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Die
vorlegende Erfindung betrifft einen Gurtholm eines Gurtintegralsitzes.
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Ein
Gurtintegralsitz ist ein Sitz in einem Fahrzeug, der alle gewünschten
Funktionen des Sitzes in sich vereinigt, einschließlich
der Funktion des Sicherheitsgurtes. Dadurch können Gurtintegralsitze
als Ganzes aus einem Fahrzeug entnommen und eingesetzt werden. Gurtintegralsitze
haben ein Untergestell, mit dem sie an einer Bodengruppe des Kraftfahrzeuges
befestigt werden können. Das Untergestell kann eine Längsverstellvorrichtung
mit zwei Schienenpaaren aufweisen. Vom Untergestell wird der Sitzbereich
getragen. Er kann mittels einer Verstellvorrichtung in der Höhe
und/oder der Sitzneigung einstellbar sein. Eine Rückenlehne
des Gurtintegralsitzes ist am Sitzbereich oder am Untergestell befestigt.
Schließlich hat der Gurtintegralsitz eine Sicherheitsgurteinrichtung
mit einem Gurtaufrollautomaten. Dabei kennt der Stand der Technik
zwei unterschiedliche Ausbildungen: Es gibt Gurtintegralsitze, bei
denen der Gurtaufrollautomat in der Rückenlehne angeordnet
ist. Er ist dort in erster Linie dem Schultergurt zugeordnet. Diese
Anordnung des Gurtaufrollautomaten nimmt jedoch wertvollen Platz
innerhalb des Passagierraumes weg. Der Abstand zwischen hintereinander
sitzenden Passagieren wird durch den Gurtaufrollautomaten mitbestimmt.
In einer anderen Ausbildung ist der Gurtaufrollautomat dem Untergestell zugeordnet.
Er ist im hinteren seitlichen Bereich des Untergestells angeordnet.
Dies ergibt eine günstige Einleitung der unfallbedingten
Kräfte und eine Platz sparende Anordnung.
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Ein
Gurtholm eines Gurtintegralsitzes im Sinne der vorliegenden Erfindung
ist ein Holm, an dem ein oder mehrere Verankerungspunkte eines Gurtsystems
befestigt sind bestehend aus einem Aufrollautomaten eines Gurtes,
einer Gurtumlenkung und/oder den Verankerungen eines Gurtsystems
in Form eines Gurtschlosses oder Gurtendbeschlags. Weitere Sitzelemente,
die mit einem solchen Gurtholm verbunden sein können, sind
insbesondere klappbare Armlehne, Kopfstütze, Sitzlehne
und/oder Sitzschale.
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Ein
solcher Gurtholm ist grundsätzlich in etwa L-förmig.
Der am höchsten belastete Bereich bei einem solchen Gurtholm
ist der Bereich der Knickstelle der L-Form. Dies gilt vor allem
dann, wenn der obere Befestigungspunkt des Gurtes oben am Gurtholm
befestigt ist. Wird nämlich eine Person zum Beispiel im
Fall eines Unfalls nach vorne beschleunigt, so wirken auf den oberen
Befestigungspunkt hieraus resultierende starke Zugkräfte
ein, die durch Hebelwirkung auf den Knickbereich übertragen werden
und diesen so besonders stark belasten. Der Knickbereich muss daher
in besonderer Weise stabilisiert werden, was insbesondere durch
Erhöhung der Wandstärke in diesem Bereich erreicht
wird. Eine Erhöhung der Wandstärke wird heute
beispielsweise durch aufschweißen von Verstärkungsblechen
erreicht.
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Bekannte
tragende Strukturen von Fahrzeugsitzen weisen Strukturteile auf,
die aus dünnem Stahlblech gestanzt und miteinander verschweißt sind,
wie beispielsweise aus der Druckschrift
DE 197 05 603 A1 hervorgeht.
Es ist bei solchen Bauteilen stets das Ziel, diese möglichst
leicht auszuführen und die Zahl der benötigten
Bauteile zu minimieren.
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Aus
EP-A 0 370 342 ist
ein Leichtbauteil in Hybridbauweise aus einem schalenförmigen
Grundkörper bekannt, dessen Innenraum Verstärkungsrippen
aufweist, welche mit dem Grundkörper fest verbunden sind,
in dem die Verstärkungsrippen aus angespritztem Kunststoffbestehen
und deren Verbindung mit dem Grundkörper an diskreten Verbindungsstellen über
Durchbrüche im Grundkörper erfolgt, durch welche
der Kunststoff hindurch und über die Flächen der
Durchbrüche hinausreicht, wodurch ein fester Formschluss
erreicht wird.
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Bereits
in der Broschüre Auto Creative: Innovative Systemlösungen
mit Bayer-Werkstoffen für den Automobilbau, Ausgabe Juli
2000, Seite 27 greift die Bayer AG dieses Konzept der Kunststoff-Metall-Hybridbauweise
auf und schlägt vor, dieses auf einen Gurtintegralsitz
zu übertragen.
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Eine
auf Basis des Hochleistungskunststoffes Durethan® ausgeführte
Rückenlehnenschale überträgt dabei mit
der Stahlverstärkung die im Falle eines Crashs auftretenden
Kräfte auf den Sitzunterbau und die geschlossene Schale
erhöht die Seitensteifigkeit. Durch die erheblich geringere
Verformung werden die Insassen bei einem Seitenaufprall fester und
sicherer gehalten. Überdies bietet der in den Sitz integrierte
Sicherheitsgurt zusätzlichen Schutz, da der Gurt im Vergleich
zu herkömmlichen Systemen kürzer ist und sich
bei einem Aufprall nicht so stark ausdehnt.
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Der
wirtschaftliche Faktor dieser Lösung besteht darin, dass
die Kunststoffsteile des Sitzes gleich mit mehreren Funktionen ausgestattet
werden können. Dadurch verringert sich die Zahl der Einzelteile
mit dem Vorteil, dass bei der Montage Zeit und Kosten gespart werden.
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Auf
Basis des Kunststoff-Metall-Hybrid Konzepts wurden später
weitere Sitzstrukturen entwickelt. Dabei zeigte sich, dass Sitzrahmen
aus Hohlprofilen mindestens einen Knotenpunkt aufweisen, solche
Knotenpunkte zwischen zwei Hohlprofilen aber nur sehr aufwändig
als Gussknoten oder durch komplizierte Schweißprozesse
darstellbar sind.
EP
1 287 972 A1 schlägt daher Rahmen aus Hohlprofilen mit
mindestens einem Knotenpunkt vor, an dem mindestens ein Hohlprofil
eine Aussparung hat, in der ein anderes Hohlprofil zumindest in
einer Richtung formschlüssig gehalten ist, wobei zumindest
im Bereich des Knotenpunktes Formmasse kraftschlüssig und/oder
formschlüssig aufgeschäumt ist.
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KU
Kunststoffe Jahrgang 92 (2002)11 lehrt die Vorteile des Kragenfügens
in der Kunststoff-Metall-Verbundbauweise (Hybridtechnik) gegenüber herkömmlichen
Verbindungstechniken und schlägt aufgrund der dadurch zu
erzielenden Festigkeit, Zuverlässigkeit und Wirtschaftlichkeit
den Einsatz des Kragenfügens zur Herstellung hoch belasteter
Strukturbauteile, beispielsweise Fahrzeugsitze vor.
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Den
Einsatz fließverbesserter thermoplastischer Formmassen
in der Kunststoff-Metall-Hybridtechnik für Sitzstrukturen,
Rückenlehnen oder Sitzquerträger lehrt
WO 2007/128395 A2 .
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Zuletzt
lehrt
WO 2008/009268
A2 die Struktur eines Fahrzeugsitzes mit wenigstens zwei
miteinander verbundenen Strukturteilen, wobei wenigstens zwei der
Strukturteile mittels Ultraschallschweißen an wenigstens
einer Kontaktstelle miteinander verbunden sind.
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Es
hat sich jedoch gezeigt, dass die im Stand der Technik beschriebenen
Lösungen für den Bau von Sitzstrukturen in Kunststoff-Metall-Verbundbauweise
nicht immer ausreichend sind, um im Falle eines z. B. Crashs (Unfall)
die auftretende Energie zu absorbieren.
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Rüstet
man KFZ, beispielsweise Busse mit Gurtintegralsitzen aus, so liegt
die besondere Herausforderung in der extrem hohen Crashenergie,
die Kräfte durch die drei Befestigungspunkte eines Sicherheitsgurtes
in die Sitzstruktur einleitet. Der Gurtholm ist dabei aus oben genannten
Gründen maßgeblich für die Kraftübertragung
vom oberen Befestigungspunkt in die Sitzstruktur bzw. in den Knickbereich
eines Gurtholms verantwortlich.
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Es
hat sich gezeigt, dass es im Falle der Einleitung hoher Energie
(z. B. Crash) innerhalb der Sitzstruktur zu lokal hohen Spannungskonzentrationen und
damit zum Kollabieren der Strukturbauteile in Folge der hohen Biege-
und Torsionsmomente kommt. Aus diesem Grunde sind herkömmliche
Metallbauweisen in diesem Bereich sehr massiv, mit hohen Wanddicken
und zusätzlichen Verstärkungsblechen ausgelegt,
die zu hohen Bauteilgewichten führen. Strukturbauteile
für einen Gurtintegralsitz sollen jedoch einerseits Werkstoffe
mit einer hohen gewichtsspezifischen Steifigkeit, Festigkeit und
Energieabsorption aufweisen, um die Sicherheit für die
Insassen zu erhöhen, und andererseits Leichtbau-Werkstoffe
und Leichtbau-Konstruktionen verwenden, um das Gesamtgewicht zu
verringern und zudem die kostengünstigste Lösung
darstellen. Außerdem sollen möglichst viele verschiedene
Sitzformen mit möglichst wenig Bauteilen hergestellt werden
können.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand deshalb darin, einen
leichten, aus wenigen Teilen bestehenden Gurtholm zu entwickeln,
der den Belastungsanforderungen gewachsen ist.
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Die
Lösung der Aufgabe und somit Gegenstand der vorliegenden
Erfindung ist ein Gurtholm, der wenigstens zwei Blechprofile umfasst.
Die beiden Blechprofile sind so ineinander geschoben und miteinander
verbunden, dass ein L-förmiger Gurtholm vorliegt, der im
Bereich des Knicks doppelwandig ausgestaltet ist. Außerhalb
des Knickbereichs überlappen die Wände der Blechprofile
nicht. Mit dieser Anordnung wird ein Gurtholm bereitgestellt, der
nur im besonders kritischen Knickbereich doppelwandig und daher
geeignet verstärkt ist.
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Grundsätzlich
können zwei solcher Blechprofile unterschiedlich weit ineinander
geschoben werden. Aus nur zwei Blechprofilen können daher
unterschiedlich große Gurtholme hergestellt werden. Dies
trägt dazu bei, die Zahl der Teile gering zu halten.
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In
einer Ausführungsform der Erfindung umfassen die beiden
Blechprofile Rastmittel, um die beiden Blechprofile besonders einfach
definiert miteinander verbinden zu können. Die beiden Blechprofile werden
bei dieser Ausführungsform ineinander geschoben, bis die
Rastmittel ineinander einrasten.
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In
einer Ausgestaltung umfassen die beiden Blechprofile eine Mehrzahl
von Rastmitteln, um diese problemlos unterschiedlich sowie definiert
zueinander zu positionieren. Dazu gibt es verschiedene Einrastmöglichkeiten.
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In
einer Ausführungsform der Erfindung werden die beiden Blechprofile
mit Kunststoffrippen im Spritzgießverfahren umspritzt,
nachdem diese in gewünschter Weise ineinander geschoben
wurden. Die Kunststoffrippen dienen einerseits der mechanischen Verstärkung.
Andererseits ist es so möglich, die beiden Blechprofile
fest miteinander zu verbinden. Die Bleche werden dazu in ein Spritzgießwerkzeug
eingelegt und mit Thermoplast umspritzt, der einerseits den Verbund
zwischen den Einlegeteilen, also den Blechprofilen, herstellt, als
auch über eine Verrippung die Struktur vor dem vorzeitigen
Kollabieren (durch Knicken und Beulen) schützt. Diese Ausführungsform
ermöglicht eine besonders leichte und stabile Bauweise.
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Durch
das Ineinanderschieben der beiden Blechprofile wird ein Übergangsbereich
geschaffen, in dem das Widerstandsmoment kontinuierlich vom einen
in den anderen Bereich (von einschalig zu zweischalig und umgekehrt)
zunimmt bzw. abnimmt. Das Entstehen von Knickstellen wird vermieden.
Der Übergangsbereich kann beispielsweise durch Beschnitt
der Blechprofilenden geschaffen werden und hat in einer bevorzugten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Länge
von 10 bis 250 mm, um einerseits den Übergangsbereich hinreichend
zu stabilisieren und andererseits ein möglichst leichtes Bauteil
bereitstellen zu können.
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In
einer besonders bevorzugten Ausführungsform erfolgt die
Verbindung des angespritzten Thermoplasten mit den ineinander geschobenen Blechprofilen
an diskreten Verbindungsstellen über Durchbrüche
in den Blechprofilen, durch welche der Kunststoff (Thermoplast)
hindurch und über die Fläche der Durchbrüche
hinausreicht, wodurch ein fester Formschluss erreicht wird. Erfindungsgemäß kann
der Vorgang des Hinter-, Durch- oder Umspritzens des Thermoplasten
in einem, zwei, drei oder mehreren Schritten umgesetzt werden.
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Erfindungsgemäß werden
wenigstens zwei Blechprofile ineinander geschoben. In alternativen Ausführungsformen
können aber je nach Anforderung an die Sitzstruktur oder
Geometrie der Sitzstruktur 3, 4 oder noch mehr Blechprofile ineinander
geschoben werden, um so weitere Bereiche eines Gurtholms zu stabilisieren
und/oder um Gurtholme mit nur wenigen Bauteilen unterschiedlich
dimensionieren zu können. Entscheidend ist, dass der Überlappungsbereich
zweier teilweise ineinander geschobener Blechprofile in den hoch
belasteten Bereichen einer Sitzstruktur soweit doppelte Wanddicken schafft,
damit im Falle eines Crashs an dieser Stelle der Sitzstruktur keine
Knickstelle entsteht. Da in der Regel nur ein Bereich besonders
zu stabilisieren ist, umfasst der Gurtholm grundsätzlich
lediglich zwei Profilbleche. Der Überlappungsbereich, d.
h. der Bereich wo die beiden teilweise ineinander geschobenen Blechprofile
zu einer erhöhten Wanddicke führen, ist von der
Größe der gesamten Sitzstruktur abhängig.
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Üblicherweise
liegt dieser Bereich in einem für einen Erwachsenen ausgelegten
Sitz im Bereich von 1 bis 100 cm, bevorzugt 5 bis 50 cm.
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Vorzugsweise
werden für die Blechprofile dünnwandige Bleche
eingesetzt von zum Beispiel 0,1 bis 4 mm. Es genügen regelmäßig
Blechdicken von bis zu 3 mm oder von lediglich bis zu 2 mm, besonders
bevorzugt von bis zu 1,4 mm. Dickere Bleche sind grundsätzlich
nur dann erforderlich, wenn relativ weiche Metalle wie Aluminium
verwendet werden. Die konstruktive Gestaltung des Gurtholms erlaubt es
jedenfalls deutlich dünnwandigere Blechstärken als
bei konventioneller Bauweise einzusetzen. Solche dünnwandigen
Bleche erfüllen die Stabilitätsanforderungen,
ohne unnötig schwer zu sein. Derzeit sind in konventioneller
Bauweise Blechdicken von 1,5 bis 4 mm üblich. Regelmäßig
sind die Blechdicken bei erfindungsgemäßer Bauweise
geringer und liegen vorzugsweise bei 0,5 mm bis 1,4 mm. Die Bleche
bestehen dann insbesondere aus einem Stahl.
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In
einer alternativen, bevorzugten Ausführungsform können
aufgrund unterschiedlicher Lasten, die auf verschiedene Bereiche
der Struktur einwirken, die Wanddicken an wenigstens zwei der Blechprofile
nicht gleich sein. Es kann so weiter verbessert eine unterschiedliche
Lastverteilung berücksichtigt werden. So kann in einer
Ausführungsform der Erfindung die Wandstärke des
Blechprofils dünner sein, welches im Sitz im Wesentlichen
horizontal angeordnet ist, im Vergleich zu dem Blechprofil, welches
im Wesentlichen vertikal angeordnet ist. Diese Ausführungsform
berücksichtigt solche Integralsitze, bei denen ein Gurtholm
im Bereich der Sitzfläche weniger belastet wird im Vergleich
zum Bereich der Rückenlehne. Der Materialaufwand kann bei
dieser Ausführungsform weiter minimiert werden, obwohl
in der Regel nur zwei Blechprofile dafür benötigt
werden. In einer bevorzugten Ausführungsform weisen die
erfindungsgemäß einzusetzenden Blechprofile eine
U-Form auf. Diese Ausführungsform hat sich als besonders
geeignet herausgestellt, um den Materialaufwand der relativ schweren
Blechprofile minimieren zu können. Daneben sind aber auch
andere Formen denkbar, wie beispielsweise V-, L-, W- oder Z-Formen
oder aber ein Rohrprofil. Diese Ausführungsformen sind
aber weniger geeignet, da dann ein höherer Materialaufwand
erforderlich ist. Ein geschlossenes Profil wie ein Rohrprofil weist
darüber hinaus den Nachteil auf, dass dieses nicht geeignet
mit aus Kunststoff bestehenden Verstärkungsrippen durch
einfaches Umspritzen versehen werden kann.
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Als
Folge des Einsatzes U-förmiger Blechprofile ist der Gurtholm
in Fahrtrichtung gesehen insbesondere nach unten und nach hinten
hin offen und vorzugsweise in seinem Innenraum durch die Kunststoffrippen
ausgefüllt, um den Gewichtsaufwand minimieren zu können.
Die U-Form kann aber auch umgekehrt nach oben sowie nach vorne offen
sein, ohne Stabilitätsnachteile in Kauf nehmen zu müssen.
Die offenen U-Formen der wenigstens zwei Blechprofile können
im Überlappungsbereich auch gegeneinander gerichtet sein.
Zu bevorzugen sind allerdings gleich gerichtete Blechprofile, da
diese dann einfacher durch Umspritzen untereinander fest verbunden werden
können. Um in Folge einer Crash-bedingten hohen Belastung
das Lösen der Blechprofile zusätzlich zu verhindern,
können diese in einer bevorzugten Ausführungsform
vor dem Um- bzw. Hinterspritzen mit Kunststoff oder auch nachträglich
miteinander linien- oder punktförmig verschweißt
werden. Erfindungsgemäß wird besonders bevorzugt
nachträglich verschweißt. Alternativ oder ergänzend
kann die Verbindung beispielsweise durch Kleben oder durch Nieten
haltbarer gemacht werden, um so ein Lösen der Blechprofile
zu verhindern. Allerdings gelingt es regelmäßig,
die Verbindung allein durch Montagespritzguss zu fertigen, so dass
zusätzliche verbindende Maßnahmen entfallen können.
Daher wird die feste Verbindung besonders bevorzugt ausschließlich
durch das Umspritzen geschaffen.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform können
die Blechprofile alternativ oder ergänzend durch Clipsen,
Nieten, Kleben und/oder linienförmiges Umbördeln
(teilweise auch vor oder während des Spritzgießvorganges
durchgeführt) miteinander verbunden werden, um eine besonders
feste Verbindung zu schaffen. Vorzugsweise wird jedoch ein Verkleben,
Vernieten oder ein nachträgliches Umbördeln vermieden,
da damit ein zusätzlicher Arbeitsschritt verbunden ist.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung werden abgestellte und/oder umgeformte Laschen an einem
oder auch beiden der ineinander geschachtelten Blechprofile vorgesehen,
die beispielsweise neben einem separaten Befestigungsblech den Verbindungspunkt
zum unteren, hinteren Querträger eines Sitzes bilden. Solche
Laschen leiten auftretende Kräfte in die Querträger
ab. Im Fall einer hohen Lasteinleitung wie z. B. Crash werden auftretende
Kräfte besser verteilt. Insgesamt wird dadurch eine leichtere
Bauweise möglich.
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Durch
diese Maßnahme kann u. a. das üblicherweise massive
Verstärkungsblech, welches auch zur Anbindung an den hinteren
Querträger der Sitzstruktur dient, durch ein vereinfachtes
Befestigungsblech ersetzt werden.
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Das
Gurtschloss eines Sicherheitsgurts wird bevorzugt im oder in einem Überlappungsbereich
der eingesetzten Blechprofile befestigt, der an die Gestalt eines
L's erinnert. Das Gurtschloss, auf das im Fall eines Unfalls ebenfalls
im besonderes Maße erhöhte Kräfte ausgeübt
werden, leitet auftretende Kräfte an besonders verstärkte
Bereiche weiter. Besonders zu bevorzugen ist allerdings, dass das
Gurtschloss in einem Überlappungsbereich an einem separaten
Befestigungsblech befestigt wird, welches einerseits einen Gurtholm
zusätzlich verstärken zu vermag und andererseits
beispielsweise an einem Querträger eines Sitzes befestigt
ist. Auf diese Weise werden im Fall eines Unfalls auftretende Kräfte
weiter verbessert verteilt, da Kräfte so ergänzend
in die Sitzstruktur eingeleitet werden. Die besonders stark belasteten
Bereiche eines Gurtholms werden so entlastet, was insgesamt Gewichtseinsparungen
ermöglicht.
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Das
Gurtschloss wird insbesondere im Bereich der Beuge bei der L-Form
befestigt, da dies im Vergleich zu anderen Befestigungsmöglichkeiten
erheblich Platz einzusparen vermag.
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Die
für die Blechprofile verwendeten Materialien sind bevorzugt
Stahl, Aluminium, Aluminiumlegierungen, Stahllegierungen, Magnesium,
Titan oder Glas- oder Kohlefaserverstärkte Kunststoffe.
In einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung können Blechprofile aus unterschiedlichen Materialien
der oben genannten Reihe miteinander kombiniert werden.
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Zur
Erzielung der Rippenstruktur werden thermoplastische Polymere bevorzugt
in Form von Polymer-Formmassen eingesetzt.
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Die
Verarbeitung der Polymer-Formmassen zu den erfindungsgemäßen
Gurtholmen in Kunststoff-Metall-Verbundbauweise erfolgt durch formgebende
Verfahren für Thermoplasten, bevorzugt durch Spritzgießen,
Schmelzeextrusion, Pressen, Prägen oder Blasformen. Grundsätzlich
zeigen sich die zu erzielenden vorteilhaften Effekte bei Thermoplasten jeglicher
Art. Eine Aufzählung der einzusetzenden Thermoplaste findet
sich beispielsweise im
Kunststoff-Taschenbuch (Hrsg. Saechtling),
Auflage 1989, wo auch Bezugsquellen genannt sind. Verfahren
zur Herstellung solch thermoplastischer Kunststoffe sind dem Fachmann
bekannt. Die zu erzielenden Effekte zeigen sich ebenso bei allen
aus dem oben zitierten Stand der Technik bekannten Variationen des
Einsatzes der Hybridtechnologie, sei es dass der Kunststoffteil
das Metallteil vollständig umhüllt, oder wie im Fall
der
EP 1 380 493 A2 nur
umgurtet, sei es dass das Kunststoffteil nachträglich eingeklebt
oder mit beispielsweise einem Laser mit dem Metallteil verbunden
wird oder Kunststoffteil und Metallteil wie in
WO 2004/071741 in einem zusätzlichen
Arbeitsschritt den festen Formschluss erhalten.
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Bevorzugt
einzusetzende teilkristalline thermoplastische Polymere (Thermoplaste)
für die erfindungsgemäßen Gurtholme in
Hybridbauweise sind ausgewählt aus der Gruppe der Polyamide,
vinylaromatischen Polymeren, ASA-, ABS-, SAN-Polymeren, POM, PPE,
Polyarylenethersulfone, Polypropylen (PP) oder deren Blends, wobei
Polyamid, Polyester, Polypropylen und Polycarbonate oder Blends,
enthaltend Polyamid, Polyester oder Polycarbonate als wesentlichen
Bestandteil, bevorzugt sind.
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Insbesondere
bevorzugt wird in den zu verarbeitenden Formmassen wenigstens ein
Polymer der Reihe Polyester, Polycarbonat, Polypropylen oder Polyamid
oder Blends dieser Thermoplasten mit den oben genannten Materialien
eingesetzt.
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Erfindungsgemäß insbesondere
bevorzugt einzusetzende Polyamide sind teilkristalline Polyamide,
die ausgehend von Diaminen und Dicarbonsäuren und/oder
Lactamen mit wenigstens 5 Ringgliedern oder entsprechenden Aminosäuren
hergestellt werden können. Als Edukte kommen dafür
aliphatische und/oder aromatische Dicarbonsäuren wie Adipinsäure,
2,2,4- und 2,4,4-Trimethyladipinsäure, Azelainsäure,
Sebazinsäure, Isophthalsäure, Terephthalsäure,
aliphatische und/oder aromatische Diamine wie z. B. Tetramethylendiamin,
Hexamethylendiamin, 1,9-Nonandiamin, 2,2,4- und 2,4,4-Trimethylhexamethylendiamin,
die isomeren Diamino-dicyclo-hexylmethane, Diaminodicyclohexylpropane, Bis-aminomethyl-cyclohexan,
Phenylendiamine, Xylylendiamine, Aminocarbonsäuren wie
z. B. Aminocapronsäure, bzw. die entsprechenden Lactame
in Betracht. Copolyamide aus mehreren der genannten Monomeren sind
eingeschlossen.
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Erfindungsgemäß bevorzugte
Polyamide werden aus Caprolactamen, ganz besonders bevorzugt aus ε-Caprolactam
sowie die meisten auf PA6, PA66 und auf anderen aliphatischen und/oder
aromatischen Polyamiden bzw. Copolyamiden basierenden Compounds,
bei denen auf eine Polyamidgruppe in der Polymerkette 3 bis 11 Methylengruppen
kommen, hergestellt.
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Erfindungsgemäß einzusetzende
teilkristalline Polyamide können auch im Gemisch mit anderen Polyamiden
und/oder weiteren Polymeren eingesetzt werden.
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Den
Polyamiden können übliche Additive wie z. B. Entformungsmittel,
Stabilisatoren und/oder Fließhilfsmittel in der Schmelze
zugemischt oder auf der Oberfläche aufgebracht werden.
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Erfindungsgemäß ebenfalls
bevorzugt einzusetzende Polyester sind Polyester auf Basis von aromatischen
Dicarbonsäuren und einer aliphatischen oder aromatischen
Dihydroxyverbindung.
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Eine
erste Gruppe bevorzugter Polyester sind Polyalkylenterephthalate,
insbesondere solche mit 2 bis 10 C-Atomen im Alkoholteil.
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Derartige
Polyalkylenterephthalate sind in der Literatur beschrieben. Sie
enthalten einen aromatischen Ring in der Hauptkette, der von der
aromatischen Dicarbonsäure stammt. Der aromatische Ring
kann auch substituiert sein, z. B. durch Halogen wie Chlor und Brom
oder durch C1-C4-Alkylgruppen wie
Methyl, Ethyl-, i- bzw. n-Propyl- und n-, i- bzw. t-Butylgruppen.
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Diese
Polyalkylenterephthalate können durch Umsetzung von aromatischen
Dicarbonsäuren, deren Ester oder anderen esterbildenden
Derivaten mit aliphatischen Dihydroxyverbindungen in bekannter Weise
hergestellt werden.
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Als
bevorzugte Dicarbonsäuren sind 2,6-Naphthalindicarbonsäure,
Terephthalsäure und Isophthalsäure oder deren
Mischungen zu nennen. Bis zu 30 mol-%, vorzugsweise nicht mehr als
10 mol-% der aromatischen Dicarbonsäuren können durch
aliphatische oder cycloaliphatische Dicarbonsäuren wie
Adipinsäure, Azelainsäure, Sebacinsäure,
Dodecandisäuren und Cyclohexandicarbon-Säuren
ersetzt werden.
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Von
den aliphatischen Dihydroxyverbindungen werden Diole mit 2 bis 6
Kohlenstoffatomen, insbesondere 1,2-Ethandiol, 1,3-Propandiol, 1,4-Butadiol,
1,6-Hexandiol, 1,4-hexandiol, 1,4-Cyclohexandiol, 1,4-Cyclohexandimethanol
und Neopentylglykol oder deren Mischungen bevorzugt.
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Als
insbesondere besonders bevorzugt einzusetzende Polyester sind Polyalkylenterephthalate, die
sich von Alkandiolen mit 2 bis 6 C-Atomen ableiten, zu nennen. Von
diesen werden insbesondere Polyethylenterephthalat, Polypropylenterephthalat und
Polybutylenterephthalat oder deren Mischungen bevorzugt. Weiterhin
bevorzugt sind PET und/oder PBT, welche bis zu 1 Gew.-%, vorzugsweise
bis zu 0,75 Gew.-% 1,6-Hexandiol und/oder 2-Methyl-1,5-pentandiol
als weitere Monomereinheiten enthalten.
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Die
Viskositätszahl der erfindungsgemäß bevorzugt
einzusetzenden Polyester liegt im Allgemeinen im Bereich von 50
bis 220, vorzugsweise von 8 bis 160 (gemessen in einer 0,5 gew.-%igen
Lösung in einem Phenol/o-Dichlorbenzolgemisch (Gew.-Verh. 1:1
bei 25°C) gemäß ISO 1628.
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Insbesondere
bevorzugt sind Polyester, deren Carboxyl-Endgruppengehalt bis zu
100 mval/kg, bevorzugt bis zu 50 mval/kg und insbesondere bevorzugt
bis zu 40 mval/kg Polyester beträgt. Derartige Polyester
können beispielsweise nach dem Verfahren der
DE-A 44 01 055 hergestellt
werden. Der Carboxyl-Endgruppengehalt wird üblicherweise
durch Titrationsverfahren (z. B. Potentiometrie) bestimmt.
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Im
Falle des Einsatzes von Polyestermischungen enthalten die Formmassen
eine Mischung aus Polyester, also zusätzlich Polyester
die verschieden von PBT sind, wie beispielsweise Polyethylenterephthalat
(PET).
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Weiterhin
ist es vorteilhaft Rezyklate wie beispielsweise PA-Rezyklate oder
PET-Rezyklate (auch scrap-PET genannt) gegebenenfalls in Mischung
mit Polyalkylenterephthalaten wie PBT einzusetzen.
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Unter
Rezyklaten versteht man im Allgemeinen:
- 1)
sogenannte Post Industrial Rezyklate: hierbei handelt es sich um
Produktionsabfalle bei der Polykondensation oder bei der Verarbeitung
anfallende Angösse bei der Spritzgussverarbeitung, Anfahrware
bei der Spritzgussverarbeitung oder Extrusion oder Randabschnitte
von extrudierten Platten oder Folien.
- 2) Post Consumer Rezyklate: hierbei handelt es sich um Kunststoffartikel,
die nach der Nutzung durch den Endverbraucher gesammelt und aufbereitet
werden. Der mengenmäßig bei weitem dominierende
Artikel sind blasgeformte PET Flaschen für Mineralwasser,
Softdrinks und Säfte.
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Beide
Arten von Rezyklat können entweder als Mahlgut oder in
Form von Granulat vorliegen. Im letzteren Fall werden die Rohrezyklate
nach der Auftrennung und Reinigung in einem Extruder aufgeschmolzen
und granuliert. Hierdurch wird meist das Handling, die Rieselfähigkeit
und die Dosierbarkeit für weitere Verarbeitungsschritte
erleichtert.
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Sowohl
granulierte als auch als Mahlgut vorliegende Rezyklate können
zum Einsatz kommen, wobei die maximale Kantenlänge 10 mm,
vorzugsweise kleiner 8 mm betragen sollte.
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Aufgrund
der hydrolytischen Spaltung von Polyestern bei der Verarbeitung
(durch Feuchtigkeitsspuren) empfiehlt es sich, das Rezyklat vorzutrocknen.
Der Restfeuchtegehalt nach der Trocknung beträgt vorzugsweise < 0,2%, insbesondere < 0,05%.
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Als
weitere Gruppe bevorzugt einzusetzender Polyester sind voll aromatische
Polyester zu nennen, die sich von aromatischen Dicarbonsäuren
und aromatischen Dihydroxyverbindungen ableiten.
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Als
aromatische Dicarbonsäuren eignen sich die bereits bei
den Polyalkylenterephthalaten beschriebenen Verbindungen. Bevorzugt
werden Mischungen aus 5 bis 100 mol-% Isophthalsäure und
0 bis 95 mol-% Terephthalsäure, insbesondere Mischungen
von etwa 80% Terephthalsäure mit 20% Isophthalsäure
bis etwa äquivalente Mischungen dieser beiden Säuren
verwendet.
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Die
aromatischen Dihydroxyverbindungen haben vorzugsweise die allgemeine
Formel
in der
Z eine Alkylen-
oder Cycloalkylengruppe mit bis zu 8 C-Atomen, eine Arylengruppe
mit bis zu 12 C-Atomen, eine Carbonylgruppe, eine Sulfonylgruppe,
ein Sauerstoff- oder Schwefelatom oder eine chemische Bindung darstellt
und in der
m den Wert 0 bis 2 hat.
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Die
Verbindungen können an den Phenylengruppen auch C1-C6-Alkyl- oder
Alkoxygruppen und Fluor, Chlor oder Brom als Substituenten tragen.
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Als
Stammkörper dieser Verbindungen seien beispielsweise Dihydroxydiphenyl,
Di-(hydroxyphenyl)alkan, Di-(hydroxyphenyl)cycloalkan, Di-(hydroxyphenyl)sulfid,
Di-(hydroxyphenyl)ether, Di-(hydroxyphenyl)keton, Di-(hydroxyphenyl)sulfoxid, α,α'-Di-(hydroxyphenyl)dialkylbenzol,
Di-(hydroxyphenyl)sulfon, Di-(hydroxybenzol)benzol, Resorcin und
Hydrochinon sowie deren kernalkylierte oder kernhalogenierte Derivate
genannt.
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Von
diesen werden 4,4'-Dihydroxydiphenyl, 2,4-Di-(4'-hydroxyphenyl)-2-methylbutan, α,α'-Di-(4-hydroxyphenyl)-p-diisopropylbenzol, 2,2-Di-(3'-methyl-4'-hydroxyphenyl)propan
und 2,2-Di-(3'-chlor-4'-hydroxyphenyl)propan, sowie insbesondere
2,2-Di-(4'-hydroxyphenyl)propan, 2,2-Di phenon, 4,4'-Dihydroxydiphenylsulfon
und 2,2-Di(3',5'-dimethyl4'-hydroxyphenyl)propan oder deren Mischungen
bevorzugt.
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Selbstverständlich
kann man auch Mischungen von Polyalkylenterephthalaten und vollaromatischen
Polyestern einsetzten. Diese enthalten im Allgemeinen 20 bis 98
Gew.-% des Polyalkylenterephthalates und 2 bis 80 Gew.-% des vollaromatischen Polyesters.
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Selbstverständlich
können auch Polyesterblockcopolymere wie Copolyetherester
verwendet werden. Derartige Produkte sind bekannt und in der Literatur,
z. B. in der
US-A 3
651 014 , beschrieben. Auch im Handel sind entsprechende
Produkte erhältlich, z. B. Hytrel
® (DuPont).
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Als
Polyester bevorzugt einzusetzende Materialien sollen erfindungsgemäß auch
halogenfreie Polycarbonate verstanden werden. Geeignete halogenfreie
Polcarbonate sind beispielsweise solche auf Basis von Diphenolen
der allgemeinen Formel
worin
Q eine Einfachbindung,
eine C
1- bis C
8-Alkylen-,
eine C
1- bis C
3-Alkyliden-,
eine C
3- bis C
6-Cycloalkylidengruppe,
eine C
6- bis C
12-Arylengruppe
sowie -O-, -S- oder -SO
2- bedeutet und m
eine ganze Zahl von 0 bis 2 ist.
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Die
Diphenole können an den Phenylenresten auch Substituenten
wie C1- bis C6-Alkyl
oder C1- bis C6-Alkoxy
haben.
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Bevorzugte
Diphenole der Formel sind beispielsweise Hydrochinon, Resorcin,
4,4'-Dihydroxydiphenyl, 2,2-Bis-(4-hydroxyphenyl)-propan, 2,4-Bis-(4-hydroxyphenyl)-2-methylbutan, 1,1-Bis-(4-hydroxyphenyl)-cyclohexan.
Besonders bevorzugt sind 2,2-Bis-(4-hydroxyphenyl)-propan und 1,1-Bis-(4-hydroxyphenyl)-cyclohexan,
sowie 1,1-Bis-(4-hydroxyphenyl)-3,3,5-trimethylcyclohexan.
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Sowohl
Homopolycarbonate als auch Copolycarbonate sind geeignet, bevorzugt
sind neben dem Bisphenol A-Homopolymerisat die Copolycarbonate von
Bisphenol A.
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Die
geeigneten Polycarbonate können in bekannter Weise verzweigt
sein, und zwar vorzugsweise durch den Einbau von 0,05 bis 2,0 mol-%,
bezogen auf die Summe der eingesetzten Diphenole, an mindestens
trifunktionellen Verbindungen, beispielsweise solchen mit drei oder
mehr als drei phenolischen OH-Gruppen.
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Als
besonders geeignet haben sich Polycarbonate erwiesen, die relative
Viskositäten ηrel von 1,10
bis 1,50, insbesondere von 1,25 bis 1,40 aufweisen. Dies entspricht
mittleren Molekulargewichten Mw (Gewichtsmittelwert)
von 10 000 bis 200 000, vorzugsweise von 20 000 bis 80 000 g/mol.
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Die
Diphenole der allgemeinen Formel sind bekannt oder nach bekannten
Verfahren herstellbar.
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Die
Herstellung der Polycarbonate kann beispielsweise durch Umsetzung
der Diphenole mit Phosgen nach dem Phasengrenzflächenverfahren oder
mit Phosgen nach dem Verfahren in homogener Phase (dem sogenannten
Pyridinverfahren) erfolgen, wobei das jeweils einzustellende Molekulargewicht
in bekannter Weise durch eine entsprechende Menge an bekannten Kettenabbrechern
erzielt wird. (Bezüglich polydiorganosiloxanhaltigen Polycarbonaten
siehe beispielsweise
DE-OS 33
34 782 ).
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Geeignete
Kettenabbrecher sind beispielsweise Phenol, p-t-Butylphenol aber
auch langkettige Alkylphenole wie 4-(1,3-Tetramethyl-butyl)-phenol, gemäß
DE-OS 28 42 005 oder Monoalkylphenole oder
Dialkylphenole mit insgesamt 8 bis 20 C-Atomen in den Alkylsubstituenten
gemäß
DE-A
35 06 472 , wie p-Nonylphenyl, 3,5-Di-t-Butylphenol, p-t-Octylphenol,
p-Dodecylphenol, 2-(3,5-Dimethylheptyl)-phenol und 4-(3,5-Dimethylheptyl)-phenol.
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Halogenfreie
Polycarbonate im Sinne der vorliegenden Erfindung bedeutet, dass
die Polycarbonate aus halogenfreien Diphenolen, halogenfreien Kettenabbrechern
und gegebenenfalls halogenfreien Verzweigern aufgebaut sind, wobei
der Gehalt an untergeordneten ppm-Mengen an verseifbarem Chlor, resultierend
beispielsweise aus der Herstellung der Polycarbonate mit Phosgen
nach dem Phasengrenzflächenverfahren, nicht als halogenhaltig
im Sinne der Erfindung anzusehen ist. Derartige Polycarbonate mit
ppm-Gehalten an verseifbarem Chlor sind halgoenfreie Polycarbonate
im Sinne der vorliegenden Erfindung.
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Als
weitere thermoplastische Polymere seien amorphe Polyestercarbonate
genannt, wobei Phosgen gegen aromatische Dicarbonsäureeinheiten
wie Isopshthalsäure und/oder Terephthalsäureeinheiten, bei
der Herstellung ersetzt wurde. Für nähere Einzelheiten
sei an dieser Stelle auf die
EP-A
0 711 810 verwiesen.
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Weitere
geeignete Copolycarbonate mit Cycloalkylresten als Monomereinheiten
sind in der
EP-A 0 365
916 beschrieben.
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Weiterhin
kann Bisphenol A durch Bisphenol TMC ersetzt werden. Derartige Polycarbonate
sind unter dem Warenzeichen APEC HT® der
Firma Bayer AG erhältlich.
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Erfindungsgemäß insbesondere
bevorzugt ist jedoch der Einsatz der oben beschriebenen Polyamide
oder Polyester oder Polypropylen.
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Der
erfindungsgemäße Gurtholm ist Bestandteil eines
Gurtintegralsitzes, der ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung
ist. Die vorliegende Erfindung betrifft deshalb auch einen Gurtintegralsitz
enthaltend wenigstens einen Gurtholm der oben beschriebenen Art.
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Ferner
betrifft die Anmeldung Sitzbänke enthaltend wenigstens
einen Gurtintegralsitz der oben beschriebenen Art sowie Fahrzeuge
die wenigstens einen Gurtintegralsitz der oben beschriebenen Art enthalten
bzw. die Verwendung des Gurtintegralsitzes der oben beschriebenen
Art zur Ausrüstung von Sitzbänken in Fahrzeugen.
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Bevorzugt
enthält ein erfindungsgemäßer Gurtintegralsitz
zusätzlich zum Gurtholm wenigstens ein Bestandteil der
Reihe vorderer Querträger, hinterer Querträger,
oberer Querträger, Kopfstütze, Verstärkungsprofil
zur Anbindung an den hinteren Querträger, Sitzfuß,
Sitzschale, Befestigungspunkt Gurtschloss, Befestigungspunkt für
Gurtumlenkung Becken, Gurtumlenkung oben, Gurtroller bzw. Aufrollautomat,
Befestigungspunkt Gurtroller, Befestigung Armlehne, Kunststoffrippen,
Kunststoffumspritzung, Gurtband, Kunststoffrandumspritzung und/oder Kunststoffdurchspritzpunkt.
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Bevorzugt
ist der Gurtintegralsitz modular aufgebaut, um daraus 1er, 2er ...,
n'er Sitzbänke aus gleichen Sitzen und prinzipiell gleichen
Gurtholmen herzustellen. In diesem Fall ist der Gurtholm bevorzugt
als separates Bauteil montierbar (aufsteckbar) auszulegen.
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Erfindungsgemäße
Gurtintegralsitze können deshalb in Fahrzeugen aller Art
eingebaut werden, bevorzugt in PKW's, LKW's, Bussen, Bahnen oder Fluggeräten
wie Flugzeugen.
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Aufgrund
der erfindungsgemäßen Ausführungsform
des Gurtholms als Bestandteil eines Gurtintegralsitzes kann man
die üblicherweise verwendete massive Blechverstärkung
im Bereich der Beuge und des Gurtschlosses eleminieren und von einem Hohlprofil
auf ein offenes, umspritztes U-Profil mit geringerer Wanddicke zurückgehen.
Das Gewicht wird auf diese Weise um wenigstens 20% (in der Regel aber
mehr) pro Gurtholm reduziert. Neben der kostengünstigen
Lösung führt das geringere Gewicht des Gesamtfahrzeugs
zu der Möglichkeit einer höheren Zuladung und/oder
zu geringerem CO2-Ausstoß des auf
diese Weise ausgerüsteten Fahrzeugs selber weshalb die
vorliegende Erfindung auch ein Verfahren zur Reduktion des CO2-Ausstoßes von Fahrzeugen, bevorzugt
PKW, LKW, Bussen, Bahnen oder Fluggeräten, betrifft, dadurch
gekennzeichnet, dass man diese mit Gurtintegralsitzen der oben beschriebenen
Art ausrüstet.
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Es
ist nicht nur möglich, dass der Hybrid-Gurtholm aus wenigstens
zwei tiefgezogenen, dünnwandigen (z. B. 0,5 bis 2,0 mm)
und gestanzten, ineinander geschobenen, geschachtelten, gestapelten,
oder geklipsten Blechprofilen (Eisenmetalle, Nicht-Eisenmetalle
sowie deren Legierungen) besteht, sondern auch durch bzw. in Kombination
mit faserverstärkten (mit Kurz-, Lang- bzw. Endlosfaser) Kunststoffen
alter Art und/oder organische Werkstoffe (z. B. Holz) und/oder duroplastische
Composit-Werkstoffe dargestellt werden können.
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Beschreibung (Gurtholm) – siehe 1 bis 9
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Zwei
tiefgezogene und gestanzte Blechprofile werden in eine Spritzgießform
eingelegt und mit Kunststoff umspritzt. Die Blechprofile überlappen sich
im Bereich der Beuge und sind dort ineinander geschoben bzw. gestapelt.
Gemeinsame Durchbrüche (bevorzugt mit durchgestellten Rändern)
an identischer Position, durch welche der Kunststoff hindurch und über
die Flächen der Durchbrüche hinausreicht bewirken
einen festen Verbund der Blechprofile miteinander. Die zusätzlichen
Verstärkungsrippen bestehen aus angespritztem Kunststoff.
Sie sind an diskreten Verbindungsstellen über Durchbrüche
im Blechprofil, durch welche der Kunststoff hindurch und über
die Flächen der Durchbrüche hinausreicht mit diesem
fest verbunden. Sie stützen die Blechstruktur im Überlastfall
(z. B. Crash) und verhindern ein frühzeitiges kollabieren
der Blechstruktur.
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1 zeigt
drei erfindungsgemäße Gurtholme als Bestandteil
einer 2er Sitzbank.
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2 zeigt
einen erfindungsgemäßen Gurtholm von unten mit
Blick auf die Rippenstruktur sowie einer Holmferse im Bereich der
Beuge des Gurtholms.
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3 zeigt
die in den U-förmigen Blechprofilen liegende Kunststoff-Verrippung.
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4 zeigt
in der Aufsicht den Gurtholm an zwei ineinander geschobenen Blechprofilen,
wobei der Überlappungsbereich schraffiert/marmoriert dargestellt
ist. An der Seite ist das Rohr als Bestandteil der Holmferse (nicht
sichtbar) zur Befestigung des Gurtschlosses (zur Holmferse siehe 6).
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5 zeigt
den Gurtholm von der Seite mit der im Bereich des hinteren Querprofils
von unten angebrachten Holmferse.
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6 zeigt
das Beispiel einer Holmferse.
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7 zeigt
eine abgewandelte Ausführungsform einer Holmferse.
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8 zeigt
getrennt voneinander zwei Profilbleche des Gurtholms, eine aus Kunststoff
bestehende Rippenstruktur, die der Verstärkung, der Bleche dient,
sowie eine Holmferse des Gurtholms.
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9 zeigt
eine mögliche Verbindung zwischen einer Holmferse und zwei
Holmprofilen.
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1 zeigt
eine Struktur einer Fahrzeugbank mit insgesamt zwei Sitzflächen 1 und
drei Gurtholmen 2. Die Struktur umfasst einen vorderen Querträger 3,
einen hinteren Querträger 4, einen oberen Querträger 5,
zwei Untergestelle 6, die auf zwei Schienen 7 verschiebbar
befestigt sind.
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2 zeigt
ein hintere Ansicht eines Gurtholms mit aus Kunststoff bestehenden
Versteifungsrippen 8, die sich innerhalb des U-Profils
der beiden Profilbleche befinden. Die dargestellten Versteifungsrippen
verlaufen entsprechend der Belastung optimierten Rippenbildung nicht
gleichförmig. Im Bereich der Beuge des L-förmigen
Gurtholms ist eine Holmferse befestigt. Die Holmferse ist ein zusätzliches
Bauteil, welches den Bereich der Beuge zusätzlich verstärkt.
Die Holmferse umfasst ein Blech 9 mit einer Bohrung 10,
um die Holmferse mit Hilfe einer Schraube oder Niete an der Struktur
der Sitzbank befestigen zu können und zwar an der hinteren
Querstrebe 4. Die Holmferse weist ferner ein an das Blech 9 angeschweißtes
Rohr 11 auf. Das Rohr 11 dient der Befestigung
eines Gurtschlosses. Werden auf das Gurtschloss Kräfte
ausgeübt, so werden diese über das Blech 9 an
die Sitzstruktur weiter geleitet, was den ohnehin im Fall eines
Unfalls besonders stark belasteten Bereich der Beuge entlastet.
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3 zeigt
den Aufbau der Versteifungsrippen von vorne. In 3 werden
die Profilbleche nicht gezeigt, um einen Blick auf die Versteifungsrippen
zu ermöglichen.
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4 zeigt
die beiden ineinander geschobenen Profilbleche 12 und 13 des
Gurtholms und den doppelwandigen und so verstärkten Bereich
der Beuge 14. Die Profilbleche weisen eine Vielzahl von
Bohrungen 15 auf, durch die der angespritzte Kunststoff hindurchtritt,
um so die Kunststoffstruktur mit den Blechprofilen formschlüssig
zu verbinden. Im verstärkten Bereich 14 tritt
der Kunststoff durch zwei übereinander liegende Bohrungen
hindurch und umschließt die Bohrungen zu beiden Seiten,
so dass so die beiden Blechprofile 12 und 13 fest
miteinander verbunden werden.
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Das überwiegend
in etwa senkrecht verlaufende Blechprofil 13 weist vorzugsweise
eine größere Wandstärke im Vergleich
zu dem überwiegend in etwa horizontal verlaufenden Blechprofil 12 auf,
da das Blechprofil 13 im Fall eines Unfalls in der Regel stärker
belastet wird. In Abhängigkeit von den auftretenden Belastungen
kann aber auch das in etwa senkrecht verlaufende Blechprofil 13 dünner
als das andere Blechprofil sein.
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In
Ausführungsform der Erfindung werden die Blechprofile aus
Blechplatinen gefertigt, welche aus verschiedenen Werkstoffguten
und/oder Blechdicken zusammengesetzt sind (bekannt unter der Bezeichnung „Tailored
Blank”). Dieses vorgefertigte Halbzeug wird anschließend
z. B. durch Tiefziehen zum gewünschten Blechprofil umgeformt.
Diese Blechprofile sind dann insbesondere so gestaltet, dass der
ineinandergeschobene Bereich zusätzlich verstärkt
ist, weil beispielsweise die jeweilige Blechdicke eines Blechprofils
in diesem Bereich dicker ist im Vergleich zu außerhalb
liegenden Bereichen. Es werden besonders bevorzugt Tailored Rolled
Blank (TRB) als vorgefertigtes Halbzeug eingesetzt, um hieraus Blechprofile
zu fertigen, die aufgrund einer zunehmenden Dicke im ineinandergeschobenen
Bereich besonders verstärkt sind. Da bei diesen Halbzeugen
der Übergang zwischen zwei Dicken homogen verläuft,
sind diese besonders gut geeignet, um Belastungen im ineinandergeschobenen
Bereich geeignet gewachsen zu sein.
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Vorzugsweise
umfassen die beiden Blechprofile zusätzlich einen oder
zwei nach vorne sowie nach innen gewölbte Sicken 16, 17,
die zusätzlich dazu beiträgt, dass die beiden
U-förmigen Profile geeignet versteift werden. Derartige
Sicken können aber auch nach unten sowie nach hinten gewölbt sein,
um geeignet zu stabilisieren.
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5 zeigt
zusätzlich zu 4 die Holmferse im eingebauten
Zustand. Die in den 4 und 5 gezeigte
Lage entspricht der Lage, wenn diese in einem Fahrzeug eingebaut
sind.
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6 zeigt
die Holmferse als separates Bauteil. Das Blech der Holmferse umfasst
eine seitlich hochstehende Umschließungsfläche 18,
die den entsprechenden Bereich der beiden Blechprofile umschließt,
um so Formstabilität unter Belastung zu erreichen. Die
Holmferse wird beispielsweise mit einer Schraube vorzugsweise von
unten am hinteren Querträger 4 befestigt. Deswegen
ist das Loch 10 vorhanden. Vorne werden die beiden seitlichen
Laschen des Holmprofils nach dem Hinzubringen der Verrippung umgestellt.
Die Verbindung zum vorderen Querprofil erfolgt vorzugsweise von
unten. Hierzu kann sich bei einer Schraublösung eine eingespritze bzw.
eingelegte Mutter oder ein anderes Gewindeelement unter den beiden übereinandergelegten
Laschen befinden. Die Anbindung zum oberen Querträger kann
durch Schrauben, Nieten, Kleben oder andere geeignete Verbindungstechniken
erfolgen. Dabei kann sowohl das Holmprofil als auch nur der Kunststoffholm
zur Herstellung der Verbindung genutzt werden. Das Blech der Holmferse
weist vorstehende Wulste 19 auf, die ergänzend
dazu beitragen, den Bereich der Beuge 14 geeignet zu verstärken. Das
Blech der Holmferse ist insbesondere ein Stanzbiegeteil, welches
dann sehr einfach hergestellt werden kann.
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7 zeigt
eine andere Ausführungsform einer Holmferse. Diese Holmferse
befindet sich im eingebauten Zustand zwischen den hochstehenden
Laschen der Holmprofile. Die Laschen der Holmprofile weisen je Seite
die Wandstärke der oberen und die der unteren Holmprofile
auf und werden unter der Holmferse komplett umschlossen.
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Die
in 9 verwendeten Bezugszeichen 1–4 bezeichnen
andere Bauteile als die Bezugszeichen 1 bis 4, die zuvor verwendet
wurden. Im übrigen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche
Bauteile.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste
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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 19705603
A1 [0005]
- - EP 0370342 A [0006]
- - EP 1287972 A1 [0010]
- - WO 2007/128395 A2 [0012]
- - WO 2008/009268 A2 [0013]
- - EP 1380493 A2 [0037]
- - WO 2004/071741 [0037]
- - DE 4401055 A [0052]
- - US 3651014 A [0066]
- - DE 3334782 [0074]
- - DE 2842005 [0075]
- - DE 3506472 A [0075]
- - EP 0711810 A [0077]
- - EP 0365916 A [0078]
-
Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- - Broschüre
Auto Creative: Innovative Systemlösungen mit Bayer-Werkstoffen
für den Automobilbau, Ausgabe Juli 2000, Seite 27 [0007]
- - Kunststoff-Taschenbuch (Hrsg. Saechtling), Auflage 1989 [0037]
- - ISO 1628. [0051]
