DE3239292A1

DE3239292A1 - Rueckenlehnenrahmen fuer sitze, insbesondere fuer kraftfahrzeugsitze

Info

Publication number: DE3239292A1
Application number: DE19823239292
Authority: DE
Inventors: Gerhard 5609 Hückeswagen Schmale
Original assignee: KEIPER AUTOMOBILECHNIK GmbH and CO KG; Keiper Automobiltechnik GmbH and Co KG
Current assignee: Lear Corp
Priority date: 1981-11-11
Filing date: 1982-10-23
Publication date: 1983-05-19
Also published as: DE3239292C2

Description

Kennwort: "Flexlehne"
Rückenlehnenrahmen für Sitze, insbesondere für Kraftfahrzeugsitze Die Erfindung betrifft einen Rückenlehnenrahmen für Sitze, insbesondere für Kraftfahrzeugsitze, der aus einer Quertraverse und aus damit verbundenen Lehnenseitenholmen mit an ihren freien Enden angeordneten Verbindungsaugen zum Anschluß an dem Sitzkissenrahmen zugeordnete Gelenkteile besteht, wobei die Lehnenseitenholme einen etwa U-förmigen Querschnitt aufweisen, und der Seitensteg jeden Lehnenseitenholmes ausgehend vom Bereich seiner Verbindungsaugen bis zur Anbindungsstelle an die Quertraverse verjüngt ist, wobei außer dem Seitensteg jeden Lehnenseitenholmes auch der sich rückwärtig an den Seitensteg anschließende Schenkel ausgehend vom Verbindungsauge bis zur Anbindungsstelle an die Quertraverse verjüngt ist und der verjüngte Schenkel im Bereich seines Verbindungsauges einen unsymetrischen Profilquerschnitt bildend gegenüber dem anderen Schenkel länger ist.
Bei bekannten Rückenlehnenrahmen weisen die beiden durch eine oberseitige Quertraverse miteinander verbundenen Lehnenseitenholme im Bereich ihrer Verbindungsaugen die größte Breite am jeweiligen Seitensteg auf, die nach oben zur Quertraverse hin stetig abnimmt, bis sie an der Anbindungsstelle zur Quertraverse einen Minimalwert erreicht hat. Diese Formgestaltung der Lehnenseitenholme an die Quertraverse ausgehend bis zu dem unteren Verbindungsauge eines jeden Lehnenseitenholmes zunehmenden Biegemomentenverlauf angepaßt. Dabei ist es weiterhin bekannt, die beiden Lehnenseitenhblmeoberendig verbindende Quertraverse in Leichtbauweise elastisch zu gestalten.
Zur Stabilitätserhöhung wurden deshalb bereits die U-förmigen Profilquerschnitte der Seitenstege ungleichschenklig ausgebildet. Bei einer starren Quertraverse ist ein derartiger Rückenlehnenrahn'.en durch ein Kraft-Weg-Diagramm charakterisiert, das zunächst einen analog dem Spannungs-Dehnungs-Diagramm starken Kraftanstieg über geringen Ausweichwegabschnitten des Lehnenseitenholmes aufweist, während erst kurz vor Erreichen der dem Rückenlehnenra'l.nen zugrunde gelegten Maximalbelastung bei geringerem Kraftanstieg größere Ausweichwege erzielt werden.
Geringere Ausweichwege bedeuten kurzzeitige und damit um so höhere Einwirkung der unfallbedingten Beschleunigungskräfte auf die den Sitz benutzende Person. Für einen Sitzbenutzer, der aufgrund seines Körpergewichtes eine der dem Rückenlehnenrahmen zugrunde gelegten Belastungskraft nahekommende Belastungzeugt, ist der zunächst steile Kurvenverlauf des Weg-Zeit-Diagramms unerheblich, da in seinem Fall bei einem Unfall der Rückenlehnenrahmen den gesamten Ausweichweg durchläuft, so daß die auf den Sitzbenutzer einwirkenden Beschleunigungs- bzw. Verzögerungskräfte den zulässingen Wert nicht überschreiten. Bei einem Sitzbenutzer jedoch, der aufgrund seines geringen Gewichtes auch nur eine wesentlich geringere Belastung auf den Rückenlehnenrahmen im Falle eines Unfalles ausübt, ist der mögliche Ausweichweg des Rückenlehnenrahmens nicht ausnutzbar, so daß die Beschleunigungs- bzw. Verzögerungskräfte über einen wesentlich kürzeren Zeitraum auf den leichteren Sitzbenutzer einwirken, wodurch der zulässige Wert berschritten und möglicherweise zum Tod des leichteren Sitzbenutzers führer kann. Um nun Zonen gleicher Formänderungsarbeit im Lehnenseitenholm zu schaffen und dadurch den Ausweichweg des Lehnenseitenholmes proportional zur Masse der einsitzenden Person zu gestalten, hat man bei bekannten Rückenlehnenrahmen außer dem Seitensteg jeden Lehnenseitenholmes auch den sich rückwärtig anschließenden Schenkel in Richtung auf die Quertraverse hin verjüngt und diesen Schenkel gegenüber dem anderen Schenkel verlängert, so daß ein unsymetrischer Profilquerschnitt gebildet ist.
Es ergibt sich dadurch eine Verdrehung der Lehnenseitenholme bei unfallbedingten Belastungen, so daß sich relativ große Auswei(hwege an der Quertraverse des Rückenlehnenrahmens erzielen lassen, was durch einen wesentlich flacheren Kurvenverlauf im Kraft-Weg-Diagramm zum Ausdruck kommt.
Dies bedeutet, daß bei einem Unfall jede Person unabhängig von ihrem Gewicht bis zum als maximale Größe angenommenen Gewicht den gleichen Beschleunigungs- bzw. Verzögerungskräften ausgesetzt ist. Durch den über die gesamte Länge der Seitenholme unsymetrischen Verlauf des Profilquerschnitts wird jedoch nach einem bestimmten Ausweichweg der Rückenlehnenrahmen stabilisiert, weil bei zunehmender Verdrehung des Lehnenseitenholmes ein Punkt erreicht wird, bei dem die Stabilität jeden Lehnenseitenholmes einen Maximalwert erreicht. In bestimmten Fällen, in denen entweder dieser Maximalwert etwas überschritten oder die Unfallkräfte durch Seitenkräfte überlagert sind, reicht die Knickstabilität der aufgrund vorgenannter Kriterien ausgelegten Seitenholmprofile nicht aus, weshalb es durch abknickende Rückenlehnen zu erheblichen Verletzungen des Sitzbenutzters kommen kann. Eine Materialverstärkung der Profilwandungen würde jedoch die o.g. wünchenswerte Verdrehung der Seitenholme bei Unfallbelastung reduzieren, so daß die vorgenannten Vorteile verlorengehen würden.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen RUckenlchnenrahmen der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß bei Erhaltung der durch Unfallkräfte erzielten, energieverzehrenden Ausweichwege die Knickstabilität der Lehnenseitenholme unter Ausnutzung des optimal günstigsten Werkstoffeinsatzes vergrößert wird..
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens einer der sich an den Seitensteg anschließenden Schenkel wenigstens eines Lehnenseitenholmes in Bezug auf die Normale des Seitensteges einwärts und/oder auswärts geformte Wandteile aufweist. Diese Maßnahme erhöht die statische Stabilität entscheidend, ohne jedoch einer zur Ausweichbewegung erforderlichen Seiteholmverdrehung entgegenzuwirken.
Vorteilhaft sind jedoch zur Reduzierung des Materialeinsatzes beide Schenkel des Lehnenseitenholmes an ihren vom Seitensteg wegweisenden Enden mit einen C-Profilquerschnitt bildenden Abwinklungen versehen. Dabei verläuft vorzugsweise die sich an den rückwärtigen, verjüngt verlaufenden Schenkel anschließende Abwinklung ausgehend vom Verbindungsauge ihre Ausgangslänge vermindernd, bis zur Anbindungsstelle des Seitenholmes an die Quertraverse verjüngt.
Damit die Lehnenseitenholme dem Idealzustand möglichst nahekommende Zonen gleicher Formänderungsarbeit aufweisen, sind nach einem weiteren Ausgestaltungsmerkmal der Erfindung außer dem Seitensteg des Lehnenseitenholmes auch alle Schenkel und Schenkelabwinklungen ausgehend von seinem Verbindungsauge bis zu seiner Anbindungsstelle an die Quertraverse verjüngt.
Dem Zweck der Erhöhung der Knickstabilität der Lehnenseitenholme dient auch eine Weiterbildung der Erfindung, wonach einer oder beide der sich anden Seitensteg anschließenden Schenkel entweder nach außen oder aber nach innen gewölbt ist und diese Wölbung etwa über die gesamte Höhe des Lehnenseitenholmes verläuft.
Nach weiteren Ausgestaltungsmerkmalen der Erfindung ist es denkbar, die Schenkel nur auf einem Teilbereich ihrer Breite mit einer Wölbung zu versehen, die sich gegebenenfalls an die Schenkel anschließenden Abwinklungen einwärts zum Seitensteg weisend abzubiegen, wobei auch die Abwinklungen mit Sicken versehen sein können.
Die Erfindung ist in einem Ausführungsbeispiel auf der Zeichnung dargestellt, welches nachfolgend näher erläutert wird. Es zeigen: Fig. 1 den erfindungsgemäßen Rückenlehnenrahmen in einer perspektivischen Rückansicht, Fig. 2 den Rückenlehnenrahmen in einer Seitenansicht auf den Lehnenseitenholm gesehen im gegenüber Fig. 1 vergrößerten Maßstab, Fig. 3 den aus Fig. 2 ersichtlichen Rückenlehnenrahmen in einer Ansicht in Fahrtrichtung gesehen, Fig. 4 den oberen Querschnitt eines Lehnenseitenholmes nach der Linie IV-IV von Fig. 2, Fig. 5 den mittleren Querschnitt des Lehnenseitenholmes nach der Linie V-V von Fig. 2, Fig. 6 den größten Querschnitt des Lehnenseitenholmes im Bereich seines Verbindungsauges nach der Linie VI-VI von Fig. 2, Fig. 7 ein Kraft-Weg-Diagramm des erfindungsge-, mäßen Rückenlehnenrahmens, Fig. 8 verschiedene Querschnittsformen erfindungsbis gemäßer Lehnenseitenholme analog der Fig. 15 Schnittführung VI-VI von Fig. 2.
Der aus Fig. 1 ersichtliche Rückenlehnenrahmen besteht aus einer oberen Quertraverse und sich daran seitlich anschließenden Lehnenseitenholmen 11 bzw. 11'. Die Lehnenseitenholme 11 und 11' sind im wesentlichen einander gleich gestaltet, unterscheiden sich jedoch durch eine spiegelbildliche Ausführung. Die Uueltl-averse 10 ist durch die Wahl ihrer Materialstärke und bestimmter Durchbrüche bzw. Sicken elasto-plastisch ausgebildet und demnach ab einer bestimmten Belastung aus statischer Sicht als weich zu bezeichnen. Die Quertraverse 10 ist im Bereich ihrer Anbindungsstellen 12 mit den Oberenden eines jeden Lehnenseitenholmes 11 bzw. 11' durch beispielsweise eine Punktschweißung 13 fest verbunden. Am Unterende eines jeden Lehnenseitenholmes 11 bzw. 11' befindet sich ein sich bis zur Schnittlinie VI-VI erstreckendes Verbindungsauge 14, an welchem ein nicht näher dargestellter Gelenkbeschlag zur Verbindung des Rückenlehnenrahmens mit dem Rahmen des Sitzteiles befestigt werden kann. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Querschnitt eines Lehnenseitenholmes im wesentlichen C-förmig gestaltet, wobei sich an den Seitensteg.15 beiderseits Schenkel 16 und 17 anschließen, wobei insbesondere der rückwärtige Schenkel 16 ausgehend vom Verbindungsauge 14 bis zur Anbindungsstelle 12 nach oben hin verjüngt ist, d.h., daß die Tiefe des Schenkels 16 vom Verbindungsauge 14 aus zur Anbindungsstelle 12 hin stetig abnimmt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel behält der vordere Schenkel 17 über die gesamte Länge des Lehnenseitenholmes 11 seinc Schenkeltiefe unverändert bei. Es ist jedoch denkbar, daß auch der Schenkel 17 ausgehend vom Verbindungsauge 14 sich bis zur Anbindungsstelle 12 verjüngt. Sowohl an den Schenkel 16 als auch den Schenkel 17 eines jeden Lehnenseitenholmes 11 bzw. 11' schließt sich eine Abwinklung 18 bzw. 19 an. Während die Abwinklung 18 ausgehend vom Verbindungsauge 14 bis zur Anbindungsstelle 12 in ihrer Breite stetig abnimmt, kann die Abwinklung 19 über weite Teile des Lehnenseitenholmes mit gleicher Breite parallel zum Schenkel 17 verlaufen, um sich erst im letzten Viertel der Länge des Lehnenseitenholmes zur Anbindungsstelle 12 hin zu verjüngen. Es ist jedoch auch möglich, die Abwinklung 19 so auszubilden, daß ihre Tiefe ausgehend von der Schnittlinie VI-VI bis zur-Anbindungsstelle an der Quertraverse 10 stetig abnimmt. Es werden dadurch im Hinblick auf die Länge eines jeden Seitenholmes an diesem Zonen gleicher Formänderungsarbeit geschaffen. Im Idealfall wäre es sinnvoll, wenn der Lehnenseitenholm 11 an keiner Stelle seines Seitensteges 15 eine Unterbrechung erfahren würde. Da es jedoch notwendig ist, Funktionsöffnungen 20 für beispielsweise einen die Vorschwenkung der Rückenlehne erlaubenden Betätigungshebel oder beispielsweise Befestigungslappen 21 für die Lehnenpolsterung anzubringen, werden zu diesem Zweck der mittlere Bereich eines jeden Seitensteges benutzt, wobei ein Ausgleich getroffen sein kann, indem am Schenkel 16 und/oder 17 sowie an der Abwinklung 18 und/ oder 19 eine entsprechende Verformung vorgenommen wird, ohne daß es zu nennenswerten Beeinträchtigungen des Festigkeitsverhaltens des Rückenlehnenrahmens kommt.
Wird nun eine unfallbedingte große Kraft vom Sitzbenutzer auf die Quertraverse 10 ausgeübt, so wird diese nach rückwärts ausweichen und die ldhna1seitenholme 11 bzw. 11 in einer solchen Weise verdrehen, wie dies beispielsweise mit den strichpunktierten Linien in Fig. 6 angedeutet ist.
Dabei findet eine Verlagerung des Profilquerschnittes statt, wobei bei zunehmender Verdrehung der Lehnenseiten- holme mit zunächst relativ geringer Kraft ein Stabilitätszuwachs erfolgt, der bei einer bestimmten Verdrehung des Profilquerschnittes seinen Maximalwert erreicht. Dies bedeutet, daß der Kurvenverlauf im Kraft-Weg-Diagramm mit zunächst geringer Steigung beginnt, um allmählich in eine stärkere Steigung überzugehen. Wie dem Diagramm aus Fig. 7 zu entnehmen ist, ist auf der Ordinatenachse die Belastung F aufgetragen, während die Abzissenachse den Weg darstellt. Gemäß dem in Vollinie dargestellten Kurvenverlauf des aus den Figuren ersichtlichen Rückenlehnenrahmens kann abgelesen werden, daß die niedrigere Belastung des Rückenlehnenrahmens durch eine leichtere Person B nur einen minimal geringeren Ausweichweg b verursacht als die schwere Person A, deren Ausweichweg mit a bezeichnet ist. Es läßt sich unschwer erkennen, daß bei einem steifen Rückenlehnenrahmen zugehörigen, in punktierter Linie dargestellten Kurvenverlauf der Ausweichweg b der Person B wesentlich kleiner ist als der Ausweichweg a der Person A, der sich nicht verändert. Demnach ist bei steifen Rückenlehnen die auf die Person B einwirkende Beschleunigung bzw. Verzögerung ungleich höher als bei Person A, während bei dem dargestellten Rückenlehnenrahmen auf Person A und Person B keine wesentlichen Unterschiede in bezug auf die Beschleunigung bzw. Verzögerung wirksam werden.
Wie aus den Fig. 8 bis 15 ersichtlich ist, können die Querschnittsformen eines Lehnenseitenholmes 1 1 bzw. 11 beträchtlich variiert werden. So schließen sich bei dem aus Fig. 8 ersichtlichen Lehnenseitenholm an die Schenkel 1= und 17 Abwinklungen 18 und 19 an, die einwärts zum Seitensteg 15 hinweisen. Bei dem in Fig. 9 dargestellten Lehnenseitenholm sind in die Abwinklungen 18 und 19 Sicken 22 eingedrückt, während die aus den Fig. 10 und 11 ersichtlichen Lehnenseitenholme parallel zum Seitensteg 15 verlaufende Abwinklungen 18, 19 aufweisen und die Schenkel 16 und 17 Wölbungen aufweisen, die entweder nach innen (Fig. 10) oder nach außen (Fig. 11) weisen. Je nach dem Grad der Krümmung der Schenkel 16 und 17 können die Abwinklungen 18 und 19 vollständig fehlen, wie dies in den Fig. 12 und 13 dargestellt ist. Abweichend von den in Fig. 10 und 11 dargestellten Lehnenseitenholmen ist es jedoch auch denkbar, die Abwinklungen 18 und 19 von mit Wölbungen ver:;ehenen Schenkeln 16, 17 einwärts abzuwinkeln (Fig. 14) oder auch mit Sicken 22 zu versehen, wie bei dem aus Fig. 15 ersichtlichen Ausführungsbeispiel.
Wie bereits erwähnt, geben die dargestellten Ausführungsformen die Erfindung lediglich beispielsweise wieder, auf welche die Erfindung keineswegs allein beschränkt ist. Es sind vielmehr noch mancherlei Änderungen und Ausgestaltungen der Erfindung möglich.
Kennwort: "Flexlehne" Bezugszeichenliste: 10 Quertraverse 11 Lehnenseitenholm 11 Lehnenseitenholm 12 Anbindungsstelle 13 Punktschweißung 14 Verbindungsauge 15 Seitensteg 16 Schenkel 17 Schenkel 18 Abwinklung 19 Abwinklung 20 Funktionsöffnung 21 Befestigungslappen 22 Sicke Leerseite

Claims

Kennwort: "Flexlehne" Ansprüche: 1.) Rückenlehnenrahmen für Sitze, insbesondere für Kraftfahrzeugsitze, der aus einer Quertraverse und aus damit verbundenen Lehnenseitenholmen mit an ihren freien Enden angeordneten Verbindungsaugen zum Anschluß an dem Sitzkissenrahmen zugeordnete Gelenkteile besteht, wobei die Lehnenseitenholme einen etwa U-förmigen Querschnitt aufweisen und der Seitensteg eines jeden Lehnenseitenholmes ausgehend vom Bereich seiner Verbindungsaugen bis zur Anbindungsstelle an die Quertraverse verjüngt ist, wobei außer dem Seitensteg jeden Lehnenseitenholmes auch der sich rückwärtig an den Seitensteg anschließende Schenkel ausgehend vom Verbindungsauge bis zur Anbindungsstelle des Seitenholmes an die Quertraverse verjüngt ist und der verjüngte Schenkel im Bereich seines Verbindungsauges einen unsymetrischen Profilquerschnitt bildend gegenüber dem anderen Schenkel länger ist, d a d u r c h gek e n n z ei c h n e t, daß mindestens einer der sich an den Seitensteg (15) anschließenden Schenkel (16, 17) wenigstens eines Lehnenseitenholmes (11, 11') in bezug auf die Normale des Seitensteges (15) einwärts und/oder auswärts geformte Wandteile (18, 19) aufweist.
2.) Rückenlehnenrahmen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide in Richtung der Normalen des Seitensteges verlaufenden Schenkel (16, 17) wenigstens eines Lehnenseitenholmes (11, 11') an ihren vom Seitensteg (15) wegweisenden Enden mit einen C-Profilquerschnitt bildenden Abwinklungen (18, 19) versehen sind.
3.) Rückenlehnenrahmen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens die sich an den rückwärtigen, verjüngt verlaufenden Schenkel (16) anschließende Abwinklung (18) ausgehend vom Verbindungsauge (14) ihre Ausgangs läge vermindernd bis zur Anbindungsstelle des Seitenholmes (12) an die Quertraverse (10) verjüngt verläuft.
4.) Rückenlehnenrahmen nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß außer dem Seitensteg (15) des Lehnenseitenholmes auch alle Schenkel (16, 17) und Schenkelabwinklungen (18, 19) ausgehend von seinem Verbindungsauge t14) bis einer Anbindungsstelle (12) an die Quertraverse (10) verjüngt sind.
5.) Rückenlehnenrahmen nach einem oder mehreren der vorhergehendtsn Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verjüngung der Schenkel (16, 17) und/oder Schenkelabwinklungen (18, 19) mit Abstand vom Verbindungsauge (14) beginnt.
6.) Rückenlehnenrahmen nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schenkel (16) und/oder der Schenkel (17) nach außen gewölbt ist und diese nach auswärts geformte Wandteile bildende Wölbung etwa über die gesamte Höhe des Lehnenseitenholmes (11, 11') verläuft.
7.) Rückenlehnenrahmen nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schenkel (16) und/oder der Schenkel (17) nach innen gewölbt ist und diese sickenartige einwärts geformte Wandteile bildende Wölbung etwa über die gesamte Höhe des Lehnenseitenholmes (11, 11') verläuft.
8.) Rückenlehnenrahmen nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schenkel (16) und/oder der Schenkel (17) nur auf einem Teilbereich seiner Breite mit einer Wölbung versehen ist.
9.) Rückenlehnenrahmen nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die sich an den Schenkel (16) und/oder Schenkel (17) anschließende Abwinklung (18, 19) einwärts zum Seitensteg (15) weisend abgebogen ist.
10.) Rückenlehnenrahmen nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abwinklungen (18, 19) mit Sicken (22) versehen sind.