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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Gelenkverbindung zwischen der
Rückenlehne und dem Sitzbereich eines Fahrzeugsitzes.
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Sie betrifft insbesondere Sitze, bei denen das Rückenlehnenskelett um eine
horizontale erste Querachse gegenüber dem Sitzbereichsskelett gelenkig
angebracht ist, so daß es verschiedene Komfortstellungen einnehmen kann,
und zugleich um eine zur ersten parallele zweite Achse gelenkig ist, um die
Rückenlehne auf den Sitzbereich mit dem Ziel umlegen zu können, den
Platzbedarf des Sitzes zu reduzieren.
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Bei dieser bekannten Art von Sitz ist das zweite Gelenk normalerweise
durch Verriegelungsmittel fixiert, deren Betätigung nur im Moment des
Umklappens der Rückenlehne erfolgt. Diese Art von Sitz wird häufig bei
Massenverkehrsmitteln eingesetzt, etwa bei Flugzeugen, Zügen,
Reisebussen und bei einigen Kraftfahrzeugen in selbsttragender Bauweise. Bei diesen
verschiedenen Anwendungen ist der Sitz sehr oft beweglich, um seine
Positionierung am Fußboden des Fahrzeugs verändern zu können, und zwar
in Abhängigkeit von der gewünschten Qualität des Komforts oder um das
Fahrzeug zum Warentransport umzugestalten.
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Um die Sicherheit der Fahrer zu erhöhen, wird seit einigen Jahren daran
gedacht, jeden Sitz mit einem Sicherheitsgurt auszustatten. Das Brusttrumm
des Gurts, das von einem im hinteren Bereich des Sitzes an der
Sitzbereichsstruktur befestigten Aufroller kommt, durchläuft ein an der Spitze
einer der Hochstreben des Rückenlehnenskeletts befestigtes
Durchlaufelement und läuft dann herunter bis in den Bereich des Sitzbereichsskeletts,
wo es die Schnalle einer Schließe aufnimmt, welche in einem auf einer der
Seiten dieses Skeletts befestigten Gehäuse befestigbar ist. Von der Schließe
aus verläuft der Beckengurt quer über den Sitz bis zu einem auf der anderen
Seite des Sitzbereichsskeletts angeordneten Verankerungsorgan.
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Im Fall eines Unfalls oder einer scharfen Verzögerung wird die dem auf dem
Sitz sitzenden Fahrgast mitgeteilte kinetische Energie auf den
Sicherheitsgurt und von diesem auf die Skelette der Rückenlehne und des Sitzbereichs
übertragen. Daraus folgt, daß diese widerstandsfähig sein müssen, und
zwar sowohl in den am stärksten beanspruchten Zonen als auch in den
Zonen, die die Belastungen zwischen den verschiedenen Teilen übertragen,
und beispielsweise im Gelenkbereich der Verriegelung der Rückenlehne
gegenüber dem Sitzbereich.
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Eine Erhöhung der Widerstandsfähigkeit der beiden Skelette kann zu einer
Dickenzunahme ihrer Komponenten führen; diese Lösung weist den Nachteil
einer Gewichtserhöhung des Sitzes auf.
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Um diesen Nachteil zu beseitigen, ist es demnach vorzuziehen, die
Materialien der verschiedenen Komponenten in Abhängigkeit von den lokalen
Belastungen und unter bevorzugter Suche nach einer Legierung zu wählen,
beispielsweise indem man jedesmal Aluminiumlegierungen verwendet, wenn
diese Eisenlegierungen ersetzen können, welche eine höhere spezifische
Masse haben.
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Dies führt dann zur Verwendung verschiedener Materialien, deren
gegenseitige Verbindung umso weniger leicht ist, als sie großen
Momentanbelastungen widerstehen muß.
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Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, eine Einrichtung zur Verbindung
zwischen Elementen aus verschiedenen Materialien bereitzustellen, welche
bei einem Sitz mit integriertem Sicherheitsgurt Teil eines Doppelgelenks
zwischen Sitzbereichsskelett und Rückenlehnenskelett sind, wobei diese
Einrichtung für eine gute Übertragung der Belastungen sorgt und dabei
weder die Steifigkeit der Skelette noch die Funktionsfähigkeit dieses
Gelenks beeinträchtigt.
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Hierzu ist bei der erfindungsgemäßen Verbindungseinrichtung die erste
Gelenkigkeit gegenüber dem Sitzbereichsskelett für jede Hochstrebe durch
einen Hebel gewährleistet, welcher oberhalb seines an der vom
Sitzbereichsskelett getragenen ersten Gelenkachse drehbar gelagerten Bereichs
eine Nase mit Rechteckquerschnitt aufweist, die in eine zentrale Aufnahme
eingesteckt ist, welche in dem die entsprechende Hochstrebe bildenden
Profil ausgebildet ist, während beim zweiten Gelenk die Achse an der
genannten Nase gehalten ist und mit mindestens einer Platte
zusammenwirkt, welche unter Anlage am Hebel in einer Aufnahme des Profils
festgeklemmt ist und an diesem durch Vernietung befestigt ist, wobei diese Platte
ein aus der Hochstrebe herausreichendes unteres Ende aufweist, welches
lokal mit einer Verzahnung ausgeführt ist, die zur Zusammenwirkung mit
einer komplementären Verzahnung ausgelegt ist, welche von einem
Mechanismus zur Feststellung der Hochstrebe gegenüber dem Hebel getragen ist.
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Bei dieser Konstruktion wird die Verbindung zwischen dem für die
Komfortgelenkigkeit sorgenden Hebel und der entsprechenden Hochstrebe unter
Vermittlung der Platte erreicht, die zwischen diesen Hebel und die
Innenseite der Hochstrebe eingefügt ist und folglich so nah wie möglich bei dem
die größte Widerstandsfähigkeit aufweisenden Teil der rohrartigen
Hochstrebe angeordnet ist. Die Platte ist mit Zähnen ausgeführt, die in
Zusammenwirkung mit den komplementären Zähnen des Feststellmechanismus
eine Anordnung bilden, welche hohen Momentanbelastungen widerstehen
kann.
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Wenn die Hochstrebe von einem Extrusionsprofil aus einer
Aluminiumlegierung gebildet ist, wird die Gelenkigkeit dieser Hochstrebe gegenüber dem
aus einer Eisenlegierung hergestellten Hebel durch zwei Platten aus einer
Eisenlegierung erreicht, welche beidseits des Hebels angeordnet sind und in
Längsnuten eingreifen, die in dem Profil seitlich bezogen auf die Aufnahme
für die Nase des Hebels ausgebildet sind.
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Unter diesen Umständen erfolgt die Übertragung der Belastungen zwischen
dem Hebel und der Hochstrebe über zwei Platten, die in der Hochstrebe in
Nuten von deren Wand angeordnet sind, also am nächsten bei den Teilen
der Hochstrebe, die den Belastungen am besten widerstehen.
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Vorteilhafterweise weist jede der Platten nahe ihrer Enden
Halbausdrückungen auf, welche Vorsprünge bilden, die vom Hebel weg abstehen, parallele
Längsränder aufweisen und in Längsnuten aufgenommen sind, welche in
dem Profil nahe dessen neutraler Phase ausgebildet sind.
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Die beiden Halbausdrückungen jeder Platte haben im wesentlichen die
Aufgabe, die Kontaktfläche zwischen der jeweiligen Platte und den
Innenwänden der entsprechenden Hochstrebe zu vergrößern und so die
Übertragung der Momentanbelastungen von der Hochstrebe auf den Hebel zu
verbessern.
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Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der folgenden
Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten schematischen Zeichnungen,
welche beispielhaft und nicht beschränkend eine Ausführungsform dieser
Gelenkverbindungseinrichtung im Fall ihrer Anwendung bei einem
beweglichen Sitz mit Sicherheitsgurt darstellen, und zwar mit doppelter
Gelenkigkeit der Rückenlehne gegenüber dem Sitzbereich.
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Fig. 1 ist eine vordere Hochansicht, welche in vereinfachter Weise den
erfindungsgemäßen Sitz darstellt.
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Fig. 2 ist eine seitliche Hochansicht der Skelette der Rückenlehne und des
Sitzbereichs.
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Fig. 3 ist eine perspektivische Explosionsteilansicht, welche die
verschiedenen Komponenten der erfindungsgemäßen Gelenkeinrichtung zeigt.
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Fig. 4 ist eine Draufsicht auf ein Ende einer Ausführungsform des
wenigstens eine der Hochstreben bildenden Profils.
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Fig. 5 ist eine Seitenansicht im Teilschnitt längs V-V der Fig. 4, die die
Gelenkigkeit der Profilhochstrebe zeigt.
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Fig. 6 ist eine Schnittansicht ähnlich Fig. 5, die jedoch die Gelenkigkeit
der anderen Hochstrebe des Sitzbereichsskeletts zeigt.
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Fig. 7 ist eine Querschnittsansicht des Rückenlehnenskeletts im Bereich
des Gelenks zum Sitzbereichsskelett.
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Fig. 8 ist eine Schnittansicht längs VIII-VIII der Fig. 7.
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Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte Sitz ist in bekannter Weise
aufgebaut aus einem Sitzbereich 2, welcher an einem Sitzbereichsskelett 3
gehalten ist, das mit dem Fußboden 4 über ein Fußgestell 5 verbunden ist,
und aus einer Rückenlehne 6, die an einem in allgemeiner Weise mit 7
bezeichneten Rückenlehnenskelett gehalten ist und sich aus zwei
Hochstreben 8 und 9 zusammensetzt, welche durch mindestens eine Querstrebe
10 verbunden sind. Eine der Hochstreben und beispielsweise die
Hochstrebe 8 in Fig. 1 trägt im oberen Teil ein Durchlaufelement 12, das vom
Riemen 13 eines Sicherheitsgurts durchlaufen wird, dessen Aufroller 14 am
Sitzbereichsskelett hinter der Rückenlehne befestigt ist. Das Brusttrumm
13a des Riemens verläuft von dem Durchlaufelement 12 zur Schnalle einer
nicht dargestellten Gurtschließe, welche bei 11 am Sitzbereichsskelett 3
befestigbar ist, während der Beckenriemen 13b von der erwähnten
Gurtschließe bis zu einer nicht dargestellten Aufhängeschnalle verläuft, die bei
15 auf der anderen Seite des Sitzbereichsskeletts 3 befestigbar ist.
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Bei der dargestellten Ausführungsform ist die das Durchlaufelement 12 für
den Gurt 13 tragende Hochstrebe 8 von einem Profil aus einer
Aluminiumlegierung gebildet, während die Hochstrebe 9 von einem herkömmlichen
Rohr mit Recheckquerschnitt aus einer Eisenlegierung gebildet ist.
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Wie im einzelnen Fig. 4 zeigt, ist das Profil 8 aus einem hohlen
Grundkörper 16 aufgebaut, der wenigstens lokal durch seitlich hintere Kästen
verstärkt ist, welche zwei hintere Kästen 17, zwei neben den Kästen 17
angeordnete, jedoch seitlich über das Profil vorstehende Kästen 18 sowie
einen seitlichen Kasten 19 umfassen, welcher die vorstehenden Kästen 18
mit der entsprechenden Seitenflanke des Hohlkörpers 16 verbindet. Der
Hohlkörper weist außen eine rechteckige Grundform mit einem
trapezförmigen Ende auf. Seine Innenkontur ist von einer zentralen rechteckigen
Aufnahme 20 begrenzt, welche seitlich durch zwei Nuten 22 begrenzt ist.
Vom mittleren Teil jeder dieser Nuten geht eine zentrale Nut 23 weg, die
sich wie sie in Längsrichtung über die gesamte Länge des Profils erstreckt.
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Das Sitzbereichsskelett 2 ist auf jeder Seite von einer Grundplatte 24 und
einer Sekundärplatte 25 gebildet, die vertikal angeordnet sind und dazu
bestimmt sind, den wesentlichen Teil der auf das Skelett übertragenen
Belastungen abzustützen. Die Platten dienen zur Befestigung von
Sitzhalterungen 26 (Fig. 2) und Fußelementen 27. Sie sind an einem seitlichen
Gehäuse 28 befestigt, welches aus einer Aluminium- und/oder
Magnesiumlegierung hergestellt ist. Dieses Gehäuse ist auf der Außenseite des Sitzes
angeordnet, um die Verkleidung von dessen Mechanismus sicherzustellen.
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Wie im Detail in den Fig. 3, 5 und 7 gezeigt, wird die Doppelgelenkigkeit
der Hochstrebe 8 des Rückenlehnenskeletts gegenüber dem
Sitzbereichs
skelett unter Vermittlung eines Hebels 30, zweier Platten 32 und einer
Feststelleinrichtung bewirkt, welche sich aus einem Riegel 33 und einem
drehbaren Verriegelungszapfen 34 zusammensetzt.
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Der Hebel 30, der aus einer Eisenlegierung, beispielsweise aus Stahl,
hergestellt ist, weist eine zentrale Bohrung 35 auf, mittels welcher er an
einem die erste Gelenkachse bildenden Gelenkbolzen gelenkig angebracht
ist. Dieser Gelenkbolzen durchsetzt das Gehäuse 28 und die Platte 24. Die
Festlegung des Gelenkbolzens gegen Längsbewegung wird durch Vernieten
des Endes seines Schafts gegen die Platte 24 erreicht.
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Unterhalb der Achse ist der Hebel mit einem Fortsatz 30a versehen,
welcher mit einem Betätigungsmittel zum Kippen der Rückenlehne und
beispielsweise mit der Stange einer Gasfeder gekoppelt sein kann. An seinem
oberen Ende ist er durch eine Nase 30b fortgesetzt, die in das untere Ende
der zentralen Aufnahme der Profilhochstrebe 8 eingesteckt wird.
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Fig. 8 zeigt, daß die Nase 30b im wesentlichen den gesamten Querschnitt
dieser Aufnahme einnimmt.
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Nahe ihres oberen Endes ist die Nase 30b von einer Bohrung 37 für eine der
gelenkigen Anbringung der beiden Platten 32 dienende Achse 38
durchsetzt, welche die zweite Gelenkachse der Rückenlehne bildet. Die beiden
Platten 32 sind aus einer Eisenlegierung hergestellt und beidseits des
Hebels 30 angeordnet, so daß sie mit ihrem oberen Bereich und auf dem
überwiegenden Teil ihrer Länge in die seitlichen Nuten 22 des Profils 8
eingreifen können. Jede Platte ist nahe ihrer Enden mit Halbausdrückungen
bzw. -ausschnitten 39, 40 versehen, welche vom Hebel weg abstehen und
parallele Längsränder aufweisen. Diese Halbausdrückungen greifen in die
zentralen Nuten 23 des Profils ein.
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An ihren unteren, über das Ende der Hochstrebe 8 hinausragenden
Abschnitten sind die Platten 32 in ihren hinteren Bereichen lokal mit Zähnen
42 ausgeführt, welche zur Zusammenwirkung mit der Feststelleinrichtung
bestimmt sind.
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Zu konkretisieren ist, daß die Platten durch Feinschneiden hergestellt sind
und die Zähne thermisch behandelt sind. Das gleiche gilt für die Riegel 33
und die Zähne 43, welche an deren freiem Ende ausgebildet sind, das
demjenigen gegenüberliegt, welches bei 44 am Hebel 30 angelenkt ist.
Entgegengesetzt zu seiner Verzahnung 43 weist jeder Riegel eine
Rampenkontur 45 (Fig. 5) auf, die zur Zusammenwirkung mit dem entsprechenden
Drehverriegelungszapfen 34 bestimmt ist. Jeder der Zapfen ist an einem
querverlaufenden Betätigungsstab 46 festgelegt und mit Rückstellmitteln,
etwa einer Spiralfeder 47 oder einer Zugfeder, verbunden, welche ihn in die
in Fig. 6 dargestellte Stellung zurückführen, die die Position der
Feststellung oder Verriegelung der Verzahnung des Riegels 34 in der
Verzahnung 42 der jeweiligen Platte ist.
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Auf die Rampenkontur 45 folgt eine Aussparung 48 mit einem Haken 49,
die es erlaubt, den Riegel 34 dann, wenn die Welle 46 in Richtung des
Pfeils 51 gedreht wird, in Richtung des Pfeils 52 zu verschwenken, um die
Zähne 43 außer Eingriff mit den Zähnen 42 zu bringen und es so der
gesamten Rückenlehne zu ermöglichen, durch Verschwenkung um die Achse
38 auf den Sitzbereich 2 zu gelangen, wie strichpunktiert in Fig. 2 gezeigt.
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Fig. 3 zeigt, daß der jeweilige Riegel 33 und der Verriegelungszapfen 34
zwischen der entsprechenden Seitenfläche des Hebels 30 und einem
Verstärkungsblech 53 eingeschlossen sind, um im Fall einer kräftigen und
plötzlichen Belastung die Eingriffstrennung auf der Seite der Zähne zu
vermeiden.
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Fig. 8 zeigt, daß die Platten 32 mit Abstandshülsen 54 versehen sind,
welche deren Anbringung im Profil vor dem Einsetzen der Nase 30b des
Hebels 30 erleichtern. Sobald die Nase angebracht ist, werden diese
Abstandshülsen von Nieten 55 durchsetzt, welche durch die beiden Wände
des Profils 8 hindurchgehen und eine positive Verbindung der
verschiedenen Elemente unter gleichzeitiger Verbesserung der Steifigkeit der
Verbindung sicherstellen. Fig. 7 zeigt darüber hinaus, daß die seitlich des
Hebels 30 liegenden Teile der Platten durch Nieten 56 jeweils an der
entsprechenden Wand der Hochstrebe 8 befestigt sind.
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Aufgrund der Anordnung der Platten beidseits des Hebels ganz nahe bei der
neutralen Faser der Profilhochstrebe und aufgrund der Verwendung
seitlicher Verzahnungen, die perfekt passen und so behandelt sind, daß sie eine
gute Härte besitzen, erfolgt die Übertragung der Belastungen von der
Hochstrebe auf die Platten unter exzellenten Bedingungen, ohne daß die
Platten die Hochstrebe beschädigen können. Dies erlaubt es, eine
Hochstrebe aus einer Aluminium- und/oder Magnesiumlegierung zu verwenden,
also aus einem Material, das eine geringere Härte als Eisenlegierungen hat,
aber eine geringere spezifische Masse aufweist.
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Fig. 7 zeigt zudem, daß die Verriegelungszapfen 34 am entsprechenden
Ende der Welle 46 gegen Drehung festgelegt sind und daß diese Welle, die
frei drehbar in dem Hebel 30 angebracht ist, auf einer Seite durch ein
Bedienungsorgan 58 fortgesetzt ist und sich auf der anderen Seite bis zum
Verriegelungszapfen 34a der Gelenkverbindung der Hochstrebe 9 mit dem
Sitzbereichsskelett 3 erstreckt.
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Diese Gelenkverbindung ist ähnlich der der Hochstrebe 8, unterscheidet
sich hiervon aber durch die Tatsache, daß der Hebel 30' keinen unteren
Fortsatz 30b aufweist und daß ihm eine einzige Platte 32' zugeordnet ist,
welche zwischen die Außenseite des Hebels und die Innenseite derjenigen
Wand der Hochstrebe eingesetzt ist, die zur Sitzaußenseite gerichtet ist. Die
Verbindung der verschiedenen Elemente wird durch Nieten 60 und 62
sichergestellt, welche an der Außenseite nicht direkt auf die Wand der
Hochstrebe 9 umgelegt sind, sondern gegen eine metallische Verstärkung
63, die auf diese Wand aufgelegt ist. Die Platte 32' weist in ihrem über die
Hochstrebe hinausragenden Teil Zähne 42 auf, welche mit Zähnen 43 eines
Riegels 34 zusammenwirken, der identisch zu dem Riegel der anderen
Hochstrebe ist.
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In Fig. 6 befindet sich die Feststelleinrichtung zur Feststellung des
Rückenlehnenskeletts gegenüber dem Sitzbereichsskelett in der
Verriegelungsstellung, während sie sich in Fig. 5 in der entriegelten Stellung befindet.
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Wenn sich diese Einrichtung in einer Stellung befindet, gilt diese für die
beiden Hochstreben 8 und 9, so daß dann, wenn sie sich in der
Verriegelungsstellung befindet, die Verschwenkung des Hebels 30 um die erste
Gelenkachse 36 - diese Verschwenkung überträgt sich über die Welle 46,
aber auch über das diese Achse umgebende Zwischenrohr 65 auf den Hebel
30' - die gleichzeitige Verkippung der beiden Hochstreben und als Folge die
Verkippung des Rückenlehnenskeletts zwischen der einen und der anderen
der Komfortstellungen bewirkt.
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Aufgrund seiner Konstruktion kann dieser Mechanismus in Form zweier
vormontierter Baueinheiten bereitgestellt werden, nämlich den beiden
Plattinen mit den Zwischenhülsen 54 und dem Hebel 30 mit dem
Feststellmechanismus, was die Montage vereinfacht und die Zeit und die Kosten
hierfür verringert.