DE69802021T2

DE69802021T2 - Verfahren zum Herstellen einer Rückenlehnestruktur für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE69802021T2
Application number: DE1998602021
Authority: DE
Inventors: Christophe Chervin; Nicolas Hochet
Original assignee: Peguform France SA
Current assignee: Peguform France SA
Priority date: 1997-01-23
Filing date: 1998-01-22
Publication date: 2002-07-18
Anticipated expiration: 2018-01-23
Also published as: FR2758504A1; EP0855309B1; EP0855309A1; FR2758504B1; DE69802021D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Sitzlehnenstruktur für Kraftfahrzeuge.
Die betrifft auch eine durch ein solches Verfahren hergestellte Sitzlehnenstruktur für Kraftfahrzeuge.
Man versteht hier unter Sitz einen einfachen Sitz mit einem Platz oder auch einen Mehrfachsitz mit mindestens zwei Plätzen, der üblicherweise Sitzbank genannt wird.
Ob es sich nun uni einen einfachen oder mehrfachen Sitz handelt, weist er zwei Teile auf, eine Lehne und ein Sitzteil, und jedes dieser beiden Teile ist durch vier Grundelemente gebildet, nämlich die Struktur bzw. den tragenden Aufbau, die Polsterung, die Verkleidung bzw. den Überzug und die Befestigung. Der Sitz weist auch wahlweise vorhandene Elemente auf, wie die Armlehne, die Kopfstütze, die Gurte und auch noch den Kindersitz.
Die vorliegende Erfindung zielt im wesentlichen auf die Struktur des Kraftfahrzeugsitzes ab, und besonders auf eine umklappbare Sitzlehnenstruktur.
Die Gestaltung der Rücksitze von Kraftfahrzeugen besteht im allgemeinen aus einer umklappbaren Sitzbank, und diese Sitzbank kann einstückig sein oder aus zwei Teilen bestehen, die von einer 2/3-Sitzbank (mit zwei Plätzen) und einer 1/3-Sitzbank (mit einem Flatz) gebildet sind. Es kann auch an der Rückseite der Kabine eine Reihe von zwei oder drei Sitzen mit einem umklappbaren oder nicht-umklappbaren Platz vorgesehen sein.
Die Tatsache, daß der Sitz umklappbar sein soll, gestattet es, nötigenfalls das Volumen des Gepäckraums an der Rückseite der Kabine des Kraftfahrzeuges zu erhöhen, und von der Rückseite der Kabine Zugang zum Gepäckraum zu haben.
Die umklappbare 2/3-Sitzbanklehne weist in ihrem unteren Teil zwei Scharniere zur Anlenkung am Fahrzeugaufbau auf, wobei diese beiden Scharniere auf der Außen- und Innenseite der Lehne angeordnet sind und sie ihr Umklappen nach vorne gestatten, sowie in einem Bereich, der an der Außenseite der genannten Lehne gelegen ist, einen Punkt zu deren Verankerung am Fahrzeugaufbau, um sie in der vertikalen Lage zu halten. Die 1/3-Sitzbanklehne weist im unteren Teil, ebenfalls auf der Außen- und Innenseite, zwei Scharniere zur Anlenkung am Kraftfahrzeugaufbau auf, für ihr Umklappen nach vorne, und einen Verankerungspunkt an der Strebe des Fahrzeugs, die in einer Zone angeordnet ist, die oben auf der Außenseite der Lehne angeordnet ist.
Die herkömmlichen Funktionen einer umklappbaren Rücksitzlehnenstruktur eines Kraftfahrzeuges umfassen die Unterstützung des Teils des Gewichtes des Körpers, der durch den Rücken des Fahrgastes auf die Lehne aufgebracht wird, die Sicherstellung, daß der Gepäckraumboden durchgeht, wenn die gesamte Sitzlehne oder ein Teil dieser umgeklappt ist, den Schutz des Fahrgastes vor dem Eindringen von Gegenständen, die im Gepäckraum angeordnet sind, bei einem Unfall oder einer harten Bremsung, das Entstehen einer sichtbaren Abtrennung zwischen der Kabine und dem Gepäckraum, die Beteilgung an der Schallisolierung zwischen dem Gepäckraum und der Kabine des Fahrzeugs, die Aufnahme der Polsterung und die Befestigung des Lehnenüberzuges.
Außerdem weist das herkömmliche Schema der hinteren Sicherheitsgurte eines Kraftfahrzeuges auf der rechten und linken Seite Sicherheitsgurte mit drei Verankerungspunkten und in der Mitte einen einfachen Gurt mit nur zwei Verankerungspunkten auf, wobei die Verankerungspunkte der Sicherheitsgurte auf strukturellen Elementen des Kraftfahrzeugaufbaus gelegen sind.
Diese Ausbildung der vorgenannten Gurte stellt ein Hauptproblem bezüglich der Sicherheit des Fahrgastes, der sich in der Mitte befindet.
In der Wirkung gestattet es der mittlere Sicherheitsgurt, der nur an zwei Verankerungspunkten angebracht ist, dem auf seinem Sitz sitzenden Fahrgast nicht, im Fall eines heftigen Stoßes seinen Platz zu behalten.
Um das obenerwähnte Problem zu lösen, hat man tatsächlich beabsichtigt, in die Struktur des Rücksitzbanklehne einen Verankerungspunkt einzulassen, der im oberen Teil der Innenseite der genannten Lehne gelegen ist, derart, daß er seinem Verankerungspunkt auf dem Fahrzeugaufbau entgegengesetzt ist, um am hinteren, mittleren Platz den Einbau eines Sicherheitsgurtes mit drei Verankerungspunkten auf dieselbe Weise wie für den rechten und linken Rücksitz zu gestatten.
Allgemeiner ist es die Tendenz auf dem Gebiet der Konstruktion von Kraftfahrzeugsitzen, einfache Sitze oder Mehrfachsitze herzustellen, die autonome Systeme sind. Die Tatsache, daß der Sitz eine autonome Gesamtheit sein soll, ermöglicht besonders eine größere Modulausführung der Kraftfahrzeugkabine.
Der autonome Sitz muß es gestatten, die Sicherheit des Fahrgastes im Inneren der Kraftfahrzeugkabine sicherzustellen, indem man das Gurt-Verankerungssystem (obere Verankerungspunkte, die in der Sitzlehnenstruktur vorgesehen sind) und einen oder mehrere aufblasbare Kissen z. B. für den Fall eines Zusammenstosses einbezieht.
Es ist dann nötig, daß die Sitzstruktur und mehr im einzelnen seine Lehnenstruktur eine gute Steifigkeit aufweist, damit im Fall eines Zusammenstoßes die Lehne einen Schutz des oder der Fahrgastes bzw. Fahrgäste sicherstellt, der bzw. die auf dem Sitz sitzen, indem sie die kinetische Energie des Zusammenstosses durch bruchfreie Verformung absorbiert und besonders den Bruch der Verankerungen von Sicherheitsgurten vermeidet, wobei die Gurtschlösser zugänglich bleiben müssen, um letztlich das Freikommen der Fahrgäste aus der Kraftfahrzeugkabine zu gestatten.
Gegenwärtig wird die Kraftfahrzeug-Sitzlehnenstruktur durch Zusammenbau durch Verschweißen von Metallblechen hergestellt. Diese Bleche sind tiefgezogen, um ihre Steifigkeit zu erhöhen, was die Form der Lehne angeht, derart ausgeschnitten, daß ihre endgültige Struktur leichter wird, und durch einen Punktschweißvorgang zusammengebaut.
Außerdem werden sie vorab gebohrt, um die Aufnahme von Zubehör zu ermöglichen, wie Armlehnen.
Auf der Lehnenstruktur setzt man ohne Verklebung oder spezielle Art der Befestigung eine Polsterung auf, und dann befestigt man mit Hilfe einer Umfangsverbindung die Verkleidung auf der Lehne.
Je nachdem bringt man eine Armlehne, eine oder mehrere Kopfstütze(n) oder einen Kindersitz an.
Das Blech erscheint notwendig (man kann nicht einen einfachen Rahmen anstreben, auf dem man die Polsterung befestigt), um im Falle eines Zusammenstoßes das unglückliche Eindringen von Gepäckteilen, die sich im Gepäckraum befinden, in die Fahrzeugkabine zu vermeiden.
Damit die aus Metallblech hergestellte Sitzlehnenstruktur die herkömmlichen Funktionen erfüllen kann, die schon vorher erwähnt sind, und eine gute Steifigkeit aufweist, um mindestens einen Verankerungspunkt eines Sicherheitsgurtes einzulassen, ist es außerdem notwendig, daß die Dicke der Bleche, die die Lehnenstruktur bilden, nicht vernachlässigbar ist, und daß Metallverstärkungen zu den genannten Strukturblechen hinzugefügt sind.
Die gegenwärtige Tendenz ist es, mehr und mehr leistungsfähige Stähle zu verwenden, und gegebenenfalls zusätzlich Metallverstärkungen, um die Dicke örtlich an genau definierten Stellen der Sitzlehnenstruktur zu erhöhen.
Dies hat zur Folge, daß das endgültige Gewicht der Lehne erhöht wird, wobei die losgelöste Metallstruktur der Lehne einer 2/3- Sitzbank etwa ein Gewicht von 9 Kilo erreichen kann. Dies zieht erhebliche Herstellungskosten der Lehne nach sich, und stellt Handhahungsprobleme der genannten, schweren Strukturen bei den Fließbändern bzw. Fertigungsketten der Sitze.
Außerdem zieht das erhöhte Gewicht der Sitzlehnenstrukturen eine Erhöhung des Gesamtgewichts des Kraftfahrzeuges nach sich, und infolge dieser Tatsache eine Erhöhung des Verbrauchs des genannten Fahrzeuges und eine Erhöhung der kinetischen Energie der Lehnen im Falle eines Zusammenstoßes.
Im übrigen wurde es bereits ins Auge gefaßt, Sitzlehnenstrukturen für Kraftfahrzeuge aus einem verstärkten, warmverformbaren, thermoplastischen Material auf Polypropylenbasis herzustellen.
Nach einem solchen Verfahren wird eine Polypropylenmatte in ein Wärme-Druck-Formwerkzeug eingelegt und zusammen mit dem verstärkten, thermoplastischen Material vereint, das während des Pressens warmverformbar ist.
Diese Technik nutzt die Fließfähigkeit des verstärkten, warmverformbaren, thermoplastischen Materials, das dann die Rillen des Formwerkzeugs ausfüllt, um eine Sitzlehnenstruktur herzustellen, die identisch zu der ist, die aus tiefgezogenen Metallblechen hergestellt wird, ohne sich von den vorgenannten Nachteilen der Technik bei der Herstellung der Struktur befreien zu können, das heißt das Weglassen von Rippen, örtlichen Überdicken, um eine Sitzlehnenstruktur zu erhalten, die den Eigenarten entspricht, die besonders gefordert sind, was die Steifigkeit angeht.
Die aus verstärktem, warmverformbaren, thermoplastischem Material auf Polypropylenbasis hergestellte Sitzlehnenstruktur weist nun erhöhte Herstellungskosten auf, die sie nicht wirtschaftlich durchführbar machen.
Schließlich kennt man aus dem Dokument EP - 0 254 363 ein Verfahren zum Herstellen einer Strukturplatte eines Kraftfahrzeuges nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, und besonders einer Sitzlehne, wonach eine Kunststoffschaumseele im Hohlraum eines Formwerkzeugs zwischen zwei Lagen angeordnet wird, die aus durch lange Glasfasern verstärktem, thermoplastischem Material hergestellt sind, die zufällig verteilt sind, und wonach man den so gebildeten Sandwich unter hoher Temperatur derart verpreßt, daß die obere und untere Lage aus verstärktem Kunststoff miteinander verschmelzen, um die Kunststoffschaumseele einzuschließen.
Um die Nachteile des vorgenannten Standes der Technik zu mildern, schlägt die vorliegende Erfindung ein neues Verfahren zum Herstellen einer Sitzlehnenstruktur für Kraftfahrzeuge vor, die ein verringertes Gewicht und eine gute Steifigkeit aufweist, die notwendig ist, um den Schutz der Fahrgäste sicherzustellen, die auf dem genannten Sitz sitzen, und besonders, um mindestens einen Verankerungspunkt eines Dreipunkt-Sicherheitsgurtes einzubeziehen.
Das Verfahren ist mehr im einzelnen erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß man in einem Formwerkzeug zum Abformen unter Druck, der zwischen 10 und 30 Bar liegt, eine Platte preßt, die mindestens eine erste und eine zweite Haut aufweist, die vorher erwärmt wurden, wobei die genannten Häute von einem textilen Flächengebilde bzw. Gewebe aus Fäden gebildet sind, die Glasfasern umfassen, die in ein thermoplastisches Material wie Polypropylen eingelassen sind, und ein Gewicht aufweist, das etwa zwischen 1700 und 2000 g/m² liegt, sowie eine blasige Seele aus thermoplastischem Material umfaßt, die sandwichartig zwischen der ersten und zweiten Haut aufgenommen ist, um auf diese Weise eine Sitzlehnenstruktur zu bilden, deren Dicke zwischen etwa 21 mm und 26 mm liegt.
So gestattet es ein derartiges Verfahren, eine Sitzlehnenstruktur mit einem verhältnismäßig geringen Gewicht herzustellen (in der Größenordnung von 4 kg für eine 2/3-Sitzbank), die die herkömmlichen Funktionen der Sitzlehne sicherstellt, die vorausgehend beschrieben wurden, sowie den Schutz der Fahrgäste im Inneren der Kraftfahrzeugkabine gegenüber Zusammenstößen oder harten Bremsungen.
Besonders ist die Steifigkeit der Struktur, die durch das erfindungsgemäße Verfahren erhalten wird, so, daß sie, wie später detailliert beschrieben wird, es gestattet, mindestens einen Verankerungspunkt für einen Dreipunkt-Sicherheitsgurt einzubeziehen und die kinetische Energie der den Sitz einnehmenden Person und der Sitzlehne während eines Unfalls oder einer harten Bremsung des genannten Kraftfahrzeugs zu absorbieren.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsweise der Erfindung, wonach man eine Sitzlehnenstruktur herstellt, die einen Verankerungspunkt für einen Sicherheitsgurt aufweist, sind die verwendete erste und zweite Haut von einem ausgeglichenen Gewebe gebildet, in dem die Fäden unter mehr oder weniger 45 Grad in Bezug auf die Längs- und Querachse der genannten Struktur ausgerichtet sind.
Man versteht hier unter ausgeglichenem Gewebe ein Gewebe, in dem es soviele Fäden in der einen wie in der anderen Richtung gibt (ebensoviele Schußfäden wie Kettfäden).
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsweise der Erfindung, wonach man eine Sitzlehnenstruktur herstellt, die einen Verankerungspunkt für einen Sicherheitsgurt aufweist, sind außerdem die verwendete erste und zweite Haut von einem ausgeglichenen Gewebe gebildet, in dem die Fäden unter 0 und 90 Grad in Bezug auf die Längs- und Querachse der genannten Struktur ausgerichtet sind.
Wie das noch wie später beschrieben wird, wird der spezifische Widerstand gegenüber Kräften, die eigentümlich für die Struktur des Sitzes sind, tatsächlich besonders bedingt durch die Ausrichtung der Fäden und ihren Ausgleich im Gewebe der ersten und zweiten Haut der Verbundplatte, die die genannte Struktur bildet.
Gemäß einer anderen Ausführungsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die verwendete erste und zweite Haut aus einem Gewebe 4 · 1 gebildet.
Man versteht unter einem Gewebe 4 · 1 ein Gewebe, in dem es einen Schußfaden pro 4 Kettfäden gibt.
Diese Ausführungsweise ist besonders geeignet für die Herstellung einer Sitzlehnenstruktur, die keinen Verankerungspunkt für einen Sicherheitsgurt einbezieht.
Vorteilhafterweise erwärmt man nach dem erfindungsgemäßen Verfahren vor dem Pressen der genannten Platte in einem Ofen ein Vorab-Gebilde, das aus einem Stapel aus mindestens der ersten Haut, der blasigen Seele und der zweiten Haut gebildet ist, bei einer Temperatur von etwa 500ºC und während einer Dauer von etwa 80 Sekunden, so daß am Ausgang des Ofens die erste und zweite Haut eine Formungstemperatur von etwa 260ºC darbieten.
Das Maß der Verdichtung der Platte nach dem erfindungsgemäßen Verfahren beträgt bevorzugt etwa 2%.
Außerdem ist nach einem besonders vorteilhaften Merkmal der Erfindung die verwendete Form zum Abformen derart ausgelegt, daß man während des Pressens der genannten Sandwich-Verbundplatte auf der ersten Stirnfläche der so gebildeten Struktur eine geschwungene Oberflächenzone, die einen Krümmungsradius darbietet, der kleiner ist als die Dicke der genannten Struktur, und auf deren zweiter Stirnfläche eine Vertiefung bildet, die sich in Richtung der ersten Fläche und in der Nähe der geschwungenen Oberfläche erstreckt.
Genauer gesagt ist die Vertiefung auf eine solche Weise gebildet, daß sie an einen Rand der genannten, so gebildeten Struktur angrenzt, wobei dieser Rand um 90 Grad umgeschlagen ist und eine Dicke darbietet, die geringer ist als die Dicke der genannten Struktur.
Diese Vertiefung bildet auf einem oder mehreren Rändern der durch das erfindungsgemäße Verfahren gebildeten Struktur eine Rinne, die vorteilhaft die Befestigung der Verkleidung und/oder der Polsterung gestattet, die die Sitzlehnenstruktur abdeckt.
Die vorliegende Erfindung schlägt auch eine Sitzlehnenstruktur für Kraftfahrzeuge vor, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie vorteilhafterweise gemäß dem vorgenannten, erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist.
Angesichts der beigefügten Zeichnungen, die als nichteinschränkende Beispiele vorgelegt werden, läßt die folgende Beschreibung gut verstehen, worin die Erfindung besteht und wie sie ausgeführt werden kann.
In den beigefügten Figuren ist:
- Fig. 1 eine schematische Ansieht der Vorderseite einer Lehnenstruktur für eine hintere 2/3-Sitzbank nach der Erfindung, wobei die genannte Struktur einen oberen Verankerungspunkt für den Sicherheitsgurt aufweist,
- Fig. 2 eine schematische Ansicht der Vorderseite der hinteren 2/3-Sitzbanklehne und einer 1/3-Sitzbank nach der Erfindung,
- Fig. 3 eine schematische Ansicht der Vorderseite einer Lehnenstruktur einer hinteren Sitzbank mit 3 Plätzen nach der Erfindung,
- Fig. 4 eine Darstellung eines Histogrammes, das die Mittelwerte der maximalen Zugkräfte zeigt, die für jede Art von getesteten Proben erhalten wurden,
- Fig. 5 eine Tabelle mit Merkmalen einer Gruppe von Testproben, und
- Fig. 6 eine Tabelle der Ergebnissen von Versuchen, die bei der Probengruppe durchgeführt wurden, die in der Tabelle der Fig. 5 vorgelegt ist.
In Fig. 1 ist schematisch eine Struktur 10 einer Lehne einer umklappbaren 2/3-Sitzbank (mit zwei Plätzen) dargestellt, die dazu bestimmt ist, in der Rückseite eines Kraftfahrzeuges neben einer 1/3-Sitzbank angeordnet zu werden.
Diese Lehnenstruktur 10 ist dazu bestimmt, am Aufbau bzw. an der Karosserie eines Kraftfahrzeuges befestigt zu werden, und zwar einerseits in ihrem unteren Teil mittels zweier Anlenkscharniere, die in Punkt B auf der Außenseite 11a und im Punkt C auf der Innenseite 11b der genannten Sitzbank-Lehnenstruktur sitzen, und andererseits im oberen Teil durch ein Verriegelungssystem, das im Punkt A auf der Außenseite 11a der genannten Struktur sitzt. Die innere obere Ecke D der Struktur 10 ist nicht festgelegt.
Diese Lehnenstruktur 10 einer umklappbaren 2/3-Sitzbank weist außerdem einen Verankerungspunkt E auf, der am mittleren oberen Teil der genannten Struktur 10 sitzt, für eine Wickeleinrichtung für einen Sicherheitsgurt mit drei Verankerungspunkten, der für den Fahrgast in der Mitte bestimmt ist. Die beiden unteren, nicht dargestellten Verankerungspunkte des genannten Sicherheitsgurtes sind auf der Kraftfahrzeugkarosserie vorgesehen.
Fig. 2 stellt ein Schema einer Sitzlehnenstruktur der Rücksitze eines Kraftfahrzeuges dar, mit einer Lehnenstruktur 10' einer umklappbaren 2/3-Sitzbank (mit zwei Plätzen), die an der Karosserie des Fahrzeugs befestigt ist, und zwar einerseits im unteren Teil durch zwei Anlenkungsscharniere, die an der unteren äußeren Ecke B und inneren Ecke C der Sitzbank-Lehnenstruktur sitzen, und anderereseits im oberen Teil durch ein Verriegelungssystem, das auf der äußeren oberen Ecke A sitzt, wobei die innere obere Ecke D der Lehnenstruktur frei bleibt. Außerdem ist nach dem in Fig. 2 dargestellten Schema eine Lehnenstruktur 20' einer 1/3-Sitzbank vorgesehen, die auf der Seite der Lehnenstruktur 10' der 2/3-Sitzbank angeordnet ist und an der Kraftfahrzeugkarosserie befestigt ist, und zwar im unteren Teil durch zwei Anlenkungsscharniere, die an der unteren, äußeren Ecke B' und inneren Ecke C' der Lehnenstruktur der genannten Sitzbank sitzen, und im oberen Teil durch ein Verriegelungssystem, das in der äußeren oberen Ecke A' der Lehnenstruktur 20' der genannten Sitzbank sitzt. Die innere, obere Ecke D' der Struktur 20' bleibt frei und unbefestigt.
Fig. 3 stellt schematisch eine Lehnenstruktur 10" einer hinteren Sitzbank mit drei Plätzen für Kraftfahrzeuge dar, die an der Karosserie des genannten Fahrzeugs im unteren Teil durch zwei Anlenkungsscharniere befestigt ist, wobei ein äußeres Scharnier in der äußeren unteren Ecke B" der genannten Struktur sitzt und ein inneres Scharnier auf der inneren, unteren Ecke C" der genannten Struktur sitzt, und im oberen Teil durch zwei Verriegelungssysteme, die auf einem Drittel und auf zwei Dritteln A" der genannten Sitzbank-Lehnenstruktur sitzen.
Es ist anzumerken, daß nach den in Fig. 2 und 3 dargestellten Ausführungsweisen die Lehnenstrukturen 10', 20' und 10" keinen Verankerungspunkt für die Sicherheitsgurte aufweisen.
Jede der dargestellten Strukturen 10, 10', 20" und 10" ist nach dem Verfahren nach der vorliegenden Erfindung durch Pressen in einem Formwerkzeug unter einem Druck hergestellt, der zwischen 10 und 30 bar liegt, aus einer Sandwich-Verbundplatte, die durch Stapeln mindestens einer ersten Häut, einer blasigen See- 1e aus thermoplastischen Material und einer zweiten Haut gebildet ist, wobei die erste und zweite Haut von einem Gewebe aus Fasern gebildet sind, die Glasfasern umfassen, die in ein thermoplastisches Material eingelassen sind, wie Polypropylen, und ein Gewicht (Oberflächenmasse) aufweisen, das etwa zwischen 1700 und 2200 g/m² liegt. Die benutzte blasige Seele weist zum Beispiel eine Bienenwabenstruktur mit feinen Wänden oder auch eine rohrartige Struktur auf der Basis von Polypropylen auf. Die genannte erste und zweite Haut werden vor dem Verpressen erwärmt. Das Pressen wird derart bewirkt, daß in der genannten Sandwich-Verbundplatte eine Lehnenstruktur 10, 10', 20', 10" gebildet wird, deren Dicke zwischen etwa 21 mm und 26 mm liegt. Um dies zu bewirken, benutzt man eine blasige Seele mit einer Dicke, die zwischen 20 und 25 mm liegt, und eine erste und zweite Haut mit einer Dicke in Millimeter-Größenordnung, wobei das Maß der Kompression bzw. Zusammendrückung der genannten Verbundplatte während des Pressens etwa 2% beträgt.
Es ist interessant, zu präzisieren, daß in Übereinstimmung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren die vorhergehende Erwärmung der ersten und zweiten Haut der genannten Verbundplatte vorteilhafterweise dadurch durchgeführt wird, daß man einen vormontierten Körper, der durch. Stapeln mindestens der ersten Haut, der blasigen Seele und der zweiten Haut in einem Ofen gebildet ist, bei einer Temperatur von etwa 500ºC während einer Dauer von etwa 80 Sekunden erwärmt.
So weisen beim Auslaß des Ofens die erste und zweite Haut eine Formtemperatur von etwa 260ºC auf.
Es ist angebracht, zu vermerken, daß es in überraschender und unerwarteter Weise möglich ist, eine blasige Seele, die zum Beispiel der Art nach eine Bienenwabenstruktur mit dünnen Wänden oder eine röhrenartige Struktur auf Polypropylenbasis ist für mehrere zehn Sekunden in einen Ofen zu setzen, dessen Temperatur etwa 500ºC beträgt, ohne hierdurch die mechanischen Eigenschaften der blasigen Seele zu zerstören, obwohl man weiß, daß Polypropylen schon ernstlich zu fließen beginnt, wenn man sich 115ºC nähert. Die Tatsache, den vormontierten Körper aus erster und zweiter Haut aus der blasigen Seele zu erwärmen, wenn diese sandwichartig zwischen diesen eingeschlossen ist, gestattet es, jeden Wärmeverlust aufgrund der Wärmeübertragung zwischen den Häuten und der Außenseite zu vermeiden, wobei ein solcher Wärmeverlust eingreift, wenn die Häute unabhängig von der blasigen Seele erwärmt und kalt mit dieser zusammengefügt sind. Solche Wärmeverluste, die für die Qualität der Haftung zwischen den verschiedenen Lagen des Sandwichmaterials schädlich sind, fordern nun eine Erhöhung der Wärmekapazität der Häute bei ihrer Erwärmung, indem man größere Flächengewichte verwendet, was die Endkosten solcher Strukturen aus Sandwich- Verbundmaterial belastet.
Die Lehnenstrukturen 10, 10', 20' und 10", die in den Fig. 1 bis 3 dargestellt und entsprechend dem vorgenannten Verfahren hergestellt sind, weisen ein geringes Gewicht in der Größenordnung von 3,8 kg für die Struktur 10 auf, anstelle von 9 kg für eine identische Struktur, die aus tiefgezogenen Blechen hergestellt ist, weisen aber eine gute Gesamtsteifigkeit und eine gute Torsionsbeständigkeit auf, die sich aus der Zusammendrückung der freien, nicht befestigten Ecken D, D', D" ergibt, um in befriedigender Weise das Gewicht des Körpers zu tragen, das durch die Rücken der Fahrgäse übertragen wird, die auf den entsprechenden Sitzen sitzen.
Außerdem können diese Strukturen 10, 10', 20'. 10" die Rolle des Gepäckabteilbodens sicherstellen, wenn wenn die Lehne der entsprechenden Sitzbank umgeklappt ist, denn sie weisen eine gute Biegebeständigkeit unter maximaler Last auf, die die Gepäckstücke darbieten können.
Schließlich gestatten es die Strukturen 10, 10', 20, 10", einen Schutz der Fahrgäste sicherzustellen, die auf den entsprechenden Sitzbänken sitzen.
Insbesondere weisen sie eine ausreichende Stoßbeständigkeit und eine gewisse Fähigkeit auf, in Fall eines Zusammenstoßes die kinetische Energie der Gepäckstücke zu absorbieren, die sich im Gepäckraum des Kraftfahrzeuges befinden, um auf dieses Weise die Fahrgäste vor dem Eindringen der genannten Gepäckstücke, die im Gepäckraum angeordnet sind, während eines Zusammenstoßes in die Kabine zu schützen.
Außerdem ist die Gesamtsteifigkeit und die Beständigkeit gegenüber Torsion, die sich aus Zugkräften und Drücken ergibt, die auf die freien, nicht befestigten Ecken D, D', D" der jeweiligen Strukturen 10, 10', 20', 10" ausgeübt werden, der genannten Strukturen 10, 10', 20', 10" derart, daß sie, ohne zu brechen, imstande sind, im Falle eines heftigen Stoßes oder einer harten Bremsung des Kraftfahrzeuges folgendes zu absorbieren:
- die kinetische Energie der in der Mitte angeschnallten Person (hierfür gibt es die Struktur 10 mit dem eingelassenen Verankerungspunkt E).
- ihre eigene kinetische Energie, und
- die kinetische Energie der Gepäckstücke, die sich im Gepäckraum des Fahrzeugs befinden.
Nach den Ausführungsformen der Strukturen 10', 20' und 10", die in den Fig. 2 und 3 dargestellt sind, weisen die erste und zweite Haut, die für ihre Herstellung nach dem erfindungsgemässen Verfahren verwendet wurden, ein Gewebe aus Fäden 4 · 1 auf, in welchem auf vier Kettfäden, die untern 0 Grad orientiert sind, es einen Schußfaden gibt, der in Bezug auf die Kettfäden unter 90 Grad orientiert ist,
Wie wir dies in den Fig. 2 und 3 sehen können, erfolgen während eines Stoßes (zum Beispiel während eines Crashtests bei 50 km/h) oder während einer harten Bremsung des Kraftfahrzeuges die Belastungen (Zugkräfte, die in Richtung des Lesers gerichtet sind), die jeweils auf die Befestigungspunkte A, A', A", B, B', B', C, C', C" der Strukturen 10', 20' und 10" aufgebracht werden, im wesentlichen aufgrund der Gewichte der entsprechenden Sitzbanklehne und aufgrund der zufälligen Stöße der Gepäckstücke gegen die Lehne der genannten Sitzbank. Diese Belastungen verformen die genannten Strukturen 10', 20' und 10" im wesentlichen unter Biegung.
Die sogenannten Biegelinien (als gestichelte Linien in den Fig. 2 und 3 dargestellt) markieren die Stellen, wo die Strukturen knickempfindlich sind,
Man stellt in Fig. 2 und 3 fest, daß für die Strukturen 10', 20' und 10" diese Biegelinien Diagonale sind, die im wesentlichen unter ±45 Grad in Bezug auf die Vertikale der genannten Strukturen orientiert sind.
Außerhalb der Biegelinien gibt es keine Belastung, die besondere Zuglinien erzeugt.
So ist es möglich, für die Herstellung der genannten Strukturen 10', 20' und 10" nach dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Sandwich-Verbundplatte zu wählen, in der die erste und zweite Haut ein Gewebe aus Fäden 4 · 1 aufweisen, und die ein Flächengewicht aufweisen, das zwischen 1700 und 2200 g/m² liegt (näher an 1700 g/m²), für ein Gewebe, das 60% Glasfasern aufweist, und mit einer Dicke der blasigen Seele, die mindestens 20 mm und höchstens 25 mm beträgt, wobei die Dicke der Strukturen zwischen 21 und 26 mm liegt.
Solche Strukturen 10', 20', 10", die so erhalten wurden, weisen nun, wie bereits vorher gesagt, alle die erforderlichen vorgenannten Materialeigenschaften der Biegebeständigkeit, der Torsionsbeständigkeit und der gesamten Steifigkeit auf.
Nach der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsweis weist die Struktur 10 außerdem einen oberen mittleren Verankerungspunkt E für einen Sicherheitsgurtaufwickler auf. Im Fall eines Zusammenstoßes sind die belasteten Punkte der genannten Struktur 10 dann deutlich identifiziert.
Es handelt sich, wie in Fig. 1 gezeigt, um den Punkt A des Verriegelungssystemes, auf den die Zugkraft ausgeübt wird (in Richtung des Lesers gerichtet), die Punkte B und C des äußeren und inneren Anlenkungsscharnieres, auf die Zugkräfte und (in Richtung des Lesers gerichtet) ausgeübt werden, und auf den oberen Verankerungspunkt E des Sicherheitsgurtaufwicklers, auf den die Zugkraft ausgeübt wird (vom Leser weggerichtet).
So sind bei einem dynamischen Stoß die Kräfte auf die vier vorgenannten Funkte konzentriert und übertragen sich längs der Linien maximaler Zugkraft (in Fig. 1 in ausgezogenen Linien dargestellt) und der Linien maximaler Biegekraft (in Fig. 1 gestrichelt dargestellt)
Die Zuglinien erscheinen zwischen den Punkten A und E; B und E; sowie C und E, auf die Kräfte in entgegengesetzten Richtungen einwirken. Die Biegelinien verlaufen insgesamt senkrecht zu den Linien, die die Punkte verbinden, auf die Kräfte in identischer Richtung einwirken, und sie durchlaufen den oberen Verankerungspunkt, also den einzigen, dessen Richtung der Belastung (Zugkraft) gegenüber den anderen umgekehrt ist. Diese Biegelinien markieren die Stellen, wo die Struktur 10 imstande ist, am meisten zu knicken.
Wie man dies in Fig. 1 sehen kann, sind diese Zug- und Biegelinien insgesamt unter 0 Grad, ± 45 Grad und 90 Grad orientiert. Es ist die Wechselwirkung dieser Linien, die die Verformung der genannten Struktur bedingen wird, und demnach die Orientierung der Fäden des Gewebes, die die erste und zweite Haut der Verbundplatte bilden, in der sie gebildet ist, um ordnungsgemäß der Verformung zu widerstehen.
Im übrigen wurde festgestellt, daß die Gesamtsteifigkeit der Struktur ebenso wie der Strukturen 10', 20' und 10" durch die Dicke der Paarung blasige Seele - erste und zweite Haut nach dem Warmverpressen sichergestellt wird. Wie bereits vorher gesagt, sind die Werte der Dicke dieser Paarung eingegrenzt durch einen Minimalwert von 21 mm, davon 20 mm für die Dicke der blasigen Seele (mehr angenähert in den Fällen der Strukturen 10', 20' und 10") und einen Maximalwert von 26 mm. davon 25 mm für die Dicke der blasigen Seele (Fall der Struktur 10 gemäß den Ergebnissen von Versuchen, die später beschrieben werden).
Dieser maximale Wert der Dicke der Struktur von 26 mm wird bedingt durch Fragen physischen Raumbedarfes, Außerdem wird diese maximale Dicke bedingt durch das Verfahren der Warmverpressung selbst. Wenn die Dicke der blasigen Seele und die Dicke der Häute zu groß ist, beobachtet man tatsächlich Begrenzungen der Wärmeausbreitung an der Übergangsfläche Haut-blasige Seele, was eine Verschlechterung durch übermäßige Erwärmung der Oberfläche der Haut hervorruft, während die Oberfläche der blasigen Seele unzureichend erwärmt bleibt.
Außerdem ist die Dicke der Struktur der Sitzlehne und demzufolge der Verbundplatte mit Sandwichstruktur, aus der sie gebildet ist, mit dem Flächengewicht der Häute verbunden.
Man schätzt, daß im Falle der Struktur 10 der Fig. 1 das Flächengewicht der verwendeten ersten und zweiten Haut vorteilhafterweise zwischen 1700 und 2200 g/m² liegt, für ein Gewebe, das 60% Glasfasern aufweist. Wie man dies in den unten beschriebenen Versuchsergebnissen sehen wird, liegt das bevorzugte Flächengewicht der Haut nahe dem oberen Wert von 2200 g/m² und ist mehr im besonderen glich 2130 g/m².
Der spezifische Widerstand gegenüber Kräften, die eigentümlich sind für die Struktur 10 der 2/3-Sitzbanklehne der Fig. 1, wird bedingt durch ihre Gesamtsteifigkeit, aber vor allem durch die Orientierung der Fäden und ihren Ausgleich im Gewebe, das die erste und zweite Haut der Verbundplatte mit Sandwichstruktur bildet, in der sie gemäß dem Verfahren nach der vorliegenden Erfindung gebildet ist.
Wie wir vorher gesehen haben, hat es sich, da es ja keine bevorzugte, asymmetrische Richtung der Zug- und Biegelinien gibt (das heißt anders als 0 Grad, ± 45 Grad und 90 Grad), erwiesen, daß das geeignetste Gewebe für die erste und zweite Haut der Struktur 10 ein ausgeglichenes Gewebe ist. Das heißt, ein Gewebe, in dem es ebensoviele Fäden in der einen wie in der anderen Richtung gibt.
Man kann nun eine Sandwich-Verbundplatte verwenden, in der die erste und zweite Haut ein ausgeglichenes Gewebe aufweisen, worin die Fäden unter 0 und 90 Grad orientiert sind, oder ein ausgeglichenes Gewebe, in dem die Fäden unter ± 45 Grad orientiert sind, bezogen auf die Längsachse Y und die Querachse X der genannten Platte, das heißt hier der genannten Struktur.
So weist bei einem dynamischen Stoß die Struktur 10, obwohl sie verformt sein kann, Anlenkungsscharniere auf, die nicht brechen dürfen, und ein in der oberen, äußeren Ecke angeordnetes Verriegelungssystem, das nicht gelöst werden darf; indessen wird hingenommen, daß seine Funktion durch den Zusammenstoß beeinträchtigt wird.
Außerdem dürfen die Struktur der Lehne 10 und die Anlenkungsscharniere keinen Bruchursprung aufweisen, und dies besonders in der Nähe der Verbindungspunkte zwischen der Struktur und den Scharnieren selbst.
Die Verformungen, die von der Struktur 10 durchlaufen werden, dürfen dem Fahrgast keine Gefahr bieten, der auf der entsprechenden Sitzbank sitzt. Insbesondere wurde bestimmt, daß die Fahrgäste davor geschützt sein sollen, daß die Verformung der inneren, freien Ecke D der Struktur 10 kleiner sein muß als 350 mm.
Die Gurtschlösser der Sicherheitsgurte müssen nach dem Zusammenstoß zugänglich bleiben, und die Verformung der Elemente darf den Zugang ins Innere des Fahrzeugs nicht behindern.
Eine Reihe von Versuchen wurde an Proben durchgeführt.
Die Gruppe getesteter Proben wurde von 32 Arten unterschiedlicher Proben gebildet, die in der Tabelle der Fig. 5 dargestellt sind, mit fünf Exemplaren einer jeden Art, also 165 Proben, Von den fünf Exemplaren einer jeden Art von Probe wurden drei Exemplare, die in Fig. 6 mit B, C und D bezeichnet sind, getestet, also 96 Proben, für jede der 32 Arten vorliegender Proben.
Die Proben wurden in einer ebenen Verbundplatte in Größe einer Lehne einer hinteren, umklappbaren 2/3-Sitzbank der Art der Struktur 10 ausgeschnitten.
Der Versuch besteht darin, mittels eines elektrischen Flaschenzuges auf jede der Proben eine vertikale Zugkraft auszuüben, in der Lage des oberen Verankerungspunktes E des Sicherheitsgurtes. Ein erster Meßfühler (Meßfühler I) ist einerseits auf dem Tragegestell des Flaschenzuges und andererseits am Zugpunkt auf der Rückseite der Probe befestigt. Er muß die Verlagerung des Zugpunktes messen, Ein zweiter Meßfühler (Meßfühler II) ist einerseits auf dem Tragegestell des Flaschenzuges und andererseits auf Höhe der freien Ecke D auf der Rückseite der zu testenden Probe befestigt; er muß die Verlagerung der freien, nicht befestigten Ecke der Struktur messen.
Außerdem ist ein Kraftmeßfühler zwischen dem Haken des Flaschenzuges und der zu testenden Probe derart zwischengeschaltet, daß er die Zugkraft mißt.
Die Versuchsergebnisse sind in der Tabelle der Fig. 6 und in Fig. 4 dargestellt.
Wie man feststellen kann, bestätigt diese Reihe von Versuchen die guten Leistungsniveaus einer Sandwich-Verbundplatte mit blasiger Seele der Art Nr. 18, worin die blasige Seele eine Dicke von 25 mm aufweist und die erste und zweite Haut ein Gewebe aus ausgegeglichenen Fäden mit ± 45 Grad und einem Flächengewicht von 2130 g/m² aufweist.
Die Proben der Art Nr. 18 weisen ein hervorragendes Verhalten bei Zug auf. Tatsächlich widerstehen sie im Mittel einer Zug kraft von mehr als 10 000 Newton für eine mittlere Verlagerung der freien Ecke von etwa 190 mm.
Wir erinnern daran, daß die materielle Verformungsgrenze der Struktur 10 auf 350 mm festgelegt ist. Außerdem ist der minimale Wert der Zugkraft, der eine Struktur der Art der Struktur 10 widerstehen muß, festgelegt auf 10 000 Newton.
Die Reihe von Proben der Art Nr. 13 mit einer Dicke der blasigen Seele von 25 mm, wobei die erste und zweite Haut ein ausgeglichenes Gewebe mit der Orientierung der Fäden bei 0 und 90 Grad und einem Flächengewicht 2130 g/m² aufweist, weist ihrerseits ebenfalls gute Ergebnisse auf, mit einer mittleren Kraftbeständigkeit von mehr als 10 000 Newton für eine mittlere Verlagerung der freien Ecke von etwa 300 Millimetern.
Im übrigen ist es von Interesse, zu unterstreichen, daß gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren das verwendete Formwerkzeug derart ausgebildet ist, daß man während des Pressens der genannten Sandwich-Verbundplatte auf der ersten Fläche der Struktur 10, 10', 20', 10" eine gekrümmte Oberflächenzone abformt, die einen inneren Krümmungsradius aufweist, der kleiner ist als die Dicke der gebildeten Struktur, und auf deren zweiter Fläche eine Vertiefung, die sich in Richtung der ersten Fläche und in Nähe der gekrümmten Oberflächenzone erstreckt.
Die Vertiefung ist in einer einem Rand 11, 11a, 11b, 11', 21', 11" der genannten Struktur 10, 10', 20', 10" nahekommenden Weise gebildet, und dieser Rand ist um 90 Grad umgebogen und weist eine Dicke von weniger als der Dicke der entsprechenden Struktur auf.
So bietet sich diese Vertiefung in Form einer Rinne dar, die vorteilhafterweise die Befestigung der Polsterung und/oder der Verkleidung der Lehne auf der in Betracht gezogenen Struktur gestattet.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen einer Sitzlehnenstruktur (10; 10', 20'; 10") für Kraftfahrzeuge, wo man in einer Form zum Abformen unter Druck eine Platte preßt, die mindestens eine erste und eine zweite Haut, die vorher erwärmt wurden, wobei die genannten Häute von einem textilen Flächengebilde bzw. Gewebe aus Fäden gebildet sind, die Glasfasern umfassen, die in ein thermoplastisches Material wie Polypropylen eingelassen sind, und eine blasige Seele aus thermoplastischem Material umfaßt, die sandwichartig zwischen der ersten und zweiten Haut aufgenommen ist, um auf diese Weise eine Sitzlehnenstruktur (10; 10', 20'; 10") zu bilden, dadurch gekennzeichnet, daß

- der Druck zwischen 10 und 30 bar liegt,

- das textile Flächengebilde eine Flächenmasse aufweist, die etwa zwischen 1700 und 2200 g/m² liegt, und

- die Dicke der genannten Sitzlehne zwischen etwa 21 mm und 26 mm liegt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gemäß dem man eine Sitzlehnenstruktur (10) herstellt, die einen Verankerungspunkt (E) für einen Sicherheitsgurt aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die verwendete erste und zweite Haut von einem ausgeglichenen Gewebe gebildet sind, in dem die Fäden unter mehr oder weniger 45 Grad in Bezug auf die Längs- und Querachse (Y, X) der genannten Struktur (10) ausgerichtet sind.

3. Verfahren nach Anspruch 1, gemäß dem man eine Sitzlehnenstruktur (10) herstellt, die einen Verankerungspunkt (E) für einen Sicherheitsgurt aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die verwendete erste und zweite Haut von einem ausgeglichenen Gewebe gebildet sind, in dem die Fäden unter 0 und 90 Grad in Bezug auf die Längs- und Querachse (Y, X) der genannten Struktur (10) ausgerichtet sind.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet daß man erste und zweite Häute, die von einem Gewebe mit einem Flächengewicht gebildet sind, das 2130 g/m² beträgt, und eine blasige Seele mit einer Dicke von 25 mm verwendet.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verwendete erste und zweite Haut von einem Gewebe gebildet sind, das einen Schußfaden pro vier Kettfäden aufweist.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man vor dem Pressen der genannten Platte in einem Ofen ein Vorab-Gebilde, das aus einem Stapel aus mindestens der ersten Häut, der blasigen Seele und der zweiten Haut gebildet ist, bei einer Temperatur von etwa 500ºC während einer Dauer von etwa 80 Sekunden erwärmt, so daß am Ausgang des Ofens die erste und zweite Haut eine Formungstemperatur von etwa 260ºC darbieten.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Grad der Zusammenpressung der genannten Platte etwa 2% beträgt.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die verwendete Form zum Abformen derart ausgelegt ist, daß man während des Pressens der genannten Sandwich-Verbundplatte auf der ersten Stirnfläche der so gebildeten Struktur eine geschwungene Oberflächenzone, die einen Krümmungsradius darbietet, der kleiner ist als die Dicke der genannten Struktur, und auf deren zweiter Stirnfläche eine Vertiefung bildet, die sich in Richtung der ersten Fläche und in der Nähe der geschwungenen Oberfläche erstreckt.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefung auf eine solche Weise gebildet ist, daß sie an einen Rand (11; 11', 21'; 11") der genannten, so gebildeten Struktur (10; 10', 20'; 10") angrenzt, wobei dieser Rand um 90 Grad umgeschlagen ist und eine Dicke darbietet, die geringer ist als die Dicke der genannten Struktur.

10. Sitzlehnenstruktur (10; 10', 20'; 10") für Kraftfahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß sie geeignet ist, durch das Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 9 erhalten zu werden.