DE10022984B4

DE10022984B4 - Rückenlehne für einen Kraftfahrzeugsitz

Info

Publication number: DE10022984B4
Application number: DE10022984.0A
Authority: DE
Inventors: Eckhard Scholz
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2000-05-05
Filing date: 2000-05-05
Publication date: 2016-07-28
Anticipated expiration: 2020-05-06
Also published as: DE10022984A1

Abstract

Rückenlehne für einen Kraftfahrzeugsitz, wobei die Rückenlehne einen Grundkörper (10) umfasst, der über wenigstens einen Befestigungspunkt im Wesentlichen starr mit einer Kraftfahrzeugkarosserie verbindbar ist, wobei der Grundkörper (10) aus einem flächigen Element (12) besteht, das wenigstens eine Versteifungsstruktur (28) umfasst, wobei die Versteifungsstruktur (28) kreuzförmig verlaufende, stegförmige Elemente (30, 32, 34) umfasst, wobei das flächige Element (12) einen mechanisch hochbelasteten Befestigungspunkt (22) trägt und mit mechanisch hochbelasteten Anlenkpunkten (24, 26) versehen ist, über die eine schwenkbare Lagerung des Grundkörpers (10) an einer Kraftfahrzeugkarosserie erfolgt, und über die ein Umklappen der Rückenlehne ermöglicht wird, wobei ein erstes Element (30) diagonal zwischen dem Befestigungspunkt (22) und dem einen Anlenkpunkt (26) angeordnet ist und ein weiteres Element (32) den anderen Anlenkpunkt (24) mit dem ersten Element (30) verbindet, wobei ferner ein Element (34) in diagonaler Verlängerung des weiteren Elementes (32) angeordnet ist, wodurch das erste Element (30) und das weitere Element (32) mit dem verlängerten Element (34) kreuzförmig zueinander angeordnet sind, wobei von dem ersten Element (30) und dem das zweite Element (32) verlängernden Element (34) weitere Elemente (36, 38) abgehen, dadurch gekennzeichnet, dass das flächige Element (12) als Trägerelement für ein mechanisch hochbelastetes Trägerblech (16) dient, welches an der Lehnenoberkante (42) angeordnet ist, wobei das Trägerblech (16) Aufnahmen (18) für Kopfstützen aufweist, wobei das von dem ersten Element (30) abgehende Element (38) und das von dem das zweite Element (32) verlängernden Element (34) abgehende weitere Element (36) jeweils zwischen zwei Aufnahmen (18) des an der Lehnenoberkante (42) angeordneten Trägerbleches (16) angreifen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Rückenlehne für einen Kraftfahrzeugsitz mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Merkmalen.
Rückenlehnen der gattungsgemäßen Art sind bekannt. Die angesprochenen Rückenlehnen werden insbesondere als Rückenlehnen für sogenannte Rücksitzbänke eingesetzt. Diese umfassen ein Sitzelement und eine Rückenlehne. Die Rückenlehne ist je nach konkreter konstruktiver Gestaltung geteilt ausgebildet und zur Vergrößerung eines Laderaumes des Kraftfahrzeuges umklappbar angeordnet. Bekannt ist hier eine 1/3-zu-2/3-Teilung der Rückenlehne. In Betriebsposition der Rückenlehne ist diese über wenigstens einen Befestigungspunkt im Wesentlichen starr mit einer Kraftfahrzeugkarosserie verbunden. Hierzu sind lösbare Rastverbindungen, Schnappverbindungen oder dergleichen bekannt.
Zur Gewährleistung einer Fahrzeuginsassensicherheit müssen die Rückenlehnen eine Mindeststeifigkeit aufweisen. Insbesondere bei Frontalaufprall des Kraftfahrzeuges wirken auf die Rückenlehne erhebliche, in Fahrtrichtung gerichtete Kräfte. Vor allem, wenn in die Rückenlehne integrierte Sicherheitsgurte vorgesehen sind, greifen an der Rückenlehnenoberkante erhebliche Gurtkräfte an. Um eine Insassensicherheit zu gewährleisten, darf die Rückenlehne nach geltenden Vorschriften nur bis zu einem bestimmten Betrag, der zwischen 300 und 400 mm liegt, in Fahrtrichtung deformiert werden. Dies ist zur Aufrechterhaltung eines sogenannten Überlebensraumes für die Fahrzeuginsassen notwendig.
Um die notwendige Festigkeit der Rückenlehnen zu erreichen, ist bekannt, einen als Träger dienenden Grundkörper der Rückenlehne aus einem verstärkten Stahlblech zu fertigen. Hierbei ist nachteilig, dass dieser Grundkörper ein relativ hohes Gewicht besitzt, das den Bemühungen, insbesondere eine Einsparung an Kraftstoff durch eine Gewichtsreduzierung des Kraftfahrzeuges zu erzielen, entgegensteht.
Als Stand der Technik werden die Druckschriften DE 44 27 835 A1 , DE 44 35 835 A1 , US 5 676 423 A , DE 196 25 785 A1 , DE 44 02 864 A1 , WO 99/19 164 A1 und US 5 895 096 A genannt.
Aus der Druckschrift WO 97/46 415 A1 ist bereits eine Rückenlehne mit einer kreuzförmig verlaufenden, aus stegförmigen Elementen bestehenden Versteifungsstruktur bekannt, wobei Elemente in Richtung einer Lehnenoberkante abgehen. Eine Rückenlehne gemäß WO 99/19 164 A1 umfasst ein flächiges Element mit an der Lehnenoberkante angeordnetem Trägerblech, das Aufnahmen für Kopfstützen und einen integrierten Sicherheitsgurt aufweist, wobei stegförmige Elemente auch in den Bereich zwischen zwei Aufnahmen der Kopfstützenstangen reichen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rückenlehne der gattungsgemäßen Art zu schaffen, die eine hohe Festigkeit und ein geringes Gewicht aufweist.
Es ist vorgesehen, dass eine Versteifungsstruktur einer Rückenlehne eines Kraftfahrzeugsitzes im Wesentlichen kreuzförmig verlaufende, stegförmige Elemente umfasst, die mit dem flächigen Grundelement der Rückenlehne gefügt sind. Hierdurch wird in besonders einfacher Weise eine hohe Festigkeit des Grundkörpers erhalten, wobei die kreuzförmig angeordneten stegförmigen Elemente so verlaufen, dass deren Enden im Bereich von mechanisch hoch beanspruchbaren Bereichen des flächenförmigen Grundelementes enden. Hierdurch wird ein unter dem Gesichtspunkt einer notwendigen Festigkeit und der Gewichtsreduzierung optimaler Aufbau des Grundkörpers der Rückenlehne möglich. Insbesondere, wenn eine Materialstärke der stegförmigen Verstärkungselemente bereichsweise unterschiedlich gewählt ist, kann die notwendige Festigkeit mit einer maximalen Gewichtsreduzierung verknüpft werden.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Rückenlehne mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst.
Bevorzugt ist, dass der Grundkörper aus einem im Wesentlichen flächigen Element, insbesondere aus einem hochfesten Material mit einer Dehngrenze Rp0.2 von zirka 1100 N/mm², beispielsweise BTR 165 oder Docol 1200, besteht. Das flächige Element umfasst wenigstens eine Versteifungsstruktur aus einem hochfesten Material mit einer Dehngrenze Rp0.2 von zirka 1100 N/mm². Aus dem flächigen Element, welches die wenigstens eine Versteifungsstruktur umfasst, lässt sich ein Grundkörper (Träger) für einen Rückensitz bereitstellen, der eine extrem hohe Festigkeit besitzt und sich durch ein geringes Gewicht auszeichnet.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten, Merkmalen.
Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Draufsicht auf einen Grundkörper einer Rückenlehne und
2 und 3 schematische Perspektivansichten der Rückenlehne bei unterschiedlichen Lastfällen.
1 zeigt eine Draufsicht auf einen insgesamt mit 10 bezeichneten Grundkörper einer Rückenlehne eines Kraftfahrzeuges. Der in 1 gezeigte Grundkörper 10 ist der 2/3-Teil einer Rücksitzlehne. Es ist klar, dass sich der Aufbau des Grundkörpers 10 selbstverständlich auch auf einen 1/3-Teil beziehungsweise auf eine komplette Rücksitzlehne in vollkommen analoger Form übertragen lässt.
Der Grundkörper 10 umfasst ein im Wesentlichen flächiges Element 12, dessen Außenkontur 14 den konstruktiven Gegebenheiten im Kraftfahrzeug angepasst ist. Das flächige Element 12 dient als Trägerelement für ein – hier lediglich schematisch angedeutetes – Trägerblech 16, das Aufnahmen 18 für Kopfstützen ausbildet. Ferner trägt das Trägerblech 16 eine Aufnahme 20 für einen in die Rückenlehne integrierten Sicherheitsgurt. Gemäß der Darstellung in 1 ist eine Aufnahme 20 für einen Sicherheitsgurt für einen in einer Mittenposition der Rücksitzbank sitzenden Fahrzeuginsassen angedeutet. Selbstverständlich kann nach einem weiteren Ausführungsbeispiel vorgesehen sein, dass auch für die außen sitzenden Fahrzeuginsassen Aufnahmen 20 für entsprechende Sicherheitsgurte vorgesehen sind.
Das Element 12 trägt ferner einen Befestigungspunkt 22 des Grundkörpers 10 an einer nicht dargestellten Kraftfahrzeugkarosserie. Mittels des Befestigungspunktes 22 ist beispielsweise eine lösbare Verbindung (Rastverbindung, Schnappverbindung oder dergleichen) des Grundkörpers 10 mit der Kraftfahrzeugkarosserie möglich. Ferner sind Anlenkpunkte 24 beziehungsweise 26 vorgesehen, über die eine schwenkbare Lagerung des Grundkörpers 10 an der Kraftfahrzeugkarosserie erfolgt. Über diese schwenkbare Lagerung um eine – hier in der Papierebene verlaufende – Schwenkachse ist ein Umklappen der Rückenlehne zur Vergrößerung des Laderaumes in an sich bekannter Weise möglich.
Auf der in 1 sichtbaren Fläche des Grundkörpers 10 ist eine mit insgesamt 28 bezeichnete Versteifungsstruktur angeordnet. Die Versteifungsstruktur 28 ist hierbei auf der dem Kraftfahrzeuginnenraum zugewandten Seite des Grundkörpers 10 angeordnet. Bei einer kompletten Rückenlehne sind die Versteifungsstruktur 28 und die übrigen Funktionselemente, wie Trägerblech 16, Aufnahme 20, Befestigungspunkt 22, Anlenkpunkte 24, 26, durch eine Polsterung abgedeckt und somit nicht sichtbar.
Die Versteifungsstruktur 28 besteht aus im Wesentlichen kreuzförmig angeordneten Elementen. Hierbei ist ein erstes Element 30 diagonal zwischen dem Befestigungspunkt 22 und dem Anlenkpunkt 26 angeordnet. Die Enden des Elementes 30 gehen somit quasi in den Befestigungspunkt 22 beziehungsweise in den Anlenkpunkt 26 über. Ein weiteres Element 32 verbindet den Anlenkpunkt 24 mit dem Element 30. Ferner ist ein Element 34 vorgesehen, das in diagonaler Verlängerung des Elementes 32 angeordnet ist und das Element 30 mit einem weiteren Element 36 verbindet. Das Element 36 greift am Trägerblech 16 an. Der Angriffspunkt des Elementes 36 am Trägerblech 16 liegt zwischen zwei Aufnahmen 18 für eine Kopfstütze. Schließlich ist noch ein Element 38 vorgesehen, das das Element 30 mit dem Trägerblech 16 verbindet, wobei das Element 38 wiederum zwischen zwei Aufnahmen 18 für eine Kopfstütze am Trägerblech 16 angreift.
Das flächige Element 12 ist von einem Rahmen 40 umgriffen, der die Ränder des Elementes 12 aufnimmt. Der Rahmen 40 besteht beispielsweise aus einem Stahlblech mit einer Dicke von 0,7 mm. Dieser Rahmen 40 dient lediglich der Positionierung des Elementes 12.
Die Elemente 30, 32, 34, 36 und 38 sind, wie anhand von 2 und 3 deutlicher wird, als – im Querschnitt betrachtet – U-förmige Profile ausgebildet. Die Elemente besitzen also somit jeweils eine parallel zum Flächenelement 12 verlaufende Grundseite, die über zwei, senkrecht zum Flächenelement 12 verlaufende Schenkel mit dem Element 12 verbunden sind. Eine Fügeverbindung zwischen den einzelnen Elementen der Versteifungsstruktur 28 und dem Flächenelement 12 kann beispielsweise durch Kleben, durch thermische Einwirkung oder auf andere geeignete Weise erfolgen.
Das flächige Element 12 besteht aus einem hochfesten Kunststoffmaterial mit einer Dehngrenze Rp0.2 von zirka 1100 N/mm² mit einer Materialstärke von 1 mm. Die Elemente 30 und 32 bestehen ebenfalls aus dem hochfesten Material mit einer Materialstärke von 2,75 mm, das Element 34 aus dem hochfesten Material mit einer Materialstärke von 2 mm und die Elemente 36 und 38 aus dem hochfesten Material mit einer Materialstärke von 1 mm.
Durch die Anordnung der Versteifungsstruktur 28 wird erreicht, dass die kritischen Lastaufnahmepunkte des Grundkörpers 10 ein ausreichendes Verharrungsvermögen hinsichtlich einer Vorverlagerung in den Kraftfahrzeuginnenraum hinein bei Angreifen von Zugkräften besitzen. Dies wird anhand der 2 und 3, die jeweils schematische Perspektivansichten des Grundkörpers 10 zum einen in seiner Betriebsposition und zum anderen in einer Belastungssituation 10' zeigen, näher erläutert.
2 verdeutlicht den sogenannten kritischsten Lastfall, bei dem an der Lehnenoberkante 42 hier mit F₁ und F₂ bezeichnete Kräfte in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges angreifen. Ferner greift eine Kraft F₃ an, deren Vektor im Lehnenschwerpunkt beginnt. Auftreten können die Kräfte F₁, F₂ und F₃ beispielsweise bei einem auf der Rücksitzbank befestigten Kindersitz, der an der Lehnenoberkante 42 verankert ist. Die erfindungsgemäß vorgesehene Leichtbaukonstruktion, wie diese anhand von 1 erläutert ist, gewährleistet, dass ein Verlagerungsweg a der Lehnenoberkante 42 bei einer angreifenden Zugkraft von F₁ und F₂ von jeweils 4,1 kN und einer Zugkraft F₃, die einem 20-fachen Lehnengewicht entspricht, ≤ 300 mm beträgt.
3 verdeutlicht den Lastfall, dass auf der Rücksitzbank ein Fahrzeuginsasse sitzt und über einen Gurt, der in die Aufnahme 20 eingreift, angegurtet ist. Im Falle eines Unfalles wirkt eine Kraft F₄ am Gurtumlenkpunkt im Bereich der Lehnenoberkante 42. Diese Kraft F₄ wird beispielsweise mit 16,2 kN angenommen. Ferner wirkt wiederum die Kraft F₃, die dem 20-fachen Lehnengewicht entspricht und im Lehnenschwerpunkt angreift. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Grundkörpers 10 ergibt sich bei den angreifenden Kräften F₄ und F₃ ein Verlagerungsweg b der Lehnenoberkante 42 in Fahrtrichtung, also in den Fahrgastinnenraum hinein, ≤ 390 mm.
Die Darstellungen in den 2 und 3 sollen verdeutlichen, dass trotz der gefundenen gewichtssparenden Bauweise des Grundkörpers 10 bei angenommenen kritischen Lastfällen eine erforderliche Steifigkeit des Grundkörpers 10 gewährleistet bleibt, so dass ein maximal möglicher Fahrzeuginsassenschutz gewährleistet ist.
Bezugszeichenliste

10: Grundkörper
10': Grundkörper (in Belastungssituation)
12: flächiges Element
14: Außenkontur
16: Trägerblech
18: Aufnahme (für Kopfstütze)
20: Aufnahme (für Sicherheitsgurt)
22: Befestigungspunkt
24: Anlenkpunkt
26: Anlenkpunkt
28: Versteifungsstruktur
30: Element
32: Element
34: Element
36: Element
38: Element
40: Rahmen
42: Lehnenoberkante
a: Verlagerungsweg
b: Verlagerungsweg
F₁: Kraft
F₂: Kraft
F₃: Kraft
F₄: Kraft

Claims

Rückenlehne für einen Kraftfahrzeugsitz, wobei die Rückenlehne einen Grundkörper (10) umfasst, der über wenigstens einen Befestigungspunkt im Wesentlichen starr mit einer Kraftfahrzeugkarosserie verbindbar ist, wobei der Grundkörper (10) aus einem flächigen Element (12) besteht, das wenigstens eine Versteifungsstruktur (28) umfasst, wobei die Versteifungsstruktur (28) kreuzförmig verlaufende, stegförmige Elemente (30, 32, 34) umfasst, wobei das flächige Element (12) einen mechanisch hochbelasteten Befestigungspunkt (22) trägt und mit mechanisch hochbelasteten Anlenkpunkten (24, 26) versehen ist, über die eine schwenkbare Lagerung des Grundkörpers (10) an einer Kraftfahrzeugkarosserie erfolgt, und über die ein Umklappen der Rückenlehne ermöglicht wird, wobei ein erstes Element (30) diagonal zwischen dem Befestigungspunkt (22) und dem einen Anlenkpunkt (26) angeordnet ist und ein weiteres Element (32) den anderen Anlenkpunkt (24) mit dem ersten Element (30) verbindet, wobei ferner ein Element (34) in diagonaler Verlängerung des weiteren Elementes (32) angeordnet ist, wodurch das erste Element (30) und das weitere Element (32) mit dem verlängerten Element (34) kreuzförmig zueinander angeordnet sind, wobei von dem ersten Element (30) und dem das zweite Element (32) verlängernden Element (34) weitere Elemente (36, 38) abgehen, dadurch gekennzeichnet, dass das flächige Element (12) als Trägerelement für ein mechanisch hochbelastetes Trägerblech (16) dient, welches an der Lehnenoberkante (42) angeordnet ist, wobei das Trägerblech (16) Aufnahmen (18) für Kopfstützen aufweist, wobei das von dem ersten Element (30) abgehende Element (38) und das von dem das zweite Element (32) verlängernden Element (34) abgehende weitere Element (36) jeweils zwischen zwei Aufnahmen (18) des an der Lehnenoberkante (42) angeordneten Trägerbleches (16) angreifen.
Rückenlehne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das flächige Element (12) und die wenigstens eine Versteifungsstruktur (28) aus hochfestem Material mit einer Dehngrenze Rp.02 von zirka 1100 N/mm² besteht.
Rückenlehne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente (30, 32, 34, 36, 38) von – im Querschnitt betrachtet – U-förmigen Profilen gebildet sind.
Rückenlehne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente (30, 32, 34, 36, 38) im Bereich von mechanisch hoch belastbaren Bereichen, wie dem Trägerblech (16), wie dem Befestigungspunkt (22) und wie den Anlenkpunkten (24, 26) enden.
Rückenlehne nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerblech (16) eine mechanisch hochbelastete Aufnahme (20) für einen in die Rückenlehne integrierten Sicherheitsgurt aufweist.
Rückenlehne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Materialstärke der Elemente (30, 32, 34, 36, 38) bereichsweise unterschiedlich gewählt ist.