DE4419139A1 - Rahmenkonstruktion für den Sitz eines Fahrzeuges - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Rahmenkonstruktion für den Sitz eines Fahrzeuges nach dem Oberbegriff des Patentan­ spruchs 1.

Die Rahmenkonstruktion des Sitzes eines Fahrzeuges besteht im wesentlichen aus einem Sitzflächenteil, einem Lehnenteil, der über einen Verbindungsteil gelenkig mit dem Sitzflächenteil verbunden ist, sowie Abstützteilen, die mit dem Sitzflächenteil verbunden sind und dazu dienen, diesen an einer Schienenkonstruktion abzustützen, zu halten und zu führen, die am Boden des Fahrzeuges angeordnet ist, damit der Sitz in Fahrzeuglängsrichtung vor- und zurückbewegt werden kann.

Die Schienenkonstruktion besteht aus zwei Teilen, näm­ lich am Boden des Fahrzeuges in Fahrzeuglängsrichtung ver­ legten Schienen sowie mit diesen am Boden des Fahrzeuges verlegten Schienen in Eingriff stehenden Sitzschienen, die an dem dem Sitzflächenteil gegenüberliegenden unteren Rand der Abstützteile befestigt sind. Die Abstützteile überbrüc­ ken somit den vertikalen Abstand zwischen dem Sitzflächen­ teil und der Schienenkonstruktion, wobei dieser vertikale Abstand im Bereich von wenigen Zentimetern bis wenigen Dezi­ metern liegen kann. Die Abstützteile sind normalerweise zwei zueinander spiegelsymmetrische Teile, die jeweils an den in Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden Bauelementen des Sitz­ flächenteils befestigt sind und am unteren Ende die gleich­ falls in Fahrzeuglängsrichtung verlaufende Sitzschiene tra­ gen, die mit der zugehörigen Schiene am Fahrzeugboden ver­ schiebbar in Eingriff steht.

Die Schienenkonstruktion aus den beiden am Boden des Fahrzeuges fest angebrachten Schienen sowie den damit in Eingriff stehenden, an den Abstützteilen des Sitzflächen­ teils angebrachten Sitzschienen ist so ausgebildet, daß der Sitz in Fahrzeuglängsrichtung verschiebbar ist, senkrecht dazu jedoch festliegt.

Bei den bisher bekannten Rahmenkonstruktionen für den Sitz eines Fahrzeuges bestehen die Abstützteile aus gestanz­ ten und gebogenen Stahlblechteilen, die mit dem zugehörigen Bauelement des Sitzflächenteils und der zugehörigen Sitz­ schiene über mehrere Schrauben verbunden sind. Es ist auch bekannt, die Abstützteile als verschweißte Stahlrohrkon­ struktionen oder als flächige Aluminiumgußteile auszuführen.

Aus Gründen der Gewichtseinsparung sowie aufgrund der besseren Rezyklierbarkeit des Werkstoffes Aluminium, ist es vorteilhaft, die Rahmenkonstruktion für den Sitz eines Fahr­ zeuges aus einer Aluminiumlegierung, und nicht wie bisher, aus Stahl herzustellen. Die bekannten Ausbildungen der Ab­ stützteile bei Rahmenkonstruktionen aus Stahl haben jedoch Nachteile und lassen sich nicht ohne weiteres auf Aluminium­ rahmenkonstruktionen übertragen.

D.h. im einzelnen, daß Abstützteile aus einem gestanz­ ten und geformten Blech an allen Stellen annähernd die glei­ che Wandstärke haben, was mit einem unnötigen Gewicht ver­ bunden ist, da die an den Stellen stärkster Beanspruchung, beispielsweise an den Verbindungsstellen zu anderen Bautei­ len der Konstruktion, erforderliche Blechwandstärke über die gesamten Abstützteile beibehalten werden muß und somit auch an den Stellen vorhanden ist, an denen die Belastung nur gering ist. Darüber hinaus ist die Montage derartiger Ab­ stützteile relativ aufwendig, da eine hohe Anzahl von Schraubverbindungen pro Sitz erforderlich ist. Die Koordi­ nierung der Teilezuführung und die Steuerung der Bewegungs­ abläufe der Montageautomaten beim Schrauben an derartigen, zum Teil verwinkelten Bauteilen, ist mit einem erheblichen Aufwand verbunden.

Schweißverbindungen sind bei Konstruktionen aus Alumi­ niumlegierungen mit einem wesentlich höheren Aufwand als bei Stahlkonstruktionen verbunden, da bei Aluminiumlegierungen wegen der sich an Luft rasch bildenden Oxidhaut eine auf­ wendige Schweißnahtvorbereitung erforderlich ist und die Festigkeit von Aluminiumlegierungen in der Wärmeeinflußzone der Schweißnaht herabgesetzt ist.

Die Ausbildung von Abstützteilen in Form von Gußteilen ist schließlich deswegen nachteilig, weil Gußteile spröde sind, so daß sie mit großen Wandstärken ausgeführt werden müssen, die zu einem hohen Gewicht führen, damit sie auch bei den bei einem Unfall auftretenden Belastungen nicht brechen.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht daher darin, eine Rahmenkonstruktion nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 so auszubilden, daß sie aus einer Aluminiumlegierung mit geringem Fertigungs- und Montageauf­ wand gefertigt werden kann.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Aus­ bildung gelöst, die im kennzeichnenden Teil des Patentan­ spruchs 1 angegeben ist.

Bei der erfindungsgemäßen Rahmenkonstruktion für den Sitz eines Fahrzeuges sind somit die fahrtrichtungsparalle­ len oder in Längsrichtung des Fahrzeuges angeordneten Bau­ elemente des Sitzflächenteils und die darunter angeordneten Abstützteile in Form eines einzigen Aluminiumstrangpreßpro­ filteils ausgebildet, das mit seiner Profilrichtung in Fahr­ zeuglängsrichtung angeordnet ist. Das Aluminiumstrangpreß­ profilteil ist mit Ausbauchungen versehen, die quer zur Profilebene, d. h. zur Profilrichtung verlaufen und das Bau­ teil gegen eine Biegung um eine in Fahrzeuglängsrichtung verlaufende Achse, d. h. um eine in Profilrichtung liegende Achse versteifen. Dabei kann die Wandstärke des Profilteils an die an den verschiedenen Stellen zu erwartenden Beanspru­ chungen angepaßt sein und muß nicht notwendigerweise überall gleich groß sein.

Besonders bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildun­ gen der erfindungsgemäßen Rahmenkonstruktion sind Gegenstand der Patentansprüche 2 bis 6.

Im folgenden wird anhand der zugehörigen Zeichnung ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Rahmenkonstruktion für den Sitz eines Fahrzeuges,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines mit dem zu­ gehörigen Bauelement des Sitzflächenteils integrierten Ab­ stützteils,

Fig. 3 eine Seitenansicht des in Fig. 2 dargestellten Bauteils,

Fig. 4 eine Schnittansicht längs der Linie C-C in Fig. 3,

Fig. 5 eine Schnittansicht längs der Linie A-A in Fig. 3, wobei die Profilquerschnittsfläche schraffiert darge­ stellt ist und

Fig. 6 eine Schnittansicht längs der Linie B-B in Fig. 3, gleichfalls mit schraffiert dargestellter Profilquer­ schnittsfläche.

Wie es in Fig. 1 dargestellt ist, besteht die Rahmen­ konstruktion für den Sitz eines Fahrzeuges im wesentlichen aus einem Sitzflächenteil, an dem ein Lehnenteil 6 über einen Verbindungsteil 5 gelenkig oder schwenkbar angebracht ist. Der Sitzflächenteil ist durch zwei etwa wandartige Abstützteile 3 auf eine am Boden des Fahrzeuges liegenden Schienenkonstruktion 4 zum Verschieben, Führen und Halten des Sitzes im Fahrzeug abgestützt, die mit den in Fahrzeug­ längsrichtung liegenden Bauelementen 1 des Sitzflächenteils verbunden sind. Der Sitzflächenteil ist aus diesen in Fahr­ zeuglängsrichtung liegenden Bauelementen oder Profilen 1 und einem oder zwei quer dazu liegenden Profilen 2 gebildet.

Pro Fahrzeugsitz sind zwei zueinander spiegelsymmetri­ sche Bauteile 20 vorgesehen, von denen eines in Fig. 2 dar­ gestellt ist, die sowohl eines der fahrtrichtungsparallelen oder in Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden Bauelemente 1 des Sitzflächenteils als auch einen Abstützteil 3 umfassen. Die Bauteile 20 sind in einem Stück aus einem Aluminiumstrang­ preßprofilteil gebildet, dessen Profil- oder Strangpreßrich­ tung parallel zur Fahrtrichtung, d. h. parallel zur Längs­ richtung des Fahrzeuges liegt.

Der Abstützteil 3 besteht gemäß Fig. 2 aus einer ein­ fachen Profilwand 10, die unter dem zum Sitzflächenteil gehörenden Bauelement 1 liegt. Am Teil 12 der Profilwand 10 ist die zugehörige Sitzschiene der Schienenkonstruktion mittels Schrauben oder Nieten angebracht. Dazu sind Bohrun­ gen 13 vorgesehen. Der untere Teil 12 der Profilwand 10 liegt parallel zu der Montagefläche der zugehörigen Sitz­ schiene, an die er angeschraubt oder angenietet ist. Da diese Fläche im wesentlichen waagrecht verläuft, ist die Profilwand 10 etwa L-förmig mit einem unteren, horizontal verlaufenden Schenkel 12 ausgebildet.

Da über die Schrauben oder Niete, mit denen die Sitz­ schiene am unteren Teil der Profilwand 10 angebracht ist, große Kräfte über den Teil 12 übertragen werden, ist vor­ zugsweise der Teil 12 mit einer größeren Wandstärke als der übrige Teil der Profilwand 10 ausgebildet, wie es in den Fig. 5 und 6 dargestellt ist.

Da eine ebene Profilwand 10 gegenüber einer Biegung um eine parallel zur Profilrichtung liegende Achse nur eine geringe Steifigkeit hat, sind in Profilrichtung mehrere Ausbauchungen oder Ausbuchtungen 11 vorgesehen, die jeweils nur über einen Teil der Profillänge verlaufen und senkrecht zur Profilrichtung, d. h. normal zur Ebene der Profilwand 10, geformt sind. Durch diese Ausbildung wird die Profilquer­ schnittsfläche so verändert, wie es in den Fig. 5 und 6 im einzelnen dargestellt ist. Da die Verformungsrichtung im wesentlichen quer oder senkrecht zur Profilebene oder Pro­ filrichtung steht, verläuft sie im wesentlichen waagrecht.

Um ein Umknicken der Abstützteile 3 zu vermeiden, sind die Ausbauchungen 11 vorzugsweise über die gesamte Höhe der Abstützteile 3 ausgebildet. Wie es in den Fig. 2 und 3 im einzelnen dargestellt ist, sind die Ausbauchungen 11 ins­ besondere kastenförmig ausgebildet, wobei die volle Verfor­ mungstiefe an der Unterseite bereits im wesentlichen gegeben ist. D.h., daß in Fig. 6 die Länge l3 ungleich 0 ist.

An der Oberseite sind die Ausbauchungen 11 in Form von schräg von oben nach unten verlaufenden Wandteilen ausgebil­ det, die rampenartig zur Profilwand 10 verlaufen.

Die Summe der Breiten a1 und a2 an den tiefsten Stellen der Ausbauchungen 11 in Fig. 4 ist vorzugsweise etwa gleich der Summe der Breiten b1, b2, b3 der unverformten Bereiche. Die Steifigkeit der Abstützteile 3 gegenüber einer Biegung um eine profilparallele Achse ist umso größer, je größer die Tiefe T der Ausbauchungen 11 ist.

Die Ausbauchungen 11 werden vorzugsweise in einer Pres­ se mittels zweier Preßstempel ausgebildet, die gemäß Fig. 5 und 6 waagrecht von links und von rechts auf das Bauteil 20 einwirken. Die das Bauteil 20 berührende Fläche des rechts liegenden Preßstempels ist dabei etwa gleich der Innenfläche der Ausbauchung 11 geformt, wobei zu berücksichtigen ist, daß sich die Ausbauchung nach dem Öffnen der Presse ela­ stisch etwas rückverformt. Der links liegende Preßstempel stützt die Bereiche des Bauteiles 20 ab, die nicht verformt werden sollen.

Wie es in Fig. 5 dargestellt ist, ist die Profilwand 10 an einer Knickstelle 14 abgewinkelt, wodurch erzielt wird, daß die Länge der unverformten Profilquerschnittsfläche l1 + l2 + l3 in Fig. 6 nicht wesentlich größer als die Länge l4 + L5 im Bereich der Ausbauchung 11 ist. Ansonsten bestünde die Gefahr, daß beim Umformen im Bereich der Länge L4 der Aus­ bauchung 11 eine Falte gebildet würde.

Die Ausbauchungen 11 verlaufen rampenartig aus der Profilwand 10 heraus, d. h. sind an ihrer Oberseite in Form einer von oben nach unten schräg verlaufenden Fläche ausge­ bildet, um zu vermeiden, daß die Wandstärke der Profilwand 10 im Übergangsbereich zu sehr vermindert wird. Die Über­ gänge zwischen den aneinander angrenzenden Flächen der ver­ formten und nicht verformten Bereiche sind vorzugsweise rund ausgebildet. Je flacher dabei die rampenartigen Übergänge sind und je größer die Radien der runden Übergänge gewählt sind, umso weniger Fließvorgänge finden im Material während der Umformung statt, so daß auch weniger gut verformbare Aluminiumlegierungen eingesetzt werden können. Die verwende­ ten Aluminiumlegierungen haben insbesondere eine Dehngrenze von mindestens 14%, damit die erforderlichen Umformvorgänge insbesondere bei den in der Zeichnung dargestellten geome­ trischen Verhältnissen ohne Einreißen erfolgen können.

Bei der oben beschriebenen Rahmenkonstruktion erübrigen sich Schweißvorgänge und kann die Krafteinleitung in das Bauteil 20, das aus dem Abstützteil 3 und dem parallel zur Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden Bauelement 1 des Sitzflä­ chenteils besteht, ohne hohe lokale Spannungsspitzen erfol­ gen. Da die Abstützteile 3 und die zugehörigen Bauteile 1 des Sitzflächenteils in einem Stück ausgebildet sind, ent­ fällt ein entsprechender Montageaufwand zur Verbindung die­ ser Teile, der Fertigungsaufwand insgesamt ist gering und leicht zu automatisieren. Aufgrund der Ausbildung aus einer Aluminiumlegierung in Form eines Strangpreßprofilteils mit einer Wandstärke, die nicht überall gleich groß ist, sondern den an den jeweiligen Stellen zu erwartenden Belastungen entspricht, ist eine erhebliche Gewichtseinsparung erziel­ bar, so daß die Rahmenkonstruktion extrem leicht ausgebildet sein kann.

Claims (6)

1. Rahmenkonstruktion für den Sitz eines Fahrzeuges mit einem Sitzflächenteil, einem Lehnenteil, der an den Sitz­ flächenteil angelenkt ist, und zwei Abstützteilen zum Ab­ stützen des Sitzflächenteils auf einer am Fahrzeugboden in Fahrzeuglängsrichtung angeordneten Schienenkonstruktion, die mit den in Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden Bauelementen des Sitzflächenteils verbunden sind und im wesentlichen senkrecht zur Sitzfläche verlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützteile (3) jeweils in einem Stück mit dem zugehörigen Bauelement (1) des Sitzflächenteils in Form eines Aluminiumstrangpreßprofilteils (20) mit in Fahrzeug­ längsrichtung liegender Profilrichtung ausgebildet und mit quer zur Profilebene verlaufenden Ausbauchungen (11) ver­ sehen sind.

2. Rahmenkonstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Ausbauchungen (11) über die gesamte Höhe der Abstützteile (3) verlaufen.

3. Rahmenkonstruktion nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Ausbauchungen (11) von der am Sitzflächen­ teil angrenzenden Seite ausgehend zunächst schräg nach außen und nach unten und anschließend senkrecht nach unten bis zum unteren Ende der Abstützteile (3) verlaufen.

4. Rahmenkonstruktion nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausbauchungen (11) kastenartig ausgebildet sind und die Summe der Breiten der Vorderflächen im wesentlichen gleich der Summe der Brei­ ten der unverformten Bereiche ist.

5. Rahmenkonstruktion nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Bereich des Strangpreßprofilteils an einer Knicklinie (14) in der selben Richtung wie die Ausbauchungen (11) abgewinkelt ist.

6. Rahmenkonstruktion nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Unterkante der Abstützteile (3) eine im wesentlichen unter einem rechten Winkel dazu verlaufende Montageschiene (12) zum Befestigen der zugehörigen Sitzschiene ausgebildet ist.