DE102021201069A1 - Lumbar support elements made of plastic - Google Patents
Lumbar support elements made of plastic Download PDFInfo
- Publication number
- DE102021201069A1 DE102021201069A1 DE102021201069.5A DE102021201069A DE102021201069A1 DE 102021201069 A1 DE102021201069 A1 DE 102021201069A1 DE 102021201069 A DE102021201069 A DE 102021201069A DE 102021201069 A1 DE102021201069 A1 DE 102021201069A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- force absorbing
- shield
- lordosis
- plastic
- fiber
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60N—SEATS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES; VEHICLE PASSENGER ACCOMMODATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B60N2/00—Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles
- B60N2/64—Back-rests or cushions
- B60N2/66—Lumbar supports
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft ein Lordose-Stützelement für eine Lordose-Vorrichtung eines Fahrzeugsitzes (100) aus mindestens einem thermoplastischen Kunststoffmaterial, wobei das Lordose-Stützelement entweder• als flächiges Lordoseschild (1) ausgebildet ist, das eine aus einem thermoplastischen Kunststoffmaterial ausgebildete Schild-Grundstruktur (1') und mindestens ein aus dem gleichen oder einem anderen thermoplastischen Kunststoffmaterial ausgebildetes Kraftaufnahmeelement (2) aufweist, welches in die Grundstruktur (1') integriert ist, oder• als eine flächige Lordosematte (2') aus einem thermoplastischen Kunststoffmaterial ausschließlich aus Kraftaufnahmeelementen (2) ausgebildet ist, welche die Matten-Grundstruktur der Lordosematte (2') bilden, wobei• das mindestens eine Kraftaufnahmeelement (2) des Lordoseschildes (1) und die Kraftaufnahmeelemente (2) der Lordosematte (2') als Kunststoffstränge ausgebildet sind, dessen thermoplastisches Kunststoffmaterial faserverstärkt ist.The invention relates to a lordosis support element for a lordosis device of a vehicle seat (100) made from at least one thermoplastic material, the lordosis support element being designed either• as a flat lordosis shield (1) which has a shield base structure ( 1') and at least one force absorbing element (2) made of the same or a different thermoplastic material, which is integrated into the basic structure (1'), or• as a flat lordosis mat (2') made of a thermoplastic material exclusively from force absorbing elements ( 2) which form the mat basic structure of the lordosis mat (2'), wherein• the at least one force absorbing element (2) of the lordosis shield (1) and the force absorbing elements (2) of the lordosis mat (2') are designed as plastic strands whose thermoplastic plastic material is fiber reinforced.
Description
Die Erfindung betrifft ein Lordose-Stützelement für eine Lordose-Vorrichtung eines Fahrzeugsitzes aus einem Kunststoffmaterial.The invention relates to a lordosis support element for a lordosis device of a vehicle seat made of a plastic material.
Fahrzeugsitze übernehmen in immer mehr Fahrzeugen die weitere Funktion einer aktiven Massage des Insassen, um Muskelverspannungen entgegenzuwirken. Eine häufige Bauart ist dabei das Verwenden von Luftblasen für den Rückenbereich. Auf sogenannte Lordoseschilder, die diese Luftblasen aufnehmen, wirken durch das Aufblasen und Entlüften der Blasen Kräfte, die zusätzlich zu den Kräften einwirken, die durch das Gewicht und die Bewegungen eines aufsitzenden Insassen (Passagier) gebildet werden. Die Lordoseschilder müssen zur Kraftaufnahme entsprechend konstruktiv ausgelegt werden. Einerseits ist bei der Auslegung auf den Komfort für den Passagier zu achten. Andererseits führt ein zu flexibles Lordoseschild zu mechanischen Energieverlusten beim Aufblasen der Luftpolster, was zu größeren Blasen und damit zu leistungsstärkeren Luftpumpen (Kompressoren) führt. Dies hat u.a. negative Auswirkungen auf den Stromverbrauch und auf das Gewicht des Fahrzeugs. Bei zu weicher Auslegung des Lordoseschildes aus Komfortgründen, kann das Lordoseschild durch Dauerwechselbelastung (rhythmisches Blasen beziehungsweise Befüllen und Entlüften) sogar beschädigt werden. Eine übliche Bauart von Lordoseschildern ist das Verwenden von großflächig verrippten, flachen Kunststoffplatten. Diese Bauart zeigt allerdings die oben genannten Nachteile.In more and more vehicles, vehicle seats are taking on the additional function of actively massaging the occupant to counteract muscle tension. A common design is the use of air bladders for the back area. The inflating and deflating of the air bubbles causes forces to act on so-called lumbar shields, which absorb these air bubbles, which act in addition to the forces which are formed by the weight and the movements of a seated occupant (passenger). The lumbar shields must be designed to absorb the force accordingly. On the one hand, the comfort for the passenger must be taken into account in the design. On the other hand, a lumbar shield that is too flexible leads to mechanical energy losses when inflating the air cushions, which leads to larger bubbles and thus to more powerful air pumps (compressors). Among other things, this has a negative impact on power consumption and the weight of the vehicle. If the lordosis shield is designed too softly for reasons of comfort, the lordosis shield can even be damaged by constant alternating stress (rhythmic blowing or filling and venting). A common type of lordosis shield is the use of large, ribbed, flat plastic plates. However, this design has the disadvantages mentioned above.
In ganz einfachen und damit preiswerten Ausführungen entfällt das Lordoseschild komplett. Dann existiert lediglich eine Drahtmatte, in der die Kräfte eingeleitet werden. Der Vorteil einer solchen kostengünstigen Ausführung führt jedoch zu mechanischen Nachteilen und damit zur Verringerung der Wirksamkeit der Stützfunktion der Lordose und der Massagefunktion.In very simple and therefore inexpensive designs, the lordosis shield is completely omitted. Then only a wire mat exists, in which the forces are introduced. However, the advantage of such a low-cost design leads to mechanical disadvantages and thus to a reduction in the effectiveness of the lumbar support function and the massage function.
Neben den beschriebenen pneumatischen Lordose-Vorrichtungen sind zudem elektromechanische Lordose-Vorrichtungen bekannt, die ebenfalls optional mit Massagefunktion ausgestattet sein können. Bei den elektromechanischen Lordose-Vorrichtungen ist die Belastung beziehungsweise Verformung des Lordoseschildes geringer, da die Mechanik aus konstruktiven Gründen nicht so einen großen Hub in Richtung des Oberkörpers des Benutzers erzeugen kann. Darin besteht aber gleichzeitig auch der Nachteil der elektromechanischen Lordose-Vorrichtungen.In addition to the described pneumatic lordosis devices, electromechanical lordosis devices are also known, which can also optionally be equipped with a massage function. In the case of the electromechanical lordosis devices, the loading or deformation of the lordosis shield is lower, since the mechanics cannot produce such a large stroke in the direction of the user's upper body for structural reasons. However, this is also the disadvantage of the electromechanical lordosis devices.
Die Lordoseschilder beziehungsweise die Lordose-Drahtmatten (ohne Lordoseschild) der herkömmlichen Lordose-Vorrichtungen werden bedarfsgerecht in verschiedenen geometrischen Ausführungen ausgebildet.The lordosis shields or the lordosis wire mats (without lordosis shield) of the conventional lordosis devices are designed in various geometric designs as required.
Nur beispielhaft wird auf die Druckschrift
Ferner beschreibt die Druckschrift eine Sitzeinlage, in der Art einer Lordosenstütze, die in der Form einer elastischen Gittermatte ausgebildet ist, wobei die Sitzeinlage mindestens zwei Längsstäbe, die durch Querstäbe verbunden sind und Aufhänger für die Aufhängung in einem Sitzgestell aufweist, wobei die Querstäbe aus Kunststoff bestehen und an die Längsstäbe angespritzt sind. Die Lordosenstütze weist ein mit einem durch eine Wölbmechanik wölbbares Lordose-Stützelement in der Art eines Lordoseschildes auf, das in einem Stück mit zumindest einem der Querstäbe aus Kunststoff ausgebildet beziehungsweis hergestellt ist.Furthermore, the publication describes a seat insert, in the form of a lumbar support, which is designed in the form of an elastic lattice mat, the seat insert having at least two longitudinal bars which are connected by transverse bars and hangers for suspension in a seat frame, the transverse bars being made of plastic exist and are molded onto the longitudinal rods. The lordosis support has a lordosis support element that can be arched by an arching mechanism, in the manner of a lordosis shield, which is designed or manufactured in one piece with at least one of the crossbars made of plastic.
Die nachfolgend erläuterte Erfindung betrifft ein Lordose-Stützelement, insbesondere ein Lordoseschild und eine Lordosematte, die sich vom Stand der Technik unterscheiden, wie nachfolgend erläutert wird.The invention explained below relates to a lordosis support element, in particular a lordosis shield and a lordosis mat, which differ from the prior art, as explained below.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Lordose-Stützelement, insbesondere ein Lordoseschild und eine Lordosematte zu schaffen, die sich einfach/er herstellen lassen, wobei die elastischen Eigenschaften optimiert sind und die oben genannten Nachteile hinsichtlich mangelnden Kraftaufnahmemöglichkeiten überwunden werden.The object of the invention is to create a lordosis support element, in particular a lordosis shield and a lordosis mat, which can be produced more easily, the elastic properties being optimized and the disadvantages mentioned above with regard to the lack of force absorption possibilities being overcome.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale in den Ansprüchen 1 und 13 gelöst, wobei bevorzugte Ausgestaltung in den Unteransprüchen gelehrt werden.The object is solved by the features in claims 1 and 13, preferred embodiments being taught in the subclaims.
Vorgesehen ist erfindungsgemäß eine Ausgestaltung eines Lordose-Stützelementes für eine Lordose-Vorrichtung eines Fahrzeugsitzes aus mindestens einem thermoplastischen Kunststoffmaterial, bei der das Lordose-Stützelement als flächiges Lordoseschild ausgebildet ist, das eine aus einem thermoplastischen Kunststoffmaterial ausgebildete Schild-Grundstruktur und mindestens ein aus dem gleichen oder einem anderen thermoplastischen Kunststoffmaterial ausgebildetes Kraftaufnahmeelement aufweist. Das mindestens eine Kraftaufnahmeelement oder eine Kraftaufnahmestruktur aus mindestens einen oder mehreren Kraftaufnahmeelementen, ist erfindungsgemäß als Kunststoffstrang ausgebildet, dessen thermoplastisches Kunststoffmaterial faserverstärkt ist, wie in der nachfolgenden Beschreibung erläutert und den Ansprüchen gelehrt wird.According to the invention, an embodiment of a lordosis support element for a lordosis device of a vehicle seat made of at least one thermoplastic material is provided, in which the lordosis support element is designed as a flat lordosis shield, which has a shield base structure made of a thermoplastic material and at least one of the same or another thermoplastic material formed force absorbing element. The at least one force absorbing element or a force absorbing structure of at least one or more force absorbing elements is designed according to the invention as a plastic strand whose thermoplastic cal plastic material is fiber reinforced as explained in the following description and taught by the claims.
Vorgesehen ist zudem erfindungsgemäß eine andere Ausgestaltung eines Lordose-Stützelementes für eine Lordose-Vorrichtung eines Fahrzeugsitzes aus mindestens einem thermoplastischen Kunststoffmaterial, bei der das Lordose-Stützelement als flächige Lordosematte ausgebildet ist. Die flächige Lordosematte ist ebenfalls aus einem thermoplastischen Kunststoffmaterial, jedoch ausschließlich aus Kraftaufnahmeelementen ausgebildet. Vorgesehen ist, dass die Matten-Grundstruktur der Lordosematte aus Kraftaufnahmeelementen ausgebildet ist, die als Kunststoffstränge ausgebildet sind, dessen thermoplastisches Kunststoffmaterial faserverstärkt ist, wobei die Kunststoffstränge, das heißt die Kraftaufnahmeelemente, zu Kraftaufnahmestrukturen aus mehreren Kraftaufnahmeelementen zusammengeführt sind, wie in der nachfolgenden Beschreibung erläutert und den Ansprüchen gelehrt wird.Another embodiment of a lordosis support element for a lordosis device of a vehicle seat made of at least one thermoplastic material is also provided according to the invention, in which the lordosis support element is designed as a flat lordosis mat. The flat lordosis mat is also made of a thermoplastic material, but is made exclusively of force absorbing elements. It is provided that the basic mat structure of the lordosis mat is made of force absorbing elements, which are designed as plastic strands whose thermoplastic material is fiber-reinforced, with the plastic strands, i.e. the force absorbing elements, being combined to form force absorbing structures made up of several force absorbing elements, as explained in the following description and the claims are taught.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
-
1 einen Fahrzeugsitz in einer perspektivischen Strukturansicht mit einer herkömmlichen elektromechanischen Lordose-Vorrichtung mit einem Lordose-Stützelement in der Art eines Lordoseschildes; -
2A ein erfindungsgemäßes Lordose-Stützelement in der Art eines Lordoseschildes in einer ersten Ausführungsform von seiner Vorderseite; -
2B das erfindungsgemäße Lordoseschild gemäß2A in der ersten Ausführungsform von seiner Rückseite; -
3A ein erfindungsgemäßes Lordose-Stützelement in der Art eines Lordoseschildes in einer zweiten Ausführungsform von seiner Vorderseite; -
3B das erfindungsgemäße Lordoseschild gemäß3A in der zweiten Ausführungsform von seiner Rückseite; -
3C eine erfindungsgemäße Kraftaufnahmestruktur, die gemäß den3A ,3B in der Schild-Grundstruktur des Lordoseschildes gemäß der zweiten Ausführungsform angeordnet ist; und -
4 ein erfindungsgemäßes Lordose-Stützelement in der Art einer Lordosematte gemäß einer sechsten Ausführungsform von seiner Vorderseite.
-
1 a vehicle seat in a perspective structural view with a conventional electromechanical lordosis device with a lordosis support element in the manner of a lordosis shield; -
2A a lordosis support element according to the invention in the manner of a lordosis shield in a first embodiment from its front side; -
2 B according to the lordosis shield according to the invention2A in the first embodiment, from its rear side; -
3A a lordosis support element according to the invention in the manner of a lordosis shield in a second embodiment from its front side; -
3B according to the lordosis shield according to the invention3A in the second embodiment from its rear side; -
3C a force absorbing structure according to the invention, according to the3A ,3B is arranged in the shield basic structure of the lumbar shield according to the second embodiment; and -
4 a lordosis support element according to the invention in the form of a lordosis mat according to a sixth embodiment from its front side.
Für die Zwecke der Beschreibung soll eine horizontale Richtung des Lordoseschildes oder der Lordosematte „x“ bezeichnet werden. Mit „y“ wird die Richtung in der Horizontalen orthogonal zur x-Richtung bezeichnet, und mit „z“ wird die Richtung in der Vertikalen des Lordoseschildes oder der Lordosematte orthogonal zur x- und y-Richtung in der x/y-Ebene bezeichnet. Innerhalb aller Figuren werden nachfolgend die gleichen Bezugszeichen für gleiche Bauteile verwendet, wobei gegebenenfalls nicht in jeder Figur erneut alle bereits vorgestellten Bauteile anhand der Bezugszeichen nochmals erläutert werden.For the purpose of description, a horizontal direction of the lordosis shield or mat shall be denoted “x”. “y” denotes the horizontal direction orthogonal to the x-direction, and “z” denotes the vertical direction of the lordosis shield or lordosis mat orthogonal to the x and y directions in the x/y plane. Within all the figures, the same reference numbers are used below for the same components, with all the components already presented possibly not being explained again using the reference numbers in each figure.
Ausgehend vom Stand der Technik müssen die Lordose-Stützelemente, insbesondere Lordoseschilder und Lordosematten, wie oben erläutert, zur Kraftaufnahme entsprechend konstruktiv ausgelegt werden.Based on the state of the art, the lordosis support elements, in particular lordosis shields and lordosis mats, as explained above, have to be appropriately designed to absorb forces.
Zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe ist in einem Aspekt der Erfindung vorgesehen, dass das Lordose-Stützelement in der Ausführungsform als Lordoseschild 1 in vorteilhafter Weise vollständig aus einem Kunststoff hergestellt ist, wodurch ein geringes Gewicht des Lordoseschildes 1 gewährleistet ist.In order to achieve the object according to the invention, one aspect of the invention provides that the lumbar support element in the embodiment as a lumbar shield 1 is advantageously made entirely of plastic, which ensures that the lumbar shield 1 is lightweight.
Es wird bevorzugt ein Kunststoff entweder ohne Faserverstärkung oder mit einer Faserverstärkung verwendet, der in einem dafür vorgesehenen, die Kontur des Lordoseschildes 1 abbildenden Werkzeug in einem Spritzgießprozess eingebracht wird.A plastic is preferably used either without fiber reinforcement or with fiber reinforcement, which is introduced in an injection molding process in a tool provided for this purpose, which maps the contour of the lumbar shield 1 .
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung handelt es sich bei den Fasern eines faserverstärkten Kunststoffs um Basalt-, Natur-, Aramid-, Carbon- oder Glasfasern oder Bündeln davon, die mit einer Kunststoffmatrix getränkt sind.In a preferred embodiment of the invention, the fibers of a fiber-reinforced plastic are basalt, natural, aramid, carbon or glass fibers or bundles thereof, which are impregnated with a plastic matrix.
Kunststoffmatrix heißt, dass die Zwischenräume zwischen den Fasern mit dem Kunststoff getränkt sind, wodurch sich in Abhängigkeit der jeweiligen Zwischenräume die Matrix des Kunststoffmaterials ergibt.Plastic matrix means that the spaces between the fibers are impregnated with the plastic, resulting in the matrix of the plastic material depending on the respective spaces.
Der faserverstärkte Kunststoff zur Herstellung des flächigen Lordoseschildes 1 liegt als Granulat G vor, welches entweder als sogenanntes Kurzfasermaterial GK (feines Granulat mit kurzer Faserlänge) oder als sogenanntes Langfasermaterial GL (grobes Granulat mit längerer Faserlänge) vorbereitet wird, wodurch sich je nach Anwendung im Fertigzustand des Lordoseschildes 1 unterschiedliche Kunststoffmatricen ergeben.The fiber-reinforced plastic for the production of the flat Lordoseschildes 1 is available as a granulate G, which either as a so-called short fiber material G K (fine granulate with short fiber length) or as so-called long fiber material G L (coarse granulate with longer fiber length), resulting in different plastic matrices depending on the application in the finished state of the lumbar shield 1.
Die Faserlänge des Granulats GK, GL ist somit von der vorgebbaren durchschnittlichen Länge der Granulatkörner abhängig.The fiber length of the granules G K , G L is therefore dependent on the predeterminable average length of the granules.
Zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe ist in einem weiteren Aspekt der Erfindung vorgesehen, dass in vorteilhafter Weise Kraftaufnahmeelemente 2 ausgebildet werden, welche als Stab oder String ausgestaltet sind. Stäbe oder Strings werden auch als sogenannte Rod's bezeichnet.In order to achieve the object according to the invention, a further aspect of the invention provides that
Die Stäbe oder Strings weisen ein Fasermaterial auf, das mit einer Kunststoffmatrix getränkt ist, wobei es sich bei den Fasern des Fasermaterials ebenfalls bevorzugt um Basalt-, Natur-, Aramid-, Carbon- oder Glasfasern oder Bündeln davon handelt.The rods or strings have a fiber material that is impregnated with a plastic matrix, the fibers of the fiber material likewise preferably being basalt, natural, aramid, carbon or glass fibers or bundles thereof.
Die Stäbe und Strings können zu einem Granulat G verarbeitet werden, welches entweder als Kurzfasermaterial (feines Granulat GK mit kurzer Faserlänge) oder als Langfasermaterial (grobes Granulat GL mit längerer Faserlänge) zur weiteren Verarbeitung vorbereitet wird, wie noch erläutert ist. Die Faserlänge des Granulats GK, GL ist von der vorgebbaren durchschnittlichen Länge der Granulatkörner abhängig.The rods and strings can be processed into a granulate G, which is prepared for further processing either as short-fiber material (fine granulate G K with short fiber length) or as long-fiber material (coarse granulate G L with longer fiber length), as explained below. The fiber length of the granules G K , G L depends on the predeterminable average length of the granules.
Mit anderen Worten, ein erfindungsgemäßes Vorprodukt liegt entweder als Stab in einer europalettengünstigen Verpackung oder als Stab beziehungsweise String als Rollenware auf einer Rolle vor.In other words, a preliminary product according to the invention is present either as a stick in packaging that is cheap for Euro pallets or as a stick or string as rolled goods on a roll.
Es wird deutlich, dass sowohl das eigentliche flächige Lordoseschild 1 als auch die Kraftaufnahmeelemente 2, die Stäbe oder Strings aus Fasern, insbesondere jeweils aus Basalt-, Natur-, Aramid-, Carbonfasern oder Bündeln davon bestehen, die mit einer Kunststoffmatrix getränkt sind. Bevorzugt werden die Stäbe beziehungsweise Strings aus den gleichen Materialien wie das Granulat GK beziehungsweise GL hergestellt, besonders bevorzugt auf ein und derselben Fertigungslinie. Die Granulate GK beziehungsweise GL sind somit ebenfalls erfindungsgemäße Vorprodukte zur Herstellung der Lordosen-Stützelemente.It is clear that both the actual flat lordosis shield 1 and the
Vorzugsweise sind die Stäbe und Strings des Kraftaufnahmeelementes 2 und das Material zur Herstellung des Lordoseschildes 1 wie eben erwähnt aus demselben Kunststoff-Material ausgebildet, wobei die verwendete Kunststoffmatrix, insbesondere Polyamid [PA] oder Polypropylen [PP] ist, die mit dem Fasermaterial, insbesondere Basalt-, Natur-, Aramid-, Carbon- oder Glasfasern oder Bündeln davon versehen, insbesondere verstärkt ist.The rods and strings of the
Mit anderen Worten ist es vorgesehen, dass zur Ausgestaltung des flächigen Lordoseschildes 1 in den Zwischenbereichen einer integrierten Kraftaufnahmestruktur 20 von Kraftaufnahmeelementen 2 Kurzfaser-, Langfaser- oder unverstärkte Kunststoffe eingesetzt werden, wobei der Kunststoff in Granulat Go (ohne Fasern) oder als Kunststoffmatrix feines Granulat GK mit kurzer Faserlänge oder als grobes Granulat GL mit längerer Faserlänge vorliegt.In other words, short-fiber, long-fiber or non-reinforced plastics are used to design the flat lordosis shield 1 in the intermediate areas of an integrated force-absorbing structure 20 of force-absorbing
Mit anderen Worten ist es vorgesehen, dass die Stäbe und Strings, das heißt die Kraftaufnahmeelemente 2 der integrierten Kraftaufnahmestruktur 20 aus dem gleichen Matrixmaterial ausgebildet sind, wobei die Stäbe und Strings als endlosfaserverstärkte Kunststoffstränge ausgebildet sind, wobei die Fasern mit einem Kunststoff ummantelt, vorzugsweise zwischen den einzelnen Fasern eines Bündels in der Art einer Kunststoffmatrix getränkt sind.In other words, it is provided that the rods and strings, i.e. the
Die Besonderheit des Kraftaufnahmeelementes 2 besteht darin, dass es als Stab oder String quasi endlos hergestellt werden kann und somit zur weiteren Verarbeitung in einer der beiden Formen als Stab oder quasi Endlos-String vorliegt. Die Rod's (Stäbe und Strings) beziehungsweise die Kraftaufnahmeelemente 2 sind erfindungsgemäß Halbzeuge des Spritzgussmaterials, mit dem dann auch der flächige Teil des Lordoseschildes 1 hergestellt wird.The special feature of the
Halbzeug meint in diesem erfindungsgemäßen Zusammenhang, dass die Rod's, die Stäbe und Strings nicht zu einem Kurz- oder Langfasergranulat GK, GL granuliert werden, sondern wie erläutert zu einem endlosfaserverstärkten Kunststoffstrang abgelängt und verwendet werden, wie nachfolgend noch erläutert wird.In this context according to the invention, semi-finished product means that the rods, bars and strings are not granulated to form short or long fiber granules G K , G L , but are cut to length and used to form a continuous fiber-reinforced plastic strand, as explained below.
Mit anderen Worten ist es vorgesehen, dass die Stäbe oder Strings in einer vorgebbaren Länge aus dem endlosfaserverstärkten Kunststoffstrang oder einem endlosfaserverstärkten Strang einer Kunststoffmatrix ausgebildet sind.In other words, it is provided that the rods or strings are formed in a predeterminable length from the continuous fiber-reinforced plastic strand or a continuous fiber-reinforced strand of a plastic matrix.
Diese Aspekte der Erfindung führen dazu, dass die Steifigkeit des Lordoseschildes 1 zur Aufnahme der Kräfte durch die endlosfaserverstärkten Kraftaufnahmeelemente 2 (wie noch erläutert wird) gebildet wird, während die Struktur des Lordoseschildes 1 in den Zwischenbereichen zwischen den integrierten Kraftaufnahmeelementen 2 zur Flexibilität des Lordoseschildes 1 (wie noch erläutert wird) in seiner Gesamtheit beiträgt, beziehungsweise die Flexibilität des Lordoseschildes 1 an sich bewirkt. Mit anderen Worten, die endlosfaserverstärkten Kraftaufnahmeelemente 2 bilden eine Art Skelett in einem biegsamen flexiblen Körper, der an sich durch den Kunststoff in den Zwischenbereichen der Elemente des Skeletts elastisch reversibel verformbar ist.These aspects of the invention result in the rigidity of the lordosis shield 1 for absorbing the forces being formed by the endless fiber-reinforced force absorbing elements 2 (as will be explained below), while the structure of the lordosis shield 1 in the intermediate areas between the integrated
In einer Ausgestaltung ist das Lordose-Stützelement kein Lordoseschild 1, sondern eine Lordosematte 2' - ohne jegliches Kunststoffmaterial in den Zwischenräumen - wie noch erläutert wird.In one embodiment, the lordosis support element is not a lordosis shield 1, but a lordosis mat 2'—without any plastic material in the spaces—as will be explained below.
In der nachfolgenden Beschreibung wird von Kraftaufnahmeelementen 2 gesprochen, die unterschiedliche Kraftaufnahmestrukturen 20 ausbilden, wie nachfolgend erläutert wird.In the following description, reference is made to force absorbing
Die Ausführungsformen der Kraftaufnahmestrukturen 20 werden mit Buchstaben A, B, C gekennzeichnet, wobei eine erste Kraftaufnahmestruktur 20A in
Erste Ausführungsform 20A:First embodiment 20A:
In den
Es wird deutlich, dass es sich bei diesem Lordoseschild 1 um das eigentliche Schild als Schild-Grundstruktur 1' handelt, in dem „integriert“ mindestens ein Kraftaufnahmeelement 2 angeordnet ist, welches als eine erste Kraftaufnahmestruktur 20A ausgebildet ist.It is clear that this lumbar shield 1 is the actual shield as a shield base structure 1 ′, in which at least one
Die erste Kraftaufnahmestruktur 20A ist derart ausgebildet, dass einzelne Kraftaufnahmeelemente 2 parallel zueinander gemäß der Richtungsdefinition, in dieser Patentanmeldung in y-Richtung liegend, in der späteren Einbausituation des Lordoseschildes 1 horizontal angeordnet sind.The first force absorbing structure 20A is designed in such a way that individual
Die Kraftaufnahmeelemente 2 selbst sind bei dieser Ausführungsform nicht miteinander verbunden beziehungsweise sind lediglich durch den Kunststoff, das heißt die Kunststoffmatrix der Schild-Grundstruktur 1' des Lordoseschildes 1 miteinander verbunden. Die Kunststoffmatrix umgibt die Kraftaufnahmeelemente 2.In this embodiment, the
Die Schild-Grundstruktur 1' des Lordoseschildes 1 besteht aus Kunststoff in Granulatform Go (ohne Fasern) oder aus Matrixmaterial, das heißt Kunststoff als feines Granulat GK mit kurzer Faserlänge oder aus Matrixmaterial als grobes Granulat GL mit längerer Faserlänge.The shield basic structure 1′ of the lumbar shield 1 consists of plastic in granular form Go (without fibers) or matrix material, ie plastic as fine granules G K with short fibers or matrix material as coarse granules G L with longer fibers.
Stäbe und Strings der Kraftaufnahmeelemente 2 sind als endlosfaserverstärkte Kunststoffstränge ausgebildet, wobei die Fasern mit einem Kunststoff ummantelt, vorzugsweise zwischen den einzelnen Fasern eines Bündels in der Art einer Kunststoffmatrix getränkt sind. Die Stäbe und Strings der Kraftaufnahmeelemente 2 sind in der gewünschten Länge abgelängt und weisen, wie in den
Die Schild-Grundstruktur 1' des Lordoseschildes 1 umschließt bei der Herstellung, das heißt im Spritzgießprozess die Kraftaufnahmeelemente 2 im Sinne von Verstärkungen der Schild-Grundstruktur 1', wobei das Material der Schild-Grundstruktur 1' des Lordoseschildes 1 die Zwischenräume zwischen den Kraftaufnahmeelementen 2 schließt und die Kraftaufnahmeelemente 2 (ohne stoffliche Verbindung) umschließt oder das Material der Schild-Grundstruktur 1' des Lordoseschildes 1 die Zwischenräume zwischen den Kraftaufnahmeelementen 2 schließt und die Kraftaufnahmeelemente 2 (mit stofflicher Verbindung) umschließt, wie noch erläutert wird.During production, i.e. during the injection molding process, the shield basic structure 1' of the lordosis shield 1 encloses the
Die Rod's, das heißt die Kraftaufnahmeelemente 2 werden lastgerecht im Bauteil angeordnet, wobei sich die Faserrichtung der in den Rod's ebenfalls in y-Richtung angeordnet ist, wodurch eine Kraftaufnahmestruktur 20A in der Art eines Skeletts mit in vorteilhafter Weise unidirektional horizontal „in eine Richtung“ ausgerichteten Fasern gebildet ist, die in die Schild-Grundstruktur 1' des Lordoseschildes 1 integriert sind.The rods, i.e. the
Dabei ist gemäß der gezeigten Ausführungsform vorgesehen, dass die Kraftaufnahmestruktur 20A entweder vollständig in das Material integriert (vergleiche vorab
Die Kraftaufnahmeelemente 2 sind gemäß des Ausführungsbeispiels auf der Rückseite des Lordoseschildes 1 nur „teilweise“ in das Material des Lordoseschildes 1 als Schild-Grundstruktur 1' „eingebettet“ und bilden prominente horizontale Rippen beziehungsweise eine prominente Rippenstruktur.According to the exemplary embodiment, the
Die in den
Zweite Ausführungsform 20B:
Eine zweite Ausführungsform 20B einer Kraftaufnahmestruktur 20B kann beispielsweise eine Kreuz-Gitterstruktur gemäß den
Gemäß den
Die Schild-Grundstruktur 1' des Lordoseschildes 1 umschließt bei der Herstellung, das heißt im Spritzgießprozess, die als Kreuz-Gitterstruktur, mithin als Kraftaufnahmestruktur 20B angeordneten Kraftaufnahmeelemente 2 im Sinne von Verstärkungen der Schild-Grundstruktur 1', wobei das Material der Schild-Grundstruktur 1' des Lordoseschildes 1 die Zwischenräume zwischen den Kraftaufnahmeelementen 2 entweder ohne stoffliche Verbindung umschließt oder das Material der Schild-Grundstruktur 1' des Lordoseschildes 1 verschmilzt zumindest teilweise mit dem Material in den Zwischenräumen zwischen den Kraftaufnahmeelementen 2 mit stofflicher Verbindung, wie noch erläutert wird.During production, i.e. in the injection molding process, the shield basic structure 1' of the lumbar shield 1 encloses the
In der dargestellten Ausgestaltung ist die Schild-Grundstruktur 1' des Lordoseschildes 1 vollständig als Material-Vollkörper ausgebildet und weist insofern keine Öffnungen auf.In the illustrated embodiment, the shield basic structure 1 ′ of the lumbar shield 1 is designed entirely as a solid material body and therefore has no openings.
In anderen Ausgestaltungen kann die Schild-Grundstruktur 1' des Lordoseschildes 1 ebenfalls im Wesentlichen schildartig als Material-Vollkörper ausgebildet werden, in dem jedoch lokal Öffnungen (nicht dargestellt) zur Gewichtsreduzierung und/oder zur Anordnung von Bauteilen eines Lordosemechanismus und/oder eines Massagemechanismus vorgesehen sind.In other configurations, the shield basic structure 1′ of the lumbar shield 1 can also be designed essentially shield-like as a solid material body, but in which local openings (not shown) are provided for weight reduction and/or for arranging components of a lordosis mechanism and/or a massage mechanism are.
Die
Es versteht sich, dass solche lokalen Öffnungen insbesondere dann vorgesehen werden, wenn Bauteile des Lordosenmechanismus und/oder des Massagemechanismus in Schild-Grundstruktur 1' des Lordoseschildes 1 zu integrieren sind, worin ein Aspekt der Erfindung gesehen wird.It goes without saying that such local openings are provided in particular when components of the lordosis mechanism and/or the massage mechanism are to be integrated into the shield basic structure 1′ of the lordosis shield 1, which is seen as an aspect of the invention.
Es versteht sich, dass die Kraftaufnahmeelemente 2 der als Kreuz-Gitterstruktur ausgebildeten Kraftaufnahmestruktur 20B auch nur „teilweise“ in das Material der Schild-Grundstruktur 1' des Lordoseschildes 1 „eingebettet“ sein können, und eine ein- oder beidseitig nur teilweise in die Schild-Grundstruktur 1' des Lordoseschildes 1 eingebettete Rippenstruktur bilden können, wie es beispielsweise in Zusammenhang mit der Beschreibung der
Dritte Ausführungsform 20C:Third embodiment 20C:
In einer anderen dritten Ausführungsform 20C (nicht dargestellt) kann die Kraftaufnahmestruktur 20C eine Rahmenstruktur sein, bei der das/die Kraftaufnahmeelement/e 2 einen durchgehenden oder unterbrochenen umlaufenden Rahmen bildet, der im Wesentlichen der Kontur des Lordoseschildes 1 als Schild-Grundstruktur 1' entspricht.In another third embodiment 20C (not shown), the force absorbing structure 20C can be a frame structure in which the force absorbing element(s) 2 forms a continuous or interrupted peripheral frame which essentially corresponds to the contour of the lumbar shield 1 as the shield basic structure 1' .
Vierte Ausführungsform 20D:Fourth embodiment 20D:
In einer anderen vierten Ausführungsform 20D (nicht dargestellt) kann die Kraftaufnahmestruktur 20D eine Mäanderstruktur sein, bei der das/die Kraftaufnahmeelement/e 2 einen durchgehenden oder unterbrochenen Mäander bilden.In another fourth embodiment 20D (not shown), the force absorbing structure 20D can be a meandering structure in which the force absorbing element(s) 2 form a continuous or interrupted meander.
Fünfte Ausführungsform 20E:Fifth embodiment 20E:
In einer anderen fünften Ausführungsform 20E (nicht dargestellt) kann die Kraftaufnahmestruktur 20E eine aus Einzelsträngen gemäß den
Ein Sonderfall eines Lordose-Stützelementes ist in
Sechste Ausführungsform 20F:
Die sechste Kraftaufnahmestruktur 20F aus Kraftaufnahmeelementen 2 bildet als Lordose-Stützelement eine Lordosematte 2', die im Ausführungsbeispiel als Kreuz-Gitterstruktur gemäß der zweiten Ausführungsform 20B als Matten-Grundstruktur ausgebildet ist, die zusätzlich mit einer Rahmenstruktur kombiniert ist. Es sind keine Einzelstränge von Kraftaufnahmeelementen 2 vorgesehen. Mit anderen Worten, alle Kraftaufnahmeelement 2 stehen miteinander in Verbindung und sind endseitig mit der Rahmenstruktur verbunden.The sixth
Vorgesehen ist, dass die Kraftaufnahmeelemente 2 parallel zueinander und gemäß der Richtungsdefinition in dieser Patentanmeldung in y-Richtung und in z-Richtung liegend in der späteren Einbausituation des Lordoseschildes 1 horizontal und vertikal angeordnet sind.Provision is made for the
Die Kraftaufnahmeelemente 2, welche die Kreuz-Gitterstruktur bilden, sind bei dieser Ausführungsform zudem alle gleich lang, jedoch nicht - wie dargestellt - zwingend in gleichen Abständen zueinander angeordnet. So kann es hier ebenfalls beispielsweise durch eine Häufung von Kraftaufnahmeelementen 2 im lokalen Zentrum Z zu einer größeren Verstärkungswirkung in diesem Bereich kommen.The
Bei dieser sechsten Ausführungsform 20F entfällt somit das großflächige Umspritzen der Rod's, das heißt der Kraftaufnahmeelemente 2 beziehungsweise der Kreuz-Gitterrahmenstruktur. Insbesondere der Rahmen ist von Bedeutung, wenn das Lordose-Stützelement nicht umspritzt wird, sondern die Kraftaufnahmestruktur 20F an sich bildet die Matten-Grundstruktur der Lordosematte 2'. Der Rahmen bildet somit randseitig die schildartige Struktur der Lordosematte 2', die bei den vorhergehenden Ausführungsformen durch die Schild-Grundstruktur 1' des Lordoseschildes 1 gebildet wird.In this
Es versteht sich, dass die als Lordosematte 2' vorgestellte Kraftaufnahmestruktur 20F auch in eine Schild-Grundstruktur 1' eines aus Kraftaufnahmestruktur 20F und der Schild-Grundstruktur 1' ausgebildeten Lordoseschildes 1 verwendbar ist.It goes without saying that the
Für alle Ausführungsformen gilt, dass die Kraftaufnahmeelemente 2 der Kraftaufnahmestrukturen 20A, 20B, 20C, 20D, 20E, 20F in einer Ebene (y/z-Ebene) oder in mehreren Ebenen (y/z-Ebenen) (vergleiche die
Zur Rod- und Spritzgussmaterialherstellung:For rod and injection molding material production:
Wie bereits bei der Bauteilstruktur erwähnt, handelt es sich bei den Rod's um Einzelfaserbündel die mit einer Kunststoffmatrix getränkt sind und in der Form eines Kabels oder Strings endlos vorliegen.As already mentioned in the component structure, the rods are individual fiber bundles that are impregnated with a plastic matrix and are in the form of a cable or string in endless form.
Es ist bevorzugt vorgesehen, dass die Rod's neben dem als Umspritzmaterial vorgesehenen Granulat GK, GL in einer gemeinsamen Fertigungslinie hergestellt werden. Das Granulat GK, GL wird für die Spritzgießprozesse verwendet. Das heißt, dass jeweilige Granulat GK, GL wird bei der Herstellung der Schild-Grundstruktur 1' des erfindungsgemäßen Lordoseschildes 1 verwendet, es sei denn, es handelt sich um ein Umspritzmaterial ohne Faserverstärkung, dann wird selbstverständlich ein thermoplastischer Kunststoff ohne Fasermaterial verwendet.Provision is preferably made for the rods to be produced in a common production line in addition to the granules G K , G L provided as overmolding material. The granules G K , G L are used for the injection molding processes. This means that the respective granulate G K , G L is used in the production of the shield basic structure 1 ′ of the lumbar shield 1 according to the invention, unless it is an overmoulding material without fiber reinforcement, in which case a thermoplastic material without fiber material is of course used.
Das Granulat liegt entweder als sogenanntes Kurzfasermaterial GK oder als sogenanntes Langfasermaterial GL vor. Dies ist abhängig von der durchschnittlichen Länge der Granulatkörner. Im Unterschied zu diesem Material werden die Rod's endlos weiter produziert und können dann in einer gewünschten Länge getrennt werden.The granulate is available either as so-called short-fiber material G K or as so-called long-fiber material G L . This depends on the average length of the granules. In contrast to this material, the rods are produced endlessly and can then be cut to a desired length.
Die Rod's können eine Langfaserlänge bis theoretisch endlos aufweisen. Bevorzugt werden Längen von 10 cm bis 1 km, besonders bevorzugt zwischen 70 cm und 500 m hergestellt.The rods can have a long fiber length that is theoretically endless. Lengths of 10 cm to 1 km, particularly preferably between 70 cm and 500 m, are preferably produced.
Der Vorteil an der Materialgleichheit zwischen Rod's und Umspritzmaterial besteht insbesondere in vorteilhafter Weise in der erzielten Sortenreinheit. Das wirkt sich sowohl auf die Herstellung als auch auf das mögliche verbesserte Recycling aus.The advantage of the same material between rods and overmolding material consists particularly advantageously in the type purity achieved. This affects both the production and the possible improved recycling.
Es ist in einer bevorzugten Ausgestaltung vorgesehen, dass das Kunststoffmaterial der Rod's bei Zugabe des Umspritzmaterials im Spritzgussprozess oder einem anderen Herstellungsprozess (zumindest teilweise) schmilzt, sodass es sich mit dem gleichen Kunststoff des eingespritzten Umspritzmaterial in bevorzugter Ausgestaltung stofflich verbindet, ohne dabei den Kontakt zu den Fasern oder Faserbündeln zu verlieren.In a preferred embodiment, it is provided that the plastic material of the rods melts (at least partially) when the overmolding material is added in the injection molding process or another manufacturing process, so that in a preferred embodiment it is materially connected to the same plastic of the injected overmolding material without making contact to lose the fibers or fiber bundles.
Beim Recycling liegen dann nur die thermoplastische Kunststoffmatrix und die Fasern vor, was zu einer sortenreinen Trennung führt, da es sich bei der o.g. Materialgleichheit dann ausschließlich um eine thermoplastische Kunststoffart und eine einzige Faserart handelt, wobei sich die Fasern aufgrund der Schmelzfähigkeit der jeweiligen thermoplastischen Kunststoffart sehr einfach vom Kunststoff trennen lassen.During recycling, only the thermoplastic matrix and the fibers are then present, which leads to pure separation, since the above-mentioned material equality is then exclusively one type of thermoplastic material and a single type of fiber, with the fibers being different due to the meltability of the respective type of thermoplastic material very easy to separate from the plastic.
Der Vorteil der endlosen unidirektionalen Faserbündel in den Rod's, das heißt, insbesondere in den Kraftaufnahmeelementen 2 liegt, wie bereits erwähnt, in der erhöhten möglichen Kraftaufnahme und somit der Übertragung von höheren Kräften, da dies hauptsächlich von den Fasern und deren Länge abhängt, wobei die Fasern aus den Granulaten GK und GL im Vergleich zu Endlosfasern zwar kürzer sind, jedoch die gewünschte Kraftaufnahmefunktion bewirken.The advantage of the endless unidirectional fiber bundles in the rods, i.e. in particular in the
Insbesondere bei höheren Fahrzeugtemperaturen bei denen kurz- oder langfaserverstärkte thermoplastische Bauteile aufgrund ihrer temperaturabhängigen Erweichung an ihre mechanischen Grenzen stoßen, tragen diese unidirektionalen Faserstränge in den Kraftaufnahmeelementen 2 wesentlich zur Stabilität des Bauteils, insbesondere des Lordoseschildes 1 und der Lordosematte 2' bei. Das ist insbesondere im Hinblick auf eine gleichzeitige Verwendung mit einer Sitzheizung oder beim Einsatz des Fahrzeuges in sogenannten Heiß- beziehungsweise Superheißländern mit hoher Sonneneinstrahlung von Vorteil.Especially at higher vehicle temperatures, where short- or long-fiber-reinforced thermoplastic components reach their mechanical limits due to their temperature-dependent softening, these unidirectional fiber strands in the
Nachfolgend wird ergänzend die erfindungsgemäß Herstellung eines Lordose-Stützelementes gemäß der Erfindung, insbesondere die Herstellung des Lordoseschildes 1 erläutert.The production of a lordosis support element according to the invention, in particular the production of the lordosis shield 1, is explained in addition below.
Das Lordoseschild 1 wird bevorzugt in einem Spritzgießprozess aus einem thermoplastischen Kunststoff hergestellt.The lordosis shield 1 is preferably produced from a thermoplastic material in an injection molding process.
Alternativ dazu können auch andere Verfahren, wie zum Beispiel das Formpressen von Kunststoff, verwendet werden, um das Lordoseschild 1 herzustellen.Alternatively, other methods such as plastic compression molding may be used to manufacture the lordosis shield 1.
Die als Halbzeuge vorbereiteten Rod's, das heißt die einzelnen Kraftaufnahmeelemente 2 oder bevorzugt, die als eine Unterbaugruppe hergestellten Kraftaufnahmestrukturen 20A, 20B, 20C, 20D, 20E werden in ein Spritzgusswerkzeug eingelegt und dann bevorzugt mit dem gleichen Material wie das Material der Kraftaufnahmeelemente 2 beziehungsweise Kraftaufnahmestrukturen 20A, 20B, 20C, 20D, 20E vollständig oder zumindest teilweise (mit stofflicher Verbindung zu den Kraftaufnahmeelementen 2 oder ohne stoffliche Verbindung zu den Kraftaufnahmeelementen 2) angespritzt/umspritzt.The rods prepared as semi-finished products, i.e. the individual
Diese Vorgehensweise sorgt für unidirektionale Faserstränge innerhalb der Schild-Grundstruktur 1' mit oder ohne stoffliche Verbindung zu den Rod's, durch die wie zuvor im Spritzgusswerkzeug angeordneten Rod's, die bevorzugt aus dem gleichen Kunststoff und vorzugsweise mit den im Granulat GK, GL vorgesehenen Kurz- oder Langfasern des erläuterten Umspritzmaterials umgeben sind.This procedure ensures unidirectional fiber strands within the shield basic structure 1 'with or without material connection to the rods, through the rods arranged as before in the injection molding tool, which are preferably made of the same plastic and preferably with the short provided in the granulate G K , G L - Are surrounded or long fibers of the encapsulation material explained.
Der Einlegeprozessschritt, der als Halbzeuge vorbereiteten Rod's, das heißt die einzelnen Kraftaufnahmeelemente 2 oder bevorzugt der als Unterbaugruppe hergestellten Kraftaufnahmestrukturen 20A, 20B, 20C, 20D, 20E, ist idealerweise automatisiert und sorgt für eine schnelle Taktung beim Herstellen.The insertion process step, the rods prepared as semi-finished products, ie the individual
Bevorzugt erfolgt das Herstellen der als Halbzeuge vorbereiteten Rod's, das heißt die einzelnen Kraftaufnahmeelemente 2 oder bevorzugt der als Unterbaugruppe hergestellten Kraftaufnahmestrukturen 20A, 20B, 20C, 20D, 20E, somit in einem dem Spritzgießprozess, bei dem die Schild-Grundstruktur 1' hergestellt wird, vorgelagerten Schritt.The rods prepared as semi-finished products, i.e. the individual
Wie oben erwähnt, können die einzelnen Kraftaufnahmeelemente 2 oder die Kraftaufnahmestrukturen 20A, 20B, 20C, 20D, 20E, 20F in unterschiedlichster geometrischer Form vorliegen, wobei die Auswahl der Anordnung der Kraftaufnahmeelemente 2 den Anforderungen an die Bauteile unterliegen. Die einfachste Art sind einzelne Kraftaufnahmeelemente 2.As mentioned above, the individual
Bevorzugt wird aber eine Art Kraftaufnahmestruktur 20A, 20B, 20C, 20D, 20E und/oder ein Rahmen ausgebildet, um aus einzelnen Strängen eine Unterbaugruppe herzustellen, die in vorteilhafter Weise für die weiteren Prozessschritte auch einfacher handhabbar ist.However, a type of
Es ist vorgesehen, dass dann, wenn die Kraftaufnahmestrukturen keine nahezu gradlinigen Kraftaufnahmeelemente 2 aufweisen, und Einzelstränge in Schlaufen oder Mäandern als Kraftaufnahmestrukturen ausgebildet werden sollen, mehrere nebeneinanderliegende oder räumlich gekrümmte Rod's auszubilden.If the force absorbing structures do not have any almost straight-line
Diese Schlaufen oder Mäander können bevorzugt aus einem quasi endlosen Kunststoffstrang aus Stäben und Strings hergestellt werden, indem der Kunststoff der Rod's (Stäbe und Strings) auf eine Temperatur erwärmt wird, bei der die Rod's aufgrund ihrer thermoplastischen Art in die gewünschte geometrische Form verformbar sind.These loops or meanders can preferably be produced from a quasi-endless strand of plastic made of rods and strings by heating the plastic of the rods (rods and strings) to a temperature at which the rods can be deformed into the desired geometric shape due to their thermoplastic nature.
In vorteilhafter Weise werden die enthaltenen Fasern aufgrund ihrer Flexibilität, ohne das die Fasern selbst auf ihre Schmelztemperatur erwärmt werden müssen, zusammen mit dem sie umgebenden Kunststoff unter Ausbildung einer veränderten neuen Kunststoffmatrix in ihre neue Lage gebracht.Due to their flexibility, the fibers contained are brought into their new position together with the plastic surrounding them, forming a changed new plastic matrix, without the fibers themselves having to be heated to their melting temperature.
Es ist vorgesehen, dass der erwärmte Kunststoff, das heißt die erwärmte Kunststoffmatrix eines faserverstärkten Rod's in ihren verformbaren thermoplastischen Temperaturbereich gebracht wird, sodass das gewünschte auszubildende Kraftaufnahmeelement 2 auf einer konturgebenden Vorrichtung verformbar ist. Die konturgebende Vorrichtung weist beispielsweise eine Außenkontur auf, die der gewünschten Kontur oder Lage des zu anzufertigenden Kraftaufnahmeelementes 2 entspricht, welches in vorteilhafter Weise nach Aushärtung des thermoplastischen Kunststoffs in jede bleibende gewünschte Form verformt werden kann.It is provided that the heated plastic, ie the heated plastic matrix of a fiber-reinforced rod, is brought into its deformable thermoplastic temperature range, so that the desired force absorption can be achieved
Beispielsweise ist es auch denkbar, dass das formbare Kraftaufnahmeelement 2 über markante konturgebende Umlenkpunkte, die eine Kontur anhand dieser Umlenkpunkte ausbildet, gewickelt wird.For example, it is also conceivable that the malleable
Diese konturgebende Vorrichtung oder die konturgebenden Umlenkpunkte können zur Erzeugung eines Halbzeuges außerhalb des Spritzgießwerkzeugs oder auch innerhalb des Spritzgießwerkzeugs angeordnet sein.This contouring device or the contouring deflection points can be arranged to produce a semi-finished product outside the injection mold or inside the injection mold.
Beispielsweise wird vorgeschlagen, dass die Kraftaufnahmeelemente 2, die Rod's geradlinig in das Spritzgusswerkzeug eingelegt werden und eine Kraftaufnahmeelementes-Umformung durch das Schließen des Spritzgießwerkzeugs herbeigeführt wird, indem sich die Kraftaufnahmeelemente 2 entweder nach der Erwärmung durch ihre Schwerkraft verformen oder in dem Spritzgießwerkzeug die erläuterten konturgebenden Vorrichtungen auf das mindestens eine Kraftaufnahmeelement 2 wirken.For example, it is proposed that the
Dabei ist vorgesehen, dass das Kraftaufnahmeelement 2 nach Ende der Wärmezufuhr wieder und zwar in der vorgegebenen Form erstarrt.It is provided that the
Das Werkzeug ist in einer bevorzugten Ausgestaltung derart konstruiert, dass das mindestens eine Kraftaufnahmeelement 2 unter einer Vorspannung gehalten und nach der Erwärmung unter Vorspannung wieder erkaltet und verfestigt wird. Dabei wird die Vorspannung nur so groß gewählt, dass sie sich positiv auf die mechanischen Eigenschaften der Kraftaufnahmeelemente 2 auswirkt und die Kraftaufnahmeelemente 2 nicht durch Überspannung zum Brechen oder Reißen neigen.In a preferred embodiment, the tool is constructed in such a way that the at least one
Vorgesehen ist ferner, dass die konturgebende Vorrichtung oder die konturgebenden Umlenkpunkte zur geometrische Gestaltung beziehungsweise Umgestaltung des mindestens einen Kraftaufnahmeelementes 2 im Werkzeug verliersicher gegebenenfalls auswechselbar angeordnet sind.It is also provided that the contouring device or the contouring deflection points for the geometric configuration or reconfiguration of the at least one
Sollen die/das Kraftaufnahmeelement/e 2 beziehungsweise die Kraftaufnahmestrukturen 20A, 20B, 20C, 20D, 20E, 20F nach ihrer Vorfertigung mit der Schild-Grundstruktur 1' des Lordoseschildes 1 verschmelzen, das heißt stofflich verbunden werden, ist vorgesehen, dass den Elementen oder Strukturen erneut Wärme zugeführt wird, damit zumindest die obere Schicht der Elemente oder Strukturen in der gewünschten Schichttiefe aufschmilzt. Dieser Vorgang kann bevorzugt auch dadurch hervorgerufen werden, dass die zur Ausgestaltung der Schild-Grundstruktur 1' im Herstellungsprozess hinzugefügte thermoplastische Kunststoffmatrix auf eine Temperatur erhitzt und zugegeben wird, die ausreicht, um die Elemente oder aus den Elementen bestehenden Strukturen an- oder aufzuschmelzen, wobei dafür gesorgt wird, dass die Strangstrukturen durch das An- oder Aufschmelzen nicht verloren gehen.If the force absorbing element(s) 2 or the
Das Verschmelzen mit der Schild-Grundstruktur 1' wird bevorzugt vorgesehen.The fusion with the shield base structure 1' is preferably provided.
Ein Verschweißen oder Verschmelzen durch das erhitzte Kunststoffmaterial der Kraftaufnahmeelemente 2 selbst wird gegenüber anderen Verbindungsverfahren, wie zum Beispiel Kleben, bei dem zusätzliches Material zur Herstellung der Klebeverbindung hinzugefügt werden muss, bevorzugt. Bei dem Klebstoff kann es sich, insofern das Kleben zur Anwendung kommt, in vorteilhafter Weise um denjenigen Kunststoff handeln, der auch zum Spritzgießen der Schild-Grundstruktur 1' verwendet wird.Welding or fusing by the heated plastics material of the
Insbesondere die in den Figuren dargestellten Kreuzungspunkte der Kraftaufnahmeelemente 2 sollen bevorzugt - ohne Zugabe von zusätzlichem Kunststoffmaterial - als vorproduziertes Halbzeug oder in dem Spritzgießwerkzeug nach Einlegen der Kraftaufnahmeelemente 2 untereinander verschweißt oder verschmolzen und mit der Schild-Grundstruktur 1' des Lordoseschildes 1 miteinander verschweißt oder verschmolzen werden.In particular, the crossing points of the
Ebenso ist es denkbar, die Rod's geradlinig in das Spritzgusswerkzeug einzulegen und eine Rod-Umformung durch das Schließen des temperierten Werkzeugs herbeizuführen.It is also conceivable to insert the rods in a straight line into the injection molding tool and to bring about rod reshaping by closing the temperature-controlled tool.
Das Werkzeug ist idealerweise so konstruiert, dass die Rod's unter einer Vorspannung gehalten werden, die sich, wenn sie nicht zu groß gewählt wird, positiv auf die mechanischen Eigenschaften der Rod's und der Lordoseschildstruktur auswirken und gleichzeitig verhindern, dass Rod's vor dem Umspritzen aus dem Werkzeug fallen oder eine andere Position einnehmen.The mold is ideally designed in such a way that the rods are kept under a preload which, if not chosen too large, has a positive effect on the mechanical properties of the rods and the lumbar shield structure and at the same time prevents the rods from falling out of the mold before overmolding fall or change position.
Allerdings kann bereits die geometrische Gestaltung des Werkzeuges dazu führen, dass die Rod's oder die Rodstrukturen im Werkzeug verliersicher verbleiben/verbleibt.However, the geometric design of the tool can already lead to the rods or the rod structures remaining/remaining captive in the tool.
Die Hauptvorteile der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Lordoseschildes 1 und der Lordosematten 2' und ihrer Erstellungsweise, sind die Gewichtseinsparung bei gleichzeitig günstigen Material-, Prozess- und Bauteilkosten, die mechanische Stabilität und die einfache Art des Recyclings am Ende des Bauteillebens. Die zuvor beschriebene Materialgleichheit (Sortenreinheit) des Materials des Kraftaufnahmeelementes 2 und des Lordoseschildes 1 ist von besonderem Vorteil, da die Herstellung vereinfacht und ein einheitlicher Recyclingprozess möglich wird. Zudem ist als weiterer Vorteil die Dauerfestigkeit des Lordoseschildes 1 beziehungsweise der Lordosematte 2' erhöht.The main advantages of the inventive design of the lordosis shield 1 and the Lordo sematten 2' and the way it is produced are the weight savings combined with low material, process and component costs, the mechanical stability and the simple way of recycling at the end of the component's life. The previously described material equality (purity of type) of the material of the
BezugszeichenlisteReference List
- 100100
- Fahrzeugsitzvehicle seat
- 1S1S
- Lordoseschild (Stand der Technik) Lumbar shield (state of the art)
- 11
-
Lordoseschild mit Grundstruktur 1' und Kraftaufnahmeelement/en 2Lumbar shield with basic structure 1' and force absorption element/
s 2 - 1'1'
- Schild-Grundstruktur des Lordoseschildes Shield basic structure of the lordosis shield
- 2'2'
-
Lordosematte aus Kraftaufnahmeelementen 2
Lordosis mat made of
force absorbing elements 2 - GG
- Granulatgranules
- GoGo
- Granulat ohne FasernGranules without fibers
- GKGC
- Granulat mit kurzer Faserlänge (Kurzfasergranulat)Granules with short fiber length (short fiber granules)
- GLGL
- Granulat mit längerer Faserlänge (Langfasergranulat) Granules with longer fiber length (long fiber granules)
- 22
- Kraftaufnahmeelementforce absorbing element
- 2020
- Kraftaufnahmestrukturforce absorbing structure
- 20A20A
- erste Ausführungsform der Kraftaufnahmestrukturfirst embodiment of the force absorbing structure
- 20B20B
- zweite Ausführungsform der Kraftaufnahmestruktursecond embodiment of the force absorbing structure
- 20C20c
- dritte Ausführungsform der Kraftaufnahmestruktur (nicht dargestellt)third embodiment of the force absorbing structure (not shown)
- 20D20D
- vierte Ausführungsform der Kraftaufnahmestruktur (nicht dargestellt)fourth embodiment of the force absorbing structure (not shown)
- 20E20E
- fünfte Ausführungsform der Kraftaufnahmestruktur (nicht dargestellt)fifth embodiment of the force absorbing structure (not shown)
- 20F20F
- sechste Ausführungsform der Kraftaufnahmestruktur sixth embodiment of the force absorbing structure
- ZZ
- lokales Zentrum local center
- xx
- horizontale Richtung orthogonal zu y und zhorizontal direction orthogonal to y and z
- yy
- horizontale Richtung orthogonal zu x und zhorizontal direction orthogonal to x and z
- ze.g
- vertikale Richtung orthogonal zu x und yvertical direction orthogonal to x and y
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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.This list of documents cited by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
- DE 102007034187 A1 [0006]DE 102007034187 A1 [0006]
Claims (16)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102021201069.5A DE102021201069A1 (en) | 2021-02-05 | 2021-02-05 | Lumbar support elements made of plastic |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102021201069.5A DE102021201069A1 (en) | 2021-02-05 | 2021-02-05 | Lumbar support elements made of plastic |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102021201069A1 true DE102021201069A1 (en) | 2022-08-11 |
Family
ID=82493381
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102021201069.5A Pending DE102021201069A1 (en) | 2021-02-05 | 2021-02-05 | Lumbar support elements made of plastic |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102021201069A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102022131303A1 (en) | 2022-11-25 | 2024-05-29 | Grammer Aktiengesellschaft | Vehicle seat |
Citations (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5050930A (en) | 1989-08-04 | 1991-09-24 | Wilhelm Schuster | Lordosis-support backrest for a vehicle seat |
DE4220995A1 (en) | 1992-06-26 | 1994-01-27 | Ameu Management Corp Luxembour | Arching device, in particular for seat backrests |
WO1999052703A1 (en) | 1998-04-15 | 1999-10-21 | Rcc Regional Compact Car Ag | Structural component consisting of fibre-reinforced thermoplastic plastic |
DE10145206A1 (en) | 2001-09-07 | 2003-03-27 | Brose Fahrzeugteile | Upholstery support for car seat back has series of projecting fingers around its edges which have greater flexibility than central section |
DE10220028A1 (en) | 2002-05-04 | 2003-11-13 | Joerg Schwarzbich | Seat insert and process for its manufacture |
US20050023880A1 (en) | 2003-06-20 | 2005-02-03 | Francois Fourrey | Automobile vehicle seat back frame, and process for manufacturing such a frame |
JP2005138675A (en) | 2003-11-05 | 2005-06-02 | Toyota Boshoku Corp | Seat back for vehicle seat |
DE102006012699A1 (en) | 2006-03-17 | 2007-09-20 | Johnson Controls Gmbh | Three dimensional structure useful in the interior of motor vehicle, comprises plastic region reinforced with non-directional long fibers and other plastic region reinforced with multi-dimensional directional long glass fibers |
US7425036B2 (en) | 2005-08-23 | 2008-09-16 | Schukra Of North America, Ltd. | Comfort belt spring pulley |
DE102007034187A1 (en) | 2007-07-23 | 2009-01-29 | Fico Cables Lda | Support mat for a motor vehicle seat |
EP2272706A2 (en) | 2009-07-06 | 2011-01-12 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Seat shell of a motor vehicle and method for producing same |
DE102010007052A1 (en) | 2010-02-06 | 2011-08-11 | Sitech Sitztechnik GmbH, 38442 | Plastic backrest with functional elements formed or coated from plastic |
DE102013222923A1 (en) | 2013-11-11 | 2015-05-13 | Hyundai Motor Company | Impact-resistant structural component for motor vehicle and manufacturing method thereof |
US20190315255A1 (en) | 2018-04-12 | 2019-10-17 | Ts Tech Co., Ltd. | Conveyance seat |
-
2021
- 2021-02-05 DE DE102021201069.5A patent/DE102021201069A1/en active Pending
Patent Citations (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5050930A (en) | 1989-08-04 | 1991-09-24 | Wilhelm Schuster | Lordosis-support backrest for a vehicle seat |
DE4220995A1 (en) | 1992-06-26 | 1994-01-27 | Ameu Management Corp Luxembour | Arching device, in particular for seat backrests |
WO1999052703A1 (en) | 1998-04-15 | 1999-10-21 | Rcc Regional Compact Car Ag | Structural component consisting of fibre-reinforced thermoplastic plastic |
DE10145206A1 (en) | 2001-09-07 | 2003-03-27 | Brose Fahrzeugteile | Upholstery support for car seat back has series of projecting fingers around its edges which have greater flexibility than central section |
DE10220028A1 (en) | 2002-05-04 | 2003-11-13 | Joerg Schwarzbich | Seat insert and process for its manufacture |
US20050023880A1 (en) | 2003-06-20 | 2005-02-03 | Francois Fourrey | Automobile vehicle seat back frame, and process for manufacturing such a frame |
JP2005138675A (en) | 2003-11-05 | 2005-06-02 | Toyota Boshoku Corp | Seat back for vehicle seat |
US7425036B2 (en) | 2005-08-23 | 2008-09-16 | Schukra Of North America, Ltd. | Comfort belt spring pulley |
DE102006012699A1 (en) | 2006-03-17 | 2007-09-20 | Johnson Controls Gmbh | Three dimensional structure useful in the interior of motor vehicle, comprises plastic region reinforced with non-directional long fibers and other plastic region reinforced with multi-dimensional directional long glass fibers |
DE102007034187A1 (en) | 2007-07-23 | 2009-01-29 | Fico Cables Lda | Support mat for a motor vehicle seat |
EP2272706A2 (en) | 2009-07-06 | 2011-01-12 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Seat shell of a motor vehicle and method for producing same |
DE102010007052A1 (en) | 2010-02-06 | 2011-08-11 | Sitech Sitztechnik GmbH, 38442 | Plastic backrest with functional elements formed or coated from plastic |
DE102013222923A1 (en) | 2013-11-11 | 2015-05-13 | Hyundai Motor Company | Impact-resistant structural component for motor vehicle and manufacturing method thereof |
US20190315255A1 (en) | 2018-04-12 | 2019-10-17 | Ts Tech Co., Ltd. | Conveyance seat |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102022131303A1 (en) | 2022-11-25 | 2024-05-29 | Grammer Aktiengesellschaft | Vehicle seat |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0561151B1 (en) | Method for producing beams of fibrereinforced plastics material for motorcar bumpers and such beams | |
DE102010003497B4 (en) | Method for producing an impact protection element | |
EP1071554B1 (en) | Structural component consisting of fibre-reinforced thermoplastic plastic | |
EP0976620B1 (en) | Roll-over bar | |
DE102009040901B4 (en) | Process for manufacturing supporting structures in motor vehicles | |
DE10228406B4 (en) | Use of a composite component and method for producing the composite component used | |
EP2531374B1 (en) | Plastic seat-back made of or coated with plastic | |
DE102012213308A1 (en) | Battery pack housing assembly for electric and hybrid vehicles using a plastic composite material and method of making the same | |
EP2651751A1 (en) | Body module component, and method for the production thereof | |
EP1268164B1 (en) | Component consisting of a fibre-reinforced synthetic material and a method for producing same | |
DE102012020184A1 (en) | Rod element e.g. torsion bar spring for motor vehicle e.g. passenger car, has fiber reinforced plastic (FRP) tube whose bending point is non-circular cross-section shaped and provided with adjacent layers | |
WO2012055489A1 (en) | Elastic bearing for a component and method for producing the same | |
EP3009249B1 (en) | Method for producing a hybrid composite component from organosheets and a metallic reinforcing element | |
EP1567385A1 (en) | Control panel and method for the production thereof | |
DE102021201069A1 (en) | Lumbar support elements made of plastic | |
DE10326422A1 (en) | Fiber reinforced plastic profile with internal ribs manufacturing process involves wrapping cores in fiberous material, placing the cores together and wrapping again around the combined profile | |
EP0641687B1 (en) | Impact and/or shock absorbing component, in particular nudge bar and method of producing the same | |
DE102011014244A1 (en) | Automotive fiber reinforced plastic component used for motor vehicle manufacture, has fiber insert comprising reinforcing and metal fibers, that is selected from group consisting of mat, mesh, fabric, knitted fabric and/or non-woven form | |
DE102017211625B4 (en) | Method for producing a bearing bush, bushing and handlebar for a suspension of a motor vehicle | |
WO2012140019A2 (en) | Seat body for a motor vehicle seat | |
DE10253300A1 (en) | Fiber reinforced composite material for highly loaded structural elements incorporates at least in certain sections a layer of carbon fibers running parallel to the load paths | |
EP1500578B1 (en) | Module support and method for its compression moulding | |
DE102020200027B4 (en) | Plastic structure, in particular an armrest structure with an integrated force absorbing element, and method for producing a plastic structure | |
DE102008023208A1 (en) | Component for use in hybrid construction, has reinforcement integrated in support material containing plastic and arranged in definite position in support material as open meshed network or grating structure | |
DE102011107512B4 (en) | Ductile CFRP structure |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R163 | Identified publications notified | ||
R012 | Request for examination validly filed |