DE102006060829B4

DE102006060829B4 - Lageranordnung, insbesondere eines Fahrzeugsitzes

Info

Publication number: DE102006060829B4
Application number: DE102006060829A
Authority: DE
Inventors: Thomas Bingert
Original assignee: Keiper GmbH and Co
Current assignee: Adient Luxembourg Holding SARL
Priority date: 2006-12-22
Filing date: 2006-12-22
Publication date: 2010-03-25
Anticipated expiration: 2026-12-23
Also published as: DE102006060829A1; US20100014793A1; CN101568446A; JP2010513806A; EP2054261A1; KR20090091281A; WO2008080482A1; BRPI0721287A2

Abstract

Lageranordnung zwischen zwei relativ zueinander um eine Achse (A) schwenkbaren Bauteilen (9, 12), insbesondere eines Fahrzeugsitzes (1), mit zwei relativ zueinander um die Achse (A) schwenkbaren Lagerelementen (7, 10) und einer axial und radial zwischen den Lagerelementen (7, 10) angeordneten Lagerbuchse (20), welche federnde Abschnitte (20a, 20b) zum axialen und radialen Spielausgleich aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerbuchse (20) einen Tellerabschnitt (20a), der als Tellerfeder zum axialen Spielausgleich wirksam ist, und einen Tonnenabschnitt (20b), der als Tonnenfeder zum radialen Spielausgleich wirksam ist, aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruches 1.
Aus der DE 299 24 397 U1 ist eine Lageranordnung dieser Art mit einer Lagerstelle und einem Rohr als Lagerelementen bekannt, bei welcher die Lagerstelle eine Lagerbuchse aus Kunststoff drehfest aufnimmt, in welche das Rohr eingeführt wird. An der Lagerbuchse sind vorspringende elastische Elemente angeformt, die am Rohr anliegen, um dieses in axialer und in radialer Richtung vorzuspannen und/oder zu zentrieren. Dies gleicht ein vorhandenes Spiel aus. In der DE 103 29 237 A1 wird eine Lageranordnung mit einer Lagerstelle und einem Bolzen als Lagerelemente vorgeschlagen, bei welcher an der Lagerstelle zunächst unverformte Deformationsbereiche vorgesehen sind, die vor oder nach der Montage plastisch verformt werden, um am Bolzen anzuliegen und diesen spielfrei abzustützen.
Die Druckschrift DE 103 11 679 A1 zeigt eine Gelenkverbindung zwischen zwei relativ zueinander um eine Achse schwenkbaren Bauteilen, welche in Verstelleinrichtungen in Kraftfahrzeugen einsetzbar ist. Die Gelenkverbindung umfasst ein Spielausgleichselement, welches in radialer und in axialer Richtung federelastisch ausgebildete Federbereiche aufweist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Lageranordnung der eingangs genannten Art zu verbessern. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Lager anordnung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Dadurch, dass die Lagerbuchse einen Tellerabschnitt, der als Tellerfeder zum axialen Spielausgleich wirksam ist, und einen Tonnenabschnitt, der als Tonnenfeder zum radialen Spielausgleich wirksam ist, aufweist, steht ein kompaktes und robustes Bauteil zur Verfügung, welches einfach herzustellen und zu montieren ist und zudem mehrere Funktionen in sich vereinen kann.
Der Spielausgleich erfolgt durch Aufbau einer Vorspannung beim Zusammenbau der Lageranordnung infolge einer elastischen Verformung der Abschnitte der Lagerbuchse, wobei vorzugsweise jeder Abschnitt genau einer Spielausgleichsrichtung zugeordnet ist. Die Verformung wird vorzugsweise bewirkt, indem die Abmessungen der Lagerbuchse in der Richtung des Zusammenbaus, in der Regel der axialen Richtung, größer sind als die entprechenden Abmessungen der Lagerelemente, deren Abschnitte und/oder der Bauteile. So kommt es zu Stauchungen in axialer Richtung und Aufweitungen in radialer Richtung.
Für eine leicht zu fügenden Presspassung, die schwer wieder zu lösen ist, weist die Lagerbuchse vorzugsweise zu einem Lagerelement hin wenigstens einen Vorsprung auf, der sich aufgrund der Bewegung beim Zusammenbau zunächst verformt, sich dann aber in der rauen Oberfläche des Lagerelementes verkrallt und so ein Zerlegen verhindert.
Im folgenden ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen
1 einen Schnitt durch das Ausführungsbeispiel,
2 eine schematische Seitenansicht eines Fahrzeugsitzes,
3 eine perspektivische Ansicht des Ausführungsbeispiels,
4 eine Explosionsdarstellung von 3,
5 eine Seitenansicht der Lagerbuchse,
6 eine Stirnansicht der Lagerbuchse,
7 einen Schnitt entlang der Linie VII-VII in 6, und
8 eine vergrößerte Ansicht des Bereichs VIII in 7.
Ein Fahrzeugsitz 1 eines Kraftfahrzeuges weist wenigstens zwischen zwei relativ zueinander schwenkbaren Bauteilen eine Lageranordnung 5 auf. Derartige Bauteile können beispielsweise die Schwingen, Lagerböcke und Sitzrahmenseitenteile eines Höheneinstellers sein. Der Fahrzeugsitz 1 weist vorzugsweise mehrere der erfindungsgemäß ausgebildeten Lageranordnungen 5 auf.
Die Lageranordnung 5 umfasst ein erstes Lagerelement 7 in Form einer Aufnahme, hohlen Buchse oder dergleichen, welches in einem ersten Bauteil 9 der beiden Bauteile ausgebildet oder diesem zugeordnet ist, und ein zweites Lagerelement 10 in Form eines Bolzens, Rohres, zylindrischen Abschnitts oder dergleichen, welches das zweite Bauteil 12 bildet, daran ausgebildet oder auf andere Weise diesem zugeordnet ist. Im montierten Zustand umschließt das außen angeordnete erste Lagerelement 7 das innen angeordnete zweite Lagerelement 10. Beide Lagerelemente 7 und 10 weisen einen bezüglich der relativen Schwenkachse A der beiden Lagerelemente 7 und 10 kreisförmigen Querschnitt um die Schwenkachse A herum auf. Die Schwenkachse A definiert die vorliegend verwendeten Richtungsangaben.
Das erste Lagerelement 7 ist vorliegend als eine – vorzugsweise metallische – Buchse ausgebildet und weist einen ersten Flansch 7a an einer Stirnseite und einer ersten Anlagefläche 7b an der gegenüberliegenden Stirnseite auf. Die axiale Länge des ersten Lagerelementes 7, d. h. der Abstand zwischen der Stirnseite mit dem ersten Flansch 7a und der ersten Anlagefläche 7b, ist mit y₇ bezeichnet. Das erste Bauteil 9 ist vorliegend ein – im Bereich der Lageranordnung 5 flacher – Bestandteil der Struktur des Sitzteiles des Fahrzeugsitzes 1 mit einer Öffnung, in welche das erste Lagerlement 7 soweit eingepresst ist, dass der erste Flansch 7a am ersten Bauteil 9 anliegt. Auf der anderen Seite des ersten Bauteils 9 kann das erste Lagerelement 7 mit dem ersten Bauteil 9 verschweißt sein.
Das zweite Lagerelement 10 ist vorliegend als – vorzugsweise metallischer – Bolzen ausgebildet. Das zweite Lagerelement 10 weist einen zweiten Flansch 10a an einer Stirnseite, axial anschließend einen Bund 10b und axial daran anschließend einen Gewindeabschnitt 10c mit einem Außengewinde auf. Der Durchmesser des Bundes 10b ist größeres als der Durchmesser des Gewindeabschnitts 10c. Der Absatz auf grund dieses Durchmesserunterschiedes definiert eine zweite Anlagefläche 10d. Die axiale Länge des Bundes 10b, d. h. der Abstand zwischen der zum Bund 10b hin gelegenen Seite des zweiten Flansches 10a und der zweiten Anlagefläche 10d, ist mit y₁₀ bezeichnet. Das zweite Bauteil ist vorliegend ein – im Bereich der Lageranordnung 5 flacher – Bestandteil der Struktur der Lehne des Fahrzeugsitzes 1 mit einer Schweißmutter oder einem anderen Innengewindeträger. Das zweite Lagerelement 10 ist mit seinem Gewindeabschnitt 10c in das zweite Bauteil 12 einzuschrauben, bis der Bund 10b mit dem Absatz zum Gewindeabschnitt 10c in Anlage an das zweite Bauteil 12 kommt. Die Lageranordnung 5 bildet also ein Drehlager für die Lehne.
Eine Lagerbuchse 20 ist für eine radiale und bereichsweise axiale Anordnung zwischen den beiden Lagerelementen 7 und 10 vorgesehen. Die Lagerbuchse 20 beseht vorzugsweise aus Kunststoff. Die einstückig hergestellte Lagerbuchse 20 weist eine pilzartige Form mit einem tellerförmigen Kopf, im folgenden kurz als Tellerabschnitt 20a bezeichnet, und einem axial daran anschließenden, hohlen Abschnitt, im folgenden kurz als Tonnenabschnitt 20b bezeichnet, auf. Die vom Tellerabschnitt 20a abgewandte Stirnseite des Tonnenabschnitts 20b definiert eine dritte Anlagefläche 20c. Die axiale Länge der Lagerbuchse 20, d. h. der Abstand zwischen der vom Tonnenabschnitt 20b abgewandten Stirnseite des Tellerabschnitts 20a und der dritten Anlagefläche 20c, ist mit y₂₀ bezeichnet. Die axiale Materialstärke des Tellerabschnitts 20a ist mit y₂₁ bezeichnet. Die axiale Länge des Tellerabschnitts 20a, also der axiale Abstand zwischen der Stirnseite der Lagerbuchse 20 und dem außen gelegenen Rand des Tellerabschnitts 20a, ist mit y₂₂ bezeichnet. Nahe dem Tellerabschnitt 20a weist der hohle Tonnenabschnitt 20b auf seiner Innenseite wenigstens einen Vorsprung 20d auf, der in das Innere des Tonnenabschnitts 20b ragt und gegenüber dem Innendurchmesser des Tonnenabschnitts 20b eine sehr kleine Abmessung in radialer Richtung aufweist. Der angeformte Vorsprung 20d läuft vorzugsweise als ringförmiger Wulst in Umfangsrichtung einmal um, kann aber auch in Form von Noppen, Krallen oder sonstigen inselartige Materialpartien ausgebildet sein.
Die Lagerbuchse 20 ist so konzipiert, dass sie drei Funktionen zugleich erfüllt, welche nachfolgend beschrieben werden. Zum Zusammenbau der Lagerstelle 5 wird die Lagerbuchse 20 auf das zweite Lagerelement 10 aufgeschoben, d. h. mit dem Tellerabschnitt 20a voraus wird der Tonnenabschnitt 20b vom Gewindeabschnitt 10c her auf den Bund 10b aufgeschoben, bis der Tellerabschnitt 20a mit dem stirnseitigen Ende der Lagerbuchse 20 in Anlage an den zweiten Flansch 10a kommt, wodurch eine Lagerbolzen-Baugruppe entsteht. Der Vorsprung 20d verformt sich – elastisch und/oder plastisch – bei dieser Bewegung derart, dass sich die Lagerbuchse 20 zwar zunächst leicht auf den Bund 10b aufschieben lässt, danach aber ein Verkrallen zwischen dem Vorsprung 20d und der rauen Oberfläche des Bundes 10c eintritt, so dass sich die Lagerbuchse 20 nicht mehr abstreifen lässt. Die erste Funktion der Lagerbuchse 20 ist also eine leicht zu fügende Presspassung.
Die Lagerbolzen-Baugruppe wird nun in das – fest im ersten Bauteil 9 angeordnete – erste Lagerelement 7 eingeführt, wobei toleranzbedingt in der Regel ein radiales Spiel vorhanden ist. Der Gewindeabschnitt 10c wird nun in das zweite Bauteil 12 eingeschraubt. Die axiale Länge y₂₀ der Lagerbuchse 20 ist etwas größer gewählt als die axiale Länge y₁₀ des Bundes 10b. Die Lagerbuchse 20 kommt daher mit ihrer dritten Anlagefläche 20c in Anlage an das zweite Bauteil 12, bevor das zweite Lagerelement 10 mit der zweiten Anlagefläche 10d am Bund 10b in Anlage an das zweite Bauteil 12 kommt. Der Tonnenabschnitt 20b beginnt unter dem sich aufbauenden Druck, sich elastisch zu einer Tonne zu verformen, bis die zweite Anlagefläche 10d in Anlage an das zweite Bauteil 12 kommt. Mit dieser so gebildeten, durch Stauchung vorgespannten Tonnenfeder wird das radiale Spiel zwischen der Lagerbuchse 20 und dem ersten Lagerelement 7 beseitigt. Dies ist die zweite Funktion der Lagerbuchse 20.
Die axiale Länge y₇ des ersten Lagerlementes 7 ist etwas kleiner gewählt als die axiale Länge y₁₀ des Bundes 10b abzüglich der axialen Materialstärke y₂₁ des Tellerabschnitts 20a der Lagerbuchse 20, damit das erste Lagerelement 7 nicht unbeweglich mit dem zweiten Bauteil 12 verschraubt wird, sondern ein axiales Spiel für die Relativbewegung zur Verfügung steht. Andererseits ist die axiale Länge y₂₂ des Tellerabschnitts 20a etwas größer gewählt als die Summe von axialer Materialstärke y₈ des ersten Flansches 7a und axialer Materialstärke y₂₁ des Tellerabschnitts 20a, und der Tellerabschnitt 20a ist zum Übergreifen des ersten Flansches 7a ausgelegt. Der Tellerabschnitt 20a kommt daher mit seinem Rand in Anlage an das erste Bauteil 9, bevor der Tellerabschnitt 20a in Anlage an den ersten Flansch 7a, d. h. die Stirnseite des ersten Lagerelementes, oder die erste Anlagefläche 7b in Anlage an das zweite Bauteil 12 kommt. Der Tellerabschnitt 20a beginnt unter dem sich auf bauenden Druck, sich elastisch zu verformen, bis die erste Anlagefläche 7b in Anlage an das zweite Bauteil 12 kommt. Mit dieser so gebildeten, vorgespannten. Tellerfeder wird das axiale Spiel zwischen den beiden Lagerelementen 7 und 10 und Bauteilen 9 und 12 beseitigt. Dies ist die dritte Funktion der Lagerbuchse 20.

1: Fahrzeugsitz
5: Lageranordnung
7: erstes Lagerelement
7a: erster Flansch
7b: erste Anlagefläche
9: erstes Bauteil
10: zweites Lagerelement
10a: zweiter Flansch
10b: Bund
10c: Gewindeabschnitt
10d: zweite Anlagefläche
12: zweites Bauteil
20: Lagerbuchse
20a: Tellerabschnitt
20b: Tonnenabschnitt
20c: dritte Anlagefläche
20d: Vorsprung
A: Schwenkachse
y₇: axiale Länge des ersten Lagerelementes
y₈: axiale Materialstärke des ersten Flansches des ersten Lagerelementes
y₁₀: axiale Länge des Bundes des zweiten Lagerelementes
y₂₀: axiale Länge der Lagerbuchse
y₂₁: axiale Materialstärke des Tellerabschnitts der Lagerbuchse
y₂₂: axiale Länge des Tellerabschnitts der Lagerbuchse

Claims

Lageranordnung zwischen zwei relativ zueinander um eine Achse (A) schwenkbaren Bauteilen (9, 12), insbesondere eines Fahrzeugsitzes (1), mit zwei relativ zueinander um die Achse (A) schwenkbaren Lagerelementen (7, 10) und einer axial und radial zwischen den Lagerelementen (7, 10) angeordneten Lagerbuchse (20), welche federnde Abschnitte (20a, 20b) zum axialen und radialen Spielausgleich aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerbuchse (20) einen Tellerabschnitt (20a), der als Tellerfeder zum axialen Spielausgleich wirksam ist, und einen Tonnenabschnitt (20b), der als Tonnenfeder zum radialen Spielausgleich wirksam ist, aufweist.
Lageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die axialen Abmessungen (y₂₀, y₂₁, y₂₂) der Lagerbuchse (20) und ihrer Abschnitte (20a, 20b) vor dem Zusammenbau der Lageranordnung (5) größer sind als entsprechende axiale Abmessungen (y₇, y₈, y₁₀) der Lagerelemente (7, 10) und ihrer Abschnitte (7a, 10b).
Lageranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Lagerelement (7) fest mit dem ersten Bauteil (9) verbunden ist, insbesondere eingepresst und/oder verschweißt ist.
Lageranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Lagerelement (10) fest mit dem zweiten Bauteil (12) verbunden ist, insbesondere mittels eines Gewindeabschnitts (10c) eingeschraubt ist.
Lageranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während des Zusammenbaus der Lageranordnung (5) der Tellerabschnitt (20a) und/oder der Tonnenabschnitt (20b) in axialer Richtung in Anlage an das erste Bauteil (9) oder das zweite Bauteil (12) kommen und sich durch den sich aufbauenden Druck elastisch verformen, insbesondere in axialer Richtung gestaucht werden, wodurch eine Vorspannung zum axialen und/oder radialen Spielausgleich aufgebaut wird.
Lageranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Zusammenbau der Lageranordnung (5) das zweite Lagerelement (10) unter Zwischenlage der Lagerbuchse (20) in axialer Richtung durch das erste Lagerelement (7) gesteckt und mit dem zweiten Bauteil (12) verbunden wird.
Lageranordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dadurch gekennzeichnet, dass beim Zusammenbau der Lageranordnung (5) die Lagerbuchse (20) auf das zweite Lagerelement (10) geschoben wird, bevor die so gebildete Baugruppe durch das erste Lagerelement (7) gesteckt wird.
Lageranordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerbuchse (20) auf ihrer Innenseite wenigstens einen Vorsprung (20d) aufweist, mittels welchem eine leicht zu fügende Presspassung entsteht.
Lageranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der dem zweiten Bauteil (12) zugewandten Stirnseite das erste Lagerelement (7) mit einer ersten Anlagefläche (7b) und/oder das zweite Lagerelement (10) mit einer zweiten Anlagefläche (10d) versehen ist, wobei beim Zusammenbau der Lageranordnung die Lagerbuchse (20) mit einer dritten Anlagefläche (20c) in Anlage an das zweite Bauteil (12) kommt, bevor das erste Lagerelement (7) mit seiner ersten Anlagefläche (7b) und/oder das zweite Lagerelement (10) mit seiner zweiten Anlagefläche (10d) in Anlage an das zweite Bauteil (12) kommt.
Lageranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dadurch gekennzeichnet, dass beim Zusammenbau der Lageranordnung (5) der Tellerabschnitt (20a) mit seinem Rand in Anlage an das erste Bauteil (9) kommt, bevor der Tellerabschnitt (20a) in Anlage an die Stirnseite des ersten Lagerelementes (7) oder das erste Lagerelement (7) in Anlage an das zweite Bauteil (12) kommt.
Fahrzeugsitz, insbesondere Kraftfahrzeugsitz, mit wenigstens einer Lageranordnung (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche zwischen zwei relativ zueinander schwenkbaren Bauteilen (9, 12) des Fahrzeugsitzes (1).