DE4304176B4 - Sitzkissenrahmen für einen Fahrzeugsitz - Google Patents
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Abstract
Sitzanordnung für ein Kraftfahrzeug mit einem Sitzrahmen, einem Sitzkissenrahmen, der an dem Sitzrahmen befestigt ist und von diesem getragen wird, und einem von dem Sitzkissenrahmen getragenen Sitzkissen, dadurch gekennzeichnet, daß der Sitzkissenrahmen (16, 16A, 16B) als im wesentlichen zweidimensionales Kunststoff-Formteil mit mindestens einer Metalleinlage (36; 50, 52, 54; 58) ausgebildet ist, welche eine Vielzahl von Öffnungen aufweist, daß die mindestens eine Metalleinlage (36; 50, 52, 54; 58) in das Kunststoffmaterial des Kunststoff-Formteils eingebettet ist und daß ihre Öffnungen mit dem Kunststoffmaterial gefüllt sind.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Sitzanordnung für ein Kraftfahrzeug, mit einem Sitzrahmen, einem Sitzkissenrahmen, der an dem Sitzrahmen befestigt ist und von diesem getragen wird, und einem von dem Sitzkissenrahmen getragenen Sitzkissen.
- Sitzkissenrahmen für Fahrzeugsitze werden bisher typischerweise als gestanzte Stahlblechteile hergestellt. Ein solcher Stahlblechrahmen kann relativ billig hergestellt werden, ist jedoch relativ schwer. Zur Reduzierung des Gewichts eines Sitzkissenrahmens ist es möglich, diesen Rahmen durch Spritz- beziehungsweise Formgießen unter Verwendung von hochfesten speziellen Kunststoffen herzustellen, wie zum Beispiel Kunststoffen, wie sie unter dem Handelsnamen "Valox HS 433" oder "Nydur BKV 130
" erhältlich sind. Aus solchen speziellen Kunststoffen können Sitzkissenrahmen mit hoher Festigkeit bei einer Gewichtseinsparung von etwa 30% gegenüber Stahlblechrahmen hergestellt werden. Diese Gewichtsersparnis bringt jedoch hohe Kosten für die speziellen Kunststoffe mit sich, wobei die Gewichtseinsparung insgesamt nicht so wesentlich ist, daß sie die zusätzlichen Kosten rechtfertigen könnte. - Bei Verwendung billigerer und leichterer Kunststoffe, wie zum Beispiel Polypropylen und Polyetylenterephtalat könnten sowohl hinsichtlich des Gewichts als auch hinsichtlich der Kosten beträchtliche Einsparungen erzielt werden. Andererseits ist jedoch die Festigkeit von Sitzrahmen, die aus diesen preisgünstigeren und leichteren Kunststoffen hergestellt werden nicht ausreichend.
- Ausgehend vom Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Sitzkissenrahmen unter Verwendung preiswerter und leichter Kunststoffe in der Weise herzustellen, daß dennoch eine ausreichende Festigkeit des fertigen Sitzkissenrahmens erreicht wird.
- Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Sitzanordnung beziehungsweise bei deren Sitzkissenrahmen gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Sitzkissenrahmen als im wesentlichen zweidimensionales Kunststoff-Formteil mit mindestens einer Metalleinlage ausgebildet ist, welche eine Vielzahl von Öffnungen aufweist, daß die mindestens eine Metalleinlage in das Kunststoffmaterial des Kunststoff-Formteils eingebettet ist und daß ihre Öffnungen mit dem Kunststoffmaterial gefüllt sind.
- Es ist ein besonderer Vorteil des verstärkten Sitzkissenrahmens gemäß der Erfindung, daß er gegenüber Sitzkissenrahmen aus speziellen Kunststoffen erheblich billiger hergestellt werden kann und außerdem ein deutlich geringeres Gewicht besitzt. Dies wird dadurch erreicht, daß das preiswerte und leichte Kunststoffmaterial, aus dem der erfindungsgemäße Sitzkissenrahmen als Kunststoff-Formteil hergestellt wird, mit mindestens einer verstärkenden Metalleinlage verstärkt wird, welche bei hoher Belastung ein Brechen des relativ spröden Kunststoffmaterials verhindert. Dabei kann für die Metalleinlagen entweder ein Rippenstreckmetall oder ein Drahtgewebe verwendet werden, und zwar insbesondere nur in den besonders belasteten Bereichen, wodurch ein Brechen des spröden Kunststoffmaterials in diesen Bereichen verhindert wird, insbesondere da Zugbelastungen von der Metalleinlage aufgenommen werden und das Kunststoffmaterial entlasten.
- Die verstärkende Metalleinlage kann im wesentlichen im Bereich des gesamten Sitzkissenrahmens vorgesehen sein oder nur an den Stellen desselben, an denen, insbesondere bei einem Unfall, eine besonders hohe Belastung auftritt. Dabei sorgen die in der Metalleinlage vorhandenen durchgehenden Öffnungen für eine innige Verbindung mit dem Kunststoffmaterial, da dieses durch die Öffnungen hindurchtritt und dafür sorgt, daß die Metalleinlage fest in dem Kunststoffmaterial verankert wird, wenn das Kunststoffmaterial in einer Form rings um die Einlage eingespritzt wird.
- Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nachstehend anhand von Zeichnungen noch nähert erläutert oder sind Gegenstand abhängiger Ansprüche. Es zeigen:
-
1 : eine perspektivische Gesamtdarstellung eines Fahrzeugsitzes mit einem Sitzkissenrahmen gemäß der Erfindung und -
2 bis4 : perspektivische Darstellungen bevorzugter Ausführungsformen von Sitzkissenrahmen gemäß der Erfindung. - Im einzelnen zeigt
1 einen Sitz10 , der durch einen Rahmen12 gemäß der Erfindung abgestützt wird. Der Rahmen12 umfaßt vier Beine14 , insbesondere zum Befestigen des Sitzes10 an einem Kraftfahrzeug. Der Rahmen12 umfaßt vorzugsweise einen vorderen und einen hinteren Einstellmechanismus (nicht gezeigt); an dem Rahmen12 ist ferner ein Sitzkissenrahmen16 befestigt und abgestützt. Der Sitzkissenrahmen16 trägt ein gepolstertes Schaumstoffkissen18 . Eine Rückenlehne20 steht vom hinteren Teil des Sitzkissens18 nach oben ab. - Der Sitzkissenrahmen
16 ist in2 vergrößert dargestellt und ein im wesentlichen zweidimensionales Element mit einer Breite W in Querrichtung des Sitzes10 und mit einer Tiefe D in Längsrichtung des Sitzes10 , das heißt von vorn nach hinten. Der Sitzkissenrahmen16 ist im wesentlichen rechteckig. Die Oberseite beziehungsweise eine obere Wand22 des Sitzkissenrahmens16 umfaßt einen großen, flachen vertieften Bereich24 , dessen Konturen so gewählt sind, daß sich ein optimaler Sitzkomfort ergibt. Die obere Wand22 ist außen beziehungsweise längs ihres Umfangs mit einer im wesentlichen nach unten gerichteten Schürze26 versehen, die in einer Kante28 endet. - In der oberen Wand
22 sind in der Nähe der beiden hinteren Ecken schlitzförmige Öffnungen beziehungsweise Langlöcher30 vorgesehen. An den Langlöchern30 kann der Sitzkissenrahmen16 von Beinen eines Rückenlehnenrahmens durchgriffen werden, die bis zu einer Sitzschiene unterhalb des Sitzkissenrahmens16 führen. Angrenzend an die Langlöcher30 sind hintere Befestigungsaugen31 vorgesehen, welche in Vertiefungen33 sitzen, um zu verhindern, daß sie über die obere Wand22 des Sitzkissenrahmens16 vorstehen. Entsprechende Befestigungsaugen32 sind im Bereich der beiden vorderen Ecken des Sitzkissenrahmens16 vorgesehen. Die vorderen Befestigungsaugen32 sind in seitlich verlaufenden Vertiefungen34 angeordnet, so daß sie gegenüber der oberen Wand22 abgesenkt sind. Hierdurch wird vermieden, daß die Befestigungsaugen in einem Sitzkissenbereich, in dem ein Benutzer den Sitz belastet und die Befestigungsaugen spüren würde, nach oben über die Oberseite des Sitzkissenrahmens vorstehen. Die seitlich verlaufenden trogartigen Vertiefungen34 gestatten es außerdem, den vorderen Teil des Sitzkissens18 längs der Vorderkante dicker zu machen, um dadurch zusätzlich zum Komfort des Benutzers des Sitzes10 beizutragen und dessen Oberschenkel bequem abzustützen. - Das Sitzkissen
18 liegt auf der Oberseite des Sitzkissenrahmens16 auf und umfaßt eine Polsterung, deren Bezug um den Sitzkissenrahmen16 herum und unter denselben gezogen wird, wo er in konventioneller Weise mittels Befestigungselementen (nicht gezeigt) gehalten wird. Der in2 gezeigte Sitzkissenrahmen besteht aus einer verstärkenden Metalleinlage36 , die in ein Kunststoffmaterial38 eingegossen ist. Die Metalleinlage36 ist in dem Kunststoffmaterial38 so angeordnet, daß sie von den Formoberflächen einen Abstand hat, so daß sie von dem Kunststoffmaterial38 vollständig umschlossen und eingekapselt ist. Das Metallmaterial kann ein Streckmetall oder ein Drahtgewebe sein, welches zahlreiche Öffnungen40 aufweist, die beim Spritzgießen mit dem Kunststoffmaterial38 gefüllt werden. In2 ist das Kunststoffmaterial zur Verdeutlichung des inneren Aufbaus im Bereich einiger Öffnungen42 entfernt, um die verstärkende Metalleinlage36 zu zeigen. - Bei dem in
2 gezeigten Ausführungsbeispiel erstreckt sich die Metalleinlage36 im wesentlichen über den gesamten Sitzkissenrahmen16 . Die Außenkante44 der Metalleinlage36 ist jedoch gegenüber der umlaufenden Kante46 des Kunststoffmaterials38 etwas nach innen zurückgesetzt, um sicherzustellen, daß die Außenkante44 der Metalleinlage36 vollständig in den Kunststoff eingebettet und durch diesen verdeckt ist, wodurch es leichter wird, den Sitzkissenrahmen zu handhaben ohne sich an freiliegenden, scharfen Metallkanten zu verletzen. Für den Sitzkissenrahmen können verschiedene preiswerte Kunststoffe mit geringem Gewicht verwendet werden. Für die Herstellung von Prototypen des Sitzkissenrahmens wurde Polypropylen mit oder ohne Glasfasern, Polyetylenterephtalat mit 20% Glasfasern und eine Mischung aus Polypropylen und Polyetylen verwendet; diese Materialien erwiesen sich bei Stoßbelastungsprüfungen als befriedigend. - Der Sitzkissenrahmen
16 wird im wesentlichen durch einen vorderen und einen hinteren Teil39 beziehungsweise 41, sowie einen linken und einen rechten Seitenteil43 beziehungsweise 45 gebildet, die paarweise im Abstand voneinander angeordnet sind und eine große zentrale Öffnung48 definieren, die sich zwischen dem vorderen und dem hinteren Teil39 ,41 sowie seitlich zwischen dem linken und dem rechten Seitenteil43 ,45 erstreckt. Durch Ausbildung des Sitzkissenrahmens16 mit der zentralen Öffnung48 wird die für den Sitzkissenrahmen16 benötigte Kunststoffmenge reduziert. Die Metalleinlage36 kann sich, wie auf der linken Seite der Öffnung in2 gezeigt, über die zentrale Öffnung48 erstrecken. Die Metalleinlage kann aber auch, wie auf der rechten Seite der Öffnung in2 gezeigt, im Bereich der zentralen Öffnung48 entfernt beziehungsweise weggelassen werden. Die Breite der Öffnung48 beträgt annähernd ein Viertel bis eine Hälfte der Gesamtbreite W des Sitzkissenrahmens. Die Tiefe der Öffnung48 liegt zwischen etwa einem Viertel und der Hälfte der Tiefe D des Sitzkissenrahmens. Der Sitzkissenrahmen kann mit oder ohne die zentrale Öffnung48 hergestellt werden. Wenn er mit der zentralen Öffnung48 hergestellt wird, dann kann eine Federdraht-Sitzkissenaufhängung (nicht gezeigt) verwendet werden, die in bekannter Weise über die zentrale Öffnung48 gespannt ist. - In
3 ist ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel eines Sitzkissenrahmens16A gemäß der Erfindung gezeigt. - Bei dem Sitzkissenrahmen
16A ist die Metalleinlage nur in gewissen hoch belasteten Bereichen vorgesehen und erstreckt sich nicht über den gesamten Sitzkissenrahmen. Beim Ausführungsbeispiel sind zwei Metalleinlagen50 angrenzend an die Vorderkante des flachen vertieften Bereichs24 vorgesehen, und zwar vor der zentralen Öffnung 48. Diese Stelle im Bereich der Vorderkante des vertieften Bereichs24 wird bei einem Frontalzusammenstoß eines mit dem Sitz10 ausgestatteten Fahrzeugs von dem Benutzer einer hohen Belastung ausgesetzt. Dadurch, daß man in diesem Bereich die Metalleinlagen50 vorsieht, ist die Wahrscheinlichkeit für ein Brechen des eine gewisse Sprödigkeit besitzenden Kunststoffmaterials aufgrund einer hohen Belastung verringert beziehungsweise begrenzt. - Je eine weitere Metalleinlage
52 beziehungsweise54 ,56 dient der Verstärkung des Sitzkissenrahmens16a im Bereich der Befestigungspunkte, an denen bei einer Fahrzeugkollision ebenfalls eine hohe Belastung auftritt. Im einzelnen verbindet die Metalleinlage52 eines der vorderen Befestigungsaugen32 mit dem zugeordneten hinteren Befestigungsauge31 und verläuft längs der betreffenden Seite des Sitzes. Wenn der Sitzkissenrahmen16a bei einer Fahrzeugkollision belastet wird, dann wird ein Teil dieser Belastung von der Metalleinlage52 auf den hinteren Teil des Sitzkissenrahmens16a und das betreffende Befestigungsauge übertragen. - Eine andere Möglichkeit besteht darin, rings um das linke hintere Befestigungsauge
31 eine Metalleinlage54 und rings um das vordere Befestigungsauge32 eine separate Metalleinlage56 anzuordnen, wie dies in3 für die linke Seite des Sitzkissenrahmens gezeigt ist. Die Metalleinlagen50 ,52 ,54 und56 sind in3 dargestellt, um zu verdeutlichen, daß es verschiedene Möglichkeiten für eine lokale Verstärkung gibt. Es kann jede Kombination von separaten Metalleinlagen verwendet werden, um den gewünschten Widerstand gegen ein Brechen der Rahmenstruktur zu schaffen. - Ein weiterer erfindungsgemäßer Sitzkissenrahmen
16B ist in4 gezeigt. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind der vordere Teil39 des Sitzkissenrahmens16B und die vorderen Teile der beiden Seitenteile43 ,45 durch eine Metalleinlage58 verstärkt, die sich im wesentlichen über den gesamten vorderen Teil des Sitzkissenrahmens16B erstreckt, nämlich über den Bereich, in dem bei einer frontalen Fahrzeugkollision hohe Belastungen auftreten. - Es hat sich gezeigt, daß sich mit dem erfindungsgemäßen Sitzkissenrahmen, bei dem eine flache Metalleinlage in ein Kunststoffmaterial eingegossen ist, im Vergleich zu einem aus Stahlblech gestanzten Sitzkissenrahmen eine Gewichtsersparnis von bis zu 45% erzielen läßt. Gemäß der Erfindung wird also ein leichter Sitzkissenrahmen geschaffen, dessen Kosten sich nur unwesentlich von den Kosten für einen konventionellen Sitzkissenrahmen unterscheiden.
- Während vorstehend bevorzugte Ausführungsbeispiele erläutert wurden, versteht es sich, daß dem Fachmann, ausgehend von diesen Ausführungsbeispielen, zahlreiche Möglichkeiten für Änderungen und/oder Ergänzungen zu Gebote stehen ohne daß er dabei den Grundgedanken der Erfindung verlassen müßte.
Claims (15)
- Sitzanordnung für ein Kraftfahrzeug mit einem Sitzrahmen, einem Sitzkissenrahmen, der an dem Sitzrahmen befestigt ist und von diesem getragen wird, und einem von dem Sitzkissenrahmen getragenen Sitzkissen, dadurch gekennzeichnet, daß der Sitzkissenrahmen (
16 ,16A ,16B ) als im wesentlichen zweidimensionales Kunststoff-Formteil mit mindestens einer Metalleinlage (36 ;50 ,52 ,54 ;58 ) ausgebildet ist, welche eine Vielzahl von Öffnungen aufweist, daß die mindestens eine Metalleinlage (36 ;50 ,52 ,54 ;58 ) in das Kunststoffmaterial des Kunststoff-Formteils eingebettet ist und daß ihre Öffnungen mit dem Kunststoffmaterial gefüllt sind. - Sitzanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sitzkissenrahmen (
16 ) eine obere Wand (22 ) und eine, diese obere Wand (22 ) längs ihres Umfangs umgebende, nach unten gerichtete Schürze (26 ) aufweist und daß sich die Metalleinlage (36 ) im wesentlichen über die gesamte obere Wand (22 ) und die Schürze (26 ) erstreckt, derart, daß der Rand der Metalleinlage (36 ) in das Kunststoffmaterial eingebettet ist und im Abstand von einer freien Kante (28 ) der Schürze (26 ) endet. - Sitzanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Metalleinlage (
36 ) im wesentlichen durch das gesamte Kunststoff-Formteil erstreckt. - Sitzanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Metalleinlage (
58 ) im wesentlichen nur in einer im Gebrauch vorderen Hälfte des Kunststoff-Formteils befindet. - Sitzanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sitzkissenrahmen (
16A ) mehrere Befestigungsaugen (31 ,32 ) zu seiner Befestigung an dem Sitzrahmen (12 ) aufweist und daß mindestens zwei separate Metalleinlagen (52 ,54 ,56 ) vorgesehen sind, die in dem Kunststoff-Formteil derart angeordnet sind, daß jedes der Befestigungsaugen (31 ,32 ) von einer Metalleinlage (52 ,54 ,56 ) umgeben ist. - Sitzkissenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sitzkissenrahmen (
16A ) ein Paar von vorderen Befestigungsaugen (32 ) und ein Paar von hinteren Befestigungsaugen (31 ) aufweist, die nach hinten gegenüber den vorderen Befestigungsaugen (32 ) im Abstand angeordnet sind, und daß zwei Metalleinlagen (52 ) vorgesehen sind, von denen jede sich von einem der vorderen Befestigungsaugen (32 ) in Richtung auf das zugeordnete hintere Befestigungsauge (31 ) erstreckt und diese Befestigungsaugen umgibt. - Sitzanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beziehungsweise jede Metalleinlage (
36 ,50 ,52 ,54 ,56 ,58 ) aus Streckmetall besteht. - Sitzanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sitzkissenrahmen (
16 ,16A ,16B ) einen vorderen und einen hinteren Teil (39 beziehungsweise41 ) sowie eine rechten und einen linken Teil (43 beziehungsweise 45) aufweist, die unter Bildung einer zentralen Öffnung (48 ) paarweise im Abstand voneinander angeordnet sind, wobei die Breite und die Tiefe der zentralen Öffnung (48 ) zwischen etwa einem Viertel und der Hälfte der Breite (W) beziehungsweise der Tiefe (D) des Sitzkissenrahmens betragen. - Sitzanordnung nach Anspruch 3 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Metalleinlage (
36 ) über die zentrale Öffnung (48 ) erstreckt. - Sitzanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Metalleinlage (
58 ) über den vorderen Teil (39 ) und die vorderen Bereiche der Seitenteile (43 ,45 ) des Sitzkissenrahmens (16B ) erstreckt. - Sitzanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Sitzkissenrahmen (
16A ) im wesentlichen rechteckig ausgebildet ist und an jeder seiner Ecken ein Befestigungsauge (31 ,32 ) aufweist und daß jedes der vier Befestigungsaugen (31 ,32 ) von einer Metalleinlage (54 ,56 ) mit begrenzten Abmessungen umgeben ist. - Sitzanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die vorderen und hinteren Teile (
39 ,41 ) und die rechten und linken Seitenteile (43 ,45 ) eine obere Wand (22 ) und eine längs des Umfangs derselben umlaufende Schürze (26 ) bilden und daß die obere Wand (22 ) im wesentlichen rechteckig ausgebildet ist und an ihren vorderen Ecken ein Paar von Befestigungsaugen (32 ) aufweist, die in Vertiefungen (34 ) der oberen Wand (22 ) angeordnet sind. - Sitzanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (
34 ) als seitlich quer zur oberen Wand (22 ) verlaufende Vertiefungen (34 ) angrenzend an die Vorderkante der oberen Wand (22 ) ausgebildet sind. - Sitzanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffmaterial des Kunststoff-Formteils Polypropylen enthält.
- Sitzanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffmaterial des Kunststoff-Formteils Poyletylenterephtalat enthält.
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