DE19845730A1 - Polsterträger - Google Patents
PolsterträgerInfo
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- A47C7/18—Seat parts having foamed material included in cushioning part
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Description
Die Erfindung betrifft einen Polsterträger für einen Sitz oder eine Sitzbank,
insbesondere zur Verwendung in einem Fahrzeug.
Ein derartiger Polsterträger ist beispielsweise bekannt aus der
DE 195 41 999-A1 (B64D11/06). Dort wird ein als Sitzteil ausgeführter Polsterträger
beschrieben, der in Form einer Schale ausgeführt ist und aus Kunststoff
oder Blech bestehen kann. Der dort beschriebene Polsterträger ist bevor
zugt Bestandteil eines Fluggastsitzes. Daraus kann abgeleitet werden, daß
mit der dort beschriebenen Konfiguration eine besonders leichte Bauweise
möglich ist.
Ein anderer Aufbau für einen Leichtbausitz ist beschrieben worden in dem
Vortrag "Moderne Faserwerkstoffe und Kunststoffe am Fahrzeugsitz"
(Kmitta - Haus der Technik - Tagung Fahrzeugsitze vom 27./28. September 1994 - Ver
anstaltungsnummer 30-735-056-4). In der Abb. 15 wird eine soge
nannte Hybridlehne gezeigt, bei der als Polsterträger ein kraft- und drehmo
mentübernehmendes Metallstrukturteil verwendet wird, das mit flächig ver
steifendem Polyurethan-Hartschaum verbunden ist. Die dort gezeigte Me
tallstruktur ist hinsichtlich ihres Aufbaus vergleichbar mit einem Leichtbau
sitz, der in der Autozeitung 10/97 auf der Seite 52 beschrieben wird. Das
dort gezeigte Sitzgestell ist im wesentlichen konventionell ausgeführt und
wird zur Reduzierung von Gewicht aus Leichtmetall, bevorzugt einem Ma
gnesium-Druckguß, hergestellt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für Polsterträger von Sitzen oder
Sitzbänken einen weiteren Weg zur Gewichtsreduzierung aufzuzeigen.
Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Polsterträger gemäß den Merkmalen
des Patentanspruchs 1. Die Unteransprüche betreffen besonders zweckmä
ßige Weiterbildungen der Erfindung.
Erfindungsgemäß wird der Polsterträger als Sandwichaufbau ausgeführt, bei
dem eine einem Weichpolster zugeordnete Formschale einerseits und ein
Rückwandelement andererseits zwischen sich ein Formschaumteil ein
schließen. Dieses Formschaumteil ist bevorzugt als Hartschaum mit einem
sogenannten Raumgewicht von 10-30 Gramm pro Liter ausgeführt. Das
Hartschaumteil kann dabei entweder als Einlegeteil ausgeführt sein, das
zwischen die Formschale und das Rückwandelement gelegt wird oder aber
in einen aus der Formschale und dem Rückwandelement gebildeten Hohl
raum eingeschäumt sein.
Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Polsterträgers ist darin zu
sehen, daß mit ganz konventionellen Umformtechniken die Formschale und
das Rückwandelement beispielsweise aus Leichtmetall-Blechplatinen her
stellbar sind. Ebenso kann ein entsprechend konturierter Hartschaumblock
konventionell gefertigt sein und dann entweder als loses Teil zwischen die
Blechformkörper gelegt oder aber an wenigstens einen der Blechformkörper
angeklebt werden. Die Verbindung der Blechteile untereinander kann bei
spielsweise durch Kleben und/oder Nieten und/oder Schweißen und/oder
Falzen erreicht werden.
Nach einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist beispielsweise die
Formschale insbesondere im Bereich einer den Insassenkörper aufnehmen
den Mulde partiell gelocht. Durch diese Lochung wird einerseits eine weitere
Gewichtsreduktion erreicht und andererseits auch dafür gesorgt, daß durch
Schwitzen des Insassen entstehende Feuchtigkeit in das Hartschaumteil
hinein entweichen kann. Dem erfindungsgemäßen Polsterträger kann damit
auch eine Klimafunktion zugewiesen werden.
Durch die hier vorgeschlagene Sandwichbauweise wird bei sehr niedrigem
Baugewicht eine äußerst hohe Festigkeit erzeugt, und zwar insbesondere
deshalb, weil der Polsterträger insgesamt sehr dickwandig ausgeführt wer
den kann. Besonders hervorzuheben ist dabei die Tatsache, daß durch die
Vorkonturierung der Formschale der Raumbedarf des Weichschaums für die
Polsterung reduziert werden kann. Bezogen auf konventionelle Sitzkon
struktionen wird also das Bauvolumen deutlich anders ausgenutzt. Es ergibt
sich bei Einsatz erfindungsgemäßer Polsterträger ein deutlich größerer An
teil an Bauvolumen für den Polsterträger und ein demgegenüber wesentlich
kleinerer Anteil für die Weichschaumpolsterung, ohne daß Komforteinbußen
hingenommen werden müssen.
Für die Fertigung und Montage erfindungsgemäßer Polsterträger von be
sonderer Bedeutung sind Hartschaumteile, die nach Art eines Aggregateträ
gers ausgeführt sind. So können beispielsweise Halterungselemente für die
Weichschaumpolsterung, Kopfstützenführung oder Halterungen für Gurtauf
rollautomaten und gegebenenfalls Metallversteifungselemente von vornher
ein mit eingeschäumt sein. Ein so hergerichteter Aggregateträger kann kom
plett vormontiert zwischen die Formschale und das Rückwandelement zur
Erzeugung eines weiteren Unterzusammenbaus gelegt werden. Anschlie
ßend kann durch einfache Verklipsungen oder konventionelle Abspannun
gen die Weichschaumpolsterung an entsprechend vorbereiteten Halterun
gen befestigt werden. Vorstellbar ist aber auch eine Befestigung der Weich
schaumpolsterung mittels Verklebung.
Der bevorzugte Anwendungsfall für die erfindungsgemäßen Polsterträger
sind Rückenlehnen für die Rücksitzbänke von Kraftfahrzeugen. In diesem
Zusammenhang von herausgehobener Bedeutung ist die Tatsache, daß bei
spielsweise hinter der Rücklehne mitgeführtes Ladegut bei einer plötzlichen
Fahrzeugverzögerung auf einen Polsterträger trifft, der einerseits im Hinblick
auf diese Beanspruchungen relativ steif ist und andererseits insbesondere
bei eingeschäumten Gelenkzapfen energieabsorbierend in die Fahr
zeugstruktur eingebunden werden kann. Zum Abbau von crashbedingten
Lastspitzen beim Auftreffen lose mitgeführter Ladungsstücke müssen dem
entsprechend keine konstruktiven Änderungen oder Ergänzungen an der
Fahrzeugkarosserie vorgenommen werden. Insgesamt ergibt sich also ein
Polsterträger mit hoher Steifigkeit und großer Verformbarkeit zugleich. Die
gesamte Struktur des Trägers allein hat also ein hohes Energieaufnahme
potential.
Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt. Es zeigt
Fig. 1 wesentliche Elemente eines erfindungsgemäßen Polsterträgers in
einer Explosionsdarstellung,
Fig. 2 einen Polsterträger als Bestandteil einer aufgepolsterten Rücken
lehne,
Fig. 3 eine Ansicht gemäß Schnittebene III/III in Fig. 2 und
Fig. 4 ein als Aggregateträger ausgeführtes Formschaumteil für den erfin
dungsgemäßen Polsterträger.
In allen Figuren weisen gleiche Bauteile oder Bauteilabschnitte die gleiche
Bezifferung auf.
Wesentliche Bestandteile eines in Fig. 1 insgesamt mit 1 bezeichneten
Polsterträgers sind eine Formschale 2, ein Formschaumteil 3 und ein Rück
wandelement 4. Letzteres weist hier eine Verrippung 5, auf die aber gegebe
nenfalls auch entbehrlich sein kann. Damit könnte beispielsweise als Rück
wandelement 4 auch eine einfache ebene Blechplatine verwendet werden.
Das Formschaumteil 3 ist hinsichtlich seiner Konturierung an das Rückwan
delement 4 und die Formschale 2 angepaßt und wird bevorzugt aus EPP
oder vergleichbaren Hartschaumwerkstoffen hergestellt. Deren Raumge
wicht beträgt bei besonders vorteilhaften Ausführungsbeispielen zwischen
10 und 30 Gramm pro Liter. Besonders darauf hinzuweisen ist, daß nicht
zwangsläufig die Dichte oder Porigkeit des Schaums homogen über das ge
samte Bauvolumen des Formschaumteils 3 verteilt sein muß. So kann bei
spielsweise in einem Übergangsbereich 6 zwischen Mulden 7 und 8 die
Schaumhärte reduziert werden. Durch gezielte Inhomogenitäten in dem
Formschaumteil 3 kann so dafür gesorgt werden, daß mit einem Minimum an
Schaumwerkstoffmaterial ein Maximum an Festigkeit und auch eine homo
gene Verformbarkeit erreicht wird.
Die Mulden 7' und 8' in der Formschale 2 sind hier mit beispielsweise durch
Stanzung oder Laserschneiden erzeugten Lochmusterungen 9 und 10 ver
sehen. Deren Flächenanteil an der Mulde beträgt bevorzugt zwischen 5 und
35%. Die Durchmesser der einzelnen Löcher betragen beispielsweise zwi
schen 20 und 50 mm.
Durch diese Maßnahme ergibt sich eine zusätzliche Gewichtseinsparung für
die formschale 2. Außerdem kann mit einer derartigen Siebstruktur am In
sassenkörper durch Schwitzen entstehende Feuchtigkeit wirkungsvoll ab
geführt werden. Im übrigen können Löcher auch außerhalb der Mulde in ge
ring belasteten Bereichen vorgesehen werden. Hauptkraftflußrichtungen
bleiben hingegen ungelocht. Auch das Rückwandelement 4 kann gelocht
sein.
Für das Rückwandelement 4 und die Formschale 2 werden als Ausgangs
material bevorzugt Aluminium-Blechplatinen mit einer Stärke von 0,5 bis
1,5 mm verwendet. Die Dicke des Formschaumteils 3 beträgt in der Mitte der
Mulden 7 und 8 bevorzugt 20 bis 40 mm und an den Muldenrändern, also
beispielsweise im Übergangsbereich 6, 80 bis 100 mm.
Aus der Darstellung in Fig. 1 ist ersichtlich, daß hier der Polsterträger im
wesentlichen quaderförmig aufgebaut ist. Auf diese Form sind erfindungs
gemäße Polsterträger jedoch nicht festgelegt. So können beispielsweise für
Busse auch mehr als zwei nebeneinanderliegende Mulden vorgesehen wer
den und außerdem an den äußeren Rändern die Mulden in der Weise ange
stellt werden, daß sich in der Draufsicht für das Formschaumteil 3 beispiels
weise die Form eines U ergibt. Ebenso können für Campingfahrzeuge oder
Eisenbahnwaggons die Polsterträger für Rückenlehnen als Eckelemente
ausgeführt sein.
Die Fig. 2 und 3 zeigen den erfindungsgemäßen Polsterträger 1 zusam
men mit einer Weichschaum-Aufpolsterung 11, die von einem Textilbezug
12 überdeckt wird und zusammen mit diesem über konventionelle Span
nelemente 13 (aus Gründen der Übersichtlichkeit ist hier nur eines darge
stellt) gegen den Polsterträger 1 festgelegt ist. Bei dem in Fig. 3 darge
stellten Ausführungsbeispiel ist die Formschale 2 durch eine umlaufende
Falz 14 an dem Rückwandelement 4 befestigt. Alternativ oder ergänzend
können aber auch Verbindungen mittels Verklebung, Verschweißung, Ver
nietung, Clinchen oder dergleichen vorgesehen werden. Ebenso denkbar ist
die Aufweitung eines topfförmigen Halbzeuges, das per Innenhochdruck
umformung zu einem einteilig ausgebildeten Hohlkörper umgeformt wird,
der dann beispielsweise die in Fig. 3 dargestellte Form aufweist. In Analo
gie hierzu kann für einen beispielsweise aus Kunststoff hergestellten Hohl
körper die gewünschte Geometrie durch Blasformen erzeugt werden, wie
dies beispielsweise für die Fertigung von Kraftstofftanks bekannt ist.
Die in Fig. 2 gezeigte Skizze macht deutlich, daß hinsichtlich des erforder
lichen Bauvolumens für Sitze mit erfindungsgemäß ausgeführten Polsterträ
gern 1 keinerlei Vergrößerungen gegenüber konventionellen Konzepten zu
erwarten sind, so daß insbesondere die Komfortmaße in den Insassenzellen
von Kleinfahrzeugen nicht negativ beeinflußt werden. Außerdem unterliegt
auch die Gestaltung des Designs keinerlei Einschränkungen.
Von herausgehobener Bedeutung ist, das in Fig. 4 dargestellte Form
schaumteil 3', das hier als sogenannter Aggregateträger ausgeführt ist. Als
Aggregate werden hier Funktionselemente bezeichnet, die einerseits zur
Befestigung beziehungsweise Halterung von Zubehörteilen wie Sicherheits
gurten und Kopfstützen vorgesehen sind und andererseits der Einbindung
des Polsterträgers 1 in die Fahrzeugkarosserie dienen. Darüber hinaus wer
den auch Befestigungselemente zur Festlegung von Polsterteilen wie bei
spielsweise Klipse und Knöpfe zu diesen Funktionselementen gezählt.
Schematisch angedeutet in Fig. 4 sind beispielsweise vertikal verlaufende
Druckknopfreihen 15 bis 17 und eine horizontal verlaufende Druckknopfrei
he 18, an denen das mit den entsprechenden Gegenstücken (hier nicht dar
gestellt) ausgerüstete Weichschaumpolster 11 gehalten wird. Darüber hin
aus sind eingeschäumte Kopfstützenführungen 19 und 20 vorgesehen, die
im wesentlichen Baugleich aus konventionellen Sitzgestellen übernommen
werden können. Ebenso ist hier schematisch ein Gurtaufrollautomat 21 an
gedeutet, der an einer in dem Formschaumteil 3' eingeschäumten Befesti
gungsplatte anmontiert ist. Analog dazu können beispielsweise auch für in
tegrierte Kindersitze Doppelrollensysteme in das Formschaumteil 3' einge
lassen werden, wie sie beispielsweise aus der DE 195 37 169 (B60N2/26)
bekannt sind. Die Anlenkung eines mit dem Formschaumteil 3' ausgeführten
Polsterträgers an der Fahrzeugkarosserie erfolgt in einem unteren Bereich
mittels Schwenklagerelementen 22, 23 und im Bereich der Lehnenoberkante
über Haltezapfen 24, 25. Die Anbindungen an die Karosseriestruktur sind
aber auch über starre oder verstellbare Beschläge, wie sie beispielsweise
von Vordersitzarmstrukturen bekannt sind, möglich. Lehnenschlösser konn
ten dann entfallen.
Alle Funktionselemente können als gesamter Bauteileumfang in eine Werk
zeugform eingelegt und direkt umschäumt werden. Weitere Montage- bezie
hungsweise Füge- und Befestigungsvorgänge können dann also komplett
entfallen. Wichtig ist in diesem Zusammenhang noch, daß an der Form
schale 2 und an dem Rückwandelement 4 keine nennenswerten Änderungen
vorgenommen werden müssen. Durch einfach zu erstellende Lochungen
kann an diesem für die Durchtritte der in den Fig. 4 dargestellten Funktions
elemente gesorgt werden.
Der Einsatz erfindungsgemäßer Polsterträger ist nicht auf die Anwendung
von Rückenlehnen beschränkt, wie sie in den Fig. 1 bis 4 skizziert sind.
Vorstellbar sind auch Ausführungen als geteilte Rückenlehne oder aber der
Einsatz von erfindungsgemäßen Polsterträgern in Gesäßteilen von Fahr
zeugsitzen.
Claims (11)
1. Polsterträger (1) für einen Sitz oder eine Sitzbank, insbesondere zur Ver
wendung in einem Fahrzeug, gekennzeichnet durch einen Sandwichaufbau
mit einer einem Weichpolster (11) zugeordneten Formschale (2) und einem
Rückwandelement (4) sowie wenigstens einem zwischen der Formschale (2)
und dem Rückwandelement (4) angeordneten Formschaumteil (3).
2. Polsterträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Form
schale (2) ein aus Leichtmetall oder Kunststoff hergestellter Formkörper ist.
3. Polsterträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rück
wandelement (4) ein aus Leichtmetall oder Kunststoff hergestellter Formkör
per ist.
4. Polsterträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Form
schaumteil (3) als ein aus Hartschaum hergestelltes Einlegeteil ausgeführt
ist, dessen Oberfläche entsprechen der Gestalt von Rückwandelement (4)
und/oder Formschale (2) konturiert ist.
5. Polsterträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aus der
Formschale (2) und dem Rückwandelement (4) ein Hohlkörper gebildet ist,
in den das Formschaumteil durch Einschäumung eingebracht ist.
6. Polsterträger nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohl
körper durch Blasformung oder Innenhochdruckumformung erzeugt ist.
7. Polsterträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gestalt
der Formschale (2) zur Aufnahme eines Gesäßpolsters hergerichtet ist.
8. Polsterträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gestalt
der Formschale (2) zur Aufnahme eines Rückenlehnenpolsters hergerichtet
ist.
9. Polsterträger nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die
Formschale (2) und Rückwandelement (4) aus Aluminiumblech erzeugte
Umformteile sind, die mittels einer Fügetechnik miteinander verbunden sind.
10. Polsterträger nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Form
schale (2) und/oder das Rückwandelement (4) und/oder das Formschaumteil
(3, 3') als ein Aggregateträger ausgebildet ist, an dem als Aggregate ein
Kopfstützenträger beziehungsweise eine Kopfstützenführung und/oder eine
Gurtaufrollvorrichtung und/oder ein Gurtschloß und/oder ein Gelenkschloß
und/oder ein Gelenkzapfen und/oder ein Polsterbefestigungselement
und/oder ein Lagerelement für ein Zubehörteil befestigt ist.
11. Polsterträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Form
schale (2) und/oder das Rückwandelement (4) zumindest partiell eine
Lochmusterung (9, 10) aufweist.
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