem Bereich um den Normallagerpunkt durch ein Deformationselement verschlossen ist, das derart ausgebildet ist, dass es sich im Crashfall verformt und den Zugang zum Crashlagerpunkt freigibt. Gemäß dieser Ausgestaltung der Erfindung ist das Deformationselement derart in der Lageröffnung angeordnet, dass im Normalbetrieb die Lageröffnung nur den Normallagerpunkt zur Anordnung freigibt, wobei die im Normalbetrieb auftretenden Kräfte keinen Einfluss auf das Deformationselement haben. Das Deformationselement ist dabei dergestalt, dass erst im Falle erhöhter, im Crashfall auftretender Kräfte eine Verformung stattfindet, welche einem Lagerelement den Zugang zum Crashlagerpunkt ermöglicht, so dass eine Verlagerung aus dem Normallagerpunkt in den Crashlagerpunkt erfolgen kann. Das Deformationselement kann dabei aus metallischen und/oder Kunststoffen gebildet sein, welche entsprechend den im Normalbetrieb und im Crashfall auftretenden Kräfte ausgebildet sind.
Wie bereits an obiger Stelle ausgeführt, kann die Stelleinheit grundsätzlich in beliebiger Weise ausgebildet sein. So ist auch die Ausgestaltung der Aufnahmeeinheit zur Aufnahme der Gewindespindel grundsätzlich beliebig gestaltbar. Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird diese jedoch durch ein Halterohr gebildet, das einenends das Innengewinde zur Aufnahme der Gewindespindel und anderenends einen abgeflachten, die Lageröffnung aufweisenden Bereich aufweist. Ein Halterohr gemäß dieser Weiterbildung der Erfindung lässt sich besonders einfach und kostengünstig herstellen. Die Verwen- dung eines Halterohres ermöglicht es überdies, in das Halterohrinnere ein an die Gewindespindel angepasstes Innengewinde einzubringen, so dass eine besonders einfache und kostengünstige Herstellung der Versteilvorrichtung möglich ist.
Die Längsverstellung der Verstelleinheit erfolgt im Falle der Verwendung einer in einer Aufnahmeeinheit angeordneten Gewindespindel über deren Verdrehung gegenüber der Aufnahmeeinheit. Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Gewindespindel hierzu mit ihrem der Aufnahmeeinheit abgewandten Ende drehbar in einem gelenkig mit der Sitzstruktur verbindbaren Gehäuse angeordnet, in dem die Gewinde-
spindel mit einem diese antreibenden Antriebseinheit in Eingriff bringbar ist. Diese Ausgestaltung ermöglicht einen komfortablen Antrieb der Stelleinheit und gewährleistet gleichzeitig über eine drehgelenkige Verbindung des Gehäuses mit der Sitzstruktur eine zuverlässige Übertragung der im Crashfall auf die Sitzstruktur wirkenden Kräfte auf die Stelleinheit, so dass eine Vorgabe der Knickrichtung besonders zuverlässig gewährleistet werden kann.
Kennzeichnend für den erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugsitz mit einer Verstellvorrichtung, insbesondere Höhenverstellvorrichtung ist, dass die Verstellvorrichtung einenends mit der Aufnahmeeinheit derart auf einem an der Sitzbodengruppe angeordneten Lagerbolzen angeordnet ist, dass sich dieser durch den Normallagerpunkt der Aufnahmeöffnung erstreckt und anderenends die Gewindespindel über eine diese drehbar lagerndes Gehäuse gelenkig an der Sitzstruktur angeordnet ist.
Der erfindungsgemäße Kraftfahrzeugsitz zeichnet sich dadurch aus, dass es durch die Verwendung der zuvor dargestellten Verstellvorrichtung und deren Anordnung auf einem an der Sitzbodengruppe angeordneten Lagerbolzen im Falle eines Crashs zu dessen Verlagerung aus dem Normallagerpunkt in der Aufnahmeöffnung in den Crashlagerpunkt kommt, so dass es im Falle eines Abknickens der Stelleinheit der Verstellvorrichtung zu einer definierten Knickbewegung, nämlich in Richtung der Sitzbodengruppe kommt.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. l eine Skizze einer Seitenansicht eines Teilbereichs eines Kraftfahrzeugsitzes mit einer daran angeordneten Verstellvorrichtung;
Fig. 2 eine Skizze einer Seitenansicht einer Stelleinheit der Verstellvorrichtung von Fig. l;
Fig. 3a eine zweite Ausführungsform einer Ausgestaltung einer Lageröffnung der Stelleinheit von Fig. 2 und
Fig. 3b eine dritte Ausgestaltung der Lageröffnung der Stelleinheit von Fig. 2.
In Fig. 1 ist ein Teilbereich eines Kraftfahrzeugsitzes mit einer daran angeordneten Stelleinheit 1 einer Verstellvorrichtung schematisch dargestellt. Die Stelleinheit 1 erstreckt sich dabei zwischen einer als Sitzfläche ausgebildeten Sitzstruktur 2 und einer Sitzoberschiene 13
einer Sitzbodengruppe 3, wobei die Sitzoberschiene 13 gegenüber einer am Fahrzeugboden angeordneten Sitzunterschiene 14 verschiebbar gelagert ist.
Die eine Sitzhöhenverstellung ermöglichende, in Fig. 2 isoliert dargestellte Stelleinheit 1 weist einenends ein Gehäuse 11 auf, welches zur gelenkigen Anordnung an der Sitzfläche 2 eine Lageröffnung 15 zur Aufnahme eines hier nicht dargestellten Lagerbolzens aufweist. In dem Gehäuse 11 ist eine Gewindespindel 5 der Stelleinheit 1 drehbar gelagert, wobei das Gehäuse 11 zur Aufnahme einer hier nicht dargestellten Antriebseinheit zur Verdrehung der Gewindespindel 5 vorgesehen ist. Die Gewindespindel 5 ist in ihrem dem Gehäuse 11 gege- nüberliegenden Ende in einer als Halterohr 4 ausgebildeten Aufnahmeeinheit angeordnet, wobei das Halterohr 4 in seinem der Gewindespindel 5 zugewandten Ende ein an diese an- gepasstes Innengewinde aufweist. Insofern bewirkt bei einer Festlegung des Halterohres 4 eine Verdrehung der Gewindespindel 5 eine Abstandsänderung des Gehäuses 11 gegenüber dem Halterohr 4.
An seinem der Gewindespindel 5 gegenüberliegenden Ende weist das Halterohr 4 einen abgeflachten Bereich auf, in dem eine längsverlaufende Lageröffnung 7 angeordnet ist. Die Lageröffnung 7 weist dabei einen Normallagerpunkt 6 sowie einen Crashlagerpunkt 9 auf. Der Normallagerpunkt 6 sowie die Lageröffnung 15 des Gehäuses 11 sind auf der Längsachse der Gewindespindel 5 angeordnet, so dass im Falle einer Längenänderung der Stelleinheit 1 durch ein Verdrehen der Gewindespindel 5 eine störungsfreie Verschwenkbewegung der Stelleinheit 1 gegenüber der Sitzbodengruppe 3 und der Sitzfläche 2 erfolgen kann.
Der Zugang zum Crashlagerpunkt 9, ausgehend vom Normallagerpunkt 6, ist durch ein in die Lageröffnung 15 eingebrachtes, vorzugsweise eingeclipstes Kunststoffelement 16 blockiert, wobei bei Erreichen einer vorbestimmen, im Crashfall auftretenden Kraft das Kunststoffelement 16 durchbrochen und so eine Verlagerung des Lagerbolzens 12 ermöglicht wird.
Die Lageröffnung 7 ist als Langloch ausgebildet, wobei ein Crashlagerpunkt 9, der im Lang- loch dem Normallagerpunkt 6 gegenüberliegend angeordnet ist, von der Längsachse der Gewindespindel 5 abweichend in Richtung auf diese verschoben angeordnet ist. Im Falle der Anordnung eines Lagerbolzens 12, über den das Halterohr 4 gelenkig mit der Sitzbodengruppe 3 verbunden ist, im Crashlagerpunkt 7 kommt es im Falle einer in Längsachsenrich-
tung der Gewindespindel 5 wirkenden, im Crashfall auftretenden Kraft zu einem Drehmoment, welches im Falle eines Knickens der Stelleinheit 1 deren Knickrichtung, nämlich in Richtung auf die Sitzbodengruppe 3 vorgibt.
Eine alternative Ausgestaltung der in Fig. 1 und 2 dargestellten Unterteilung der Lageröffnung 7 ist in Fig. 3a dargestellt. Um eine Verlagerung des Lagerbolzens 12 nur im Falle eines Crashs sicherzustellen, ist die Lageröffnung 7 nicht mit einem Kunststoffelement 16, sondern durch ein Deformationselement 10 verschlossen, welches derart ausgebildet ist, dass es erst im Falle zuvor festgelegter Kräfte, welche denen im Falle eines Crashs entsprechen, zu dessen Deformation kommt, infolge dessen der Lagerbolzen 12 aus dem Normallagerpunkt 6 in den Crashlagerpunkt 9 gelangt.
Eine alternative Ausgestaltung der Lageröffnung 7 ist in Fig. 3b dargestellt. Dabei weist die Lageröffnung 7a eine sich zwischen dem Normallagerpunkt 6 und dem Crashlagerpunkt 9 erstreckende Verjüngung 8 auf, welche im Normalbetrieb eine Verlagerung des Lagerbolzens 12 in der Lageröffnung 7a verhindert. Die Verjüngung 8 ist dabei derart ausgebildet, dass erst bei Auftreten erhöhter, im Crashfall wirkender Kräfte die auf die Verjüngung 8 wirkenden Kräfte derart sind, dass diese verformt wird, so dass der Lagerbolzen 12 in den Crashlagerpunkt 9 verschoben werden kann.