-
Gebiet der Erfindung:
-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Zusammenbauen
des Rahmens eines Fahrzeugvordersitzes nach dem Oberbegriff von
Anspruch 1.
-
Stand der Technik:
-
Ein
Verfahren des angegebenen Typs ist bereits aus dem Patent
US-A-2004/0113481 bekannt. In
dieser Lösung besteht der Rahmen des Fahrzeugvordersitzes
aus einer Vielzahl von Rahmenbestandteilen, einschließlich
zwei paarweise angeordneten Seitenteilen und zwei paarweise angeordneten
Querverbindungen, die in den jeweiligen Endabschnitten mit Anschlussbereichen
für die Befestigung untereinander versehen sind. Zu diesem
Zweck werden die Seitenteile und Querverbindungen so angeordnet, dass
sich die jeweiligen Anschlussbereiche überlagern und die
Bestandteile des Rahmens in den sich überlagernden Abschnitten
der jeweiligen Anschlussbereiche starr verbunden werden können.
-
Die
Anschlussbereiche der Seitenteile und der Querverbindungen können
in einer Vielzahl von miteinander kombinierbaren Befestigungskonfigurationen
positioniert werden. Zu diesem Zweck sind sowohl die Anschlussbereiche
der Seitenteile als auch der Querverbindungen so gestaltet, dass
eine Vielzahl von nicht eindeutig festgelegten Befestigungspositionen
vorgesehen ist, die sowohl die Position bei minimaler Breite als
auch bei maximaler Breite des Rahmens beinhalten. Jede nicht eindeutig
festgelegte Position des Anschlussbereichs eines Seitenteils ist
mit jeder nicht eindeutig festgelegten Position des Anschlussbereichs
einer Querverbindung kombinierbar, wodurch eine Vielzahl von Befestigungsmöglichkeiten
zwischen den einzelnen Bestandteilen möglich ist. Die bereits
bekannte Lösung erlaubt also mit Hilfe von gleich gearteten
Seitenteilen und Querverbindungen den Zusammenbau einer Vielzahl
von unterschiedlichen Rahmenausführungen, die sich in der jeweiligen
Breite unterscheiden.
-
Ein
Nachteil der oben genannten Lösung besteht darin, dass
Rahmen unterschiedlicher Breite trotz der Verwendung baugleicher
Teile stark unterschiedliche strukturelle Eigenschaften aufweisen können,
insbesondere hinsichtlich der Strapazierfähigkeit, Steifigkeit,
oder der Widerstandsfähigkeit gegenüber Verformungen,
was wiederum bei identischen Belastungen, beispielweise durch simulierte oder
tatsächliche Unfälle des Fahrzeugs, zu unterschiedlichem
Verhalten der strukturellen Bestandteile der Rahmen führt.
-
Übersicht über die Erfindung:
-
Ein
Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, den oben genannten
Nachteil zu beseitigen und insbesondere ein Verfahren aufzuzeigen,
das es erlaubt, mit Hilfe von ähnlichen Rahmenkomponenten
Rahmen in unterschiedlichen Breiten herzustellen, die im Wesentlichen
die selben Eigenschaften, strukturellen Verhaltensweisen und mechanischen Leistungen
aufweisen.
-
Dieses
und andere Ziele, die nachfolgend noch genauer erläutert
werden, können nach der vorliegenden Erfindung durch ein
Verfahren zum Zusammenbauen des Rahmens für den Vordersitz
eines Fahrzeugs mit den unter Anspruch 1 genannten Eigenschaften
erreicht werden. Weitere vorteilhafte Eigenschaften des Verfahrens
nach dieser Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
Die Ansprüche sind integrierender Bestandteil der hier
beschriebenen technischen Erläuterungen im Zusammenhang
mit der Erfindung.
-
Kurz
zusammengefasst, besteht ein erster Aspekt der Erfindung darin,
dass jeder Anschlussbereich der Rahmenseitenteile geometrisch so
gestaltet ist, dass eine eindeutig festgelegte Befestigungsposition
vorhanden ist, und jeder Anschlussbereich der Querverbindung des
Rahmens geometrisch so gestaltet ist, dass eine Vielzahl von nicht
eindeutig festgelegten Befestigungspositionen vorhanden sind, wobei
jede der letzteren Positionen mit der eindeutig festgelegten Befestigungsposition
des Seitenteils kombinierbar ist. Auf diese Weise sind die Seitenteile und
die Querverbindung für jede beliebig einstellbare Breite
des Rahmens immer so positioniert, dass die frei wählbaren
Befestigungspositionen mit den eindeutig festgelegten Befestigungspositionen
kombinierbar sind; die Seitenteile und die Querverbindung werden
dabei untereinander immer mit Bezug auf die eindeutig festgelegten
Befestigungspositionen verbunden, die je nach der gewünschten
Breite des zusammen zu bauenden Rahmens mit den frei wählbaren
Befestigungspositionen kombiniert werden.
-
In Übereinstimmung
mit einem zweiten Aspekt der Erfindung können von der Querverbindung die
gegenüberliegenden Endstücke durch Stanzen entfernt
werden, wenn die frei wählbaren, nicht eindeutig festgelegten
Befestigungspositionen kleiner als die maximale Breite des Rahmens
sind. Auf diese Weise ist die relative Position zwischen den beiden Endstücken
der Querverbindung und dem jeweiligen Seitenteil und/oder der überlappenden
Breite zwischen den jeweiligen Anschlussbereichen der Rahmenbestandteile
im Wesentlichen immer gleich, unabhängig von der gewünschten
Breite des Rahmens bzw. unabhängig von der frei wählbaren,
nicht eindeutig festgelegten Befestigungsposition.
-
Dank
der Lösung nach dieser Erfindung sind die strukturellen
Eigenschaften des zusammengebauten Rahmens – insbesondere
hinsichtlich Strapazierfähigkeit, Steifigkeit und Widerstandsfähigkeit
gegenüber Verformung in Bezug auf die starre Verbindung
zwischen den Rahmenkomponenten – für jede Montagekonfiguration
bzw. für jede beliebige Rahmenbreite im Wesentlichen immer
gleich. Das bedeutet, dass bei Einwirkung einer immer gleich gearteten
mechanischen Beanspruchung, beispielsweise bei einem Unfall des
Fahrzeugs, das Verhalten und die Leistungen der tragenden Struktur
im Wesentlichen unverändert bleiben, ganz gleich, ob es
sich um Rahmen der maximalen Breite, der minimalen Breite oder um
Rahmen mit einer Breite zwischen der minimalen und maximalen Breite
handelt. Diese grundsätzliche Konstanz der Eigenschaften,
des Verhaltens und der mechanischen Leistungen der tragenden Struktur
kann mit der Lösung nach
US-A-2004/0113481 nicht
erreicht werden, da in ihr die unterschiedlichen Rahmenbreiten – und
somit die unterschiedlichen Montagekonfigurationen – bei wechselnder
Breite auch unterschiedlichen, sich überlagernden Bereichen
an den Anschlussstellen entsprechen. Darüber hinaus ergeben
sich unterschiedliche Positionen zwischen den Endstücken
der Querverbindungen und dem jeweiligen Seitenteil. So ist beispielsweise
zu beachten, dass bei einer Lösung nach der oben genannten
Veröffentlichung ein Rahmen mit der maximalen, durch das
Verfahren des Zusammenbaus bedingten Breite sich überlagernde Bereiche
an den Anschlussstellen aufweist, die deutlich kleiner sind als
die sich überlagernden Bereiche, die man bei einem Rahmen
mit minimaler Breite erhält, was wiederum Unterschiede
zwischen den strukturellen Eigenschaften und dem Verhalten der beiden
Rahmen hervorruft.
-
Hauptsächlich
wegen der oben aufgeführten Gründe schränkt
eine Lösung nach
US-A-2004/0113481 die anwendbaren Techniken
zur starren Verbindung der Rahmenelemente untereinander deutlich
ein; praktisch kann nur das Punktschweißverfahren (spot
welding) eingesetzt werden. Dagegen erlaubt die Lösung
nach der vorliegenden Erfindung dank der im Wesentlichen gleichbleibenden
Abmessungen der sich überlagernden Bereiche zwischen den
Anschlussstellen der starr zu verbindenden Komponenten eine bedeutende
Flexibilität hinsichtlich der einsetzbaren Befestigungstechniken. Mit
der Lösung nach dieser Erfindung kann insbesondere die
Verbindung zwischen den Seitenteilen und mindestens einer Querverbindung
entweder geschweißt oder genietet werden, und das unabhängig von
der Breite des zu montierenden Rahmens. Zu diesem Zweck ermöglicht
die Erfindung vorteilhafterweise sowohl das Laserschweißen
als auch das Nieten mittels Stanz- bzw. Einpress nieten (self-piercing riveting
oder self-clinching riveting). Darüber hinaus erlaubt die
Erfindung auch den Einsatz von herkömmlichen Nietverfahren
beziehungsweise die Befestigung mittels Gewindeteilen, wobei die
zu verbindenden Komponenten dann mit Bohrungen für die Nieten
oder Schrauben versehen werden. Desgleichen kann für die
Befestigung der Rahmenkomponenten das Punktschweißverfahren
und/oder das Schweißen mit Auftragsmaterial (z. B. MIG-
oder SDEL-Schweißen) verwendet werden.
-
Dank
der oben genannten gleichbleibenden Überlagerung der Anschlussbereiche
bleiben auch die Abmessungen der Schweißstellen und die
Anzahl der benötigten Nieten oder Schrauben immer gleich, unabhängig
von der Breite des zu montierenden Rahmens. Aus den selben Gründen
wird für die unterschiedlichen Rahmenausführungen
auch eine hohe und gleichbleibende Qualität des angewendeten
Befestigungsverfahrens sicher gestellt, ganz gleich, ob es sich
um Schweiß-, Niet-, Schraub- oder Bolzenverbindungen handelt.
-
Ein
weiterer Vorteil der Lösung nach der vorliegenden Erfindung
im Vergleich zur Lösung nach
US-A-2004/0113481 besteht
in der Gewichtsreduzierung der Rahmen, die kleiner als die Rahmen
mit maximaler Breite sind. Bei einer Lösung nach
US-A-2004/0113481 ist
das Gewicht des Rahmens in der Tat unabhängig von seiner
Breite, so dass ein Rahmen von minimaler Breite das gleiche Gewicht aufweist,
wie ein Rahmen von maximaler Breite. Dagegen erlaubt das Entfernen
der Endstücke der Querverbindungen, das in der Lösung
nach dieser Erfindung vorgesehen ist, falls der zu montierende Rahmen
nicht die maximale Breite haben soll, eine Reduzierung des Gewichts:
Grundsätzlich kann also behauptet werden, dass bei einer
Lösung nach dieser Erfindung das Rahmen gewicht mit abnehmender Rahmenbreite
im Vergleich zur maximalen Breite immer geringer wird.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen:
-
Weitere
Verwendungszwecke, Eigenschaften und Vorteile der Erfindung gehen
deutlich aus der nachfolgenden, detaillierten Beschreibung hervor, die
sich auf die beispielhaft mitgelieferten Zeichnungen bezieht:
-
1 ist
eine perspektivische Ansicht des Aufbaus eines Fahrzeugvordersitzes
nach der Erfindung;
-
2 und 3 sind
perspektivische Ansichten der Rahmen für die Rückenlehne
und die Sitzfläche, die den Aufbau aus 1 in
etwas abgeändertem Maßstab zeigen;
-
4 ist
eine teilweise Explosionszeichnung des Rahmens aus 2 in
leicht vergrößertem Maßstab;
-
5 ist
eine perspektivische Ansicht eines Seitenteils des Rahmens aus 2 und 4 in
abgeändertem Maßstab;
-
6 und 7 sind
perspektivische Ansichten der oberen und unteren Querstreben des Rahmens
aus 2 und 4 in abgeändertem Maßstab;
-
8 ist
ein Frontalaufriss zweier Rahmen aus 2 und 4 mit
unterschiedlichen Breiten;
-
9 ist
eine Explosionszeichnung des Rahmens aus 3;
-
10 ist
eine perspektivische Ansicht des Seitenteils des Rahmens aus 3 und 9 in
vergrößertem Maßstab;
-
11 ist
eine perspektivische Ansicht der Querstrebe des Rahmens aus 3 und 9 in vergrößertem
Maßstab;
-
12 ist
eine Horizontalprojektion der beiden Rahmen aus 3 und 9 mit
unterschiedlichen Breiten;
-
13 ist
eine perspektivische Ansicht des Aufbaus eines Fahrzeugvordersitzes
nach einer Variante der Erfindung;
-
14 ist
eine Explosionszeichnung des Rahmens der Sitzfläche aus
dem Aufbau gemäß 13; und
-
15 ist
eine perspektivische Ansicht eines Seitenteils des Rahmens aus 14.
-
Bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung:
-
1 stellt
einen nach der Erfindung ausgeführten Sitz dar, wobei nur
die tragende Struktur abgebildet wurde, die mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet
ist. Die Struktur 1 besteht aus dem Rahmen der Rückenlehne 2 und
dem Rahmen der Sitzfläche 3, die mit bereits bekannten
Techniken mit Polster- und Innenauskleidungskomponenten bestückt
werden, die in der Abbildung fehlen. Das untere Ende des Rahmens 2 ist
mittels eines einstellbaren Drehgelenks, das mit 4 bezeichnet
ist, mit dem hinteren Ende des Rahmens 3 verbunden; das
nach bekanntem Prinzip konstruierte Gelenk sorgt für die
Einstellung der Neigung des Rahmens 2 gegenüber
dem Rahmen 3. Ebenfalls nach bekanntem Prinzip ist der Rahmen 3 über
die Gelenkverbindungen 5 und 6 mit den darunter
befindlichen Bügeln 7 und 8 verbunden, welche
die gesamte Struktur 1 auf einem Schienensystem befestigen,
das nicht abgebildet ist und dazu dient, die Sitzposition in Bezug
auf die Längsrichtung des Fahrzeugs zu verstellen. Im angegebenen
Beispiel sind die Gelenkverbindungen 5 und 6 Bestandteile
eines Systems für die Höheneinstellung des Sitzes
in Bezug auf den Boden der Fahrgastzelle.
-
Wie
aus 2 und 4 hervorgeht, besteht der Rahmen
der Rückenlehne 2 im Wesentlichen aus zwei Seitenteilen 20 – auch
Streben genannt – sowie aus zwei Querverbindungen oder
Traversen, genauer gesagt aus einer oberen Traverse 30 und
einer unteren Traverse 40. Ähnlich besteht auch
der Rahmen der Sitzfläche 3 – wie in 3 und 9 zu
sehen ist – aus den paarweise angeordneten Seitenteilen 50 und
einer vorderen Traverse 60; zwischen den beiden Seitenteilen
sind darüber hinaus zwei Querrohre 70 mit ihren
jeweiligen Enden drehbar befestigt.
-
Bezugnehmend
auf 4, in der der Rahmen 2 als Explosionszeichnung
dargestellt ist, lässt sich erkennen, dass die Streben 20 im
Wesentlichen spiegelbildlich aufgebaut sind und einen Querschnitt aufweisen,
der von einer Haupt- oder Rückwand 21 und einer
Umrandung 22 gebildet wird, die aus der Hauptwand 21 herausragt;
im abgebildeten Beispiel ist der Querschnitt der Streben 20 im
Wesentlichen C-förmig, wobei die Umrandung 22 orthogonal
aus der Hauptwand herausragt; darüber hinaus besteht im
abgebil deten Beispiel die Umrandung 22 aus einem durchgehenden
Stück, während sie in anderen Ausführungen
auch ein- oder mehrfach unterteilt sein kann.
-
Bezugnehmend
auf 5 lässt sich erkennen, dass die Umrandung 22 jeder
Strebe 20, ausgehend von einem im Fahrzeug eingebauten
Sitz, einen vorderen Randabschnitt 22a und einen hinteren Randabschnitt 22b aufweist;
vorzugsweise verläuft die Umrandung 22 auch entlang
des oberen und unteren Endes (siehe z. B. den in 5 mit
dem Bezugszeichen 23c bezeichneten Bereich). Die Umrandung 22,
und somit alle oben genannten Teilbereiche, haben eine äußere
Oberfläche, die zum Äußeren des Rahmens 2 weist,
und eine innere Oberfläche, die zum Inneren des Rahmens 2 zeigt.
-
Jede
Strebe 20 ist mit mindestens einem Anschlussbereich ausgestattet,
an dem sie mit dem jeweiligen Ende der Traverse verbunden wird;
im abgebildeten Beispiel weist also jede Strebe 20 einen
oberen Anschlussbereich 23 und einen unteren Anschlussbereich 24 auf.
Jeder der Bereiche 23 und 24 ist geometrisch so
gestaltet, dass er mindestens zwei, im Wesentlichen ebene Anschlussflächen
aufweist, die möglichst – aber nicht zwingendermaßen – auf
nicht parallel zueinander verlaufenden Ebenen liegen sollen. Im
abgebildeten Beispiel ist jeder der Bereiche 23 und 24 Teil
der Umrandung 22 der jeweiligen Strebe 20 und
umfasst vorzugsweise drei Anschlussflächen. Bezugnehmend
auf den oberen Bereich 23 sind eine erste, eine zweite
und eine dritte Anschlussfläche vorgesehen, die mit 23a, 23b und 23c bezeichnet
werden und durch die äußere Oberfläche
des vorderen Randabschnitts 22a, die innere Oberfläche
des hinteren Randabschnitts 22b und die äußere
Oberfläche desjenigen Abschnitts der Umrandung 22 definiert
werden, der sich am oberen Ende der Strebe 20 befindet.
Im abgebildeten Beispiel weist auch der untere Anschlussbereich 24 drei im
Wesentlichen ebene Anschlussflächen auf, bestehend aus
der ersten Anschlussfläche 24a, definiert durch
die äußere Oberfläche des vorderen Randabschnitts 22a,
sowie einer zweiten und dritten Anschlussfläche mit den
Bezeichnungen 24b und 24c, die von der äußeren
Oberfläche des hinteren Randabschnitts 22b auf
verschiedenen Höhen definiert werden.
-
6 zeigt
die obere Traverse 30, in deren Korpus sich der obere Bereich 31 und
der untere Bereich 32 erkennen lassen, wobei der obere
Bereich 31 mit Durchgangsbohrungen versehen ist, die zur Aufnahme
der nicht abgebildeten Führungsrohre für die Kopfstützen
dienen. Die Traverse 30 hat zwei gegenüberliegende
Endabschnitte, die jeweils mit einem Anschlussbereich 33 zur
Befestigung an der Strebe 20 versehen sind. Im Beispiel
werden die Bereiche 33 zum Teil vom oberen Abschnitt 31 und
zum Teil vom unteren Abschnitt 32 des Korpus der Traverse 30 geformt
und umfassen eben ausgeprägte Anschlussflächen,
die mit den jeweiligen Anschlussflächen der Anschlussbereiche 23 der
Strebe 20 kombiniert werden können. Im Beispiel
umfasst also jeder Bereich 33 eine erste, eine zweite und
eine dritte Anschlussfläche mit den Bezeichnungen 33a, 33b und 33c,
die sich mit den entsprechenden Anschlussflächen 23a, 23b und 23c des
Bereichs 23 der jeweiligen Strebe 20 überlagern.
-
7 zeigt
die untere Traverse 40, die einen J-förmigen Querschnitt
aufweist und aus einem vorderen Teil 41, einem hinteren
Teil 42 und einem mittleren Teil 43 besteht. Wie
auch die Traverse 30 verfügt die Traverse 40 über
zwei gegenüberliegende Endabschnitte, die jeweils mit einem
Anschlussbereich 44 zur Befestigung an der entsprechenden Strebe 20 versehen
sind. Im Beispiel bestehen diese Anschlussbereiche aus den Teilen 41 und 42 und
umfassen eben ausgeprägte Anschlussflächen, die
mit den jeweiligen Anschlussflächen der Anschlussbereiche 24 der
Streben 20 kombiniert werden können. Im Beispiel
umfasst also jeder Bereich 44 eine erste, eine zweite und
eine dritte Anschlussfläche mit den Bezeichnungen 44a, 44b und 44c,
die sich mit den entsprechenden Anschlussflächen 24a, 24b und 24c des
Bereichs 24 der jeweiligen Strebe 20 überlagern.
-
Die
geometrische Gestaltung der oben beschriebenen Elemente 20, 30 und 40 ist
so geartet, dass Rahmen mit unterschiedlichen Breiten zusammen gebaut
werden können. Wie bereits zuvor erläutert, definieren
die Bereiche 23 und 24 der Streben 20 beziehungsweise
die betreffenden Anschlussflächen 23a–c
und 24a–c jeweils eine eindeutig festgelegte Position
für die Verbindung oder Befestigung an einem Endstück
der entsprechenden Traverse 30 oder 40. Dagegen
bilden die Bereiche 33 und 44 der Traversen 30 und 40 beziehungsweise
die Anschlussflächen 33a–c und 34a–c
jeweils eine Vielzahl von alternativen und nicht eindeutig festgelegten
Positionen, die dazu gedacht sind, mit der eindeutig festgelegten Position
in den Anschlussbereichen 23 oder 24 einer der
Streben 20 kombiniert zu werden. Zu diesem Zweck sind die
Anschlussflächen 33a–c und 44a–c
in Längsrichtung der Traversen 30 oder 40 verlängert (beziehungsweise
in der Breite des herzustellenden Rahmens), um jeweils eine Position
für die maximale und eine Position für die minimale
Breite des Rahmens zur Verfügung zu stellen. Für
jede einstellbare Rahmenbreite – zwischen der minimalen
und der maximalen Breite, die von der Verbindung zwischen den Anschlussbereichen 23, 24 und 33, 44 bestimmt
wird – wird jede der aus der Vielzahl der nicht eindeutig festgelegten
Befestigungspositionen gewählte Position immer einer entsprechenden
eindeutig festgelegten Befestigungsposition zugeordnet, wobei die
Streben 20 und die Traversen 30, 40 daraufhin
in Übereinstimmung mit den oben genannten eindeutig festgelegten
Befestigungspositionen unter einander verbunden werden. Das bedeutet,
dass für jede Breite des zu montierenden Rahmens die Bereiche
der Streben 20, auf denen die Traversen 20 und 30 befestigt
werden, stets gleich sind.
-
Wenn
die ausgewählten, nicht eindeutig festgelegten Befestigungspositionen
kleiner als die maximale Breite des Rahmens sind, können
von den Traversen 30 und 40 die jeweiligen Endstücke
durch einen Stanzvorgang abgetrennt werden. In den 6 und 7 sind
die abtrennbaren Teile der Traversen 30 und 40 mit
einer gestrichelten Linie abgegrenzt; die Länge der abtrennbaren
Teile beläuft sich dabei auf etwa 20 mm auf jeder Seite
der Traverse.
-
In
der Praxis werden die Komponenten 20, 30 und 40 des
Rahmens mit Hilfe eines bekannten Verfahrens aus Metallblech in
der beschriebenen Form gestanzt; je nach der Breite des zu fertigenden Rahmens
werden dann die nicht eindeutig festgelegten Befestigungspositionen
der Traversen 30, 40 ausgewählt, die
den eindeutig festgelegten Positionen der Streben 20 zugeordnet
werden müssen.
-
Wenn
es einen Rahmen in maximaler Breite herzustellen gilt, so werden
von den Traversen 30 und 40 keine Stücke
abgetrennt. Die Streben und Traversen werden mit Hilfe eines bereits
bekannten Positionierwerkzeugs so positioniert, dass die Bereiche 23, 24 und 33, 44 sich
so überlagern, dass sie mit den entsprechenden Anschlussflächen übereinstimmen.
Zur Durchführung dieser Phase werden die Traversen über
den Seitenteilen positioniert und dann mit dem zuvor erwähnten
Werkzeug fixiert. Daraufhin werden die Komponenten 30 und 40 an
den sich überlagernden Stellen und mit Hilfe eines geeigneten Fixierwerkzeugs
mit den Komponenten 20 verbunden. Wenn dagegen ein Rahmen
von geringerer als maximaler Breite zusammengebaut werden muss, wird
von den Anschlussstellen 33 und 44 der Traversen 30 und 40 der überflüssige
Teil abgetrennt; dabei handelt es sich genauer gesagt um einen Abschnitt der
Anschlussflächen 33a–c und 44a–c,
dessen Länge im Wesentlichen aus der Differenz zwischen
der maximalen Breite eines generischen Rahmens und der Breite des
Rahmens besteht, der tatsächlich gefertigt werden soll. 8 zeigt
eine schematische Übersicht zur Veranschaulichung der beiden
Extremausführungen des Rahmens 2, genauer gesagt
die maximale und die minimale Breite, die mit Wmin und Wmax angegeben sind.
-
Wie
sich daraus erkennen lässt, befinden sich auf diese Weise
die Enden der Traversen 30 und 40, oder anders
gesagt, das Endstück desjenigen Teils des jeweiligen Anschlussbereichs 33 und 44, das
die gewählte, nicht eindeutig festgelegte Befestigungs position
zur Herstellung des Rahmens 2 einschließt, immer
und in jedem Fall an der selben Position auf den Streben 20 (beziehungsweise
der oben genannten eindeutig festgelegten Position), unabhängig
von der gewählten Breite des Rahmens und unabhängig
von der Tatsache, ob die Endstücke von der Traverse abgetrennt
werden oder nicht. Auf diese Weise bleibt die relative Position
zwischen den jeweiligen Endstücken der Traversen 30, 40 und
dem entsprechenden Seitenteil 20 immer gleich, ebenso wie auch
der Bereich, in dem sich die Anschlussbereiche 23, 24 und 33, 44 überlagern,
immer gleich bleibt, unabhängig von der gewählten,
nicht eindeutig festgelegten Befestigungsposition beziehungsweise
unabhängig von der Breite des Rahmens 2.
-
Auf
diese Weise bleiben, wie bereits erläutert, die strukturellen
Eigenschaften der in unterschiedlichen Breiten hergestellten Rahmen
im Wesentlichen konstant, insbesondere in den kritischen Bereichen
der Struktur, nämlich den Verbindungsbereichen zwischen
den Komponenten
20,
30 und
40; darüber
hinaus ermöglicht die beschriebene Lösung die
Reduzierung des Gewichts der Rahmen, wenn diese in einer geringeren
als der durch das Verfahren vorgegebenen maximalen Breite hergestellt
werden. Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Lösung nach
der Erfindung besteht darin, dass die miteinander kombinierten Anschlussflächen
mit unterschiedlichen Verfahren starr miteinander verbunden werden
können. Die zu diesem Zweck unterschiedslos anwendbaren Techniken
bestehen vorzugsweise aus dem Laser-Schweißverfahren und
dem Vernieten, wobei beide Verfahren mit bereits bekannten Verfahren
und Werkzeugen ausgeführt werden können. Im Hinblick auf
das Nietverfahren werden vorzugsweise sogenannte „Stanznieten” oder „Einpressnieten” verwendet.
Die Umsetzung und das Funktionsprinzip dieser Nieten sind bekannt
und werden hier deshalb nicht weiter ausgeführt. Zur Information
wird jedoch darauf hingewiesen, dass die in der hier vorgeschlagenen Anwendung
eingesetzten Nieten aus einer ähnlichen Ausführung
bestehen, wie die im Dokument
EP-A-1 783 381 beschriebenen Nieten; mit diesem
Hinweis werden die dort gegebenen Erläuterungen als integriert
erachtet (man beachte die Einleitung des oben genannten Dokuments,
auch für eine Übersicht über den derzeitigen
Stand der Technik auf dem Gebiet der betreffenden Nieten). Wie bereits
gesagt, ist es auch möglich, herkömmliche Nieten
und/oder Schraubverbindungen zu verwenden; in diesem Fall werden
die zu montierenden Rahmenteile mit den benötigten Bohrungen
für die Anbringung der Nieten oder Schrauben versehen.
Wie bereits erwähnt, kann die Verbindung der Teile auch
mit dem Punktschweißverfahren oder dem Materialauftragsverfahren
erfolgen.
-
Die
oben in Bezug auf den Rahmen der Rückenlehne 2 ausgeführten
Begriffe sind auch auf den Rahmen der Sitzfläche 3 anwendbar,
insbesondere hinsichtlich der Seitenteile 50 und der vorderen
Traverse 60.
-
9 zeigt
eine mögliche Ausführungsform des Rahmens 3.
In der Abbildung sieht man die Bügel 7 und 8,
die für die Befestigung der Struktur auf dem nicht abgebildeten
Schienensystem des Sitzes vorgesehen sind; in die Bügel
werden die unteren Enden der Gelenkverbindungen 5 und 6 eingehängt. Die
oberen Enden der Teile 5 und 6 werden dagegen in
einer festen Position an den Metallrohren 70 fixiert, die
auf bekannte Weise umgeformt werden, um die ringförmigen
Anschläge 70a und 70b auszubilden. Jedes
Rohr 70 wird zunächst an einer Seite umgeformt,
um die Anschläge 70b zu definieren, wonach die
Elemente 5 oder 6 aufgeschoben werden, die zu diesem
Zweck im oberen Teil mit einer gezahnten oder eingeschnittenen Durchgangsbohrung
versehen sind; sodann wird jedes Rohr 70 weiter umgeformt,
um sich an die Zahnung oder den Einschnitt der oben genannten Bohrungen
anzupassen und die Anschläge 70a auszubilden,
wodurch die Elemente 5 und 6 zwischen den parallelen
Anschlagpaaren 70a und 70b fest mit den Rohren 70 verbunden
bleiben.
-
Wie
man in 9 erkennen kann, stehen die Enden der Rohre 70 mit
Bezug auf die Elemente 5 und 6 teilweise nach
außen über; auf diese überstehenden Abschnitte
werden die Seitenteile oder Flanken 50 des Rahmens 3 seitlich
aufgeschoben; die Flanken sind zu diesem Zweck mit Rundlöchern
versehen, die in 10 unter dem Bezugszeichen 50a zu
finden sind. Die Montage erfolgt mit Hilfe von Buchsenelementen 71, 72,
die auf beiden Seiten der Flanken 50 angebracht werden
und die äußeren Enden der Rohre 70 durch
selbstsichernde Scheiben – zum Beispiel Scheiben vom Typ „Starlock” – mit
den Flanken verbinden. Auf diese Weise sind die Rohre 70 drehbar
in den jeweiligen Bohrungen 50a der Flanken 50 verankert.
-
Auf
die so erhaltene Teilstruktur, die auf einer geeigneten und bereits
bekannten Positioniereinrichtung zusammengebaut werden kann, wird
sodann die vordere Traverse 60 aufgesetzt, die wiederum durch
Verschweißen, Nieten oder mit Schrauben befestigt wird,
wie bereits im Abschnitt zum Rahmen 2 beschrieben wurde.
-
10 zeigt
eine der Flanken 50 des Rahmens 3, deren Korpus
eine Hauptwand 51 und eine Umrandung 52 aufweist,
die im Wesentlichen orthogonal aus der Wand 51 herausragt.
So weisen also auch die Flanken 50 im Wesentlichen einen
C-förmigen Querschnitt auf; man beachte weiterhin, dass
in diesem Fall die Umrandung 52 nicht durchgehend ist, sondern
in ihrem Umfang eine oder mehrere Unterbrechungen aufweist. Die
Flanken 50 können ebenso wie die Traverse 60 in
ihren jeweiligen Ausführungen aus Blech ausgestanzt werden.
-
Jede
Flanke 50 ist in ihrem vorderen Teil mit einem entsprechenden
Anschlussbereich mit der Bezeichnung 53 versehen, der im
Wesentlichen durch die Umrandung 52 festgelegt wird und
mindestens zwei ebene Anschlussflächen enthält,
die sich hier auf zwei nicht zueinander parallelen Ebenen befinden.
Mit 53a wird hier eine erste Anschlussfläche bezeichnet,
die im Wesentlichen durch die äußere Oberfläche
der Umrandung 52 am vorderen Ende der Flanke 50 festgelegt
wird; mit 53b wird eine zweite Anschlussfläche
bezeichnet, die vom oberen Teil der Umrandung 52 festgelegt
wird, wiederum auf der Außenseite. Im genannten Beispiel
stehen die Flächen 53a und 53b annähernd
senkrecht zueinander.
-
11 zeigt
die vordere Traverse 60 des Rahmens der Sitzfläche 3,
die einen im Wesentlichen L- oder C-förmigen Querschnitt
aufweist und aus einer oberen Seite 61 und einer geformten
Vorderseite 62 besteht. An den beiden seitlichen Enden
der Traverse 60 befinden sich die jeweils mit 63 bezeichneten
Anschlussbereiche, von denen jeder zwei ebene Anschlussflächen 63a und 63b aufweist,
die geometrisch so gestaltet sind, dass sie mit den entsprechenden
Anschlussflächen 53a und 53b der jeweiligen Flanke 50 kombiniert
werden können. Wie auch im Fall der Traversen 30 und 40 des
Rahmens für die Rückenlehne 2, sind die
Bereiche 63 so ausgelegt, dass eine Vielzahl von alternativen
und nicht eindeutig festgelegten Befestigungspositionen zur Verfügung
stehen, die mit einer eindeutig festgelegten Befestigungsposition
kombiniert werden, die sich auf den Anschlussflächen 53a und 53b der
entsprechenden Flanke 50 befindet.
-
Analog
zu den Beschreibungen des Rahmens 2 und zum selben Zweck
kann auch bei einem Rahmen 3 mit einer geringeren als der
maximal vorgesehenen Breite die Traverse 60 durch Abtrennen der
Endstücke an den jeweiligen äußeren Enden,
die durch gestrichelte Linien gekennzeichnet sind – je nach
der gewählten, nicht eindeutig festgelegten Befestigungsposition
und in Abhängigkeit von der gewünschten Breite
des Rahmens – verkürzt werden. Soll der Rahmen 3 dagegen
die maximale Breite aufweisen, so werden keinerlei Teile abgetrennt.
In beiden Fällen werden die Komponenten 50 und 60 durch
Schweißen oder Nieten starr miteinander verbunden. 12 zeigt
zwei Rahmen 3 in der jeweiligen Grenzausführung,
also einmal in minimaler Breite, angegeben mit Wmin,
und einmal in maximaler Breite, angegeben mit Wmax. Selbstverständlich
bestehen die Rohre 70 für den Zusammenbau des
Rahmens 3 aus standardisierten Komponenten, die je nach
Bedarf auf die gewünschte Länge zugeschnitten
werden, die der Breite des zukünftigen Rahmens entspricht.
In diesem Fall verfügen die Rohre 70 auch nicht über
vergleichbare Anschlussbereiche wie die Komponenten 50 und 60,
da die Rohre vorzugsweise nicht starr an den Flanken 50 befestigt
werden, sondern in die eigens dafür vorgesehenen Durchgangsbohrungen 50a eingesetzt
und mit Hilfe der Buchsenelemente 71, 72 und dem
Sicherungsring 73 drehbar befestigt werden.
-
Die
Art der Umsetzung des Rahmens der Sitzfläche 3 bietet
die selben Vorteile hinsichtlich der strukturellen Eigenschaften,
Befestigungsqualität und Reduzierung des Gewichts, die
bereits bei der vorhergehenden Beschreibung des Rahmens der Rückenlehne 2 aufgezeigt
wurden.
-
Weiterhin
ist anzumerken, dass nach dem Zusammenbau das vordere Rohr 70 im
Allgemeinen parallel und nahe zur Traverse 60 verläuft;
auf diese Weise tragen das Rohr 70 und die Traverse 60 wirkungsvoll
dazu bei, das sogenannte „Durchtauchen” der Fahrzeuginsassen
unter dem Gurt (submarining), insbesondere bei einem Unfall, zu
vermeiden.
-
In
der bevorzugten, aber nicht ausschließlich anwendbaren
Ausführung des Rahmens für die Rückenlehne 2 und
des Rahmens für die Sitzfläche 3 werden
die Traversen 30, 40 und 60 auf die Seitenteile 20 und 50 aufgesetzt,
damit sich die verschiedenen Anschlussflächen überlagern,
was den Zusammenbau erleichtert, zu dem in dieser Phase keine seitliche
Verschiebung der Seitenteile 20 oder 50 in Bezug
auf die Traversen 40, 30 und 60 nötig
ist; diese Montagephase ist also nach der Erfindung auf einfache
Weise und mit einfachen Geräten durchzuführen. Ein
weiterer Vorteil besteht darin, dass sowohl im Fall des Rahmens
der Rückenlehne 2 als auch im Fall des Rahmens
der Sitzfläche 3, die Zone, in der sich die zu
verbindenden Anschlussbereiche überlagern, leicht zu erreichen
ist, was den Prozess des Nietens – falls dieser als Alternative
zum Schweißen eingesetzt wird – deutlich erleichtert;
aus diesem Grund werden die Flanken des Rahmens 3 vorzugsweise, aber
nicht notwendigermaßen, so angeordnet, dass die Umrandungen 52 zur
Außenseite der Struktur zeigen. Darüber hinaus
sind in einem nach der Erfindung realisierten Rahmen die Schweiß-,
Niet- oder Schraubstellen im Wesentlichen immer sichtbar und können
somit von beiden Seiten einer Sichtkontrolle unterzogen werden.
-
Außer
den bereits aufgeführten Vorteilen in Bezug auf gleich
bleibende strukturelle Eigenschaften, Verhalten, mechanische Leistung,
Zuverlässigkeit und Reduzierung des Rahmengewichts bringt die
Erfindung auch bedeutende Vorteile hinsichtlich der logistischen
Abläufe und der Bestandsverwaltung bei der Herstellung
von Rahmen für die Automobilindustrie mit sich. So können
beispielsweise die unterschiedlichen Blechbestandteile des Rahmens
an einem einzigen Ort gestanzt und dann zu den unterschiedlichen
Montageanlagen weitergeleitet werden, die in unterschiedlichen geografischen
Gebieten liegen können und in denen die Teile dann wie
zuvor beschrieben, mit der vor Ort vorhandenen Technologie (Schweißen,
Nieten, Verschrauben usw.) oder in Abhängigkeit von der
Sitzanwendung zusammengebaut werden können. Für
die Herstellung von Rahmen in einer geringeren als der durch das
Verfahren vorgesehenen maximalen Breite, werden die Traversen in
der Länge „angepasst”; dieser Vorgang
geschieht durch ein extrem einfaches und kostengünstiges
Stanzwerkzeug, das entweder bereits in der Stanzanlage eingesetzt
oder an den entsprechenden Montagestandorten angewendet werden kann.
-
Zu
den Vorteilen der Erfindung gehört weiterhin die Tatsache,
dass es dank der unterschiedlichen VerbindungsVerfahren für
die Rahmenbestandteile möglich ist, Komponenten aus unterschiedlichen Werkstoffen
miteinander zu verbinden (zum Beispiel Streben aus Stahl mit Traversen
aus Leichtmetalllegierungen und umgekehrt); darüber hinaus
lassen sich ebenso lackierte mit nicht lackierten Komponenten verbinden.
-
Selbstverständlich
sind für Kenner der Technik zahlreiche vom beschriebenen
Beispiel abweichende Varianten möglich ohne deshalb den
Bereich der Erfindung zu verlassen, wie er in den folgenden Ansprüchen
definiert ist.
-
In
der praktischen Umsetzung der Erfindung sind die Seitenteile 20, 50 und
die Traversen 30, 40, 60 zweckmäßigerweise
so gestaltet, dass insbesondere in den jeweiligen Hauptwandungen 21, 51 Aussparungen
und/oder Öffnungen bzw. Sitze für den Einbau von
eventuellen zusätzlichen Funktionen vorhanden sind, wie
beispielsweise für Airbag-Module, Stützelemente
für den Lendenwirbelbereich, Komponenten für das
Sitzheizungssystem und/oder die Belüftung des Sitzes usw.
-
Der
Rahmen der Rückenlehne kann eines oder mehrere Traversen-Elemente
in anderen als den zuvor beschriebenen Positionen enthalten, das heißt
also nicht notwendigerweise in Positionen, die mit den oberen und
unteren Enden der Streben 20 übereinstimmen. Desgleichen
kann der Rahmen der Sitzfläche mit mehr als einer Traverse
bestückt wer den, beispielsweise mit einer hinteren Traverse,
die nach dem selben Prinzip wie die bereits beschriebene vordere
Traverse 60 ausgeführt wird.
-
13–15 zeigen
eine schematische Übersicht einer Variante des Rahmens
für die Sitzfläche 3; in den Abbildungen
werden die gleichen Bezugszeichen wie in den vorhergehenden Abbildungen
verwendet, um technisch äquivalente Bestandteile zu bezeichnen.
Die Ausführungsform der 13–15 unterscheidet
sich von derjenigen der 9-11 im
Wesentlichen durch die Gestaltung der Flanken 50, die in
diesem Fall Füße 50b aufweisen, die für
die Befestigung am bereits erwähnten Schienensystem dienen,
auf dem die Sitzposition in Längsrichtung verstellt werden
kann. Bei diesem Lösungsvorschlag ist der Sitz daher nicht
mit einer Vorrichtung für die Höheneinstellung
der Sitzfläche versehen und es fehlen die Komponenten 5–6 sowie
die entsprechenden Bügel 7–8.
-
In
einer weiteren möglichen Implementierung der Erfindung
können mit Beibehaltung der bereits genannten Eigenschaften
die Rahmenkomponenten nach der Erfindung auch durch Verkleben miteinander
verbunden werden, wenn man dazu die derzeit auf dem Markt erhältlichen
Strukturkleber verwendet. Das Kleben stellt also eine weitere mögliche Befestigungstechnik
dar, die als Alternative und/oder in Kombination mit den bereits
beschriebenen Verfahren (Schweißen, Nieten, Verschrauben)
verwendet werden kann. Im Falle der Befestigung mit Strukturklebern
tritt die Eigenschaft der Erfindung besonders hervor, bei der – unabhängig
von der Montagekonfiguration – die Größe
der Überlagerungsbereiche an den Anschlussbereichen im
Wesentlichen immer gleich bleibt.
-
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
-
- - US 2004/0113481
A [0002, 0009, 0010, 0012, 0012]
- - EP 1783381 A [0039]