DE102008036646A1

DE102008036646A1 - Rahmenseitenteil eines Fahrzeugsitzes

Info

Publication number: DE102008036646A1
Application number: DE102008036646A
Authority: DE
Inventors: Wilfried Dr. Beneker; Niels Magnus; Nikolay Redkin
Original assignee: C Rob Hammerstein GmbH
Current assignee: Adient Luxembourg Holding SARL
Priority date: 2007-10-26
Filing date: 2008-08-06
Publication date: 2009-04-30
Also published as: FR2923772B1; CN101439683A; FR2923772A1; US20090127913A1; US8678506B2

Abstract

Das Rahmenseitenteil eines Fahrzeugsitzes, also entweder Sitzrahmenseitenteil 20 oder Lehnenrahmenseitenteil 22, weist einen Schichtaufbau auf. Es hat mindestens zwei Schichten. Eine erste Schicht ist ein Blechteil 24, das die Form des Rahmenseitenteils bestimmt. Eine zweite Schicht ist ein Verstärkungskörper 26, der in y-Richtung eine Materialdicke hat, die größer ist als die Materialstärke des Blechteils 24.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Rahmenseitenteil eines Fahrzeugsitzes, nämlich Sitzrahmenseitenteil oder Lehnenrahmenseitenteil.
Ein derartiges Rahmenseitenteil ist aus EP 233 822 B1 vorbekannt. Ähnliche Rahmenseitenteile zeigen auch die folgenden Dokumente: US 6,264,275 , EP 1 190 894 B1 , US 6,276,650 und DE 44 19 139 C2 .
Das Rahmenseitenteil soll einerseits hohe Belastungen aufnehmen können, insbesondere unfallbedingte Belastungen, andererseits soll es möglichst wenig Gewicht aufweisen. Es hat seine Funktion als Strukturelement zu erfüllen, üblicherweise ist am Sitzrahmenteil mindestens eine Schwinge angelenkt, die ihrerseits mit einer Längsführung gelenkverbunden ist. Bei Seitenteilen eines Rückenlehnenrahmens ist üblicherweise eine Lagerbohrung für ein Rückenlehnengelenk oder für eine Verbindung mit einem Gelenkarm eines Rückenlehnengelenks vorgesehen. Es sind somit einzelne Bereiche des Rahmenseitenteils speziell für Funktion des Lagerns, Verbindens mit anderen Teilen oder der Halterung anderer Teile ausgebildet.
Hiervon ausgehend hat sich die Erfindung das Ziel gesetzt, ein Rahmenseitenteil eines Kraftfahrzeugsitzes so weiterzuentwickeln, dass es bei höherer, zumindest aber gleichbleibender Festigkeit ein geringeres Gewicht als ein vergleichbares Bauteil nach dem Stand der Technik hat. Demgemäß ist es Aufgabe der Erfindung, das Rahmenseitenteil der eingangs genannten Art dahingehend weiterzu entwickeln, dass ein geringeres Gesamtgewicht bei zumindest gleichbleibender Festigkeit aufweist.
Ausgehend von dem vorbekannten Rahmenseitenteil der eingangs genannten Art wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass das Rahmenseitenteil einen Schichtaufbau aufweist, wobei es mindestens zwei Schichten hat, dass eine erste Schicht ein Blechteil ist, das die Form des Rahmenseitenteils bestimmt, und dass eine zweite Schicht ein Verstärkungskörper ist und in y-Richtung eine Materialdicke hat, die größer ist als die Materialstärke des Blechteils.
Dieses Rahmenseitenteil ist im Schicht- bzw. Sandwichaufbau hergestellt. Es hat mindestens zwei Schichten, diese beiden Schichten sind aus unterschiedlichen Werkstoffen hergestellt. Nach wie vor ist ein Blechteil vorgesehen. Das Blechteil bestimmt die Form des Rahmenseitenteils. Es hat Ähnlichkeiten mit dem im Stand der Technik verwendeten Blechteil. Gegenüber dem Blechteil nach dem Stand der Technik kann es nun aber dünner und damit auch leichtgewichtiger ausgebildet sein. Es wird durch den Verstärkungskörper, der die zweite Schicht bildet, versteift. Der Verstärkungskörper kann aus einem leichtgewichtigen Material, beispielsweise Kunststoff, gefertigt sein. Der Verstärkungskörper hat üblicherweise in y-Richtung eine Dicke, die deutlich größer ist, beispielsweise mindestens 5× vorzugsweise mindestens 10× so groß ist, wie die Materialdicke des Blechteils. Vorzugsweise ist der Verstärkungskörper mit Ausnehmungen und/oder Durchbrüchen versehen, um Gewicht zu sparen. Er hat vorzugsweise im Wesentlichen Netzstruktur, insbesondere in y-Richtung gesehen.
Das Blechteil, also die erste Schicht, ist so ausgeführt, dass es grundsätzlich alle mechanischen Anforderungen, die an das Rahmenseitenteil gestellt werden, erfüllt. Nur ist die Festigkeit unzureichend. Die ausreichende Festigkeit wird erst durch das Zusammensetzen mit dem Verstärkungskörper erhalten. Dieser ist ein im Wesentlichen passiver Körper, er verstärkt das Blechteil dort, wo für eine ausreichende Festigkeit eine Verstärkung notwendig ist. Der Verstärkungskörper kann aber auch seinerseits Lagerstellen ausbilden, wobei er vorzugsweise dünne Lagerringe ausbildet, die mechanisch von dem Blechteil gestützt sind.
Bevorzugt wird ein Schichtaufbau mit drei Schichten. Dabei ist entweder ein Verstärkungskörper zwischen dem Blechteil und einem weiteren Blechteil einge schlossen oder es befinden sich zwei Verstärkungskörper beidseitig eines Blechteils. Aufgrund des Schichtaufbaus hat man sehr weit reichende und gezielt einsetzbare Möglichkeiten, das kombinierte Teil auf die jeweiligen mechanischen Anforderungen hin auszubilden. Man kann deutlich dünneres Blechmaterial als im Stand der Technik verwenden, vorzugsweise wird hochfestes Blech eingesetzt.
Üblicherweise sind die Rahmenseitenteile nach der Erfindung Teilstücke eines im Wesentlichen viereckigen Rahmens. Das hierfür notwendige, mindestens eine, in y-Richtung verlaufende Rahmenquerteil ist mit den Rahmenseitenteilen verbunden, die Verbindung erfolgt am Blechteil. Vorzugsweise reichen die Verstärkungskörper nicht in den Verbindungsbereich mit den Querteilen.
Ein Vorteil der Erfindung liegt darin, dass nun die Blechteile nicht mehr so stark verformt werden müssen, wie dies der Fall ist bei Rahmenseitenteilen nach dem Stand der Technik. Nach dem Stand der Technik hat man versucht, durch möglichst deutliche Profilierung und starke Verformung dem Rahmenseitenteil eine hohe Festigkeit zu verleihen. Die Verformung stößt aber an Grenzen. Bei der erfindungsgemäßen Lösung ist eine hohe Verformung nicht mehr notwendig, der zusätzliche Verstärkungskörper steift das Rahmenseitenteil günstig aus. Die Erfindung geht insoweit einen neuen Weg.
In einer vorzugsweisen Weiterbildung ist das Blechteil aus einem Blechstück unterschiedlicher Dicke und/oder unterschiedlicher Materialqualität hergestellt. Insbesondere ist der Einsatz von so genannten „tailored blanks" vorgesehen. Es handelt sich um industriell gefertigtes Blechmaterial, das beispielsweise als Coil vorliegt, es hat unterschiedliche Dicken, beispielsweise Streifen unterschiedlicher Dicke.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen sowie der nun folgenden Beschreibung von nicht einschränkend zu verstehenden Ausführungsbeispielen der Erfindung, die unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert werden. In dieser Zeichnung zeigen:
1: Eine perspektivische Darstellung eines Fahrzeugsitzes mit Sitzrahmenseitenteilen und Lehnenrahmenseitenteilen nach der Erfindung,
2: ein erstes Ausführungsbeispiel in einer perspektivischen Darstellung eines rechten (in x-Richtung gesehen) Lehnenrahmenseitenteils als Montagebild,
3: eine perspektivische Darstellung wie 2, jedoch nun für das linke Lehnenrahmenseitenteil,
4: eine perspektivische Darstellung eines montierten Lehnenrahmens mit den beiden Lehnenrahmenseitenteilen nach den 2 und 3,
5: ein zweites Ausführungsbeispiel in Form von einer Seitenansicht auf ein Lehnenrahmenseitenteil,
6: ein Schnittbild entlang der Schnittlinie VI-VI in 5,
7: eine perspektivische Darstellung eines Sitzrahmenseitenteils als Montagebild für ein drittes Ausführungsbeispiel,
8: eine perspektivische Darstellung wie 7, jedoch für ein viertes Ausführungsbeispiel,
9: eine Seitenansicht für ein fünftes Ausführungsbeispiel, teilweise schnittbildlich, eines Sitzrahmenseitenteils,
10: ein Schnittbild entlang der Schnittlinie X-X in 9,
11: eine perspektivische Darstellung ein sechsten Ausführungsbeispiels mit zwei Verstärkungskörpern, und
12: eine perspektivische Darstellung des sechsten Ausführungsbeispiels als Montagebild.
In bekannter Weise hat der in 1 dargestellte Fahrzeugsitz insgesamt vier Rahmenseitenteile, nämlich ein linkes und ein rechtes Sitzrahmenseitenteil 20 und ein linkes und ein rechtes Lehnenrahmenseitenteil 22. Bis auf die spiegelbildliche Ausbildung sind diese Rahmenseitenteile jeweils praktisch baugleich.
Im Folgenden wird das erste Ausführungsbeispiel nach den 2 bis 4 beschrieben: Wie aus diesen Figuren ersichtlich ist, sind die gezeigten Lehnenrahmenseitenteile 22 im Schichtaufbau ausgeführt, sie sind zweischichtig ausgebildet. Die erste Schicht wird durch ein Blechteil 24 gebildet, das praktisch mit dem bisher verwendeten Blechteil 24 nach dem Stand der Technik übereinstimmt. Im Vergleich zu diesem kann es jedoch aus dünnerem Material ausgeführt sein, es muss nicht allein die komplette Festigkeit aufweisen, die es im Stand der Technik erfüllen musste.
Eine zweite Schicht wird durch einen Verstärkungskörper 26 gebildet, der hier aus Kunststoff gefertigt ist. Er hat eine große Zahl von Ausnehmungen und Durchbrüchen, um leichtgewichtig zu sein. Er ist im Spritzgussverfahren hergestellt. Seine Materialdicke quer zur y-Richtung ist deutlich dicker als die Dicke des Blechmaterials des Blechteils 24, der Unterschied beträgt mindestens den Faktor 5, vorzugsweise den Faktor 10. Als Material für das Blechteil 26 wird hochfestes Stahlblech verwendet, die Streckgrenze soll über 800 N/mm2 liegen, ein typisches Material ist DP 1000, die Wandstärke liegt im Bereich 0,6 bis 0,7 mm, jedenfalls unterhalb von 1 mm. Im Vergleich zu einem nicht im Schichtaufbau hergestellten Rahmenseitenteil nach dem Stand der Technik wird deutlich Gewicht gespart, die Gewichtsersparnis liegt bei mindestens 25%, häufig liegt sie bei zumindest 40%. Trotz des leichtgewichtigeren Schichtaufbaus wird eine sehr hohe Steifigkeit erzielt, das Rahmenseitenteil ist stabiler als ein einschaliges Rahmenseitenteil nach dem Stand der Technik.
Die Verbindung der beiden Schichten erfolgt nach dem Stand der Technik. Hierzu wird auch auf das zweite Ausführungsbeispiel nach den 5 und 6 verwiesen, das ein praktisch baugleiches Lehnenrahmenseitenteil 22 wie im ersten Ausführungsbeispiel betrifft. Im Blechteil 24 sind Öffnungen 38 ausgebildet, sie haben Rechteckform. Im Verstärkungskörper 26 sind passende Clipbereiche 40 vorgesehen, die durch die Öffnungen 38 greifen, siehe 6. Dabei bilden sie zudem auch noch Halterungen für unterschiedliche Anbauteile, beispielsweise Kabel, Blenden, Federn, Elektromotoren, Steuergeräte und dergleichen aus. Es können Ausnehmungen im Blechteil 26 vorgesehen sein, die nicht dem mechanischen Halt dienen, sondern lediglich Befestigungsmöglichkeiten und Halterungsmöglichkeiten auf der Seite des Blechteils 24 schaffen, auf der nicht der Verstär kungskörper 26 anliegt. Darüber hinaus kann der Verstärkungskörper 26 auf seiner dem Blechteil 24 abgewandten Hauptfläche, aber eventuell auch auf seinen Schmalflächen, Halterungen beliebiger Art für die Aufnahme der genannten Komponenten haben.
Blechteil 24 und Verstärkungskörper 26 können auch verklebt, verschweißt oder anderweitig miteinander verbunden sein. Es ist auch möglich, dass sie nicht miteinander verbunden sind, sondern nur aneinander anliegen. Wie insbesondere 2 zeigt, bildet das Blechteil 26 eine Wanne 42 aus, die formmäßig dem Verstärkungskörper 26 angepasst ist. In diese Wanne 42 wird der Verstärkungskörper 26 eingelegt, dadurch ist er in der x-z-Ebene festgelegt. Wie 6 zeigt, ist der dort gezeigte Verstärkungskörper 26 in seiner Form der Form des Blechteils 24 angepasst. Der Verstärkungskörper 26 füllt den wannenförmigen Raum des Blechteils 24 praktisch vollständig aus.
Es ist möglich, den Verstärkungskörper 26 nachträglich am Blechteil 24 dadurch auszubilden, dass er aufgespritzt wird, insbesondere das Blechteil 24 ein Bestandteil einer Spritzgussform ist. Auf diese Weise wird eine enge und innere Verbindung erreicht.
Der Verstärkungskörper 26 kann auch aus einem anderen Material als aus Kunststoff hergestellt sein. Er kann beispielsweise auch aus leichtgewichtigem Material, beispielsweise Leichtmetall, Metallschaum, einer Metallgitterstruktur usw. gefertigt sein. Auch eine zick-zack-förmige Abwicklung eines Blechs ist möglich.
Der Verstärkungskörper 26 hat in z-Richtung eine Länge, die deutlich kleiner ist als die des Blechteils 24, beispielsweise nur 70% dieser Länge beträgt, insbesondere aber nicht 80% der Länge erreicht. Auch in der x-Richtung ist die entsprechende Abmessung geringer. Wie die 4 und 5 deutlich zeigen, ist das Blechteil 24 in der x-z-Ebene größer als der Verstärkungskörper 26, der, wie 5 belegt, durch das Blechteil 24 vollständig überdeckt wird. Der Verstärkungskörper 26 wird gezielt in denjenigen Bereichen des Blechteils 24 angeordnet, wo hohe Belastungen auftreten. Er kann in stark belasteten Zonen dicker sein als in weniger belasteten Zonen.
Im dritten Ausführungsbeispiel nach 7 ist ein Sitzrahmenseitenteil 20 von einem Blechteil 24 und einem weiteren Blechteil 44 und einem dazwischen angeordneten Verstärkungskörper 26 gebildet. Die beiden Blechteile 24, 44 haben eine weitgehend übereinstimmende Form, wiederum bestimmen sie die äußere Form des Seitenteils 20. Im zusammengesetzten Zustand bilden sie einen Hohlraum, in diesen ist der Verstärkungskörper 26 eingefügt. Wiederum sind Öffnungen 28 im Blechteil 24 vorgesehen, durch die Clipbereiche 40 des Verstärkungskörpers 26 hindurchgreifen. In der gezeigten Ausführung sind derartige Öffnungen 38 nicht in dem weiteren Blechteil 44 vorgesehen, können aber dort vorgesehen sein.
In diesem dritten Ausführungsbeispiel bildet der Verstärkungskörper 26 zugleich eine Lagerstelle für eine hintere Schwinge 46 aus. Sie hat hierzu einen Ringbereich 54, der im montierten Zustand durch ein Loch 48 in den beiden Blechteilen 24, 44 hindurchragt. Wie generell bestimmen auch die Ränder dieser Löcher 48 die mechanische Festigkeit des Lagerbereichs, der Ring 54 des Verstärkungskörpers 26 sorgt für günstige Lagereigenschaften und geringere Verluste bei der Gleitreibung.
Das vierte Ausführungsbeispiel nach 8 zeigt wiederum zwei Blechteile 24, 44, die ähnlich ausgeführt sind wie im dritten Ausführungsbeispiel, nun ist aber der dazwischen befindliche Verstärkungskörper 26 anders ausgeführt. Er hat eine Gitterstruktur, wie die Figur erkennen lässt. Er bleibt vollständig innerhalb des Hohlraums, den die beiden Blechteile 24, 44 begrenzen. Er ist zumindest mit einem Blechteil verbunden, beispielsweise durch eine Verbindungstechnik nach dem Stand der Technik, insbesondere Ultraschallschweißen.
Im fünften Ausführungsbeispiel nach den 9 und 10 ist wiederum eine Schichtstruktur mit drei Schichten dargestellt für ein Sitzrahmenseitenteil 20. 10 zeigt die Verbindung der beiden Blechteile 24, 44 miteinander an den jeweiligen Rändern, dies kann durch eine Punktschweißung erfolgen. Der Hohlraum zwischen den beiden Blechteilen 24, 44 wird im Wesentlichen durch den Verstärkungskörper 26 ausgeführt. Dieser hat nun nicht nur einen Ring 54 für die Lagerung, sondern auch eine Tasche 50, in die eine Zunge 52 hineinragt.
Im sechsten Ausführungsbeispiel nach den 11 und 12 ist eine Schichtanordnung gezeigt, bei der wiederum drei Schichten vorliegen. Nunmehr befindet sich jedoch ein Blechteil 24 zwischen einem Verstärkungskörper 26 und einem weiteren Verstärkungskörper 56. Im Blechteil 24 und in den beiden Verstärkungskörpern 26, 56 sind jeweils drei Bohrungen vorgesehen, sie werden von Schrauben 58 durchgriffen, denen jeweils eine Mutter zugeordnet ist. Auf diese Weise werden die beiden Verstärkungskörper 26, 56 fest mit dem zwischen ihnen befindlichen Blechteil 54 verbunden. In x-Richtung ist die Länge der beiden Verstärkungskörper 26, 56 kleiner als 60% der entsprechenden Länge des Blechteils 24. In z-Richtung ist die Abmessung des Blechteils 24 ebenfalls größer als die entsprechende Abmessung der beiden Verstärkungskörper 26, 56, deren Höhe etwa 80% der Höhe des Blechteils 24 beträgt. Bevorzugt wird der Bereich in Nähe eines hinteren Schwingengelenks ausgesteift.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- EP 233822 B1 [0002]
- US 6264275 [0002]
- EP 1190894 B1 [0002]
- US 6276650 [0002]
- DE 4419139 C2 [0002]

Claims

Rahmenseitenteil eines Fahrzeugsitzes, nämlich Sitzrahmenseitenteil (20) oder Lehnenrahmenseitenteil (22), dadurch gekennzeichnet, dass es einen Schichtaufbau aufweist, wobei es mindestens zwei Schichten hat, dass eine erste Schicht ein Blechteil (24) ist, das die Form des Rahmenseitenteils bestimmt, und dass eine zweite Schicht ein Verstärkungskörper (26) ist und in y-Richtung eine Materialdicke hat, die größer ist als die Materialstärke des Blechteils (24).
Rahmenseitenteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es zudem eine dritte Schicht aufweist, dass diese dritte Schicht entweder ein weiteres Blechteil (44) ist, wobei sich die zweite Schicht zwischen der ersten und der dritten Schicht befindet und die erste und dritte Schicht miteinander verbunden, insbesondere verschweißt sind, oder dass diese dritte Schicht ein weiterer Verstärkungskörper (26) ist, wobei sich die erste Schicht zwischen der zweiten Schicht und der dritten Schicht befindet.
Rahmenseitenteil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstärkungskörper (26) in der x-z-Ebene Abmessungen hat, die kleiner sind als die Abmessungen der ersten Schicht, und dass die erste Schicht den Verstärkungskörper (26) überdeckt.
Rahmenseitenteil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstärkungskörper (26) aus einem Material hergestellt ist, dass ein geringeres spezifisches Gewicht aufweist als das Metall, aus dem das Blechteil (24) hergestellt ist, wobei der Unterschied mindestens 50%, insbesondere mindestens 100% beträgt.
Rahmenseitenteil nach einem der Rahmenseitenteil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Schicht mit der ihr benachbarten Schicht verbunden ist, insbesondere verklebt, formschlüssig verbunden, verschweißt, vernietet ist.
Rahmenseitenteil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Schicht mit der ihr benachbarten Schicht nicht verbunden ist.
Rahmenseitenteil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstärkungskörper (26) mindestens ein Funktionselement aufweist, wobei die Gruppe der Funktionselemente aufweist: Kabelhalter, Lagermittel für eine Schwenkbewegung, Blendenaufnahme, Aufnahme für eine Federung, Motorlagerung, Clips.
Rahmenseitenteil nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Blechteil (24) eine Wandstärke von weniger als 1,5 mm, insbesondere weniger als 1 mm aufweist und aus einem hochfestem Stahlblech mit einer Streckgrenze oberhalb 800 N/mm2 gefertigt ist.