DE102014006886A1

DE102014006886A1 - Verfahren zur Herstellung einer Sitzlehnenstruktur eines Fahrzeugsitzes

Info

Publication number: DE102014006886A1
Application number: DE102014006886.2A
Authority: DE
Inventors: Christian Kuhley; Jürgen Maier
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2014-05-09
Filing date: 2014-05-09
Publication date: 2015-11-12
Also published as: CN105083085A; US20150321591A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer rahmenartigen Sitzlehnenstruktur (1) eines Fahrzeugsitzes. Diese Sitzlehnenstruktur weist Seitenteile (2, 3) aus Metall und mit diesen verbundene Querteile (4, 5) aus Kunststoff auf. Bei diesem Verfahren sind folgende Verfahrensschritten vorgesehen: a. Einsetzen der vorgefertigten Seitenteile (2, 3) in eine Spritzgussform, b. Einspritzen von Kunststoff in die Spritzgussform mit Formung der Querteile (4, 5) und Verbindung der Querteile (4, 5) mit den Seitenteilen (2, 3).

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer rahmenartigen Sitzlehnenstruktur eines Fahrzeugsitzes. Eine solche Sitzlehnenstruktur ist im unteren Bereich in einem Sitzunterteil des Fahrzeugsitzes gelagert. Die Sitzlehne des Fahrzeugsitzes weist die Sitzlehnenstruktur und eine dieser zugeordnete Polsterung auf.
Hintergrund
In der DE 2010 007 052 A1 ist eine Sitzlehne bzw. Rückenlehne eines Fahrzeugsitzes mit einer aus Holmen gebildeten rahmenförmigen Grundstruktur aus einem formstabilen Kunststoff und einem zwischen den Holmen vorgesehenen Funktionselement bekannt. Das Funktionselement kann aus Kunststoff und/oder als kunststoffbeschichteter Einleger ausgebildet sein. Die Herstellung der rahmenartigen Grundstruktur erfolgt bevorzugt in einem Spritzgusswerkzeug durch Spritzgießen in einem Arbeitsschritt, wobei die Funktionselemente mit oder ohne zuvor eingelegte Einleger gleichzeitig mit den Holmen aus Kunststoff gespritzt oder umspritzt werden. Bei den Einlegern kann es sich um aus Metall oder Leichtmetall vorab hergestellte Versteifungselemente handeln, die seitlich sichtbar oder nicht sichtbar in der aus Kunststoff bestehenden Grundstruktur der Rückenlehne eingebettet sind.
Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung einer rahmenartigen Sitzlehnenstruktur eines Fahrzeugsitzes anzugeben, das bei einer hohen Gestaltungsfreiheit die Bildung einer im Gewicht reduzierten Sitzlehnenstruktur, bei Reduzierung der Anzahl der erforderlichen Ausgangsbauteile der Sitzlehnenstruktur, ermöglicht.
Die Erfindung schlägt ein Verfahren zur Herstellung einer rahmenartigen Sitzlehnenstruktur eines Fahrzeugsitzes gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 vor.
Bei dem Verfahren zur Herstellung der rahmenartigen Sitzlehnenstruktur eines Fahrzeugsitzes wird davon ausgegangen, dass die Sitzlehnenstruktur Seitenteile aus Metall und mit diesen verbundene Querteile aus Kunststoff aufweist.
Zur Herstellung der rahmenartigen Sitzlehnenstruktur werden zunächst die vorgefertigten Seitenteile in eine Spritzgussform eingesetzt. Anschließend wird Kunststoff in die Spritzgussform eingespritzt, mit Formung der Querteile und Verbindung der Querteile mit den Seitenteilen.
Mittels des Verfahrens wird somit eine rahmenartige Sitzlehnenstruktur eines Fahrzeugsitzes hergestellt, die sowohl aus Metall als auch aus Kunststoff besteht. Hierdurch lässt sich eine Sitzlehnenstruktur herstellen, die ein relativ geringes Gewicht bei hoher Steifigkeit aufweist.
Insbesondere erfolgt die Herstellung der Sitzlehnenstruktur derart, dass die Querteile im Bereich der abgewandten Enden des jeweiligen Seitenteils mit diesem verbunden werden.
Insbesondere ist vorgesehen, dass der Rahmen, den die Sitzlehnenstruktur bildet, eine viereckige Gestalt, insbesondere eine einem Rechteck oder einem Trapez angenäherte Gestalt aufweist. Bei Ausbildung als Trapez verjüngt sich die Sitzlehnenstruktur zu dem oberen Ende der Sitzlehnenstruktur hin, die einem Kopfbereich eines Fahrzeuginsassen zugeordnet ist. Zum unteren Bereich hin, dort wo die Sitzlehnenstruktur in einem Sitzunterteil des Fahrzeugsitzes gelagert ist, erweitert sich die Sitzlehnenstruktur.
Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn die Seitenteile, vor dem Verbinden mit den Querteilen, an den Verbindungsstellen mit den Querteilen vorbehandelt oder vorbearbeitet werden.
Die Vorbehandlung erfolgt insbesondere dadurch, dass die Oberflächen der Seitenteile an den Verbindungsstellen mit den Querteilen durch Plasmatechnik modifiziert sind. Durch diesen Plasmabehandlungsprozess lassen sich die Oberflächeneigenschaften der Seitenteile gezielt verändern, um eine innige Verbindung zwischen den Seitenteilen und den Querteilen zu erzielen. Diese Vorbehandlung bzw. Oberflächenaktivierung der Seitenteile bedingt insbesondere eine Modifizierung der Seitenteile im Mikrobereich. Durch diese Behandlung wird auch die Oberfläche der Seitenteile im behandelten Bereich gesäubert, insbesondere von Fett und Staub befreit.
Die Vorbearbeitung der Seitenteile an den Verbindungsstellen mit den Querteilen erfolgt insbesondere derart, dass die Oberflächen der Seitenteile an den Verbindungsstellen mit den Querteilen mit Vertiefungen oder Löchern versehen werden. Insbesondere werden die Oberflächen der Seitenteile an den Verbindungsstellen mit den Querteilen mit in der Tiefe abgestuften Vertiefungen oder Löchern versehen. Diese Vorbearbeitung ist unter makroskopischem Aspekt zu sehen, wonach eingespritzter Kunststoff in diese Vertiefungen bzw. Löcher fließen kann und damit eine formschlüssige Verbindung zwischen den Seitenteilen und den Querteilen geschaffen wird.
Unter dem Aspekt einer hohen Steifigkeit der Sitzlehnenstruktur, insbesondere im Bereich der Querteile, wird es als besonders vorteilhaft angesehen, wenn beim Einspritzen von Kunststoff Wabenstruktur aufweisende Querteile geformt werden. Diese Wabenstruktur ist zumindest in einem Teilbereich, vorzugsweise in dem Bereich zwischen den Seitenteilen ausgebildet.
Insbesondere werden aus Stahl bestehende Seitenteile in die Spritzgussform eingesetzt. Ferner wird insbesondere glasfaserverstärkter Kunststoff in die Spritzgussform eingespritzt.
Die Erfindung und deren Weiterbildungen beschreibt somit ein Herstellungsverfahren einer rahmenartigen Sitzlehnenstruktur mit Querteilen aus Kunststoff, die mit Seitenteilen aus Metall, insbesondere Stahl verbunden werden. Die vorgefertigten metallischen Seitenteile werden in eine Spritzgussform eingesetzt. In dieser Spritzgussform werden die Seitenteile beim Herstellen der Querteile mit Kunststoff überspritzt bzw. mit Kunststoff ummantelt, sodass eine Verbindung zwischen den Seitenteilen und den Querteilen erzeugt wird. Demzufolge kombiniert der Herstellungsvorgang die Herstellung der Querteile und deren Verbindung mit den Seitenteilen aus Metall bzw. Stahl in einem Herstellungsvorgang bzw. in einer Form. Vor dem Überspritzen bzw. Ummanteln der Seitenteile werden diese im Verbindungsbereich mit den Seitenteilen vorbehandelt, um eine sichere Verbindung zwischen den Seitenteilen und den Querteilen zu gewährleisten. Diese Vorbehandlung bzw. Oberflächenaktivierung wird insbesondere mittels eines Plasmabehandlungsprozesses vollführt.
Kurzbeschreibung der Figuren
Vorteilhafte Anwendungsmöglichkeiten, Ziele und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt:
1 in einer räumlichen Darstellung eine gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Sitzlehnenstruktur eines Fahrzeugsitzes, gesehen aus Richtung eines nicht veranschaulichten Unterteils des Fahrzeugsitzes,
2 die Sitzlehnenstruktur gemäß 1 in einer Explosionsdarstellung,
3 eine räumliche Ansicht eines oberen Endes eines Seitenteils der Sitzlehnenstruktur,
4 ein Detail dieses oberen Endes der Sitzlehnenstruktur, veranschaulicht in einem Schnitt durch das Seitenteil im Bereich eines in dieses eingebrachten Loches.
Detaillierte Beschreibung
Die 1 zeigt die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte rahmenartige Sitzlehnenstruktur 1 eines Fahrzeugsitzes. Zur besseren Verdeutlichung der einzelnen Komponenten der Sitzlehnenstruktur 1 sind diese in 2 in einer Explosionsdarstellung veranschaulicht.
Die Sitzlehnenstruktur 1 besteht aus zwei Seitenteilen 2 und 3 aus einem geformten Stahlblech sowie mit den beiden Seitenteilen 2 und 3 verbundenen Querteilen 4, 5 aus glasfaserverstärktem Kunststoff. Die Querteile 4 und 5 haben eine Wabenstruktur.
Das Querteil 4 verbindet die beiden Seitenteile 2 und 3 im Bereich der oberen Enden der Seitenteile 2, 3. Das Querteil 5 verbindet die beiden Seitenteile 2 und 3 im Bereich der unteren Enden der Seitenteile 2, 3.
Die Seitenteile 2, 3 sind spiegelsymmetrisch ausgebildet.
Das jeweilige Seitenteil 2 bzw. 3 weist unten eine schalenförmige Aufnahme 6 zur Aufnahme eines zugewandten Endes 7 des im Querschnitt annähernd L-förmig gestalteten Querteils 5 auf. Im Bereich des oberen Endes weist das jeweilige Seitenteil 2 bzw. 3 eine schalenförmige Aufnahme 8 zur Aufnahme des dem Seitenteil 2 bzw. 3 zugewandten Endes 9 des Querteils 4 auf. Das Querteil 4 ist leistenförmig ausgebildet.
Das aus Stahlblech gebildete Seitenteil 2 bzw. 3 weist im Bereich der Aufnahmen 6 und 8 das Blech 10 durchsetzende Löcher 11 auf, wobei die Löcher 11 in der Tiefe abgestuft sind. Die jeweilige Stufe ist mit der Bezugsziffer 12 bezeichnet. Im Detail ist die Anordnung der Löcher 11 für die schalenförmige Aufnahme 8 des Seitenteils 3 in 3 veranschaulicht.
Bezüglich des Verfahrens zur Herstellung der in 1 veranschaulichten Sitzlehnenstruktur 1 wird von den vorgefertigten Seitenteilen 2 und 3 ausgegangen. Diese werden im Bereich der schalenförmigen Aufnahmen 6 und 8, insbesondere der Teilflächen 13, wobei diese nur bezüglich des Seitenteils 2 beziffert sind, in einem Plasmabehandlungsprozess vorbehandelt.
Anschließend werden die beiden Seitenteile 2, 3 in eine Spritzgussform eingesetzt. Dann erfolgt das Einspritzen von dem Kunststoff, somit dem glasfaserverstärkten Kunststoff in die Spritzgussform mit Formung der Querteile 4, 5 und Verbindung der Querteile 4, 5 mit den Seitenteilen 2, 3. Aufgrund der Plasmavorbehandlung ergibt sich eine feste Verbindung der Seitenteile 2, 3 und Querteile 4, 5, im Bereich der Aufnahmen 6, 8 der Seitenteile 2, 3. Ferner erfolgt eine formschlüssige Verbindung im Bereich der Löcher 11, die der Kunststoff durchdringt. Beim Einspritzen des Kunststoffs werden die die Wabenstruktur aufweisenden Querteile 4, 5 geformt.
Die dargestellte Ausführungsform zeigt lediglich eine mögliche Ausgestaltung der Erfindung zu welcher weitere zahlreiche Varianten denkbar und im Rahmen der Erfindung sind. Das exemplarisch gezeigte Ausführungsbeispiel ist in keiner Weise hinsichtlich des Umfangs, der Anwendbarkeit oder der Konfigurationsmöglichkeiten der Erfindung als einschränkend auszulegen. Die vorliegende Beschreibung zeigt dem Fachmann lediglich eine mögliche Implementierung eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels auf. So können an der Funktion und Anordnung von beschriebenen Elementen vielfältigste Modifikationen vorgenommen werden, ohne hierbei den durch die nachfolgenden Patentansprüche definierten Schutzbereich oder dessen Äquivalente zu verlassen.
Bezugszeichenliste

1: Sitzlehnenstruktur
2: Seitenteil
3: Seitenteil
4: Querteil
5: Querteil
6: Aufnahme
7: Ende
8: Aufnahme
9: Ende
10: Blech
11: Loch
12: Stufe
13: Teilfläche/Verbindungsstelle

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

DE 2010007052 A1 [0002]

Claims

Verfahren zur Herstellung einer rahmenartigen Sitzlehnenstruktur (1) eines Fahrzeugsitzes, wobei die Sitzlehnenstruktur (1) Seitenteile (2, 3) aus Metall und mit diesen verbundene Querteile (4, 5) aus Kunststoff aufweist, mit folgenden Verfahrensschritten: a. Einsetzen der vorgefertigten Seitenteile (2, 3) in eine Spritzgussform, b. Einspritzen von Kunststoff in die Spritzgussform mit Formung der Querteile (4, 5) und Verbindung der Querteile (4, 5) mit den Seitenteilen (2, 3).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Querteile (4, 5) im Bereich der abgewandten Enden (6, 8) des jeweiligen Seitenteils (2, 3) mit diesem verbunden werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Seitenteile (2, 3), vor dem Verbinden mit den Querteilen (4, 5), an den Verbindungsstellen (13) mit den Querteilen (4, 5) vorbehandelt oder vorbearbeitet werden.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Oberflächen der Seitenteile (2, 3) an den Verbindungsstellen (13) mit den Querteilen (4, 5) durch Plasmatechnik modifiziert sind.
Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Oberflächen der Seitenteile (2, 3) an den Verbindungsstellen (13) mit den Querteilen (4, 5) mit Vertiefungen oder Löchern (11) versehen werden.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Oberflächen der Seitenteile (2, 3) an den Verbindungsstellen (13) mit den Querteilen (4, 5) mit in der Tiefe abgestuften Vertiefungen oder Löchern (11) versehen werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei beim Einspritzen von Kunststoff Wabenstruktur aufweisende Querteile (4, 5) geformt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei aus Stahl bestehende Seitenteile (2, 3) in die Spritzgussform eingesetzt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei glasfaserverstärkter Kunststoff in die Spritzgussform eingespritzt wird.