DE102014222593A1

DE102014222593A1 - Sitzwannenvorrichtung mit einem Verbundwerkstoff und Verfahren zu deren Herstellung

Info

Publication number: DE102014222593A1
Application number: DE102014222593.0A
Authority: DE
Inventors: Jochen Hofmann; Nadine Lehnert; Carsten Brandt
Original assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Current assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date: 2014-11-05
Filing date: 2014-11-05
Publication date: 2016-05-12
Also published as: WO2016071403A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Sitzwannenvorrichtung für einen Sitz, insbesondere einen Fahrzeugsitz, ausgebildet und vorgesehen, ein Sitzpolster des Sitzes abzustützen, mit einem Auflageteil (17, 17‘), welches eine Auflagefläche (A) zum Abstützen des Sitzpolsters des Sitzes zumindest teilweise definiert, und mindestens einem zur Erhöhung der Steifigkeit des Auflageteils (17, 17‘) vorgesehenen Versteifungselement (18) und/oder mindestens einem Verbindungselement (12, 13, 14, 15, 104A, 104B), das einen Verbindungsbereich (120, 130, 140, 150) zur Verbindung mit einer separaten Sitzkomponente (2, 3, 4, 5, 6) für den Sitz ausbildet. Dabei ist vorgesehen, dass das Auflageteil (17, 17‘) zumindest teilweise aus einem thermoformbaren Verbundwerkstoff hergestellt ist und mit dem mindestens einen Versteifungselement (18) und/oder dem mindestens einen Verbindungselement (12, 13, 14, 15, 104A, 104B) verbunden ist, wobei das Versteifungselement (18) und/oder das Verbindungselement (12, 13, 14, 15, 104A, 104B) aus einem anderen Werkstoff hergestellt ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer Sitzwannenvorrichtung für einen Sitz, insbesondere einen Fahrzeugsitz.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sitzwannenvorrichtung für einen Sitz, insbesondere einen Fahrzeugsitz, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, einen Sitz sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Sitzwannenvorrichtung für einen Sitz nach dem Oberbegriff des Anspruchs 15.
Eine solche Sitzwannenvorrichtung ist dazu ausgebildet und vorgesehen, ein Sitzpolster des Sitzes und damit einen auf dem Sitzpolster Platz nehmenden Sitzbenutzer abzustützen. Die hierdurch auftretenden Gewichtskräfte können beispielsweise in einen mit der Sitzwannenvorrichtung direkt oder indirekt verbundenen Rahmen des Sitzes eingeleitet werden. Hierzu umfasst die Sitzwannenvorrichtung ein Auflageteil, welches eine Auflagefläche zumindest teilweise definiert, auf welcher das Sitzpolster (oder zumindest ein Teil des Sitzpolsters) des Sitzes aufliegen kann und abgestützt ist. Die Sitzwannenvorrichtung ist häufig so ausgebildet, dass sich die Auflagefläche insbesondere zwischen zwei sich gegenüberliegenden Sitzseitenteilen erstreckt, sodass das Sitzpolster darauf zwischen den beiden Sitzseitenteilen flächig aufliegen kann.
Zur Erhöhung der Steifigkeit des Auflageteils ist es bekannt, mindestens ein Versteifungselement vorzusehen. Ferner ist es bekannt, mindestens ein Verbindungselement an einer Sitzwannenvorrichtung vorzusehen, welches einen zur Verbindung des Auflageteils oder eines das Auflageteil umfassenden Sitzwannenelements mit einer separaten Sitzkomponente dienenden Verbindungsbereich ausbildet. Der Verbindungsbereich ist üblicherweise dazu vorgesehen, hieran form- und/oder kraftschlüssig wenigstens eine zusätzliche Sitzkomponente zu befestigen, wie z.B. einen Antrieb, ein Querrohr, eine Federmatte, eine Führungsstange, ein Sitzpolster, ein Sitzverkleidungsteil und/oder eine Leitung.
In der Praxis werden regelmäßig Sitzwannenvorrichtungen eingesetzt, die ca. ein Drittel oder die Hälfte der Fläche unterhalb des Sitzpolsters überbrücken, die durch die dem Sitzbenutzer abgewandte Unterseite des Sitzpolsters und durch den Rahmen des Sitzes mit den beiden sich gegenüberliegenden Sitzseitenteilen aufgespannt ist. Für die Abstützung im Restbereich ist dann eine Federmatte zwischen der Sitzwannenvorrichtung und einem hinteren Querrohr angeordnet. Darüber hinaus ist es aber auch bekannt, eine Sitzwannenvorrichtung vorzusehen, die sich nahezu vollständig über die Fläche unterhalb des Sitzpolsters erstreckt.
Eine gattungsgemäße Sitzwannenvorrichtung ist aus der DE 10 2012 103 919 A1 bekannt. Darin wird ein eine Auflagefläche für ein Sitzpolster definierendes Auflageteil als oberes Sitzwannenelement beschrieben, welches mit einem unteren Sitzwannenelement verbunden ist. Beide vorzugsweise aus Kunststoff hergestellten Sitzwannenelemente bilden zusammen eine Aufnahme für ein vorderes Querrohr des Sitzes, welche so als separate Sitzkomponente in der Sitzwannenvorrichtung vormontiert werden kann und sicher gehalten ist. Für eine ausreichende Belastbarkeit muss eine aus Kunststoff gefertigte Sitzwannenvorrichtung aufwändig versteift werden, was zu einem hohen Gewicht führt.
Andere bekannte Sitzwannenvorrichtungen sind mehrheitlich aus einem metallischen Werkstoff hergestellt und regelmäßig als Stanzteil ausgebildet, woraus ein hohes Gewicht resultiert. Insbesondere im Fahrzeugbau ist jedoch ein möglichst niedriges Gewicht der einzelnen Komponenten und Baugruppen wünschenswert.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Sitzwannenvorrichtung mit einem niedrigeren Gewicht bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird insbesondere mit der Sitzwannenvorrichtung des Anspruchs 1 gelöst.
Danach ist vorgesehen, dass das Auflageteil der Sitzwannenvorrichtung zumindest zum Teil aus einem thermoformbaren Verbundwerkstoff hergestellt ist und dass das Auflageteil mit mindestens einem zur Steifigkeit des Auflageteils beitragenden Versteifungselement und/oder mit mindestens einem Verbindungselement verbunden ist, das einen Verbindungsbereich zur Verbindung mit einer separaten Sitzkomponente ausbildendet, wobei das Versteifungselement und/oder das Verbindungselement aus einem anderen Werkstoff hergestellt ist als das Auflageteil.
Gemäß diesem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird das Auflageteil teilweise oder alternativ vollständig aus einem Verbundmaterial, also einem Werkstoff aus zwei oder mehr (stoff- und/oder formschlüssig) miteinander verbundenen Materialien, hergestellt. Derartige Verbundmaterialien weisen je nach genauer Materialwahl der Komponenten des Materialverbundes und der Beschaffenheit des Verbundes besonders gute Eigenschaften auf, was ihr Gewicht, ihre Festigkeit, Steifigkeit und/oder Bruchzähigkeit (hierin nachfolgend insgesamt auch als Stabilität bezeichnet) anbelangt. So ist es möglich, mit einem besonders geringen Gewicht der Sitzwannenvorrichtung Anforderungen an die Stabilität zu erfüllen. Stabilitätsanforderungen können sich beispielsweise daraus ergeben, dass die Sitzwannenvorrichtung die im Betrieb eines Sitzes mit darin bestimmungsgemäß angeordneter Sitzwannenvorrichtung auftretenden Kräfte sowie auch bei einer möglichen Fehlbenutzung auftretende Kräfte tolerieren kann. Sofern es sich bei dem Sitz um einen Fahrzeugsitz handelt, ist auch das Crashverhalten der Sitzwannenvorrichtung von Belang; so kann die Sitzwannenvorrichtung so ausgeführt werden, dass sie ein sogenanntes Submarining verhindert, also ein tiefes Eintauchen eines Sitzbenutzers in das Sitzkissen bei einem Frontalaufprall, durch das der Sitzbenutzer unter einem angelegten Hüftgurt hindurchrutschen könnte.
Die Verwendung eines thermoformbaren Verbundmaterials erlaubt es, dass das Verbundmaterial während der Herstellung nach einem Erwärmen bzw. Erhitzen einfach in eine gewünschte Form umgeformt wird.
Die Verwendung von anderen Werkstoffen für das mindestens eine Versteifungs- oder Verbindungselement gegenüber dem Auflageteil hat den Vorteil, dass für jeweils unterschiedliche Aufgaben der Komponenten entsprechend angepasste, unterschiedliche Materialien verwendet werden. Das Auflageteil wird dabei durch ein besonders stabiles Material hergestellt, während für das Versteifungs- oder Verbindungselement ein z.B. kostengünstigeres Material verwendet werden kann.
Das Auflageteil bildet mit dem mindestens einen Versteifungs- und/oder Verbindungselement eine vorprüfbare Baueinheit in Form eines Sitzwannenelements, welche an einem Sitz, insbesondere einem Sitzuntergestell des Sitzes montiert werden kann. Mit dieser montierten Baueinheit können dann ein Sitzpolster und/oder Verkleidungsteile verbunden werden. Das Sitzwannenelement kann einstückig ausgeführt sein.
Um die Verbindung des Auflageteils mit dem mindestens einen Versteifungs- und/oder Verbindungselement herzustellen, kann das Versteifungs- und/oder Verbindungselement an das Auflageteil mittels Spritzguss, insbesondere Kunststoffspritzguss, angespritzt werden.
Die Verbindung des Auflageteils kann mit dem mindestens einen Versteifungs- und/oder Verbindungselement als stoffschlüssige Verbindung ausgeführt werden. Hierdurch wird eine besonders sichere und belastbare Verbindung der Teile erreicht. Eine stoffschlüssige Verbindung kann durch Anspritzen des Auflageteils mit einem Kunststoff hergestellt werden. Durch eine so hergestellte stoffschlüssige Verbindung muss das mindestens eine angespritzte Versteifungs- und/oder Verbindungselement nicht aufwändig an dem Auflageteil befestigt werden, wie das bei bisher bekannten Sitzwannenvorrichtungen regelmäßig der Fall ist.
In einer alternativen Ausführungsvariante wird durch das Anspritzen keine stoffschlüssige Verbindung hergestellt. Das mindestens eine angespritzte Versteifungs- und/oder Verbindungselement wird dann beispielsweise durch einen Formschluss derart an das Auflageteil angespritzt, dass es danach nicht mehr hiervon lösbar ist.
Vorzugsweise ist der thermoformbare Verbundwerkstoff des Auflageteils als Faserverbundwerkstoff ausgebildet, bei dem Fasern in eine Matrix eingebettet sind. Beispielhafte Faserdurchmesser liegen im Bereich von wenigen µm oder wenigen Dutzend µm, wobei auch Materialien mit deutlich davon abweichenden Durchmessern geeignet sein können. Als Fasermaterialien eigenen sich unter anderem Glas-, Kohlenstoff-, Keramik-, Aramid-, Stahl-, Stoff-, Nylonfasern sowie beliebige Mischungen dieser und/oder anderer Fasermaterialien. Die Fasern werden insbesondere in Form eines Geleges oder Gewebes in die Matrix eingebettet, wobei es auch möglich ist, z.B. alle Fasern parallel oder chaotisch anzuordnen.
Alternativ eignen sich allerdings auch beispielsweise Dispersionswerkstoffe oder Schichtverbundwerkstoffe zur (zumindest teilweisen) Bildung des Auflageteils. Weiter können selbstverständlich auch mehrere verschiedene Verbundwerkstoffe eingesetzt werden, um das Auflageteil ganz oder teilweise zu bilden.
Ferner kann vorgesehen sein, dass der Verbundwerkstoff als ein Verbund aus einer Kunststoffmatrix, insbesondere einer Matrix aus einem Thermoplasten, und einem darin eingebetteten Fasermaterial ausgebildet ist. Ein Vorteil der Verwendung einer thermoplastischen Kunststoffmatrix liegt darin, dass ein solches Verbundmaterial thermoformbar (warmumformbar) ist, im Gegensatz beispielsweise zu duroplastischen Faserverbundwerkstoffen. Bei einem Anspritzen mit Kunststoffmaterial kann ein Thermoplast zudem anschmelzen, wodurch eine stoffschlüssige Verbindung mit dem angespritzten Kunststoffmaterial entsteht. Vorzugsweise wird ein Organoblech als Verbundwerkstoff eingesetzt.
Es kann vorgesehen sein, dass das mindestens eine Versteifungs- und/oder Verbindungselement ein Kunststoffmaterial umfasst, insbesondere vollständig aus diesem Kunststoffmaterial besteht. Als Materialien eignen sich hierbei Polyolefine, und zwar insbesondere Polypropylen. Allerdings sind auch die Verwendung von Plexiglas, Polycarbonat, Polystyrol und/oder Polyamid sowie auch die Verwendung eines Elastomers und/oder eines Duroplasten möglich.
Gegenüberliegend einer die Auflagefläche zumindest teilweise bildenden Oberseite des Auflageteils weist dieses eine Unterseite auf. Es wird bevorzugt, dass sich das mindestens eine Versteifungs- und/oder Verbindungselement an der Unterseite des Auflageteils erstreckt, bzw. an der Unterseite des Auflageteils ausgebildet ist, um eine möglichst kompakte Ausführung der Sitzwannenvorrichtung zu erreichen.
Sofern die Sitzwannenvorrichtung zumindest ein Versteifungselement umfasst, kann dieses in Form einer länglichen Versteifungsrippe ausgebildet sein. Die mindestens eine Versteifungsrippe kann sich zumindest abschnittsweise längs einer im Wesentlichen zur Auflagefläche parallelen Ebene erstrecken und dabei im Wesentlichen senkrecht von dem Auflageteil abstehen. Vorzugsweise ist eine solche Versteifungsrippe, bzw. sind mehrere solche Versteifungsrippen an der Unterseite des Auflageteils vorgesehen und erstrecken sich entlang des Auflageteils an dessen Unterseite. Die Versteifungsrippen sind mit Auflageteil bevorzugt stoffschlüssig verbunden.
Ein Sitz, und zwar insbesondere ein Fahrzeugsitz, kann eine Vielzahl von Sitzkomponenten umfassen, welche mit der Sitzwannenvorrichtung zu verbinden sind. Hierzu zählen beispielsweise ein Antrieb oder ein Teil davon, eine Tragstruktur, wie z.B. ein Rahmen, oder ein Teil einer Tragstruktur, wie z.B. ein zwei Sitzseitenteile verbindendes Querrohr, eine Federmatte zur federnden Abstützung eines Teils des Sitzpolsters und eine z.B. zu einem Verstellmechanismus gehörende Führungsstange. Der Verbindungsbereich des mindestens einen Verbindungselements kann dazu ausgebildet sein, mit solchen separaten Sitzkomponenten verbunden zu werden. Ferner kann der Verbindungsbereich auch dazu ausgebildet sind, mit dem Sitzpolster oder einem Sitzverkleidungsteil verbunden zu werden oder mit einer insbesondere elektrischen Leitung. Selbstverständlich kann ein Verbindungselement auch mehrere Verbindungsbereiche ausbilden. Insbesondere kann die Sitzwannenvorrichtung auch mehrere Verbindungselemente umfassen, um eine Verbindung mit mehreren oder allen der genannten separaten Sitzkomponenten und/oder weiteren vorstehend nicht genannten separaten Sitzkomponenten zu ermöglichen.
Ist die Sitzwannenvorrichtung bestimmungsgemäß in einem Sitz angeordnet, kann es wünschenswert sein, eine Einstellung einer Sitztiefe des Sitzes zu ermöglichen, um jeweils eine komfortable Einstellung für verschiedene Sitzbenutzer, insbesondere mit unterschiedlicher Bein- bzw. Oberschenkellänge, bereitzustellen. Die Sitztiefe entspricht der Länge einer zum Platznehmen eines Sitzbenutzers zur Verfügung stehenden Sitzfläche entlang einer Längsrichtung des Sitzes. Die Längsrichtung des Sitzes weist von einer vorderen Sitzkante zu einer gegenüberliegenden, lehnenseitigen, hinteren Sitzkante. Um eine solche Einstellbarkeit der Sitztiefe zu ermöglichen, kann die Sitzwannenvorrichtung eine dazu ausgebildete Sitztiefenverstelleinrichtung umfassen. Gemeinsam mit der Sitztiefenverstelleinrichtung bildet die Sitzwannenvorrichtung dann bevorzugt eine vormontierbare und/oder vorprüfbare Baugruppe, insbesondere um eine einfache Montage des diese Baugruppe umfassenden Sitzes zu ermöglichen.
Gemäß einer Weiterbildung umfasst die Sitztiefenverstelleinrichtung ein Verstellteil, welches zur Einstellung der Sitztiefe des Sitzes relativ zu dem Auflageteil verstellbar ist, und zwar insbesondere durch eine Bewegung entlang einer im Wesentlichen zur Sitzlängsrichtung parallelen Verstellrichtung.
Um die Vorteile des thermoformbaren Verbundwerkstoffs des Auflageteils weiter auszunutzen, kann auch das Verstellteil einer solchen Sitztiefenverstelleinrichtung zumindest teilweise aus einem thermoformbaren Verbundwerkstoff hergestellt sein. Hierzu kann insbesondere der gleichen thermoformbare Verbundwerkstoff verwendet werden, wie für das Auflageteil. Dabei kann das Verstellteil auch aus demselben ursprünglichen Verbundwerkstoffstück hergestellt werden, wie das Auflageteil.
In einer alternativen Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass die gesamte Sitzwannenvorrichtung relativ zu dem Sitz, in dem die Sitzwannenvorrichtung bestimmungsgemäß angeordnet ist, mittels der Sitztiefenverstelleinrichtung verstellbar ist.
In einer Weiterbildung wird der gesamte Verbundwerkstoff des Auflageteils mit einem Material umschlossen, insbesondere durch Umspritzen. Dies kann insbesondere dasselbe Material sein, aus dem auch das mindestens eine Versteifungs- und/oder Verbindungselement gefertigt wird. Alternativ oder zusätzlich kann auch ein Gewebematerial auf die Oberfläche des Verbundwerkstoffs aufgelegt und damit stoffschlüssig verbunden werden, z.B. durch Umspritzen. Hierdurch kann insbesondere eine erhöhte Steifigkeit und Bruchzähigkeit erreicht werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Sitz bereitgestellt, der eine das Sitzpolster abstützende Sitzwannenvorrichtung nach einer beliebigen hierin beschriebenen Ausführung umfasst. Bei einem solchen Sitz kann es sich insbesondere um einen Fahrzeugsitz handeln.
Gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung einer Sitzwannenvorrichtung für einen Sitz, und zwar insbesondere einen Fahrzeugsitz, der ausgebildet und vorgesehen ist, ein Sitzpolster des Sitzes abzustützen, bereitgestellt. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:

– Bereitstellen eines Auflageteils, welches zumindest einen Teil einer Auflagefläche zum Abstützen des Sitzpolsters des Sitzes definiert und
– Bereitstellen mindestens eines Versteifungselements, das ausgebildet und vorgesehen ist, die Steifigkeit des Auflageteils zu erhöhen, und/oder mindestens eines Verbindungselements, das vorgesehen ist, einen zur Verbindung mit einer separaten Sitzkomponente dienenden Verbindungsbereich auszubilden.

Dabei ist vorgesehen, dass:

– das Auflageteil zumindest teilweise aus einem thermoformbaren Verbundwerkstoff hergestellt wird und
– mit dem mindestens einen Versteifungs- und/oder Verbindungselement verbunden wird, wobei das Versteifungselement und/oder das Verbindungselement aus einem anderen Werkstoff hergestellt wird, als das Auflageteil.

Hierbei kann je nach der Wahl der konkret verwendeten Materialien eine besonders leichte und stabile Sitzwannenvorrichtung geschaffen werden. Bezüglich der Wahl und Ausgestaltung der konkreten in dem Verfahren verwendeten Materialien sowie der entsprechenden Vorteile wird auf die obenstehende Beschreibung bezüglich der Materialien der Sitzwannenvorrichtung verwiesen.
Der Verbundwerkstoff kann in einer gewünschten Form zugeschnitten werden, um aus diesem Materialzuschnitt (und ggf. zusätzlichen damit zu verbindenden Komponenten) das Auflageteil zu formen. Der Zuschnitt kann, muss aber nicht zwingend vor dem Verbinden mit dem mindestens einen Versteifungselement und/oder Verbindungselement erfolgen.
Je nach der konkreten Form des Auflageteils kann bei dem Zuschnitt des Verbundwerkstoffs ein Verschnitt entstehen. Da Verbundwerkstoffe regelmäßig wertvolle Produkte sind, kann es vorteilhaft sein, den Verschnitt oder einen Teil des Verschnitts zu verwenden. Umfasst die Sitzwannenvorrichtung eine Sitztiefenverstelleinrichtung zur Einstellung einer Sitztiefe eines Sitzes, in dem die Sitzwannenvorrichtung bestimmungsgemäß angeordnet ist, kann der Verschnitt zumindest teilweise zur Bildung eines Bauteils der Sitztiefenverstelleinrichtung verwendet werden, insbesondere eines relativ zu dem Auflageteil verstellbaren Verstellteils zur Einstellung der Sitztiefe des Sitzes.
Weiter ist es möglich, den das Auflageteil (und ggf. das Verstellteil) zumindest teilweise bildendenden Verbundwerkstoff umzuformen. So kann das Auflageteil (bzw. das Verstellteil) in seine gewünschte Form gebracht werden. Da der Verbundwerkstoff thermoformbar ist, ist insbesondere ein Umformen durch Thermoformung möglich.
Die Verbindung des mindestens einen Versteifungs- und/oder Verbindungselements mit dem Auflageteil kann für eine besonders hohe Stabilität als stoffschlüssige Verbindung ausgeführt werden. Um eine stoffschlüssige Verbindung herzustellen, existieren prinzipiell mehrere Möglichkeiten, wie beispielsweise ein Verkleben oder ein Verschweißen der Komponenten oder Ähnliches. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Versteifungs- und/oder Verbindungselement mittels Spritzguss an das Auflageteil angespritzt wird.
In einer Weiterbildung des Verfahrens wird bei dem Anspritzen des Versteifungs- und/oder Verbindungselements an das Auflageteil dessen dabei kontaktierte Oberfläche erwärmt und angeschmolzen, was den Aufbau einer stoffschlüssigen Verbindung unterstützt.
Wird im Vergleich hierzu beispielsweise ein Metallteil durch Spritzguss mit angespritzten Komponenten versehen, sind diese nur in Bereichen einer Durch- und/oder Umspritzung formschlüssig gehalten. Eine stoffschlüssige Verbindung kann über die gesamte Kontaktfläche zwischen dem Versteifungs- und/oder Verbindungselement und dem Auflageteil aufgebaut werden, um damit eine besonders gute Verbindung der Bauteile bereitzustellen.
Selbstverständlich kann sowohl für die Matrix des Verbundwerkstoffs als auch für das Versteifungs- und/oder Verbindungselement dasselbe Material verwendet werden, wobei alternativ auch unterschiedliche Materialien verwendet werden können.
Eine weitere Vereinfachung des Herstellungsverfahrens der Sitzwannenvorrichtung kann erreicht werden, wenn sowohl das Umformen des Verbundwerkstoffs als auch das Anspritzen des mindestens einen Versteifungs- und/oder Verbindungselements in demselben (Spritzguss-)Werkzeug erfolgt, insbesondere in einem One-Shot-Prozess. Dabei kann der Verbundwerkstoff vor dem Einsetzen in das Spritzgusswerkzeug oder im Spritzgusswerkzeug erwärmt werden. Die Umformung kann dann entweder durch das Spritzgusswerkzeug erfolgen oder durch Einwirkung der eingespritzten Spritzgussmasse.
In einer Weiterbildung erfolgt das Umformen und Anspritzen des Auflageteils und des Verstellteils gemeinsam in einem einzigen Werkzeug. Dieses nimmt beide Teile auf, um den Herstellungsprozess weiter zu vereinfachen und zu beschleunigen.
Weiter können in einem Spritzgusswerkzeug nicht nur ein oder mehrere Versteifungs- und/oder Verbindungselemente mittels Spritzguss am Auflageteil angeformt werden. Auch ist es möglich, in diesem Vorgang bereits eine Verbindung mit einer separaten Sitzkomponente herzustellen. So kann beispielsweise durch Umspritzen eines Abschnitts der separaten Sitzkomponente an dem Auflageteil ein Verbindungselement geschaffen werden, welches stoffschlüssig mit dem Auflageteil verbunden ist und einen Verbindungsbereich aufweist, der den Abschnitt der separaten Sitzkomponente formschlüssig am Auflageteil festlegt. Hierdurch wird somit auch die Befestigung einer separaten Sitzkomponente, wie z.B. insbesondere einer Federmatte des Sitzes, bereits in den Spritzgussprozess (insbesondere als One-Shot-Prozess) integriert und die Herstellung weiter vereinfacht.
Eine erfindungsgemäße Sitzwannenvorrichtung ist auch durch ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung einer Sitzwannenvorrichtung herstellbar. Damit gelten die zuvor erläuterten und nachfolgend noch dargestellten Merkmale und Vorteile eines erfindungsgemäßen Verfahrens zu Herstellung einer Sitzwannenvorrichtung auch für eine erfindungsgemäße Sitzwannenvorrichtung und umgekehrt.
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden durch die nachfolgende Beschreibung anhand der Figuren deutlich werden.
Es zeigen:
1A ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Sitzwannenvorrichtung mit einer Sitztiefenverstelleinrichtung und einer Federmatte in perspektivischer Ansicht von oben;
1B die Sitzwannenvorrichtung mit Sitztiefenverstelleinrichtung und Federmatte der 1A in perspektivischer Ansicht von unten;
1C die Sitzwannenvorrichtung mit Sitztiefenverstelleinrichtung und Federmatte der 1A–1B in Untersicht;
2A–2B verschiedene Detailansichten der Sitzwannenvorrichtung der 1A–1C;
3A–3B verschiedene perspektivische Ansichten der Sitzwannenvorrichtung der 1A–2B, jedoch ohne Darstellung der Sitztiefenverstelleinrichtung und Federmatte; und
4 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Sitzwannenvorrichtung.
Die 1A–1C veranschaulichen eine zum Abstützen eines Sitzpolsters eines Fahrzeugsitzes ausgebildete und vorgesehene Sitzwannenvorrichtung 1 mit Sitztiefenverstelleinrichtung 19. Die Sitzwannenvorrichtung 1 ist mit mehreren separaten Sitzkomponenten verbunden, welche durch einen Antrieb 2, ein Querrohr 3, eine Federmatte 4, eine Führungsstange 5 und einen Schwenkarm 6 sowie das nicht dargestellte Sitzpolster und ein ebenfalls nicht dargestelltes Sitzverkleidungsteil gebildet sind.
Wie anhand der perspektivischen Darstellung der 1A ersichtlich ist, weist die Sitzwannenvorrichtung 1 insbesondere ein Sitzwannenelement 10 sowie ein Verstellteil 11 auf, wobei das Verstellteil 11 der Sitztiefenverstelleinrichtung 19 zugeordnet ist.
Das Sitzwannenelement 10 umfasst ein Auflageteil 17. Das Auflageteil 17 definiert einen Teil einer Auflagefläche A zum Abstützen des Sitzpolsters. Das Auflageteil 17 ist aus Organoblech hergestellt, wie nachfolgend noch näher erläutert werden wird. Mit dem Auflageteil 17 sind in ebenfalls nachfolgend noch näher beschriebener Weise mehrere Verbindungselemente 12, 13, 14, 15 aus Polypropylen (PP) stoffschlüssig verbunden. Diese dienen jeweils zur Verbindung des Auflageteils 17 mit einer der genannten separaten Sitzkomponenten. Ferner sind mit dem Auflageteil 17 mehrere Versteifungselemente in Form von Versteifungsrippen 18 aus PP stoffschlüssig verbunden.
Das Sitzwannenelement 10 ist somit vorliegend einstückig, aber aus unterschiedlichen Materialien ausgeführt.
Weiter umfasst das Sitzwannenelement 10 eine linke und eine rechte Seitenwange 103A, 103B, zwischen welchen sich ein Mittelabschnitt 100 erstreckt. Der Mittelabschnitt 100 ist mit den Seitenwangen 103A, 103B über jeweils einen Verbindungsarm 108A, 108B verbunden. Die Seitenwangen 103A, 103B haben eine im Wesentlichen längliche Form und erstrecken sich im Wesentlichen parallel zueinander in einer Richtung, die bei einer bestimmungsgemäß in den Fahrzeugsitz eingebauten Sitzwannenvorrichtung 1 einer Längsrichtung des Fahrzeugsitzes entspricht. Die Längsrichtung des Fahrzeugsitzes weist von einer vorderen Sitzkante zu einer gegenüberliegenden, lehnenseitigen, hinteren Sitzkante. Die Seitenwangen 103A, 103B bilden zusammen mit den Verbindungsarmen 108A, 108B jeweils im Wesentlichen die Form eines T. Im Gebrauch können die hier T-förmigen Seitenwangen 103A, 103B z.B. dazu dienen, seitliche Stöße abzufangen und abzufedern.
1A zeigt eine Ansicht mit Blick auf eine Oberseite O der Sitzwannenvorrichtung 1, die bei bestimmungsgemäßer Montage der Sitzwannenvorrichtung 1 an einen Fahrzeugsitz dem Sitzpolster zugewandt ist.
An der Oberseite O des Sitzwannenelements 10 sind mehrere Flächenabschnitte 105A, 105B, 109A–109C ausgebildet, die zusammen die Auflagefläche A für das Sitzpolster bereitstellen, das hieran im montierten Zustand abgestützt ist. Über die Auflagefläche A können somit Gewichtskräfte eines auf dem Sitz mit der Sitzwannenvorrichtung 1 Platz nehmenden Sitzbenutzers in die Sitzwannenvorrichtung 1 eingeleitet werden.
Einige Flächenabschnitte 109A–109C erstrecken sich am Mittelabschnitt 100, an den Verbindungsarmen 108A, 108B und an den Verbindungsarmen 108A, 108B zugewandten Bereichen der Seitenwangen 103A, 103B des Sitzwannenelements 10. Diese Flächenabschnitte 109A–109C werden durch das Auflageteil 17 definiert.
Im Wesentlichen senkrecht zu den Flächenabschnitten 109A–109C des Auflageteils 17 erstrechen sich Wandabschnitte 101A–101D. Jeweils ein Wandabschnitt 101A, 101B erstreckt sich im Wesentlichen über die Länge der Seitenwangen 103A, 103B. An einem hinteren Ende der Seitenwangen 103A, 103B steht jeweils eine von der Oberseite O der Sitzwannenvorrichtung 1 wegzeigende Lasche 106 ab. In beiden Laschen 106 ist jeweils eine Befestigungsöffnung 107 ausgebildet, an welchen die Sitzwannenvorrichtung 1 mit einer separaten Sitzkomponente verbindbar ist, hier insbesondere mit einem Teil einer Rahmen- oder Tragstruktur des Fahrzeugsitzes.
Weiter umfasst das Sitzwannenelement 10 äußere Flächenabschnitte 105A, 105B und damit verbundene Außenwände 104A, 104B. Die äußeren Flächenabschnitte 105A, 105B grenzen seitlich an die Flächenabschnitte 109A, 109B des Auflageteils 17 an. Die äußeren Flächenabschnitte 105A, 105B verbreitern die Seitenwangen 103A, 103B und tragen so zur Bildung der Auflagefläche A des Sitzwannenelements 10 bei.
Die Außenwände 104A, 104B dienen jeweils zur Auflage für ein äußeres Sitzverkleidungsteil. Dieses wird mittels in den Figuren nicht gezeigter Verbindungsbereiche, wie etwa Rasthaken oder dergleichen, mit den Außenwänden 104A, 104B verbunden. Die Außenwände 104A, 104B dienen somit in einer Ausführungsvariante als Verbindungselement mit einem Verbindungsbereich / einer Schnittstelle für eine Befestigung einer zusätzlichen Sitzkomponente, wie einem Verkleidungsteil.
In Längsrichtung des Sitzes, in dem die Sitzwannenvorrichtung 1 bestimmungsgemäß angeordnet ist, überspannt die Sitzwannenvorrichtung 1 etwa ein Drittel bis die Hälfte einer zum Platznehmen des Sitzbenutzers bereitstehenden Sitzfläche ausgehend von der vorderen Sitzkante. In einer Querrichtung quer zur Längsrichtung des Sitzes erstreckt sich die Sitzwannenvorrichtung 1 im Wesentlichen über die gesamte Sitzbreite.
Zur Überbrückung eines Zwischenraums zwischen der Sitzwannenvorrichtung 1 und einer hinteren Sitzkante sowie zur elastischen Abstützung des Sitzpolsters in dem hinteren Bereich der Sitzfläche ist eine separate Sitzkomponente in Form einer Federmatte 4 vorgesehen. Diese Federmatte 4 wird durch Drahtbügel mit daran angespritzten oder daran fixierten (Kunststoff-)Verbindungselementen gebildet. Die Federmatte 4 ist einerseits an dem Sitzwannenelement 10 festgelegt, wie später noch im Detail erläutert werden wird. Andererseits umfasst die Federmatte 4 zur Verbindung mit dem Sitz in einem Bereich nahe der Lehne eine Verbindungsleiste. Insbesondere kann der Sitz in diesem Bereich ein hinteres Querrohr umfassen, welches sich quer zu und zwischen zwei in Sitzlängsrichtung erstreckten Sitzseitenteilen erstreckt. An einem solchen hinteren Querrohr wird die Verbindungsleiste mittels geeigneter Befestigungsmittel, und zwar vorliegend vier Haken, eingehängt und hieran festgelegt. Die Federmatte 4 ist elastisch ausgebildet, sodass sie sich bei einer Belastung des Sitzpolsters durch einen Sitzbenutzer wölben kann. Die Federmatte 4 stellt damit eine elastische Abstützung des Sitzpolsters in dem Bereich zwischen der Sitzwannenvorrichtung 1 und dem hinteren Querrohr bereit.
In ähnlicher Weise wie die äußeren Flächenabschnitte 105A, 105B und Außenwände 104A, 104B ist auch eine Federmattenhalterung 14 stoffschlüssig mit dem Auflageteil 17 verbunden. Die Federmattenhalterung 14 dient dazu, die in den 1A–1C gezeigte Federmatte 4 an der Sitzwannenvorrichtung 1 zu halten und umfasst hierzu vorliegend zwei Halteösen 140, die jeweils einen Drahtabschnitt 40 der Drahtbügel umgreifen und somit formschlüssig am Sitzwannenelement 10 festlegen.
Wie bereits erwähnt, umfasst die in den 1A–1C gezeigte Sitzwannenvorrichtung 1 eine Sitztiefenverstelleinrichtung 19 zur Einstellung der Sitztiefe, also der Länge der Sitzfläche in Längsrichtung des Sitzes. Hierzu ist ein Verstellteil 11 vorgesehen, welches relativ zum Sitzwannenelement 10 und damit zum Auflageteil 17 verstellbar ist. Konkret erfolgt dies entlang einer zur Längsrichtung des Sitzes (bei bestimmungsgemäß darin eingebauter Sitzwannenvorrichtung 1) parallelen Verstellrichtung V. Das Verstellteil 11 wird von einer im Wesentlichen rechteckigen Form einbeschrieben und weist eine obere Fläche 111 auf. Die obere Fläche 111 des Verstellteils 11 dient neben der Auflagefläche A auch zur Auflage für das Sitzpolster. Von einer die Fläche 111 frontseitig begrenzenden vorderen Endkante des Verstellteils 11 ausgehend erstreckt sich eine vordere Wand 110 im Wesentlichen senkrecht zur oberen Fläche 111 des Verstellteils 11. Vorliegend ist das Verstellteil 11 ebenfalls aus Organoblech gefertigt.
Wie insbesondere die 1B und 1C veranschaulichen, umfasst die Sitzwannenvorrichtung 1 an ihrer in diesen Figuren sichtbaren Unterseite U weitere Verbindungselemente 12, 13, 15 zur Verbindung mit einer separaten Sitzkomponente 2, 3, 5, nämlich eine Antriebshalterung 12 zur Verbindung mit einem Antrieb 2, eine Querrohrhalterung 13 zur Verbindung mit einem Querrohr 3 und eine Längsführung 15 zur Verbindung mit zwei Führungsstangen 5.
Der Antrieb 2 ist der Sitztiefenverstelleinrichtung 19 zugeordnet. Er umfasst einen Motor 20 und ein Verstellgetriebe 21. Das Verstellgetriebe 21 ist an einer Verbindungsstelle 112 mit dem Verstellteil 11 verbunden. Die Verbindungsstelle 112 ist hierbei in der vorderen Wand 111 des Verstellteils ausgebildet. Das Verstellgetriebe 21 umfasst vorliegend eine mittels einer Spindelmutter angetriebene und längsverstellbare Spindel. Eine Verstellung des Verstellteils 11 kann jedoch auch durch andere bekannte Linearantriebe realisiert werden. Mit Hilfe des Motors 20, der über das Verstellgetriebe 21 auf das Verstellteil 11 einwirkt, kann eine Verstellung des Verstellteils 11 entlang der Verstellrichtung V bewirkt werden, um so die Sitztiefe des Sitzes einzustellen. Durch das in Verstellrichtung V verstellbare Verstellteil 11 kommt es nicht zur Ausbildung einer sogenannten Krümelfalte (krümelfaltenfreie Sitztiefenverstelleinrichtung).
Insbesondere anhand 2B ist zu erkennen, dass die Antriebshalterung 12 zur Halterung des Antrieb 2 vier Haltestege 120 umfasst. An den Haltestegen 120 sind der Motor 20 und das Verstellgetriebe 21 festgelegt.
Die Längsführung 15 stellt eine Führung des Verstellteils 11 in Verstellrichtung V bereit. Dabei führt sie die zwei Führungsstangen 5, welche der Sitztiefenverstelleinrichtung 19 zugeordnet sind. Die Längsführung 15 umfasst zwei kreiszylindrische Führungsbuchsen 150. Diese sind in Verstellrichtung V erstreckt und quer zur Verstellrichtung V voneinander beabstandet. Jeder der Führungsbuchsen 150 kann eine Führungsstange 5 als separate Sitzkomponente aufnehmen und bei deren Bewegung (relativ zu den Führungsbuchsen 150) entlang der Verstellrichtung V führen. Die Führungsbuchsen 150 dienen somit als Verbindungsbereiche der Längsführung 15 zur Verbindung mit den Führungsstangen 5. Die Führungsstangen 5 sind wiederum am Verstellteil 11 festgelegt, welches damit mittels der Längsführung 15 entlang der Verstellrichtung V geführt wird.
An seiner Unterseite U ist das Sitzwannenelement 10 ferner mit dem (vorderen) Querrohr 3 verbunden. Dieses vorliegend kreiszylinderförmig ausgestaltete Querrohr 3 ist dafür vorgesehen, über seine beiden Endabschnitte 30 mit dem Sitzrahmen, insbesondere zwei Sitzseitenteilen des Sitzrahmens verbunden zu werden. An seiner Mantelfläche ist das Querrohr 3 mit dem Sitzwannenelement 10 verbunden und hieran gehalten.
Zur Verbindung der Sitzwannenvorrichtung 1 mit dem Querrohr 3 umfasst die Querrohrhalterung 13 zwei Aufnahmen 130, in welche das Querrohr 3 eingesetzt werden kann. Quer zur Verstellrichtung sind die Aufnahmen 130 voneinander beabstandet. Die beiden Aufnahmen 130 umgreifen jeweils die Mantelfläche des Querrohrs abschnittsweise. So umgreifen die Aufnahmen 130 das Querrohr nicht vollständig, sondern ermöglichen es, dass das Querrohr 3 von unten in die Aufnahmen 130 unter gleichzeitiger Kontaktierung beider Aufnahmen 130 eingesetzt wird. Aufgesetzte Klammern 131 dienen zur Sicherung des Querrohrs in den Aufnahmen 130. In einer alternativen Ausführungsvariante umgreifen die Aufnahmen das Querrohr 3 ohne Zuhilfenahme der Klammern 131 vollständig und das Querrohr 3 wird zur Montage axial eingeschoben.
Die Antriebshalterung 12, die Aufnahmen 130 der Querrohrhalterung 13 und die Führungsbuchsen 150 der Längsführung 15 sind stoffschlüssig mit dem Auflageteil 17 verbunden und hieran angespritzt.
Die Aufnahmen 130 der Querrohrhalterung 13 sind im Bereich der den Mittelabschnitt 100 mit den Seitenwangen 103A, 103B verbindenden Verbindungsarme 108A, 108B vorgesehen und dienen dadurch nicht nur zur Aufnahme des Querrohrs 3, sondern darüber hinaus auch zur Versteifung des Auflageteils 17, nämlich insbesondere im Bereich der Verbindungsarme 108A, 108B.
Ferner ist insbesondere in den 1B und 1C zu erkennen, dass an der Unterseite U des Sitzwannenelements 10 eine Vielzahl von Versteifungselementen in Form von Versteifungsrippen 18 vorgesehen sind. Diese sind mit dem Auflageteil 17 stoffschlüssig verbunden und hieran angespritzt. Die Versteifungsrippen 18 stehen an der Unterseite U des Auflageteils 17 ferner ab, um so zu einer Versteifung des Sitzwannenelements 10 beizutragen. Zum Teil erstrecken sich die Versteifungsrippen 18 längs entlang der Verstellrichtung V, zum Teil quer dazu und wieder zum Teil in einem anderen Winkel. Einige Versteifungsrippen 18 erstrecken sich über Kreuz mit einer weiteren Versteifungsrippe 18. Es ist somit eine versteifende Verrippung an der Unterseite U des Auflageteils 17 ausgebildet.
Die 2A und 2B zeigen perspektivisch Detailansichten der Sitzwannenvorrichtung 1 gemäß 1A–1C. Daraus ist insbesondere zu erkennen, wie eine Verstellung des Verstellteils 11 erfolgt, nämlich durch die in den Führungsbuchsen 150 verschiebbar gelagerten Führungsstangen 5. Ferner ist ersichtlich, dass die von der vorderen Wand 110 des Verstellteils 11 abgewandten Enden der Führungsstangen 5 mit einem Schwenkmechanismus 60 verbunden sind. Mit dem Schwenkmechanismus 60 ist ein Schwenkarm 6 verbunden. Durch eine Verstellung des Verstellteils 11 wird der Schwenkarm 6 um eine dazu parallele, zur Verstellrichtung V senkrechte Achse zwischen zwei in den 2A und 2B von dem Motor 20 verdeckte Ankerpunkte verschwenkt. Mit dem Schwenkarm 6 ist ferner ein um die Sitzwannenvorrichtung 1 umgeschlungenes Ende des Sitzpolsters oder dessen Bezug zu befestigen. Somit kann das Ende des Bezugs oder Sitzpolsters mit einem Verstellen des Verstellteils 11 schwenkend vor- und zurück bewegt werden. Dadurch ist ein Vergrößern oder Verkleinern der Sitzfläche durch eine Verstellung des Verstellteils 11 möglich, ohne dass das Polster bzw. dessen Bezug stark gespannt wird bzw. Falten schlägt. Die nicht gezeigten Ankerpunkte sind an das Auflageteil angespritzt und dienen somit als Verbindungselemente zur Verbindung des Auflageteils mit dem eine separate Sitzkomponente darstellenden Schwenkarm 6.
Während die vorstehend beschriebenen 1A–2B die Sitzwannenvorrichtung 1 mit mehreren damit verbundenen separaten Sitzkomponenten und mit Sitztiefenverstelleinrichtung 19 zeigen, zeigen die 3A und 3B lediglich das Sitzwannenelement 10 , sodass die einzelnen Komponenten des Sitzwannenelements 10 deutlich zu erkennen sind.
So veranschaulichen die 3A und 3B die Anordnung der Versteifungsrippen 18 an der Unterseite U des Sitzwannenelements 10. Einige sind beispielsweise quer zwischen den beiden Aufnahmen 130 der Querrohrhalterung 13 ausgebildet. Das Sitzwannenelement 10 stützt sich insbesondere an diesen beiden Aufnahmen 130 ab. Die sich dazwischen erstreckenden Versteifungsrippen 18 versteifen das Auflageteil 17 gegen ein Durchbiegen durch eine zwischen den Aufnahmen 130 eingeleitete Belastung.
Weiter ist z.B. in 3A zu erkennen, wie das Material des Auflageteils 17 (also das Organoblech) umgeformt ist, sodass sich die Wandabschnitte 101A, 101B ergeben. An einem stirnseitigen Bereich des Mittelabschnitts 100 ist das Auflageteil 17 umgebogen und bildet somit eine Vorderkante 102, welche zur Versteifung des Auflageteils 17 beiträgt.
Besonders die 3B zeigt darüber hinaus deutlich, dass die Wandabschnitte 101A, 101B der beiden Seitenwangen 103A, 103B abschnittsweise parallel zueinander verlaufen, insbesondere im Bereich der Laschen 106. In den zu den Laschen 106 gegenüberliegenden Bereichen sind die Wandabschnitte 101A, 101B zueinander hin gebogen und beschreiben einen bogenförmigen Bereich. Anschließend an den bogenförmigen Bereich verlaufen die Wandabschnitte 101A, 101B bis zu den Verbindungsarmen 108A, 108B annähernd parallel zueinander.
Das anhand der 1A–3B beschriebene Sitzwannenelement 10 ist also als Organoblech-Kunststoff-Hybridbauteil ausgeführt und genügt daher bei einem besonders geringen Gewicht hohen Stabilitätsanforderungen. Durch die Integration mehrerer Verbindungselemente in das Sitzwannenelement 10 ist die Herstellung zudem deutlich gegenüber bisher üblichen Sitzwannenvorrichtungen vereinfacht. Denn so kann die Anzahl von nötigen Verbindungsvorgängen deutlich reduziert werden.
Das Auflageteil 17 ist wie bereits erwähnt aus Organoblech und somit aus einem thermoformbaren Verbundwerkstoff hergestellt. Zur Herstellung des Auflageteils 17 ist das Organoblech in flächiger Form und damit als ein Flächenmaterial bereitgestellt. Um das Auflageteil zu produzieren, wird ein entsprechendes Stück aus der Fläche des Organoblechs ausgeschnitten oder ausgestanzt. In einer alternativen Ausführungsform wird ein entsprechendes Stück Organoblech bereits in dieser Form hergestellt und muss nicht mehr zugeschnitten werden.
In einem nachfolgenden Schritt wird der Zuschnitt, aus welchem das Auflageteil 17 produziert werden soll, umgeformt. Da es sich bei dem Organoblech um einen thermoformbaren Werkstoff handelt, kann dies in einfacher Weise mittels Thermoformen erfolgen, also durch Erwärmen des Zuschnitts mit anschließendem mechanischem Verformen. Dabei stellen nicht alle Abschnitte des Auflageteils 17 einen Flächenabschnitt 109A–109C zur Bildung der Auflagefläche A bereit. Einige Abschnitte des Auflageteils 17, nämlich insbesondere die Wandabschnitte 101A–101D, welche Teile der Seitenwangen 103A, 103B darstellen, tragen nicht zur Bildung der Auflagefläche A bei.
Die äußeren Flächenabschnitte 105A, 105B und Außenwände 104A, 104B sind vorliegend nicht aus Organoblech hergestellt. Stattdessen bestehen sie aus PP und sind mittels Kunststoffspritzguss an das Auflageteil 17 angespritzt. Die äußeren Flächenabschnitte 105A, 105B und Außenwände 104A, 104B sind auf diese Weise stoffschlüssig mit dem Auflageteil 17 verbunden. Um die Herstellung des Sitzwannenelements 10 möglichst zu vereinfachen, kann das Umformen des Auflageteils 17 in demselben Werkzeug erfolgen wie der Spritzguss.
Je nachdem, aus welchem thermoplastischen Kunststoff die ein Fasermaterial bettende Matrix des Organoblechs besteht, kann es vorteilhaft sein, dasselbe Kunststoffmaterial im Spritzguss zu verwenden, um die äußeren Flächenabschnitte 105A, 105B und Außenwände 104A, 104B zu bilden.
Zur Herstellung der Verbindung der Halteösen 140 mit den Drahtabschnitten 40 der Federmatte 4 wird die Federmatte 4 gemeinsam mit dem Auflageteil 17 (oder dem Zuschnitt aus Organoblech, aus welchem das Auflageteil 17 gebildet wird) in das Spritzgusswerkzeug eingelegt. Durch Anspritzen der Halteösen 140 an das Auflageteil 17 (und damit Umspritzen der Drahtabschnitte 40 der Federmatte 4) wird die Federmatte 4 an der Sitzwannenvorrichtung 1 festgelegt. Alternativ kann jedoch selbstverständlich auch vorgesehen sein, dass anstelle von Halteösen 140 andere Formen von Verbindungsbereichen, wie etwa Haltehaken, an das Auflageteil 17 angespritzt oder in sonstiger Weise damit verbunden werden, an denen die Federmatte 4 dann in einem weiteren Schritt montiert wird. Hierzu können z.B. auch hierfür vorgesehene Abschnitte des Organoblechs umgebogen und damit zu Haken zur Aufnahme der Drahtabschnitte 40 der Federmatte 4 geformt werden. Hierdurch kann eine ebenfalls besonders stabile Halterung bereitgestellt werden.
Das Verstellteil 11 wird zumindest teilweise aus einem Verschnitt hergestellt, der sich bei dem Zuschnitt des Organoblechs zur Herstellung des Auflageteils 17 ergibt. Dieser Verschnitt ergibt sich in einem Bereich, der sich zwischen den hinteren (also in Richtung der Sitzlehne bzw. der Verbindungsleiste des Federrahmens 4 weisenden) Bereichen der Seitenwangen 103A, 103B erstreckt. In diesem Bereich erstrecken sich die Seitenwangen 103A, 103B weiter in Richtung der Verbindungsleiste des Federrahmens 4 als der Mittelabschnitt 100 des Sitzwannenelements 10.
In einer alternativen Ausführungsform wird das Querrohr 3 ähnlich der Federmatte 4 in den Spritzgussvorgang einbezogen und mit Aufnahmen umspritzt.
Das Umformen und Anspritzen des Auflageteils 17 und des Verstellteils 11 erfolgt gemeinsam in einem einzigen Werkzeug, das beide Teile aufnimmt.
Konkret kann ein Sitzwannenelement 10 beispielsweise aus 200–300 g Organoblech und 300–400 g angespritztem Polypropylen gebildet werden. Gegenüber einem konventionell aus Stahl gefertigtem und denselben Stabilitätsanforderungen genügenden Sitzwannenelement kann hier eine deutliche Gewichtsersparnis von über einem kg erreicht werden.
4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Sitzwannenvorrichtung 1‘, welche sich von der Sitzwannenvorrichtung 1 gemäß 1A–3B vorrangig dahingehend unterscheidet, dass sie keine Sitztiefenverstelleinrichtung umfasst. Auch bildet die Sitzwannenvorrichtung 1‘ gemäß 4 keine Verbindungsarme zwischen einem Mittelteil und Seitenwangen aus. Stattdessen gehen seitliche Wandabschnitte 101A‘, 101B‘ direkt in eine Vorderkante 102‘ über.
Die Sitzwannenvorrichtung 1‘ gemäß 4 weist Verbindungselemente 12, 13 zur Verbindung mit jeweils einer separaten Sitzkomponente auf, z.B. eine Querrohrhalterung 13 zur Verbindung mit einem nicht dargestellten Querrohr und/oder eine Antriebshalterung 12 zur Verbindung mit einem nicht dargestellten Antrieb. Bezüglich dieser Elemente sowie weiterer Elemente der Sitzwannenvorrichtung 1‘, die dieselben Bezugszeichen tragen, wie Elemente der Sitzwannenvorrichtung 1 gemäß 1A–3B, wird auf die vorstehende diesbezügliche Beschreibung verwiesen.
Auch die Herstellung der Sitzwannenvorrichtung 1‘ gemäß 4 erfolgt durch Bereitstellen eines Zuschnitts aus Organoblech, insbesondere durch ein Zuschneiden (Ausstanzen, etc.) eines Zuschnitts aus einem Organoblech, Umformen des Zuschnitts unter Bildung eines eine (in der Ansicht auf die Unterseite der 4 nicht zu erkennende) Auflagefläche A definierenden Auflageteils 17‘ und Anspritzen der Versteifungsrippen 18 und Verbindungselemente 12, 13 mittels Kunststoffspritzguss. Das Auflageteil 17‘ wird derart mit Kunststoff angespritzt, dass sich eine stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Auflageteil 17‘ einerseits und den Versteifungsrippen 18 und Verbindungselementen 12, 13 andererseits ergibt. Das Umformen und Anspritzen erfolgt in ein und demselben Werkzeug in einem One-Shot-Prozess.
Beispielhaft können 200–300 g Organoblech mit 200–300 g Polypropylen angespritzt werden, um ein Sitzwannenelement 10‘ zu bilden. Gegenüber einem konventionellen Sitzwannenelement aus Stahl kann sich bei einer vergleichbaren Stabilität eine Gewichtsreduzierung von über 300 g ergeben.
Selbstverständlich kann die Sitzwannenvorrichtung 1‘ auch eine in 4 nicht zu erkennende Federmattenhalterung (da an der der in 4 gezeugten Unterseite U gegenüberliegenden Oberseite des Auflageteils 17‘ angeordnet) für eine Federmatte 4 umfassen.
Bezugszeichenliste

1, 1’: Sitzwannenvorrichtung
10, 10‘: Sitzwannenelement
100: Mittelabschnitt
101A–101D, 101A’, 101B’: Wandabschnitt
102, 102’: Vorderkante
103A, 103B: Seitenwange
104A, 104B: Außenwand
105A, 105B: äußerer Flächenabschnitt
106: Lasche
107: Befestigungsöffnung
108A, 108B: Verbindungsarm
109A–109C: Flächenabschnitt
11: Verstellteil
110: vordere Wand
111: obere Fläche
112: Verbindungsstelle
113: vordere Endkante
12: Antriebshalterung (Verbindungselement)
120: Haltesteg
13: Querrohrhalterung (Verbindungselement)
130: Aufnahme
131: Klammer
14: Federmattenhalterung (Verbindungselement)
140: Halteöse
15: Längsführung (Verbindungselement)
150: Führungsbuchse
17, 17‘: Auflageteil
18: Versteifungsrippe (Versteifungselement)
19: Sitztiefenverstelleinrichtung
2: Antrieb
20: Motor
21: Verstellgetriebe
3: Querrohr
30: Endabschnitt
4: Federmatte
40: Drahtabschnitt
5: Führungsstange
6: Schwenkarm
60: Schwenkmechanik
A: Auflagefläche
O: Oberseite
U: Unterseite
V: Verstellrichtung

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 102012103919 A1 [0005]

Claims

Sitzwannenvorrichtung für einen Sitz, insbesondere einen Fahrzeugsitz, ausgebildet und vorgesehen, ein Sitzpolster des Sitzes abzustützen, mit – einem Auflageteil (17, 17‘), welches eine Auflagefläche (A) zum Abstützen des Sitzpolsters des Sitzes zumindest teilweise definiert, und – mindestens einem zur Erhöhung der Steifigkeit des Auflageteils (17, 17‘) vorgesehenen Versteifungselement (18) und/oder mindestens einem Verbindungselement (12, 13, 14, 15, 104A, 104B), das einen Verbindungsbereich (120, 130, 140, 150) zur Verbindung mit einer separaten Sitzkomponente (2, 3, 4, 5, 6) für den Sitz ausbildet, dadurch gekennzeichnet, dass das Auflageteil (17, 17‘) zumindest teilweise aus einem thermoformbaren Verbundwerkstoff hergestellt ist und mit dem mindestens einen Versteifungselement (18) und/oder dem mindestens einen Verbindungselement (12, 13, 14, 15, 104A, 104B) verbunden ist, wobei das Versteifungselement (18) und/oder das Verbindungselement (12, 13, 14, 15, 104A, 104B) aus einem anderen Werkstoff hergestellt ist.
Sitzwannenvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Versteifungselement (18) und/oder Verbindungselement (12, 13, 14, 15, 104A, 104B) mittels Spritzguss an das Auflageteil (17, 17‘) angespritzt ist.
Sitzwannenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Auflageteil (17, 17‘) mit dem mindestens einen Versteifungselement (18) und/oder dem mindestens einen Verbindungselement (12, 13, 14, 15, 104A, 104B) stoffschlüssig verbunden ist.
Sitzwannenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Auflageteil (17, 17‘) zusammen mit dem mindestens einen Versteifungselement (18) und/oder dem mindestens einen Verbindungselement (12, 13, 14, 15, 104A, 104B) ein einstückig ausgeführtes Sitzwannenelement (10, 10‘) bildet.
Sitzwannenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbundwerkstoff als Faserverbundwerkstoff ausgebildet ist.
Sitzwannenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbundwerkstoff als ein Verbund aus einer thermoplastischen Kunststoffmatrix und einem darin eingebetteten Fasermaterial, insbesondere als Organoblech ausgebildet ist.
Sitzwannenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Versteifungselement (18) und/oder Verbindungselement (12, 13, 14, 15, 104A, 104B) zumindest teilweise aus einem Kunststoffmaterial hergestellt ist, insbesondere Polypropylen.
Sitzwannenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich das mindestens eine Versteifungselement (18) und/oder Verbindungselement (12, 13, 14, 15, 104A, 104B) an einer Unterseite (U) des Auflageteils (17, 17‘) erstreckt, die einer die Auflagefläche (A) ausbildenden Oberseite (O) des Auflageteils (17, 17‘) gegenüberliegt.
Sitzwannenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Versteifungselement (18) eine längliche Versteifungsrippe (18) umfasst, welche sich zumindest abschnittsweise längs einer im Wesentlichen zur Auflagefläche (A) parallelen Ebene erstreckt sowie im Wesentlichen senkrecht von dem Auflageteil (17, 17‘) absteht.
Sitzwannenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mit dem Verbindungsbereich (120, 130, 140, 150) des mindestens einen Verbindungselements (12, 13, 14, 15, 104A, 104B) verbindbare separate Sitzkomponente (2, 3, 4, 5, 6) einen Antrieb (2), ein Querrohr (3), eine Federmatte (4), eine Führungsstange (5), ein Sitzpolster und/oder ein Sitzverkleidungsteil umfasst.
Sitzwannenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Sitztiefenverstelleinrichtung (19), die zur Einstellung einer Sitztiefe eines Sitzes ausgebildet und vorgesehen ist, wenn die Sitzwannenvorrichtung (1, 1‘) bestimmungsgemäß an dem Sitz angeordnet ist.
Sitzwannenvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Sitztiefenverstelleinrichtung (19) ein Verstellteil (11) umfasst, welches zur Einstellung der Sitztiefe des Sitzes relativ zu dem Auflageteil (17) verstellbar ist. Sitzwannenvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstellteil (11) zumindest teilweise aus dem gleichen thermoformbaren Verbundwerkstoff hergestellt ist wie das Auflageteil (17).
Sitz, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Sitzpolster, gekennzeichnet durch eine das Sitzpolster abstützende Sitzwannenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Verfahren zur Herstellung einer Sitzwannenvorrichtung für einen Sitz, insbesondere einen Fahrzeugsitz, ausgebildet und vorgesehen, ein Sitzpolster des Sitzes abzustützen, mit den folgenden Schritten: – Bereitstellen eines Auflageteils (17, 17‘), welches eine Auflagefläche (A) zum Abstützen des Sitzpolsters des Sitzes zumindest teilweise definiert, und – Bereitstellen mindestens eines zur Erhöhung der Steifigkeit des Auflageteils (17, 17‘) vorgesehenen Versteifungselements (18) und/oder mindestens eines Verbindungselements (12, 13, 14, 15, 104A, 104B), das einen Verbindungsbereich (120, 130, 140, 150) zur Verbindung mit einer separaten Sitzkomponente (2, 3, 4, 5, 6) für den Sitz ausbildet, dadurch gekennzeichnet, dass – das Auflageteil (17, 17‘) zumindest teilweise aus einem thermoformbaren Verbundwerkstoff hergestellt wird und – das Auflageteil (17, 17‘) mit dem mindestens einen Versteifungselement (18) und/oder dem mindestens einen Verbindungselement (12, 13, 14, 15, 104A, 104B) verbunden wird, wobei das Versteifungselement (18) und/oder das Verbindungselement (12, 13, 14, 15, 104A, 104B) aus einem anderen Werkstoff hergestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch Zuschneiden des Verbundwerkstoffs, insbesondere vor dem Verbinden mit dem mindestens einen Versteifungselement (18) und/oder Verbindungselement (12, 13, 14, 15, 104A, 104B).
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Sitzwannenvorrichtung (1, 1‘) eine zur Einstellung einer Sitztiefe des Sitzes vorgesehene Sitztiefenverstelleinrichtung (19) umfasst und ein durch das Zuschneiden des Verbundwerkstoffs entstehender Verschnitt zur Bildung eines verstellbaren Verstellteils (11) der Sitztiefenverstelleinrichtung (19) verwendet wird, welches zur Einstellung der Sitztiefe des Sitzes relativ zu dem Auflageteil (17) vorgesehen ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, gekennzeichnet durch Umformen des Verbundwerkstoffs, insbesondere durch Thermoformung.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Versteifungselement (18) und/oder Verbindungselement (12, 13, 14, 15, 104A, 104B) stoffschlüssig mit dem Auflageteil (17, 17‘) verbunden wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Versteifungselement (18) und/oder Verbindungselement (12, 13, 14, 15, 104A, 104B) mittels Spritzguss an das Auflageteil (17, 17‘) angespritzt wird.
Verfahren nach den Ansprüchen 18 und 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Umformen des Verbundwerkstoffs und das Anspritzen des mindestens einen Versteifungselements (18) und/oder Verbindungselements (12, 13, 14, 15, 104A, 104B) in demselben Werkzeug erfolgt, insbesondere in einem One-Shot-Prozess.