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Die Erfindung betrifft eine Rückenlehne für einen Kraftfahrzeugsitz nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Eine gattungsgemäße Rückenlehne, bei der ein flächiges Element und eine daran befestigte Verstreifungsstruktur vorgesehen ist, wird beispielsweise in der
DE 102 50 218 A1 beschrieben. Derartige Rückenlehnen werden beispielsweise, jedoch keineswegs ausschließlich, zur Bildung von Rücksitzbänken eingesetzt im Fahrzeugbau. Die Rückenlehne ist dabei je nach konstruktiver Gestaltung geteilt ausgebildet und kann beispielsweise zur Vergrößerung des Laderaums des Kraftfahrzeugs umklappbar gelagert sein. Bekannt ist hier beispielsweise eine Eindrittel- zu Zweidrittelteilung der Rückenlehne. In der Normalposition der Rückenlehne ist diese über Befestigungspunkte im Fahrzeug starr befestigt. Hierzu sind lösbare Rastverbindungen oder Schnappverbindungen oder dergleichen bekannt.
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Zur Gewährleistung der vorgeschriebenen Fahrzeuginsassensicherheit müssen die Rückenlehnen eine Mindeststeifigkeit aufweisen. Insbesondere bei Frontalaufprall des Kraftfahrzeugs 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. Ein weiteres Problem stellt die Sicherung der Fahrzeuginsassen vor Gegenständen im Gepäckabteil dar, die bei einem Frontalaufprall gegen die Rückenlehne geschleudert werden. Ein Durchbrechen dieser Gegenstände aus dem Gepäckabteil ist unbedingt zu vermeiden.
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Um die Insassensicherheit zu gewährleisten, darf die Rückenlehne in Fahrtrichtung nur relativ geringförmig deformiert werden. Dies ist zur Aufrechterhaltung eines ausreichenden Überlebensraumes für die Fahrzeuginsassen notwendig.
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Um die notwendige Festigkeit der Rückenlehne zu gewährleisten, werden bei gattungsgemäßen Rückenlehnen Versteifungsstrukturen eingesetzt, die dann an einem flächigen Element, beispielsweise aus Kunststoff, befestigt werden. Üblicherweise werden diese Versteifungsstrukturen aus Rohrstücken zusammengesetzt, wobei die einzelnen Rohrstücke entsprechend der gewünschten Versteifungsstruktur umgeformt und miteinander verschweißt werden. Nach Herstellung der Versteifungsstruktur kann diese beispielsweise in Polyurethanschaum eingeschäumt werden.
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Eine integrale Verbindung von Kunststoffbauteilen mit Versteifungsstrukturen, wie diese in Rückenlehnen zum Einsatz kommen, ist aus der Schrift
DE 100 14 332 A1 bekannt. Hierbei wird vorgeschlagen, ein Hohlprofil als Verstärkungsstruktur einzusetzen. Zur Versteifung dieser Struktur wird ein Kunststoffbauteil an das Hohlprofil angespritzt. Hierbei kann das Kunststoffbauteil das Hohlprofil vollständig oder bei Vorhandensein von Sicken oder anderen den Halt erhöhenden Profilen diese Sicken umschließen. Insofern ist es ermöglicht durch ein Kunststoffbauteil die Steifigkeit von einem Hohlprofil, insbesondere in Eckbereichen, zu erhöhen.
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Aus der
DE 101 42 981 A1 ist ein Verstärkungsrahmen für Fahrzeugsitze bekannt, der modular aufgebaut ist. Zur Änderung der geometrischen Abmessungen des Verstärkungsrahmens wird dieser an Solltrennstellen aufgetrennt und in anderer Zusammenstellung wieder zusammengesetzt. Die Befestigung des Verstärkungsrahmens an einem flächigen Stützblech erfolgt durch anschließendes Schweißen.
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Nachteilig an dieser Konstruktion ist es, dass die Abmessungen nur innerhalb einer sehr kleinen Variationsbreite in ihrer Größe und Gestalt verändert werden können. Außerdem ist das Verschweißen der einzelnen Teile des Verstärkungsrahmens mit dem Stützblech außerordentlich zeit- und kostenaufwendig.
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Ein Stecksystem zur Erzeugung einer Versteifungsstruktur für einen Sitz zeigt die Schrift
US 2,332,841 A . Hierbei wird offenbart, dass es möglich ist, gerade Hohlprofile einzusetzen, welche jeweils in den Ecken über Eckverbinder miteinander verbunden werden. Die Befestigung der Eckverbinder mit den Hohlprofilen erfolgt hierbei mittels Niete. Durch diesen modulartigen Aufbau ist es ermöglicht, flexibel auf Änderungen in der Abmessung zu reagieren sowie verschiedene Funktionselemente an den einzelnen Eckverbindern zu integrieren bzw. daran anzubinden. Die Versteifungsstruktur ist hierbei von einem Polsterbezug umgeben.
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Die
DE 100 14 332 A1 offenbart ein Verbundbauteil bestehend aus einem gebogenen Hohlprofil mit einem hieran integral aufgespritztem Kunststoffbauteil. Verwendung finden kann dieses Element für eine Verstärkungsstruktur für Sitzelemente. Zur Verbindung der Profile können Durchbrüche im Hohlkörper vorhanden sein, welche beim Spritzgießen durchflossen werden.
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In der
DE 102 14 476 A1 wird eine Rückenlehnenverstärkung vorgestellt, welche aus einem geschäumten Körper besteht, welcher mittels Aluminiumprofilen verstärkt ist. Weiterhin wird ausgeführt, dass es im Fall von Profilkreuzungen erforderlich ist, ein Profil freizuschneiden und das andere Profil hindurch laufen zu lassen. Zum Erhalt der notwendigen Steifigkeit wird vorteilhafterweise der Aluminiumschaum in einem Endabschnitt am Kreuzungspunkt eingeschäumt. Somit kann eine hohe Steifigkeit des Kreuzungsabschnitts erreicht werden.
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Die
DE 102 30 562 C1 offenbart eine Rückenlehenverstärkung bestehend aus einem flächigen Träger mit aufgesetzten Profilen. Hierbei ist angegeben, dass es notwendig sein kann und vorteilhaft ist, wenn die aufgesetzten Profile entsprechend dem Erfordernis kürzer oder länger ausgebildet werden. Da diese Profile jedoch gemäß der Druckschrift in der Regel aufgeschweißt werden und keine Steckung und Umschäumung stattfindet, sollte diese Schrift keine Relevanz bezüglich der eigenen Anmeldung haben.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine neue Rückenlehne für Kraftfahrzeugsitze vorzuschlagen, die die hinsichtlich der Handhabung der aus Hohlprofilen aufgebauten Versteifungsstruktur Nachteile des bekannten Stands der Technik vermeidet.
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Diese Aufgabe wird durch eine Rückenlehne nach der Lehre des Anspruchs 1 gelöst.
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Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die Erfindung beruht auf dem Grundgedanken als Modulelemente zur Bildung der Versteifungsstruktur axial abgelenkte Hohlprofilabschnitte zu verwenden. Die Hohlprofilabschnitte sind dabei zur Bildung der Versteifungsstruktur mittels geeigneter Verbindungselemente miteinander verbunden. Die Hohlprofilabschnitte können dann zur Bildung eines Baukastensystems mit abgestuftem Längenraster hergestellt werden und die Verbindungselemente, die beispielsweise in der Art von Eckverbindern oder T-Stücken ausgebildet sind, erlauben die einfache Kombination der Profilabschnitte, wobei die jeweilige Länge der Hohlprofilabschnitte keinen Einfluss hat. Auf diese Weise lassen sich die Versteifungsstrukturen besonders preisgünstig und einfach herstellen.
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Im Ergebnis ist es dadurch dann möglich, insbesondere bei Kleinserien, mit sehr einfachen Mitteln die Größe der Versteifungsstruktur und damit die Größe der Rückenlehne zu verändern.
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Erfindungsgemäß werden die Hohlprofilabschnitte durch Steckverbindungen mit den Verbindungselementen verbunden. Die Hohlprofilabschnitte werden danach durch Verprägen mit den Verbindungselementen unter Bildung von Prägezonen aneinander gesichert, so dass diese vorkonfektionierte Verstärkungsstruktur sicher gehandhabt werden kann.
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Außerdem ist es vorgesehen, dass das flächige Element der Rückenlehne aus Kunststoff hergestellt ist. Dadurch lässt sich eine weitere Gewichtsoptimierung gegenüber der Verwendung von Blech realisieren.
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Die Verwendung von Kunststoff zur Herstellung des flächigen Elements ermöglicht es, dass die Verstärkungsstruktur erfindungsgemäß in das flächige Element zumindest teilweise eingebettet wird. Hierdurch wird eine vorteilhafte Verbindung zwischen dem flächigem Kunststoffbauteil und der Verstärkungsstruktur erreicht.
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Besonders bevorzugt ist es, dass im Verbindungsbereich zwischen den Hohlprofilabschnitten und den Verbindungselementen Vertiefungen und/oder Hinterschneidungen vorhanden sind. Diese werden von dem das flächige Element bildenden Kunststoff ausgefüllt. Somit wird erreicht, dass die Verbindung zwischen Profilabschnitt und Verbindungselement durch das Erhärten des Kunststoffs zusätzlich gesichert wird.
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Im Ergebnis wird dadurch die Verbindung zwischen den Hohlprofilabschnitten und den Verbindungselementen ohne weiteres gegen ein ungewolltes Lösen gesichert. Ein zusätzliches mechanisches Verbindungselement, wie dies im Stand der Technik mit Schrauben oder Nieten bekannt ist, entfällt somit. Ebenso sind keine Schweißarbeiten an der Verstärkungsstruktur erforderlich.
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Dieses Konstruktionsprinzip wird dadurch realisiert werden, dass die Verstärkungsstruktur mit dem das flächige Element bildenden Kunststoff umschäumt wird. Dazu wird der aus Hohlprofilabschnitten und Verbindungselementen gebildete Verstärkungsrahmen in die Schaumform eingelegt und anschließend mit dem Kunststoff, beispielsweise Polyurethan, umschäumt. Somit wird ein besonders kostengünstiges Rückenlehnenbauteil erreicht, da mit dem Herstellen der Polsterung zugleich die Verbindung mit der Verstärkungsstruktur und zugleich die Sicherung der Profilabschnitt mit den Verbindungselementen erfolgt.
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Nach welchem Konstruktionsprinzip die Versteifungsstruktur ausgebildet ist, ist grundsätzlich beliebig. Eine besonders hohe Festigkeit der Rückenlehne wird erreicht, wenn als Versteifungsstruktur ein Versteifungsrahmen vorhanden ist, da ein solcher Versteifungsrahmen insbesondere eine sehr hohe Verwindungssteifigkeit aufweist.
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Besonders preisgünstig und einfach können die Hohlprofilabschnitte aus Metall, beispielsweise aus Stahlrohr, hergestellt werden. Die Verbindungselemente können einfach und kostengünstig aus Metall oder Kunststoff, beispielsweise hochfesten Polyamid hergestellt werden. Werden die Verbindungselemente beispielsweise in der Art von Spritzgussteilen ausgebildet, so können relativ komplexe Bauteilgeometrien in sehr einfacher Weise realisiert sein.
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Die Festigkeit des flächigen Elements lässt sich dabei erheblich steigern, wenn in den das flächige Element bildenden Kunststoff Verstärkungsmaterialien, beispielsweise Glasfasern, eingebettet sind.
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Um standardisierte Funktionselemente, beispielsweise Schlösser und Griffe, an den verschiedenen Typen von Rückenlehnen einfach befestigen zu können, ist es besonders vorteilhaft, wenn an zumindest einem Modulelement Befestigungspunkte zur Befestigung von standardisierten Funktionselementen vorgesehen sind. Auf diese Weise können Schlösser, Griffe und/oder Klappen, die an Rückenlehnen unterschiedlicher Größe jeweils in gleicher Form benötigt werden, in einfacher Weise an der Rückenlehne befestigt werden.
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Das Bauprinzip der erfindungsgemäßen Rückenlehne ist grundsätzlich zur Bildung von Vordersitzlehnen oder Rückensitzlehnen geeignet. Besonders große Vorteile bietet dieses Bauprinzip allerdings bei schwenkbar gelagerten Rücksitzlehnen.
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Verschiedene Ausführungsformen sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt und werden nachfolgend beispielhaft erläutert.
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Es zeigen:
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1 einen Grundkörper Rückenlehne mit Versteifungsrahmen zur Bildung einer Rückenlehne in seitlicher Ansicht;
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2 den Grundkörper gemäß 1 im Querschnitt entlang der Schnittlinie A-A;
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3 ein Eckstück des Versteifungsrahmens des Grundkörpers gemäß 1 im Längsschnitt;
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4 das Eckstück gemäß 3 im Querschnitt entlang der Schnittlinie B-B.
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In 1 sind zwei Grundkörper 01a und 01b einer Rückenlehne für einen Pkw schematisch dargestellt. Die Grundkörper 01a und 01b dienen als Rücksitzlehne und können im Verhältnis 1/3 zu 2/3 umgelegt werden. Die beiden Grundkörper 01a und 01b weisen jeweils einen Versteifungsrahmen 02a bzw. 02b auf, der jeweils in ein flächiges Element 03a bzw. 03b eingeschäumt ist.
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Aus 2 ist die Struktur des Grundkörpers 01a mit Versteifungsrahmen 02a und flächigen Element 03a im Querschnitt erkennbar. Der Versteifungsrahmen 02a des Grundkörpers 01a ist aus zwei Hohlprofilabschnitten 04 und zwei Hohlprofilabschnitten 05 hergestellt, die an den Ecken mit Verbindungselementen 06, die in der Art von Eckverbindern ausgebildet sind, miteinander verbunden sind. Der Versteifungsrahmen 02b des Grundkörpers 01b ist aus zwei Hohlprofilabschnitten 04 und zwei Hohlprofilabschnitten 07 durch Anbringung von vier Verbindungselementen 06 hergestellt. Daraus wird deutlich, dass durch einfachen Austausch der Hohlprofilabschnitte 05 und 07 Versteifungsrahmen 02a und 02b mit unterschiedlicher Größe gebildet werden können. Die anderen Bauteile der Versteifungsrahmen 02a und 02b stimmen ansonsten identisch überein und können als Gleichteile kostengünstig produziert werden.
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Wie aus dem Querschnitt in 2 erkennbar, sind die Hohlprofilabschnitte 05 und entsprechend auch die Hohlprofilabschnitte 04 und 06 jeweils als rechteckige Hohlprofile ausgebildet. Der Versteifungsrahmen 02a ist vollständig in den das flächige Element 03a bildenden Kunststoff eingeschäumt.
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In 3 und 4 ist ein Eckteil eines Versteifungsrahmens 02 beispielhaft dargestellt. Das aus Kunststoff oder Metall hergestellte Verbindungselement 06 wird jeweils an den offenen Enden der Hohlprofilabschnitte 05 bzw. 04 und 07 eingesteckt. Aufgrund des rechteckigen Querschnitts der Hohlprofilabschnitte 04, 05 und 07 ist ein ungewolltes Verdrehen der Verbindungselemente 06 zuverlässig ausgeschlossen. Selbstverständlich sind auch Ausführungsformen denkbar, bei denen die Verbindungselemente nicht am Innenumfang der Hohlprofilabschnitte eingesteckt werden, sondern den Außenumfang der Enden der Hohlprofilabschnitte umgreifen.
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Durch Verprägen der Hohlprofilabschnitte 04, 05 bzw. 07 wird die Verbindung zwischen dem Verbindungselement 06 und den Hohlprofilabschnitten 04, 05 bzw. 07 bei der Vormontage durch Bildung von Prägezonen 08 gesichert werden. Beim späteren Umschäumen des Versteifungsrahmens 02 strömt der das flächige Element 03 bildenden Kunststoff in die Vertiefungen zur Aufnahmen der Prägezonen 08 und verbindet die Verbindungselemente 06 unklösbar mit den Hohlprofilabschnitten 04, 05 bzw. 06.
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Wie insbesondere aus 4 ersichtlich, weist das Verbindungselement 06 im Verbindungsbereich zwei sich kreuzende Stege 09 und 10 auf, deren Breite auf die lichte Weite der Hohlprofilabschnitte 04, 05 und 07 abgestimmt ist. Zum leichteren Einführen der Verbindungselemente 06 in die Hohlprofilabschnitte 04, 05 und 07 weisen die Endkanten der Stege 09 und 10 Einführschrägen 11 auf.