DE102008026814A1

DE102008026814A1 - Fahrzeugsitz mit Kopfstütze und Kopfstützenrohr und Verfahren zur Herstellung des Kopfstützenrohres

Info

Publication number: DE102008026814A1
Application number: DE102008026814A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Maier; Andreas Cott
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2008-06-05
Filing date: 2008-06-05
Publication date: 2009-12-10
Anticipated expiration: 2028-06-06
Also published as: DE102008026814B4

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugsitz (1) mit einer Kopfstütze (2) und mindestens einem Kopfstützenrohr (3), wobei das Kopfstützenrohr (3) in seiner Sollwandstärke an eine Mindestbruchfestigkeit und eine Mindestknickfestigkeit bei Aufprallbelastung angepasst ist, die bei Frontalzusammenstoß eines Fahrzeugs in Gegenfahrtrichtung (4) auftreten kann. Das Kopfstützenrohr (3) ragt aus einer Rohrführung (5) einer Rückenlehne (8) des Fahrzeugsitzes (1) heraus und ist im Übergangsbereich (10) von der Rohrführung (8) zum freistehenden Kopfstützenrohrbereich (6) einer erhöhten Knickgefahr ausgesetzt. Das Kopfstützenrohr (3) weist eine gegenüber der Sollwandstärke verminderte Rohrwandstärke auf. In dem abknickgefährdeten Übergangsbereich (10) ist in dem Kopfstützenrohr (3) eine Metallschaumfüllung (11) angeordnet.

Description

Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugsitz mit einer Kopfstütze und mindestens einem Kopfstützenrohr, wobei das Kopfstützenrohr in seiner Sollwandstärke an eine Mindestbruchfestigkeit und eine Mindestknickfestigkeit bei Aufprallbelastung angepasst ist, die bei Frontalzusammenstoß eines Fahrzeugs in Gegenfahrtrichtung auftreten kann. Dabei ragt das Kopfstützenrohr aus einer Rohrführung einer Rückenlehne eines Fahrzeugsitzes heraus und ist im Übergangsbereich von der Rohrführung zum freistehenden Kopfstützenrohrbereich einer erhöhten Knickgefahr ausgesetzt.
Aus der Druckschrift DE 100 13 817 A1 ist eine derartige Kopfstütze für einen Sitz eines Fortbewegungsmittels, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einem Stützkörper und mindestens einer daran angeordneten als Hohlprofil ausgebildeten Führungsstange bekannt. Über die Führungsstange ist die Kopfstütze in eine zugeordnete Aufnahme eines Sitzes einführbar.
Eine derartige Kopfstütze 2 gemäß dem Stand der Technik zeigt 11, wobei die Kopfstütze 2 die Kräfte, die in Gegenfahrtrichtung 4 bei einem Aufprallunfall aufgenommen werden müssen, über das an der Kopfstütze 2 befestigte mindestens eine Kopfstützenrohr an die Rohrführung 5, die in diesem Stand der Technik in der Rückenlehne 8 angeordnet ist, weiter gibt. Dabei ist ein besonders gefährdeter Bereich der Übergangsbereich 10 von der Rohrführung 5 zu dem freien Kopfstüt zenrohrbereich 6. Während auf der Fahrtrichtungsseite 20 des Kopfstützenrohres 3 eine Zugbelastung auftritt, die in dem Übergangsbereich 10 zu einem Rohrbruch führen kann, besteht auf der Gegenfahrtrichtungsseite 21 des Kopfstützenrohres 3 eine Abknickgefährdung, bei der das Rohr abknickt.
Dabei ist die Abknickgefahr größer als die Bruchgefahr des in die Rohrführung 5 eingelassenen Kopfstützenrohres. Die Wandstärke des Kopfstützenrohres wird somit im Stand der Technik von der erhöhten Knickgefahr des Rohres bestimmt und kann nicht unter die Knickfestigkeit des Rohrprofils vermindert werden, ohne die Sicherheit der Kopfstütze 2 zu gefährden. Für die Bruchfestigkeit ist demnach die Sollwandstärke eines herkömmlichen Kopfstützenrohres überdimensioniert.
Aufgabe der Erfindung ist es, das Gewicht einer Kopfstütze eines Fahrzeugsitzes zu vermindern, ohne die Abknickgefahr zu vergrößern. Vielmehr ist es Ziel der Erfindung, die Abknickfestigkeit trotz verminderter Wandstärke des mindestens einen Kopfstützenrohres beizubehalten oder zu vergrößern.
Diese Aufgabe wird mit den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Erfindungsgemäß wird ein Fahrzeugsitz mit einer Kopfstütze und mindestens einem Kopfstützenrohr geschaffen, wobei das Kopfstützenrohr in seiner Sollwandstärke an eine Mindestbruchfestigkeit und eine Mindestknickfestigkeit bei Aufprallbelastung angepasst ist, die bei Frontalzusammenstoß eines Fahrzeugs oder einem Heckaufprall durch ein anderes Fahrzeug in Gegenfahrtrichtung auftreten können. Das Kopfstützenrohr ragt dazu aus einer Rohrführung einer Rückenlehne des Fahr zeugsitzes heraus und ist im Übergangsbereich von der Rohrführung zum freistehenden Kopfstützenrohrbereich einer erhöhten Knickgefahr ausgesetzt. Das mindestens eine Kopfstützenrohr weist eine gegenüber der Sollwandstärke verminderte Rohrwandstärke auf. Dabei ist in dem abknickgefährdeten Übergangsbereich in dem Kopfstützenrohr eine Metallschaumfüllung angeordnet.
Dieser Fahrzeugsitz hat den Vorteil, dass für die Kopfstützenkonstruktion Gewicht eingespart werden kann und die Wandstärke optimal an die Bruchgefahr angepasst werden kann, weil durch die Metallschaumfüllung im Übergangsbereich die Knickgefahr deutlich vermindert ist, bzw. die Abknickfestigkeit gegenüber der Bruchfestigkeit sogar geringfügig erhöht sein kann.
Vorzugsweise ist das Gesamtgewicht aus der Summe des Rohrgewichts des mindestens einen Kopfstützenrohres mit verminderter Rohrwandstärke und des Eigengewichts der Metallschaumfüllung geringer als das Rohrgewicht eines Kopfstützenrohres mit Sollwandstärke. Dabei kann die Metallschaumfüllung des Kopfstützenrohres vorzugsweise eine Aluminiumlegierung aufweisen. Ferner ist es möglich, nicht nur im Übergangsbereich eine Metallschaumfüllung vorzusehen, sondern auch in einem Krümmungsbereich der Kopfstütze und diesen mit einer Metallschaumfüllung und damit mit einer höheren Knickfestigkeit in dem Bereich der Krümmung auszustatten. Ferner ist es möglich, auch im Bereich knickgefährdeter Arretierungskerben eine Metallschaumfüllung vorzusehen.
Um eine deutliche Verbesserung der Knickfestigkeit zu erreichen, ist die Metallschaumfüllung nicht nur lose in dem mindestes einem Kopfstützenrohr angeordnet, sondern weist mit der Innenwand des Kopfstützenrohres eine stoffschlüssige Verbindung auf. Diese stoffschlüssige Verbindung kann durch einen Zweikomponentenkleber erreicht werden, der auf verschiedene Weise auf der Innenseite des Kopfstützenrohres oder auf der Außenseite eines Metallschaumabschnittes aufgesprüht, auflackiert oder durch eine Tauchlackierung aufgebracht sein kann. Durch die innige stoffschlüssige Verbindung kann erreicht werden, dass die Knickfestigkeit des Verbundes aus Rohrwerkstoff mit verminderter Rohrwandstärke und Metallschaum mindestens gleich oder größer ist als die Knickfestigkeit des Kopfstützenrohres mit Sollwandstärke.
Ein Verfahren zur Herstellung eines Kopfstützenrohres eines Fahrzeugsitzes weist die nachfolgenden Verfahrensschritte auf. Zunächst erfolgt ein Berechnen und Herstellen einer verminderten Rohrwandstärke unter Berücksichtigung einer Metallschaumfüllung in einem Übergangsbereich von einer Rohrführung in einer Rückenlehne des Fahrzeugsitzes zum freistehenden Kopfstützenrohrbereich. Danach kann ein Metallschaumstrang vorbereitet werden, dessen Außendurchmesser an den Innendurchmesser des Kopfstützenrohres angepasst wird.
Schließlich erfolgt ein Fixieren eines Abschnittes des Metallschaumstranges in einen knickgefährdeten Bereich eines Kopfstützenrohres. Dieses Verfahren ist eine erste Verfahrensvariante und hat den Vorteil, dass außerhalb des mindestens einen Kopfstützenrohres zunächst ein Metallschaumstrang vorbereitet werden kann, von dem dann Abschnitte in den knickgefährdeten Bereich von Kopfstützenrohren eingeführt werden. Voraussetzung für die Durchführung eines derartigen Verfahrens ist jedoch, dass sich in dem knickgefährdeten Bereich ein Kopfstützenrohr geradlinig erstreckt.
Zur Herstellung eines Metallschaumstranges kann eine Metallschmelze aus einer Extrusionsdüse eines Extruders unter Beimischung einer gasbildenden Komponente herausgepresst und gekühlt werden. Um einen Metallschaumstrangabschnitt davon in dem knickgefährdeten Bereich des mindestens einen Kopfstützenrohres zu fixieren, wird vorher der Metallschaumstrangabschnitt mit einem Zweikomponentenkleber beschichtet, besprüht oder lackiert. Auch ist es möglich, eine Tauchbeschichtung für das Aufbringen des Zweikomponentenklebers vorzusehen.
Bei einer weiteren Variante des Herstellungsverfahrens wird zum Fixieren des Metallschaumstrangabschnitts zunächst ein Metallstrangabschnitt mit gasbildender Komponente und vermindertem Durchmesser hergestellt, der noch nicht aufgeschäumt ist. Nach Einführen des expansionsfähigen Metallstrangabschnitts in den abknickgefährdeten Bereich des Kopfstützenrohres werden der Metallstrangabschnitt und das Kopfstützenrohr derart erhitzt, dass aufgrund der gasbildenden Komponente der Metallstrangabschnitt zu einem Metallschaumstrangabschnitt in dem Rohr expandiert und damit den Metallschaumstrangabschnitt im abknickgefährdeten Bereich des Kopfstützenrohres fixiert.
Eine weitere Alternative besteht darin, zum Fixieren des Metallschaumstrangabschnitts eine Metallschaumsprühdüse in den abknickgefährdeten Bereich des Kopfstützenrohres einzuführen und unter Zurückfahren der Metallschaumsprühdüse das Kopfstützenrohr in dem abknickgefährdeten Bereich mit einem Metallschaumstrangabschnitt aufzufüllen. Dieses Verfahren ist besonders geeignet, wenn zusätzlich zu einem gradlinigen Übergangsbereich zwischen Kopfstützenrohr und Rohrführung zusätzlich eine Rohrkrümmung mit Metallschaumstoff aufzufüllen ist. Jedoch ist die thermische Belastung für das Rohrmaterial bei dieser Verfahrensvariante am höchsten.
Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Figuren näher erläutert.
1 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht eines Fahrzeugsitzes mit Kopfstütze und mindestens einem Kopfstützenrohr gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
2 zeigt eine Prinzipskizze mit der Problemzone eines Kopfstützenrohres;
3 zeigt eine Prinzipskizze eines Kopfstützenrohres gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
4 zeigt Prinzipskizzen von Querschnitten von Kopfstützenrohren mit und ohne Metallschaumfüllung;
5 zeigt eine Prinzipskizze eines Kopfstützenrohres gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
6 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine Kopfstütze mit mindestens einem Kopfstützenrohr eines Fahrzeugsitzes gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
7 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine Kopfstütze mit Kopfstützenrohr gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
8 zeigt Prinzipskizzen einer ersten Variante zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Kopfstützenrohres;
9 zeigt Prinzipskizzen einer zweiten Variante zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Kopfstützenrohres;
10 zeigt Prinzipskizzen einer dritten Variante zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Kopfstützenrohres;
11 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine Kopfstütze mit Kopfstützenrohr eines Fahrzeugsitzes gemäß dem Stand der Technik.
1 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht eines Fahrzeugsitzes 1 mit einer Kopfstütze 2 und mindestens einem Kopfstützenrohr 3 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Dazu kann das Kopfstützenrohr 3 höhenverstellbar in einer Rohrführung 5 einer Rückenlehne 8 des Fahrzeugsitzes 1 angeordnet sein oder eine feststehende Rohrführung in der Rückenlehne 8 aufweisen, während die Kopfstütze 2 eine Rohrführung 19 aufweist, mit der die Kopfstütze 2 höhenverstellbar an einem freien Kopfstützenrohrbereich 6 angeordnet ist. Dabei stellt der Übergang 10 von der Rohrführung 5 in der Rückenlehne 8 zu dem freien Kopfstützenbereich 6 eine Problemzone eines in einer Rohrführung 5 einer Rückenlehne 8 eingespannten Kopfstützenrohres 3 dar.
2 zeigt mit 2A eine Prinzipskizze mit der Problemzone eines Kopfstützenrohres 3 im Bereich des Übergangs 10 von dem in der Rohrführung 5 fixierten Kopfstützenrohrbereichs zu dem freien Kopfstützenrohrbereich 6. Bei einer Be lastung der Kopfstütze in Pfeilrichtung A ist entscheidend, welche der in 2B dargestellten Festigkeitswerte geringer sind, nämlich die Knickfestigkeit K oder die Bruchfestigkeit B, die in 2B entlang der Ordinate als Spannungswerte gezeigt werden, bei denen entweder ein Abknicken in dem abknickgefährdeten Bereich 16 bei Überschreiten der für die Knickfestigkeit entscheidenden Spannung auftritt oder bei Überschreiten der maximalen Spannung für die Bruchfestigkeit B ein Abreißen des Kopfstützenrohres auf der zugbelasteten Seite beim Übergang 10 auftritt.
Dabei ist für die Dimensionierung der Wandstärke t des Kopfstützenrohres 3 die geringere Festigkeit entscheidend, so dass der Querschnitt und das Gewicht des Kopfstützenrohres in Bezug auf die Bruchfestigkeit überdimensioniert sind und ein Einsparpotential an Gewicht vorhanden wäre, wenn das Kopfstützenrohr durch geeignete Maßnahmen eine verbesserte Knickfestigkeit aufweisen könnte.
3 zeigt eine Prinzipskizze eines Kopfstützenrohres 3 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Diese erhöhte Knicksteifigkeit oder Knickfestigkeit K wird erfindungsgemäß durch eine Metallschaumfüllung 11 in dem abknickgefährdeten Bereich 16 des Kopfstützenrohres 3 derart verbessert, dass, wie die 3B zeigt, die Knickfestigkeit K gleich oder größer als die Bruchfestigkeit B sein kann. In diesem Fall kann das Kopfstützenrohr bzw. dessen Querschnitt in Bezug auf die Bruchfestigkeit des Materials optimiert werden und somit Gewicht eingespart werden, wenn das Gewicht des Kopfstützenrohres und das Eigengewicht des Metallschaums berücksichtigt werden.
4 zeigt Prinzipskizzen von Querschnitten von Kopfstützenrohren 3, die in 4A ohne und in 4B mit Metallschaumfüllung dargestellt sind. Da durch die in 4B gezeigte Metallschaumfüllung 11 die Knickfestigkeit eines Rohres 3 verbessert wird, kann die Wandstärke t eines derartigen Rohres 3, wie bereits oben gezeigt, vermindert werden. Eine Gewichtseinsparung erfolgt nur dann, wenn die in 4C gezeigte Ungleichung erfüllt ist, nämlich dass das Quadrat des neuen Innendurchmessers bei verminderter Wandstärke t größer ist als das Quadrat des bisherigen Innendurchmessers ohne Metallschaumfüllung multipliziert mit dem Verhältnis der Materialdichten ρ_Stahl zu (ρ_Stahl – ρ_Schaum). Wenn diese Ungleichung bzw. Bedingung erfüllt ist, kann das Gesamtgewicht eines Fahrzeugsitzes ohne Sicherheitsverlust vermindert werden. Diese Ungleichung gilt für den Fall, in dem das komplette Kopfstützenrohr mit Metallschaum gefüllt ist. Wird lediglich der knickgefährdete Bereich ausgeschäumt, so ist die Einsparung entsprechend höher. Darüber hinaus wird als Material für den Metallschaum vorzugsweise eine Aluminiumlegierung eingesetzt, die ein deutlich geringeres spezifisches Gewicht als das Stahlrohr aufweist.
5 zeigt mit 5A eine Prinzipskizze eines Kopfstützenrohres 3 gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Bei diesem Kopfstützenrohr 3 wurde die Wandstärke t derart vermindert, dass die Bruchfestigkeit B deutlich unter der Knickfestigkeit K liegt, wie es 5B zeigt. Dieses kann durch eine entsprechend verbesserte oder verdichtete Metallschaumfüllung im abknickgefährdeten Bereich 10 des Kopfstützenrohres 3 erreicht werden, wobei sichergestellt ist, dass ein Versagen des Kopfstützenrohres 3 in keinem Fall durch Abknicken des Kopfstützenrohres 3 im abknickgefährdeten Bereich 16 auftritt und bei ausreichender, jedoch bereits verminderter Wandstärke t auch kein Abreißen des Kopfstützenrohres 3 im Übergangsbereich 10 von der Rohrführung 5 in der Rückenlehne 8 des Fahrzeugsitzes zu dem freien Kopfstützenrohrbereich 6 auftritt.
6 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine Kopfstütze 2 mit Kopfstützenrohr 3 eines Fahrzeugsitzes gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Dabei ist das Kopfstützenrohr 3 in einer Rohrführung 5 einer Rückenlehne 8 fixiert und in dem abknickgefährdeten Bereich 16 am Übergang 10 zwischen der Rohrführung 5 und dem freien Kopfstützenbereich 6 ist eine Metallschaumfüllung 11 in dem Kopfstützenrohr 3 angeordnet, so dass die Knicksteifigkeit im kritischen Übergangsbereich 10 verbessert ist. Die Höhenverstellbarkeit der Kopfstütze 2 wird durch eine Rohrführung 19, deren Umriss mit einer gestrichelten Linie gekennzeichnet ist, in der Kopfstütze 2 selbst angeordnet, wodurch eine weitere Gewichtsverminderung möglich ist, da eine gewichtsintensive und komplexe höhenverstellbare Rohrführung in der Rückenlehne 8, wie es die 11 zum Stand der Technik zeigt, vermieden wird.
7 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine Kopfstütze 2 mit mindestens einem Kopfstützenrohr 3 gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Komponenten mit gleichen Funktionen wie in 6 werden mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und nicht extra erörtert. Der Unterschied zu der Ausführungsform gemäß 6 besteht darin, dass die Metallschaumfüllung nicht nur in dem kritischen Übergangsbereich 10 in dem Kopfstützenrohr angeordnet ist, sondern auch eine Krümmung 12 des Kopfstützenrohres 3 mit einer Metallschaumfüllung auffüllt und somit die Knicksteifigkeit auch in einem Teilbereich des freien Kopfstützenrohrbereichs 6 verbessert.
8 zeigt mit den Prinzipskizzen a), b) und c) eine erste Variante eines Durchführungsbeispiels zur Herstellung eines Kopfstützenrohres 3. In diesem Durchführungsbeispiel des Herstellungsverfahrens wird zunächst, wie es 8a) zeigt, ein Metallschaumabschnitt 17 außerhalb eines Kopfstützenrohres 3 hergestellt, indem mit Hilfe eines Extruders ein Metallschaumstrang über eine Extruderdüse unter Beimischung einer gasbildenden Komponente stranggepresst oder indem es unter Beimischung einer Komponente in einer formgebenden Kokille expandiert wird, und anschließend in Metallschaumstrangabschnitte 17, wie es 8a) zeigt, aufgetrennt wird. Danach wird, wie es 8b) mit den Pfeilrichtungen F zeigt, dieser Metallschaumstrangabschnitt 17 mit Klebstoff benetzt bzw. beschichtet und kann dann in Pfeilrichtung G in den abknickgefährdeten Bereich des Kopfstützenrohres 3 eingeführt werden.
Dabei ist der Außendurchmesser des mit Klebstoff benetzten bzw. beschichteten Metallschaumstrangabschnitts 17 geringer als der Innendurchmesser D des Kopfstützenrohres 3, dessen Innenwände ebenfalls mit einem Klebstoff benetzt sein können. Vorzugsweise wird als Klebstoff ein Zweikomponentenklebstoff eingesetzt, der eine Gleitfähigkeit in dem Kopfstützenrohr 3 bei dem Einschieben gemäß 8c) des Metallschaumstrangabschnitts 17 beibehält und anschließend aushärtet, womit eine Fixierung in dem abknickgefährdeten Bereich 16 des Kopfstützenrohres 3 sichergestellt wird.
9 zeigt mit den Prinzipskizzen a), b) und c) eine zweite Variante eines Durchführungsbeispiels zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Kopfstützenrohres 3. Bei dieser Variante wird zunächst ein Metallstrangabschnitt 17 hergestellt, der noch nicht vollständig aufgeschäumt ist, sondern der gas bildende Komponenten in dem gepressten Metallstrangabschnitt 17 enthält, so dass der Außendurchmesser des Metallstrangabschnitts 17, wie es 9a) zeigt, deutlich geringer ist als der Innendurchmesser D des Kopfstützenrohres 3. Dieses Vormaterial aus einem Metallstrangabschnitt 17 kann nun, wie es 9b) zeigt, in den abknickgefährdeten Bereich 16 des Kopfstützenrohres 3 eingeschoben werden, und in einem nächsten Schritt, wie es 9c) zeigt, derart erhitzt werden, dass die gasbildende Komponente den Metallstrangabschnitt 17 zu einem Metallschaumstrangabschnitt expandieren lässt, so dass eine Fixierung des Metallschaumstrangabschnitts in dem abknickgefährdeten Bereich des Kopfstützenrohres 3 sichergestellt ist.
10 zeigt Prinzipskizzen einer dritten Variante eines Durchführungsbeispiels zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Kopfstützenrohres 3. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung wird eine Sprühdüse eines Extruders in das Kopfstützenrohr 3, wie es 10a) zeigt, eingeführt und anschließend unter Einsprühen eines Metallschaums aus der Metallschaumsprühdüse 18 in Pfeilrichtung H wie es 10b) zeigt aus dem abknickgefährdeten Bereich 16 des Kopfstützenrohres 3 herausgezogen. Somit wird dieser Bereich vollständig mit einer Metallschaumfüllung 11 aufgefüllt, wie es 10c) zeigt, so dass sich der Metallschaum beim Abkühlen in dem abknickgefährdeten Bereich 16 des Kopfstützenrohres 3 fixiert. Mit diesem Verfahren können auch Krümmungen des Kopfstützrohres mit einem Metallschaum gestützt werden.
11 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine Kopfstütze mit Kopfstützenrohr eines Fahrzeugsitzes gemäß dem Stand der Technik, wie er bereits einleitend erörtert wurde, so dass auf eine Wiederholung an dieser Stelle verzichtet werden kann.

1: Fahrzeugsitz
2: Kopfstütze
3: Kopfstützenrohr
4: Gegenfahrtrichtung
5: Rohrführung in der Rückenlehne
6: freier Kopfstützenrohrbereich
7: Sitzfläche
8: Rückenlehne
9: Öffnung
10: Übergangsbereich (von Rohrführung zu freiem Kopfstützenrohrbereich)
11: Metallschaumfüllung
12: Krümmung
13: Innenwand des Kopfstützenrohres
14: Metallschaumstrang
15: Abschnitt des Metallschaumstranges
16: abknickgefährdeter Bereich
17: Metallstrangabschnitt
18: Metallschaumsprühdüse
19: Rohrführung in der Kopfstütze
20: Fahrtrichtungsseite des Kopfstützenrohres
21: Gegenfahrtrichtungsseite des Kopfstützenrohres

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 10013817 A1 [0002]

Claims

Fahrzeugsitz mit Kopfstütze (2) und mindestens einem Kopfstützenrohr (3), wobei das Kopfstützenrohr (3) in seiner Sollwandstärke an eine Mindestbruchfestigkeit und eine Mindestknickfestigkeit bei Aufprallbelastung angepasst ist, die bei Frontalzusammenstoß oder Heckaufprall eines Fahrzeugs in Gegenfahrtrichtung (4) auftreten kann, und wobei das Kopfstützenrohr (3) aus einer Rohrführung (5) einer Rückenlehne (8) des Fahrzeugsitzes (1) herausragt und dabei das Kopfstützenrohr (3) im Übergangsbereich von der Rohrführung (5) zu einem freistehenden Kopfstützenrohrbereich einer erhöhten Knickgefahr ausgesetzt ist, wobei das Kopfstützenrohr (3) eine gegenüber der Sollwandstärke verminderte Rohrwandstärke aufweist, und wobei das mindestens eine Kopfstützenrohr (3) mit verminderter Rohrwandstärke in dem abknickgefährdeten Übergangsbereich (10) eine Metallschaumfüllung aufweist.
Fahrzeugsitz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gesamtgewicht aus der Summe des Rohrgewichts des mindestens einen Kopfstützenrohres (3) mit verminderter Rohrwandstärke und des Eigengewichts der Metallschaumfüllung (11) geringer ist als das Rohrgewicht mindestens eines Kopfstützenrohres (3) mit Sollwandstärke.
Fahrzeugsitz nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopfstützenrohr (3) mit verminderter Rohrwandstärke in dem freistehenden Kopfstützenrohrbereich (6) eine Krümmung (12) und in dem Bereich der Krümmung (12) eine Metallschaumfüllung (11) aufweist.
Fahrzeugsitz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallschaumfüllung (11) mit der Innenwand (13) des Kopfstützenrohres (3) eine stoffschlüssige Verbindung aufweist.
Fahrzeugsitz nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die stoffschlüssige Verbindung einen Zweikomponentenkleber aufweist.
Fahrzeugsitz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Knickfestigkeit des Verbundes aus Rohrwerkstoff mit verminderter Rohrwandstärke und Metallschaum (11) mindestens gleich oder größer ist als die Knickfestigkeit des Kopfstützenrohres (3) mit Sollwandstärke.
Fahrzeugsitz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Kopfstützenrohr (3) als Metallschaum (11) eine Aluminiumlegierung aufweist.
Verfahren zur Herstellung eines Kopfstützenrohres (3) eines Fahrzeugsitzes (1), das folgende Verfahrensschritte aufweist: – Berechnen und Herstellen einer verminderten Rohrwandstärke unter Berücksichtigung einer Metallschaumfüllung (11) in einem Übergangsbereich (10) von einer Rohrführung (5) in einer Rückenlehne (8) des Fahrzeugsitzes (1) zum freistehenden Kopfstützenrohrbereich (6), – Herstellen eines Metallschaumstranges (14), dessen Außendurchmesser an den Innendurchmesser des Kopfstützenrohres (3) angepasst wird, – Fixieren eines Abschnittes des Metallschaumstranges in einen knickgefährdeten Bereich eines Kopfstützenrohres.
Herstellungsverfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Metallschaummaterial eine Aluminiumlegierung eingesetzt wird.
Herstellungsverfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zum Herstellen eines Metallschaumstranges (14) Metallschmelze aus einer Extrusionsdüse eines Extruders unter Beimischung einer gasbildenden Komponente herausgepresst und gekühlt wird.
Herstellungsverfahren nach Anspruch 9 oder Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zum Fixieren des Metallschaumstrangabschnitts (15) dieser mit einem Zweikomponentenkleber beschichtet, besprüht oder lackiert wird.
Herstellungsverfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass zum Beschichten des Metallschaumstrangabschnitts (15) mit einem Zweikomponentenkleber eine Tauchbeschichtung vorgesehen wird.
Herstellungsverfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zum Fixieren des Metallschaumstrangabschnitts (15) zunächst ein Metallstrangabschnitt (17) mit gasbildender Komponente und vermindertem Durchmesser hergestellt wird und nach Einführen des Metallstrangabschnitts (17) in den abknickgefährdeten Bereich (16) das Kopfstützenrohr (3) mit Metallstrangabschnitt (17) derart erhitzt wird, dass der Metallstrangabschnitt (17) zu einem Metallschaumstrangabschnitt (15) expandiert.
Herstellungsverfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass zum Fixieren des Metallschaumstrangabschnitts (15) eine Metallschaumsprühdüse (18) in den abknickgefährdeten Bereich (16) des Kopfstützenrohres (3) eingeführt wird und unter Zurückfahren der Metallschaumsprühdüse (18) das Kopfstützenrohr (3) in dem abknickgefährdeten Bereich (16) mit einem Metallschaumstrangabschnitt (15) aufgefüllt wird.