DE202023105760U1

DE202023105760U1 - A frame for a seat support member comprising a sandwich structure

Info

Publication number: DE202023105760U1
Application number: DE202023105760.8U
Authority: DE
Original assignee: Faurecia Sieges dAutomobile SAS
Current assignee: Faurecia Sieges dAutomobile SAS
Priority date: 2022-10-17
Filing date: 2023-10-05
Publication date: 2023-11-06
Anticipated expiration: 2033-10-06
Also published as: FR3140821A1

Abstract

Rahmen für ein Sitzstützelement (1), der einen Hauptkörper (2) und mindestens ein peripheres Teil (4) umfasst, das sich um eine periphere Zone des Hauptkörpers (2) herum erstreckt, wobei der Hauptkörper (2) aus einer Sandwichstruktur hergestellt ist, die einen Kern (10) aus zellulärem Material umfasst, der sich zwischen zwei äußeren Schichten (12) erstreckt, die jeweils aus mindestens einer Platte aus Verbundmaterial gebildet sind, und wobei der periphere Teil (4) aus einem thermoplastischen Material hergestellt ist, das auf die periphere Zone des Hauptkörpers (2) umspritzt ist. Frame for a seat support member (1) comprising a main body (2) and at least one peripheral part (4) extending around a peripheral zone of the main body (2), the main body (2) being made of a sandwich structure, which comprises a core (10) of cellular material extending between two outer layers (12), each formed of at least one plate of composite material, and wherein the peripheral part (4) is made of a thermoplastic material which is the peripheral zone of the main body (2) is encapsulated.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Rahmen für ein Sitzstützelement.The present invention relates to a frame for a seat support member.

Die Erfindung gilt zum Beispiel für ein Stützelement, das eine Sitzlehne bildet. Eine solche Lehne umfasst in der Regel einen Rahmen, der eine Polsterung stützt, an der ein Sitzinsasse anliegt. Ein solcher Rahmen wird von einer Metallarmatur gebildet, die beispielsweise aus mehreren zusammengesetzten Profilen besteht. Ein solcher Rahmen ermöglicht es, dem Stützelement die gewünschten mechanischen Eigenschaften in Bezug auf Steifigkeit und Energieabsorption im Falle eines Aufpralls zu verleihen.The invention applies, for example, to a support element that forms a seat back. Such a backrest typically includes a frame that supports padding against which a seat occupant rests. Such a frame is formed by a metal fitting, which consists, for example, of several composite profiles. Such a frame makes it possible to provide the support element with the desired mechanical properties in terms of rigidity and energy absorption in the event of an impact.

Ein solcher Rahmen ist jedoch besonders nachteilig in Bezug auf Masse und CO₂-Emissionen und erfordert mehrere zeitaufwändige Montagevorgänge. Darüber hinaus erfordert das Hinzufügen zusätzlicher Funktionen in das Stützelement, wie beispielsweise das Vorhandensein eines Sicherheitsgurtaufwicklers, Hülsen für Kopfstützenstangen, Verriegelungselemente mit angrenzender Rückenlehne usw., zusätzliche Montagevorgänge am Rahmen. Diese Vorgänge sind nicht nur lästig, sondern auch energieintensiv.However, such a frame is particularly disadvantageous in terms of mass and CO ₂ emissions and requires several time-consuming assembly operations. In addition, adding additional functions into the support member, such as the presence of a seat belt retractor, sleeves for headrest rods, locking elements with adjacent backrest, etc., requires additional assembly operations on the frame. These processes are not only annoying, but also energy-intensive.

Um diese Nachteile zu überwinden, wurde vorgeschlagen, den Rahmen aus einem Kunststoffmaterial herzustellen. Der so erhaltene Rahmen ist jedoch in Bezug auf seine mechanischen Eigenschaften nicht zufriedenstellend.In order to overcome these disadvantages, it has been proposed to make the frame from a plastic material. However, the frame thus obtained is not satisfactory in terms of its mechanical properties.

Eines der Ziele der Erfindung ist es, die oben genannten Nachteile zu überwinden, indem ein leichterer Rahmen für ein Sitzstützelement vorgeschlagen wird, der zufriedenstellende mechanische Eigenschaften aufweist und einfach und mit Materialien ausgeführt werden kann, die einen geringeren CO₂-Fußabdruck aufweisen als den eines Metalls wie Stahl.One of the objectives of the invention is to overcome the above-mentioned disadvantages by proposing a lighter frame for a seat support member, which has satisfactory mechanical properties and can be easily implemented and with materials having a lower _carbon footprint than that of a seat support member metal like steel.

Zu diesem Zweck bezieht sich die Erfindung auf einen Rahmen für ein Sitzstützelement, der einen Hauptkörper und mindestens einen peripheren Teil umfasst, der sich um eine periphere Zone des Hauptkörpers herum erstreckt, wobei der Hauptkörper aus einer Sandwichstruktur besteht, die einen Kern aus zellulärem Material umfasst, der sich zwischen zwei äußeren Schichten erstreckt, die jeweils aus mindestens einer Platte aus Verbundmaterial gebildet sind, und wobei der periphere Teil aus einem thermoplastischen Material besteht, das auf die periphere Zone des Hauptkörpers umspritzt ist.To this end, the invention relates to a frame for a seat support member comprising a main body and at least one peripheral part extending around a peripheral zone of the main body, the main body consisting of a sandwich structure comprising a core of cellular material extending between two outer layers, each formed by at least one plate of composite material, and wherein the peripheral part consists of a thermoplastic material overmolded onto the peripheral zone of the main body.

Der Hauptkörper aus einer Sandwichstruktur ermöglicht es, dem Rahmen zufriedenstellende mechanische Eigenschaften zu verleihen und gleichzeitig eine geringe Masse aufzuweisen. Darüber hinaus ermöglicht der auf den Hauptkörper umspritzte periphere Teil das Hinzufügen zusätzlicher Funktionen, deren Elemente durch Umspritzen in den peripheren Teil integriert werden können. Der periphere Teil ermöglicht es auch, die Kontur des Rahmens genau abzugrenzen und am Ende eines einzigen Spritzgußvorgangs ein fertiges Teil zu erhalten, wodurch die Anzahl der Vorgänge zur Herstellung des Rahmens begrenzt wird. Dies lässt sich also einfach erhalten, während weniger CO₂ ausgestrahlt wird. Die Reduzierung des CO₂-Ausstoßes kann im Vergleich zu einem Rahmen aus Stahl mindestens 50 % betragen, insbesondere durch die Auswahl von thermoplastischen Materialien mit geringem CO₂-Ausstoß und insbesondere von recycelten Materialien.The main body made of a sandwich structure allows the frame to have satisfactory mechanical properties while having a low mass. In addition, the peripheral part overmolded onto the main body allows additional functions to be added, the elements of which can be integrated into the peripheral part by overmolding. The peripheral part also makes it possible to define precisely the contour of the frame and to obtain a finished part at the end of a single injection molding operation, thereby limiting the number of operations to produce the frame. So this can be easily maintained while emitting less _CO2 . The reduction in CO ₂ emissions can be at least 50% compared to a steel frame, in particular by choosing thermoplastic materials with low CO ₂ emissions and especially recycled materials.

Der Rahmen für ein Sitzstützelement gemäß der Erfindung kann ferner eines oder mehrere der folgenden Merkmale umfassen, die einzeln oder in jeder technisch möglichen Kombination verwendet werden können:

- der Kern aus zellulärem Material der Sandwichstruktur ist aus einem Schaum oder einer löchrigen Struktur aus thermoplastischem Material gebildet;
- das thermoplastische Material des Kerns und das thermoplastische Material der äußeren Schichten sind aus mindestens einem von Polypropylen, Polyethylenterephthalat, Polycaprolactam [NH-(CH₂)₅-CO]_n und/oder Butylenterephthalat ausgewählt;
- das thermoplastische Material des Kerns ist identisch mit dem thermoplastischen Material der Schichten aus Verbundmaterial, die die äußeren Schichten der Sandwichstruktur bilden;
- der Kern weist eine Dicke, die dem Abstand zwischen den beiden äußeren Schichten entspricht, die im Wesentlichen zwischen 2 mm und 40 mm liegt, und eine Dichte auf, die im Wesentlichen zwischen 50 g.L^-1 und 350 liegt;
- der Kern weist eine Dicke auf, die dem Abstand zwischen den beiden äußeren Schichten entspricht, und/oder eine variable Dichte in Richtungen, die im Wesentlichen senkrecht zu der Richtung von einer äußeren Schicht zur anderen äußeren Schicht verlaufen;
- die äußeren Schichten weisen einen Oberflächenbereich auf, der größer ist als der des Kerns, sodass jede äußere Schicht mindestens eine Kante aufweist, die über den Kern hinausragt, wobei die Kanten der äußeren Schichten in der peripheren Zone des Hauptkörpers aneinander anliegen;
- der Rahmen umfasst ferner mindestens einen Metalleinsatz, der an dem Hauptkörper und/oder dem peripheren Teil angebracht ist.

The frame for a seat support element according to the invention may further comprise one or more of the following features, which may be used individually or in any technically possible combination:

- the core of cellular material of the sandwich structure is formed from a foam or a perforated structure made of thermoplastic material;
- the thermoplastic material of the core and the thermoplastic material of the outer layers are selected from at least one of polypropylene, polyethylene terephthalate, polycaprolactam [NH-(CH ₂ ) ₅ -CO] _n and/or butylene terephthalate;
- the thermoplastic material of the core is identical to the thermoplastic material of the layers of composite material forming the outer layers of the sandwich structure;
- the core has a thickness corresponding to the distance between the two outer layers, which is essentially between 2 mm and 40 mm, and a density which is essentially between 50 gL ^-1 and 350;
- the core has a thickness corresponding to the distance between the two outer layers and/or a variable density in directions substantially perpendicular to the direction from one outer layer to the other outer layer;
- the outer layers have a surface area greater than that of the core, such that each outer layer has at least one edge extending beyond the core, the edges of the outer layers abutting one another in the peripheral zone of the main body;
- the frame further comprises at least one metal insert attached to the main body and/or the peripheral part.

Darüber hinaus wird auch ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Rahmens für ein Sitzstützelement wie oben beschrieben, das die folgenden Schritte umfasst:

- Erhitzen eines Kerns aus zellulärem Material und zwei äußeren Schichten, die jeweils aus mindestens einer Platte aus Verbundmaterial bestehen,
- Anordnen des Kerns und der erhitzten äußeren Schichten in einem ersten Formteil, das einen Teil eines Formhohlraums definiert, der die Form des herzustellenden Rahmens aufweist, wobei sich der Kern zwischen den äußeren Schichten erstreckt,
- Bewegen eines zweiten Formteils in eine geschlossene Position, wobei das zweite Formteil einen anderen Teil des Formhohlraums definiert, wobei der Formhohlraum in der geschlossenen Position geschlossen ist, und
- Einspritzen eines thermoplastischen Materials in den Formhohlraum, um einen peripheren Teil zu erzeugen, der sich um eine periphere Zone des Hauptkörpers erstreckt, die von dem Kern und den äußeren Schichten gebildet wird.

In addition, a method for producing a frame according to the invention for a seat support element as described above, which comprises the following steps:

- heating a core made of cellular material and two outer layers, each consisting of at least one plate of composite material,
- arranging the core and the heated outer layers in a first mold part defining a portion of a mold cavity having the shape of the frame to be manufactured, the core extending between the outer layers,
- moving a second mold part to a closed position, the second mold part defining another part of the mold cavity, the mold cavity being closed in the closed position, and
- Injecting a thermoplastic material into the mold cavity to create a peripheral part extending around a peripheral zone of the main body formed by the core and the outer layers.

Nach einem optionalen Merkmal des Herstellungsverfahrens wird nach der Herstellung des peripheren Teils ein fertiger Rahmen aus dem Formhohlraum entfernt, indem das zweite Formteil in eine offene Position bewegt wird, in der das zweite Formteil vom ersten Formteil getrennt ist.According to an optional feature of the manufacturing method, after manufacturing the peripheral part, a finished frame is removed from the mold cavity by moving the second mold part to an open position in which the second mold part is separated from the first mold part.

Weitere Gesichtspunkte und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Lesung der folgenden Beschreibung, die beispielhaft und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen gegeben wird. Es zeigen:

[1] - 1 ist eine schematische Vorderansicht eines Sitzstützelements gemäß der Erfindung;
[2] - 2 ist eine schematische Querschnittsansicht entlang der Achse A-A von 1,
[3] - 3 ist eine schematische Vorderansicht des Hauptkörpers des Rahmens von 1,
[4] - 4 ist eine schematische perspektivische Ansicht des peripheren Teils des Rahmens von 1, der Metalleinsätze umfasst, und
[5] - 5 ist eine schematische perspektivische Ansicht einer Sandwichstruktur, die es ermöglicht, einen Hauptkörper eines Rahmens gemäß der Erfindung herzustellen.

Further aspects and advantages of the invention emerge from a reading of the following description, which is given by way of example and with reference to the accompanying drawings. Show it:

[ 1 ] - 1 is a schematic front view of a seat support member according to the invention;
[ 2 ] - 2 is a schematic cross-sectional view along axis AA of 1 ,
[ 3 ] - 3 is a schematic front view of the main body of the frame of 1 ,
[ 4 ] - 4 is a schematic perspective view of the peripheral part of the frame of 1 , which includes metal inserts, and
[ 5 ] - 5 is a schematic perspective view of a sandwich structure enabling a main body of a frame to be manufactured according to the invention.

Unter Bezugnahme auf 1 bis 4 wird ein Rahmen 1 für ein Sitzstützelement beschrieben, der einen Hauptkörper 2 und mindestens ein peripheres Teil 4 umfasst. Gemäß der in den Figuren gezeigten Ausführungsform handelt es sich bei dem Rahmen 1 um einen Rahmen für eine Sitzlehne, aber es versteht sich von selbst, dass die Erfindung auch für andere Sitzstützelemente, wie beispielsweise ein Sitzkissen, eine Kopfstütze oder dergleichen, gelten kann. In bekannter Art und Weise ist ein solcher Rahmen 1 dazu bestimmt, mindestens teilweise mit einer Polsterung überzogen zu werden, um das Sitzstützelement zu bilden.With reference to 1 until 4 A frame 1 for a seat support member is described, which includes a main body 2 and at least one peripheral part 4. According to the embodiment shown in the figures, the frame 1 is a frame for a seat back, but it goes without saying that the invention can also apply to other seat support elements, such as a seat cushion, a headrest or the like. In a known manner, such a frame 1 is intended to be at least partially covered with padding to form the seat support element.

Der Hauptkörper 2 nimmt den größten Teil des Rahmens 1 ein und bildet den zentralen Teil davon, wie in 1 gezeigt. Der Hauptkörper 2 ermöglicht es insbesondere, die allgemeine Form des Rahmens 1 zu definieren und ihm seine mechanischen Eigenschaften zu verleihen, insbesondere in Bezug auf Steifigkeit und mechanische Festigkeit. Der Hauptkörper 2 definiert eine innere Fläche 6 des Rahmens 1, die dazu bestimmt ist, der Auflageoberfläche des Sitzstützelements zugewandt zu sein, und eine äußere Fläche 8 des Rahmens 1, die der inneren Fläche 6 gegenüberliegt und dazu bestimmt ist, der Rückseite des Sitzstützelements zugewandt zu sein.The main body 2 occupies most of the frame 1 and forms the central part thereof, as shown in 1 shown. The main body 2 in particular makes it possible to define the general shape of the frame 1 and to give it its mechanical properties, in particular in terms of rigidity and mechanical strength. The main body 2 defines an inner surface 6 of the frame 1, which is intended to face the supporting surface of the seat support member, and an outer surface 8 of the frame 1, which is opposite to the inner surface 6 and is intended to face the rear of the seat support member to be.

Der Hauptkörper 2 wird durch eine Sandwichstruktur gebildet, die einen Kern 10 umfasst, der sich zwischen zwei äußeren Schichten 12 erstreckt. Die dem Kern 10 gegenüberliegende äußere Oberfläche einer der äußeren Schichten 12 bildet die innere Fläche 6 des Rahmens 1, und die äußere Oberfläche der anderen äußeren Schicht 12 bildet die äußere Fläche 8 des Rahmens 1, wie in 2 gezeigt.The main body 2 is formed by a sandwich structure that includes a core 10 extending between two outer layers 12. The outer surface of one of the outer layers 12 opposite the core 10 forms the inner surface 6 of the frame 1, and the outer surface of the other outer layer 12 forms the outer surface 8 of the frame 1, as in 2 shown.

Der Kern 10 besteht aus einem zellulären Material, das auf einem thermoplastischen Material basiert. Unter zellulärem Material ist ein Material zu verstehen, das Zonen aus thermoplastischem Material umfasst, die Öffnungen begrenzen, die frei von thermoplastischem Material und mit Luft gefüllt sind. So besteht der Kern 10 zum Beispiel aus einem Schaumstoff aus thermoplastischem Material oder aus einer löchrigen Struktur aus thermoplastischem Material, wie zum Beispiel einer wabenförmigen Struktur. Ein solches zelluläres Material ermöglicht es, einen Kern 10 mit geringerer Masse aufzuweisen, der gleichzeitig mechanische Eigenschaften aufweist, die aufgrund seiner Dicke und/oder Dichte angepasst sind, wie später noch detaillierter beschrieben wird. Insbesondere ist zu beachten, dass die Steifigkeit des Hauptkörpers 2, der diesen Kern 10 umfasst, umso größer ist, je dicker oder dichter der Kern 10 ist. Die Dicke des Kerns 10 wird in der Richtung von einer äußeren Schicht 12 zur anderen äußeren Schicht 12 gemessen. Im Falle einer wabenförmigen Struktur erstrecken sich die Zellen über die Dicke des Kerns 10.The core 10 consists of a cellular material based on a thermoplastic material. By cellular material is meant a material that includes zones of thermoplastic material that define openings that are free of thermoplastic material and filled with air. For example, the core 10 consists of a foam made of thermoplastic material or of a perforated structure made of thermoplastic material, such as a honeycomb structure. Such a cellular material makes it possible to have a core 10 with a lower mass, which at the same time has mechanical properties adapted due to its thickness and/or density, as will be described in more detail later. In particular, it should be noted that the thicker the core 10, the greater the rigidity of the main body 2, which includes this core 10 ter is core 10. The thickness of the core 10 is measured in the direction from one outer layer 12 to the other outer layer 12. In the case of a honeycomb structure, the cells extend across the thickness of the core 10.

Die Dicke des Kerns 10 liegt zum Beispiel im Wesentlichen zwischen 2 mm und 40 mm. Gemäß einer Ausführungsform ist die Dicke des Kerns 10 nicht konstant und variiert nach der jeweiligen Stelle des Hauptkörpers 2, wie insbesondere in 2 zu sehen ist. Insbesondere kann die Dicke des Kerns 10 in Richtungen variieren, die senkrecht zur Richtung von einer äußeren Schicht 12 zur anderen äußeren Schicht 12 verlaufen. Die Variation in der Dicke des Kerns 10 bewirkt also eine Variation im Abstand zwischen der inneren Fläche 6 und der äußeren Fläche 8 des Rahmens 1. Das bedeutet, dass mindestens eine der Flächen des Rahmens 1, zum Beispiel die innere Fläche 6, nicht eben ist und vertiefte Zonen und/oder vorspringende Zonen aufweist. Die Topographie der inneren Fläche 6 und/oder der äußeren Fläche 8 wird insbesondere in Abhängigkeit von den Platzverhältnissen im oder um das Sitzstützelement herum gewählt, zum Beispiel um den Raum zu berücksichtigen, der für das Hinzufügen von Elementen zum Rahmen 1 erforderlich ist.The thickness of the core 10 is, for example, essentially between 2 mm and 40 mm. According to one embodiment, the thickness of the core 10 is not constant and varies depending on the respective location of the main body 2, as in particular in 2 you can see. In particular, the thickness of the core 10 may vary in directions perpendicular to the direction from one outer layer 12 to the other outer layer 12. The variation in the thickness of the core 10 therefore causes a variation in the distance between the inner surface 6 and the outer surface 8 of the frame 1. This means that at least one of the surfaces of the frame 1, for example the inner surface 6, is not flat and has recessed zones and/or protruding zones. The topography of the inner surface 6 and/or the outer surface 8 is chosen in particular depending on the space conditions in or around the seat support element, for example to take into account the space required for adding elements to the frame 1.

Die Dichte des Kerns 10 liegt zum Beispiel im Wesentlichen zwischen 50 und 350 g.L^-1. Gemäß einer Ausführungsform ist die Dichte des Kerns 10 nicht konstant und variiert je nach der spezifischen Stelle des Hauptkörpers 2. Insbesondere kann die Dichte des Kerns 10 in Richtungen variieren, die senkrecht zur Richtung von einer äußeren Schicht 12 zur anderen äußeren Schicht 12 verlaufen. Bei der Ausführungsform, bei der die Dicke des Kerns 10 variiert, führt diese Variation in der Dicke zu einer Variation in der Dichte des Kerns 10 aufgrund des Verfahrens zur Herstellung des Rahmens 1, das später beschrieben wird. Je mehr also die Dicke des Kerns 10 abnimmt, desto mehr nimmt die Dichte des Kerns 10 zu. Die Verringerung der Steifigkeit, die durch die Verringerung der Dicke des Kerns 10 verursacht wird, wird folglich durch die Erhöhung der Dichte des Kerns 10 im Bereich der verringerten Dicke kompensiert.The density of the core 10 is, for example, essentially between 50 and 350 gL ^-1 . According to one embodiment, the density of the core 10 is not constant and varies depending on the specific location of the main body 2. In particular, the density of the core 10 may vary in directions perpendicular to the direction from one outer layer 12 to the other outer layer 12. In the embodiment in which the thickness of the core 10 varies, this variation in thickness results in a variation in the density of the core 10 due to the method of manufacturing the frame 1 which will be described later. The more the thickness of the core 10 decreases, the more the density of the core 10 increases. The reduction in rigidity caused by the reduction in the thickness of the core 10 is therefore compensated for by the increase in the density of the core 10 in the region of the reduced thickness.

Die beiden äußeren Schichten 12 sind zum Beispiel von gleicher Art. So besteht jede äußere Schicht 12 aus mindestens einer Platte aus Verbundmaterial. Unter Verbundmaterial ist ein Material zu verstehen, das Fasern umfasst, die sich in eine Matrix aus thermoplastischem Material erstrecken. Die Fasern sind zum Beispiel lange, kontinuierliche Fasern aus Glas oder Kohlenstoff. Die Fasern können vorteilhaft gewebt sein. Eine Platte aus einem solchen Verbundmaterial wird beispielsweise als „Organoblech“ bezeichnet. Bei den Fasern kann es sich auch um multiaxiale Gewebe oder um eine Überlagerung von unidirektionalen Fasern in Form von Streifen handeln. Die Fasern sind beispielsweise lang genug, um sich über die gesamte Länge des Rahmens 1 zu erstrecken, wobei diese Länge der größten Abmessung des Rahmens 1 entspricht (z. B. der Höhe im Falle eines Stützelements, das eine Sitzlehne bildet).The two outer layers 12 are, for example, of the same type. Each outer layer 12 consists of at least one plate made of composite material. Composite material is understood to mean a material that comprises fibers that extend into a matrix of thermoplastic material. The fibers are, for example, long, continuous fibers made of glass or carbon. The fibers can advantageously be woven. A plate made of such a composite material, for example, is called an “organic sheet”. The fibers can also be multiaxial fabrics or a superposition of unidirectional fibers in the form of strips. The fibers are, for example, long enough to extend over the entire length of the frame 1, this length corresponding to the largest dimension of the frame 1 (e.g. the height in the case of a support element forming a seat back).

Gemäß einer Ausführungsform ist das thermoplastische Material der Matrix der Platten aus Verbundmaterial dasselbe wie das thermoplastische Material des Kerns 10. Dieses oder diese thermoplastischen Materialien (wenn sich das thermoplastische Material der Matrix von dem thermoplastischen Material des Kerns 10 unterscheidet) werden beispielsweise aus mindestens einem von Polypropylen (PP), Polyethylenterephthalat (PET), Polycaprolactam [NH-(CH₂)₅-CO]_n (PA6) und/oder Polybutylenterephthalat (PBT) ausgewählt. Das thermoplastische Material kann insbesondere ein recyceltes Material sowohl für die Herstellung des Kerns 10 als auch für die Matrix der äußeren Schichten 12 sein, was den Kohlenstofffußabdruck des Rahmens 1 reduziert.According to one embodiment, the thermoplastic material of the matrix of composite material plates is the same as the thermoplastic material of the core 10. This or these thermoplastic materials (if the thermoplastic material of the matrix is different from the thermoplastic material of the core 10) are made, for example, of at least one of Polypropylene (PP), polyethylene terephthalate (PET), polycaprolactam [NH-(CH ₂ ) ₅ -CO] _n (PA6) and/or polybutylene terephthalate (PBT) are selected. In particular, the thermoplastic material may be a recycled material for both the manufacture of the core 10 and the matrix of the outer layers 12, reducing the carbon footprint of the frame 1.

Die Dicke jeder äußeren Schicht 12 liegt zum Beispiel im Wesentlichen zwischen 0,5 mm und 5 mm, vorteilhaft zwischen 1 und 3 mm. Die Dicke der inneren Fläche 6 und der äußeren Fläche 8 des Rahmens 1 kann unterschiedlich sein.The thickness of each outer layer 12 is, for example, essentially between 0.5 mm and 5 mm, advantageously between 1 and 3 mm. The thickness of the inner surface 6 and the outer surface 8 of the frame 1 may be different.

Die äußeren Schichten 12 des Hauptkörpers 2 sind auf beiden Seiten starr mit dem Kern 10 verbunden und passen sich der Form des Kerns 10 an, d. h. der Abstand zwischen den äußeren Schichten 12 variiert, wenn sich die Dicke des Kerns 10 ändert, wie oben beschrieben. Der Kern 10 hält die äußeren Schichten 12 relativ zueinander in Position, insbesondere den Abstand zwischen den äußeren Schichten 12, wobei der Kern 10 bei Raumtemperatur nicht oder nur wenig komprimierbar ist. Je größer also die Dicke des Kerns 10 ist, desto größer ist die Steifigkeit des Rahmens 1 aufgrund der Steifigkeit des Kerns 10 selbst und der Wirkung der in den äußeren Schichten 12 vorhandenen Fasern, was dem Rahmen 1 zufriedenstellende mechanische Eigenschaften ermöglicht.The outer layers 12 of the main body 2 are rigidly connected to the core 10 on both sides and adapt to the shape of the core 10, i.e. H. the distance between the outer layers 12 varies as the thickness of the core 10 changes, as described above. The core 10 holds the outer layers 12 in position relative to one another, in particular the distance between the outer layers 12, whereby the core 10 is not or only slightly compressible at room temperature. Therefore, the greater the thickness of the core 10, the greater the rigidity of the frame 1 due to the rigidity of the core 10 itself and the action of the fibers present in the outer layers 12, which allows the frame 1 to have satisfactory mechanical properties.

Gemäß einer Ausführungsform weisen die äußeren Schichten 12 einen Oberflächenbereich auf, der größer ist als der des Kerns 10, sodass die äußeren Schichten 12 den Kern 10 vollständig abdecken und mindestens eine Kante aufweisen, die über den Kern 10 hinausragt. Unter einer Kante, die sich über den Kern 10 hinaus erstreckt, ist zu verstehen, dass die Kante nicht gegenüber dem Kern 10 verläuft und von diesem in einer Richtung absteht, die im Wesentlichen senkrecht zur Dicke des Kerns 10 verläuft. Die über den Kern 10 hinausragenden Kanten der äußeren Schichten 12 sind einander zugewandt und werden aneinander angelegt und befestigt. Gemäß einer Ausführungsform erstrecken sich die äußeren Schichten 12 über den Kern 10 hinaus rund um den Kern, sodass die Sandwichstruktur durch aneinander angebrachte Kanten der äußeren Schichten 12 vollständig geschlossen ist. Mit anderen Worten, die Peripherie des Hauptkörpers 2 weist keinen Kern 10 auf und wird durch die aneinander angebrachten Kanten der äußeren Schichten 12 gebildet.According to one embodiment, the outer layers 12 have a surface area that is greater than that of the core 10 such that the outer layers 12 completely cover the core 10 and have at least one edge that extends beyond the core 10. An edge that extends beyond the core 10 is to be understood as meaning that the edge does not extend opposite the core 10 and protrudes from it in a direction that is substantially perpendicular to the thickness of the core 10. The edges protruding beyond the core 10 of the outer layers 12 face each other and are applied and secured to one another. According to one embodiment, the outer layers 12 extend beyond the core 10 around the core so that the sandwich structure is completely closed by edges of the outer layers 12 attached to one another. In other words, the periphery of the main body 2 does not have a core 10 and is formed by the edges of the outer layers 12 attached to each other.

Der periphere Teil 4 erstreckt sich mindestens um einen Teil des Hauptkörpers 2 und bildet dort, wo er sich erstreckt, die Kante des Rahmens 1. Gemäß der in den Figuren gezeigten Ausführungsform umgibt der periphere Teil 4 den Hauptkörper 2 vollständig und bildet somit die gesamte Kontur des Rahmens 1. Mit anderen Worten, gemäß dieser Ausführungsform weist der periphere Teil 4 eine Rahmenform auf, wie in 4 gezeigt, und der Hauptkörper 2 erstreckt sich in den Rahmen hinein und füllt ihn aus.The peripheral part 4 extends around at least a part of the main body 2 and, where it extends, forms the edge of the frame 1. According to the embodiment shown in the figures, the peripheral part 4 completely surrounds the main body 2 and thus forms the entire contour of the frame 1. In other words, according to this embodiment, the peripheral part 4 has a frame shape as shown in 4 shown, and the main body 2 extends into and fills the frame.

Der periphere Teil 4 wird an dem Hauptkörper 2 angebracht, indem der periphere Teil 4 auf den Hauptkörper 2 umspritzt wird. Insbesondere wird der periphere Teil 4 zum Beispiel auf die Kante(n) des Hauptkörpers 2 umspritzt, die durch die aneinander angebrachten äußeren Schichten 12 gebildet werden. Gemäß dieser Ausführungsform erstreckt sich der periphere Teil 4 nicht über den Kern 10 der Sandwichstruktur und wird nur auf den äußeren Schichten 12 umspritzt.The peripheral part 4 is attached to the main body 2 by overmolding the peripheral part 4 onto the main body 2. In particular, the peripheral part 4 is overmolded, for example, onto the edge(s) of the main body 2, which are formed by the outer layers 12 attached to one another. According to this embodiment, the peripheral part 4 does not extend over the core 10 of the sandwich structure and is only overmolded on the outer layers 12.

Der periphere Teil 4 besteht ebenfalls aus einem thermoplastischen Material, das um den Hauptkörper 2 gespritzt wird, wie später noch detaillierter beschrieben wird. Das thermoplastische Material des peripheren Teils 4 wird zum Beispiel aus den vorstehend aufgeführten thermoplastischen Materialien ausgewählt. Gemäß einer Ausführungsform umfasst das thermoplastische Material des peripheren Teils 4 kurze Fasern, d. h. Fasern mit einer Länge von weniger als oder gleich 1 mm, die es ermöglichen, den peripheren Teil 4 zu verstärken.The peripheral part 4 is also made of a thermoplastic material which is molded around the main body 2, as will be described in more detail later. The thermoplastic material of the peripheral part 4 is selected, for example, from the thermoplastic materials listed above. According to one embodiment, the thermoplastic material of the peripheral part 4 comprises short fibers, i.e. H. Fibers with a length less than or equal to 1 mm, which make it possible to reinforce the peripheral part 4.

Der periphere Teil 4, der durch Gießen hergestellt wird, kann jede beliebige Form aufweisen und insbesondere besondere Funktionen integrieren, wie beispielsweise eine Verstärkungsfunktion durch die Bildung von Rippen 14 in einem Bereich, der einen besonderen Widerstand erfordert, oder eine Funktion zur Befestigung von hinzugefügten Teilen, beispielsweise durch die Bildung von Hülsen 16 zur Aufnahme von Stangen einer Kopfstütze oder durch die Bildung einer Aufnahmeoberfläche 18 eines hinzugefügten Elements. So umfasst der periphere Teil 4 gemäß der in 1 und 4 gezeigten Ausführungsform Rippen 14, die entlang einer unteren Kante des Rahmens 1 an der Verbindung der Lehne mit benachbarten Sitzen oder mit einem Sitzkissen verteilt sind, Hülsen 16 zur Aufnahme von Kopfstützenstäben an der oberen Kante des Rahmens 1 und eine Oberfläche 18 zur Aufnahme eines Sicherheitsgurtaufrollers 20 an einer Ecke des Rahmens 1. Der Gurtaufroller 20 wird zum Beispiel auf die Aufnahmeoberfläche 18 geschraubt. Selbstverständlich sind auch andere Anordnungen denkbar, insbesondere in Abhängigkeit von dem Stützelement, für das der Rahmen 1 bereitgestellt wird.The peripheral part 4, made by casting, can have any shape and in particular can integrate special functions, such as a reinforcing function by forming ribs 14 in an area requiring particular resistance, or a function for fixing added parts , for example by forming sleeves 16 for receiving rods of a headrest or by forming a receiving surface 18 of an added element. So the peripheral part 4 according to the in 1 and 4 In the embodiment shown, ribs 14 distributed along a lower edge of the frame 1 at the connection of the backrest with adjacent seats or with a seat cushion, sleeves 16 for receiving headrest rods on the upper edge of the frame 1 and a surface 18 for receiving a seat belt retractor 20 at a corner of the frame 1. The belt retractor 20 is screwed onto the receiving surface 18, for example. Of course, other arrangements are also conceivable, in particular depending on the support element for which the frame 1 is provided.

Der periphere Teil 4 ermöglicht es außerdem, die Befestigung durch Umspritzen zusätzlicher Elemente am Rahmen 1 zu gewährleisten. Ein solches zusätzliches Element ist zum Beispiel ein Metalleinsatz 22, der es ermöglicht, den Rahmen 1 lokal zu verstärken oder ein Element zur Befestigung des Stützelements an seiner Umgebung zu bilden oder ein an dem Stützelement angebrachtes Element zu befestigen. So umfasst der Rahmen 1 gemäß der in den Figuren gezeigten Ausführungsform Metalleinsätze 22, 24, die Verriegelungselemente des Stützelements an einem Fahrzeugkörper oder an einem benachbarten Sitz bilden. Diese Metalleinsätze 22 werden von dem peripheren Teil 4 umspritzt und umfassen einen Teil, der über den peripheren Teil 4 und über die allgemeine Kontur des Rahmens 1 hinausragend verläuft, um ihre Befestigung an der Umgebung des Stützelements zu ermöglichen.The peripheral part 4 also makes it possible to ensure attachment by overmolding additional elements on the frame 1. Such an additional element is, for example, a metal insert 22, which makes it possible to locally reinforce the frame 1 or to form an element for fastening the support element to its surroundings or to fasten an element attached to the support element. Thus, according to the embodiment shown in the figures, the frame 1 includes metal inserts 22, 24 which form locking elements of the support element on a vehicle body or on an adjacent seat. These metal inserts 22 are overmolded from the peripheral part 4 and comprise a part which extends beyond the peripheral part 4 and beyond the general contour of the frame 1 to enable their attachment to the surroundings of the support element.

Gemäß einer Ausführungsform kann auch ein Metalleinsatz 22 bereitgestellt werden, der sich in eine mittlere Öffnung 26 des Hauptkörpers 2 erstreckt, wobei dieser Metalleinsatz 22 eine Schnittstelle für die Befestigung eines Kindersitzes an der Sitzlehne bildet.According to one embodiment, a metal insert 22 may also be provided extending into a central opening 26 of the main body 2, this metal insert 22 forming an interface for attaching a child seat to the seat back.

Der periphere Teil 4 ermöglicht ferner die Bildung einer Befestigungsschnittstelle 28 eines Verschlusses auf dem Stützelement, wobei dieser Verschluss die Polsterung beschichtet, um deren Aussehen zu verbessern. Die Befestigungsschnittstelle 28 wird beispielsweise durch eine Rille gebildet, die von der äußeren Fläche 8 des Rahmens 1 vertieft verläuft und im peripheren Teil 4 ausgebildet ist, wie insbesondere in 2 zu sehen ist. Die Rille ermöglicht es, ein an dem Verschluss angebrachtes Befestigungsprofilelement aufzunehmen, wie es an sich bekannt ist.The peripheral part 4 also allows the formation of an attachment interface 28 of a fastener on the support element, this fastener coating the upholstery to improve its appearance. The fastening interface 28 is formed, for example, by a groove which is recessed from the outer surface 8 of the frame 1 and is formed in the peripheral part 4, as shown in particular in 2 you can see. The groove makes it possible to receive a fastening profile element attached to the closure, as is known per se.

Der oben beschriebene Rahmen 1 ermöglicht insbesondere eine etwa 30%ige Reduzierung der Masse im Vergleich zu einem herkömmlichen Metallrahmen bei gleichzeitiger Beibehaltung geeigneter mechanischer Eigenschaften. Darüber hinaus kann der Rahmen 1, wie oben beschrieben, eine große Anzahl zusätzlicher Funktionen integrieren, ohne dass zusätzliche Produktionsschritte erforderlich sind, wie aus dem Verfahren zur Herstellung des Rahmens 1 hervorgeht, das nun beschrieben wird. Es sei darauf hingewiesen, dass dieses Verfahren die CO₂-Emissionen im Zusammenhang mit der Herstellung des Rahmens im Vergleich zur Herstellung eines herkömmlichen Metallrahmens um etwa 50 % reduziert.In particular, the frame 1 described above enables an approximately 30% reduction in mass compared to a conventional metal frame while maintaining suitable mechanical properties. Furthermore, as described above, the frame 1 can integrate a large number of additional functions without requiring additional production steps lich, as can be seen from the method of manufacturing the frame 1, which will now be described. It should be noted that this process reduces CO ₂ emissions associated with the manufacture of the frame by approximately 50% compared to the manufacture of a traditional metal frame.

Der oben beschriebene Rahmen 1 wird in einer Form hergestellt, die ein erstes Formteil und ein zweites Formteil umfasst, die zwischen sich einen Formhohlraum mit der Form des herzustellenden Rahmens 1 definieren. Die Formteile sind relativ zueinander beweglich zwischen einer offenen Position, in der das zweite Formteil vom ersten Formteil getrennt ist, um den Zugang zum Formhohlraum zu ermöglichen, und einer geschlossenen Position, in der der Formhohlraum verschlossen ist.The frame 1 described above is manufactured in a mold comprising a first molding and a second molding defining between them a mold cavity having the shape of the frame 1 to be manufactured. The mold parts are movable relative to each other between an open position in which the second mold part is separated from the first mold part to allow access to the mold cavity and a closed position in which the mold cavity is closed.

Das Verfahren umfasst einen Schritt des Vorwärmens des Kerns 10 und der äußeren Schichten 12 des Hauptkörpers 2 und deren Anordnung in dem Teil des Formhohlraums, der von dem ersten Formteil gebildet wird, wobei sich die Form in der offenen Position befindet. Der Kern 10 und die äußeren Schichten 12 werden während dieses Vorwärmschritts beispielsweise auf eine Temperatur erhitzt, die über der Schmelztemperatur des verwendeten thermoplastischen Materials liegt, genauer gesagt zwischen 180 °C und 280 °C, je nach Material.The method includes a step of preheating the core 10 and the outer layers 12 of the main body 2 and arranging them in the part of the mold cavity formed by the first mold part, with the mold in the open position. The core 10 and the outer layers 12 are heated during this preheating step, for example, to a temperature which is above the melting temperature of the thermoplastic material used, more precisely between 180 ° C and 280 ° C, depending on the material.

Die äußeren Schichten 12 und der Kern 10 sind in dem ersten Formteil so angeordnet, dass sie die in 5 gezeigte Sandwichstruktur bilden. Im Moment dieser Anordnung weist der Kern 10 eine im Wesentlichen konstante Dicke auf. Wenn der Hauptkörper 2 eine mittlere Öffnung 26 umfasst, kann diese vor der Anordnung der äußeren Schichten 12 und des Kerns 10 im ersten Formteil oder während dem Gießvorgang durch Bereitstellen eines Schneidewerkzeugs in dem Formhohlraum vorgenommen werden.The outer layers 12 and the core 10 are arranged in the first molding so that they have the in 5 form the sandwich structure shown. At the moment of this arrangement, the core 10 has a substantially constant thickness. If the main body 2 includes a central opening 26, this may be made prior to placement of the outer layers 12 and core 10 in the first mold part or during the casting process by providing a cutting tool in the mold cavity.

Falls erforderlich, werden die Metalleinsätze 22 auch im ersten Formteil in der offenen Position an der Stelle angeordnet, die sie im Rahmen 1 einnehmen sollen.If necessary, the metal inserts 22 are also placed in the first molding in the open position at the location that they are to occupy in the frame 1.

Die Form wird in ihre geschlossene Position gebracht, um den Formhohlraum um die Sandwichstruktur und die Metalleinsätze 22 zu positionieren. Während des Schließens der Form üben der erste und der zweite Abschnitt der Form Druck auf die Sandwichstruktur aus, um die äußeren Schichten 12 am Kern 10 anzubringen und die Dicke des Kerns 10 lokal zu modifizieren, um die Bereiche mit reduzierter Dicke zu erzeugen. In diesen Bereichen erhöht der Druck, der von den Abschnitten der Form ausgeübt wird, die Dichte des Kerns 10, indem er dessen Dicke verringert. Der Teil der Sandwichstruktur, der in den Formhohlraum hineinragt, ist eine periphere Zone des Hauptkörpers 2, wobei diese periphere Zone während des Einspritzens des Kunststoffs in den Formhohlraum von dem peripheren Teil 4 umspritzt wird, wie jetzt beschrieben wird. Gemäß einer Ausführungsform wird die periphere Zone nur von den Kanten gebildet, die von den aneinander angebrachten äußeren Schichten 12 gebildet werden, wobei nur diese Kanten in den Formhohlraum hineinragen, wenn sich die Form in der geschlossenen Position befindet.The mold is brought into its closed position to position the mold cavity around the sandwich structure and metal inserts 22. During mold closure, the first and second portions of the mold apply pressure to the sandwich structure to attach the outer layers 12 to the core 10 and to locally modify the thickness of the core 10 to create the reduced thickness regions. In these areas, the pressure exerted by the portions of the mold increases the density of the core 10 by reducing its thickness. The part of the sandwich structure that projects into the mold cavity is a peripheral zone of the main body 2, this peripheral zone being overmolded by the peripheral part 4 during the injection of the plastic into the mold cavity, as will now be described. According to one embodiment, the peripheral zone is formed only by the edges formed by the attached outer layers 12, only these edges protruding into the mold cavity when the mold is in the closed position.

Anschließend wird ein thermoplastisches Material in den Formhohlraum eingespritzt, das den Formhohlraum in den Abschnitten füllt, die nicht von der Sandwichstruktur oder den Metalleinsätzen 22 eingenommen werden. Das thermoplastische Material bildet den peripheren Teil 4 des Rahmens 1, indem es an den Kanten des Hauptkörpers 2, die sich in den Formhohlraum hinein erstrecken, umspritzt wird und die Befestigung der Metalleinsätze 22 am Hauptkörper 2 und/oder am peripheren Teil 4 gewährleistet.A thermoplastic material is then injected into the mold cavity, filling the mold cavity in the portions not occupied by the sandwich structure or the metal inserts 22. The thermoplastic material forms the peripheral part 4 of the frame 1 by being overmolded on the edges of the main body 2 which extend into the mold cavity and ensures the attachment of the metal inserts 22 to the main body 2 and/or to the peripheral part 4.

Die Form wird dann geöffnet und der Rahmen 1 aus dem Formhohlraum herausgezogen. Der erhaltene Rahmen 1 ist ein fertiges Teil, das keine zusätzliche Endbearbeitung erfordert.The mold is then opened and the frame 1 is pulled out of the mold cavity. The obtained frame 1 is a finished part that does not require additional finishing.

Insbesondere der periphere Teil 4, der durch Gießen hergestellt wird, ermöglicht es, die Kontur des Rahmens 1 sehr genau zu definieren, sodass es nicht notwendig ist, das erhaltene Teil nach dem Austritt aus der Form zu schneiden, um diese Kontur zu definieren, was der Fall sein könnte, wenn die Kontur durch die Sandwichstruktur gebildet worden wäre.In particular, the peripheral part 4, made by casting, makes it possible to define very precisely the contour of the frame 1, so that it is not necessary to cut the obtained part after it exits the mold in order to define this contour, which could be the case if the contour had been formed by the sandwich structure.

Claims

Frame for a seat support member (1) comprising a main body (2) and at least one peripheral part (4) extending around a peripheral zone of the main body (2), the main body (2) being made of a sandwich structure, which comprises a core (10) of cellular material extending between two outer layers (12), each formed of at least one plate of composite material, and wherein the peripheral part (4) is made of a thermoplastic material which is the peripheral zone of the main body (2) is encapsulated.

Frame after Claim 1 , wherein the core (10) made of cellular material of the sandwich structure is formed from a foam or a perforated structure made from thermoplastic material.

Frame after Claim 2 , wherein the thermoplastic material of the core (10) and the thermo plastic material of the outer layers (12) is selected from at least one of polypropylene, polyethylene terephthalate, polycaprolactam [NH-(CH ₂ ) ₅ -CO] _n and/or butylene terephthalate.

Frame after Claim 2 or 3 , wherein the thermoplastic material of the core (10) is identical to the thermoplastic material of the panels of composite material which form the outer layers (12) of the sandwich structure.

Frame according to one of the Claims 1 until 4 , wherein the core (10) has a thickness corresponding to the distance between the two outer layers (12), which is essentially between 2 mm and 40 mm, and a density which is essentially between 50 and 350.

Frame according to one of the Claims 1 until 5 , wherein the core (10) has a thickness corresponding to the distance between the two outer layers (12) and/or a variable density in directions substantially perpendicular to the direction from one outer layer (12) to the other outer layer (12).

Frame according to one of the Claims 1 until 6 , wherein the outer layers (12) have a larger surface area than that of the core (10), such that each outer layer (12) has at least one edge that protrudes beyond the core (10), the edges of the outer layers (12) rest against each other in the peripheral zone of the main body (2).

Frame according to one of the Claims 1 until 7 , further comprising at least one metal insert (22) attached to the main body (2) and/or the peripheral part (4).