DE9416771U1

DE9416771U1 - Seat frame

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Publication number: DE9416771U1
Application number: DE9416771U
Authority: DE
Original assignee: F INNENHOCHDRUCK VERFAHREN MBH
Current assignee: F INNENHOCHDRUCK VERFAHREN MBH
Priority date: 1994-10-18
Filing date: 1994-10-18
Publication date: 1995-02-16
Anticipated expiration: 2004-10-19

Description

Beschreibung Die Erfindung betrifft Sitzrahmen mit Hohlprofilteilen.Description The invention relates to seat frames with hollow profile parts.

Sitze für Land-, Luft und Wasserfahrzeuge werden üblicherweise durch eine Rahmenkonstruktion - bevorzugt aus metallischen Werkstoffen - die sodann mit Polsterung und Bespannung überzogen ist, hergestellt. Dabei bewirkt die Rahmenkonstruktion die strukturelle Festigkeit und sorgt dafür, daß der Sitz sicher am Fahrzeug befestigbar ist und auch eine gewisse Sicherung und Abstützung bei Unfällen bietet. Seats for land, air and water vehicles are usually made from a frame construction - preferably made of metallic materials - which is then covered with padding and upholstery. The frame construction provides structural strength and ensures that the seat can be securely attached to the vehicle and also offers a certain level of safety and support in the event of an accident.

Bisher wurden derartige Rahmenkonstruktionen aus Vollprofilen geschweißt oder auch aus Rohren gebogen. Vollprofile haben den Nachteil, schwer zu sein und außerdem Schwierigkeiten beim Biegen auftreten zu lassen. Die gebogenen Hohlteile hatten den Nachteil, daß an Biegungen Schwächungsstellen auftraten.Until now, such frame structures were welded from solid profiles or bent from tubes. Solid profiles have the disadvantage of being heavy and also causing difficulties when bending. The bent hollow parts had the disadvantage that weak points appeared at the bends.

Es ist demzufolge Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten Sitzrahmen zu schaffen, der bei besserer Stabilität leichter ist.It is therefore an object of the invention to provide an improved seat frame which is lighter and has better stability.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Sitzrahmen mit Hohlprofilteilen, der mindestens ein im wstl. U-förmiges einstückiges, durch das IHV-Verfahren mit einem metallischen Werkstoff hergestelltes Hohl-Bauteil 10 mit einem Querabschnitt 12 und zwei Schenkelabschnitten 14, 14, wobei der Faserverlauf des metallischen Werkstoffs im wesentlichen parallel zur Hohlteil-Bauteiloberfläche verläuft, aufweist.The object is achieved according to the invention by a seat frame with hollow profile parts, which has at least one U-shaped, one-piece hollow component 10 produced by the IHV process with a metallic material with a cross section 12 and two leg sections 14, 14, wherein the fiber course of the metallic material runs essentially parallel to the hollow part component surface.

Diese U-förmigen Teile können dann als Lehnen- oder Sitzrahmen verwendet werden, die in an sich bekannter Weise dann mit einem Schwenkmechanismus miteinander verbunden werdenThese U-shaped parts can then be used as backrest or seat frames, which are then connected to each other in a known manner using a swivel mechanism

und in üblicher Weise aufgepolstert werden können. Selbstverständlich können die Rahmenteile durch an sich bekannte Verfahren wie Nachlackieren, Verzinken, Oberflächenbehandlung, Tempern etc. weiterbehandelt werden.and can be padded in the usual way. Of course, the frame parts can be further treated using known processes such as repainting, galvanizing, surface treatment, tempering, etc.

Dadurch, daß nun das IHV-Verfahren zur Herstellung von Sitzrahmen angewendet wird, können völlig neuartige Sitzelemente mit bisher unbekannten physikalisch überraschenden und vorteilhaften Eigenschaften hergestellt werden. Durch das IHV-Verfahren ist es möglich, leichte und feste Bauteile aus Metallhohlteilen für Sitze herzustellen. Im Gegensatz zu bekannten Sitzteilen wird können nun erstmals Rahmenteile hergestellt werden, deren Faserverlauf im wesentlichen parallel zur Oberfläche ist - bisher sind keine derartigen Sitzteile bekannt geworden.Because the IHV process is now being used to manufacture seat frames, completely new types of seat elements can be produced with previously unknown physical, surprising and advantageous properties. The IHV process makes it possible to produce light and strong components from hollow metal parts for seats. In contrast to known seat parts, frame parts can now be produced for the first time whose fibers are essentially parallel to the surface - no seat parts of this kind have been known to date.

Zur Vermeidung von Wiederholungen wird darauf hingewiesen, daß hier zur Herstellung des erfindungsgemäßen Sitzrahmens ein Verfahren eingesetzt wird, bei dem Rohrabschnitte durch Innenhochdruck umgeformt werden, wobei hier unter Rohrabschnitten beliebige langgestreckte Hohlkörper verstanden werden, also auch Vierkantrohre, Sechskantrohre oder andere Hohlprofile.To avoid repetition, it is pointed out that a process is used here to manufacture the seat frame according to the invention in which tube sections are formed by internal high pressure, whereby tube sections are understood here to be any elongated hollow body, i.e. also square tubes, hexagonal tubes or other hollow profiles.

Gegenüber massiven Teilen bieten Hohlteile wie sie schematisch in Fig. 1 dargestellt sind, einen Gewichtsvorteil von bis zu 75% gegenüber Vollmaterial.Compared to solid parts, hollow parts as shown schematically in Fig. 1 offer a weight advantage of up to 75% compared to solid material.

Bisher wurden hohle Teile zusammengeschweißt oder technisch unvollkommen gebogen - d.h. daß Knicke, Falten u. dgl. an Kurven und Bögen auftraten, die zu Schwächung des Materials und damit des Rahmens führten. Diese Verfahrenstechniken sind jedoch für die Herstellung hohler Sitzrahmen aus Rohrabschnitten ungeeignet.Until now, hollow parts were welded together or technically bent imperfectly - i.e. kinks, folds, etc. appeared on curves and bends, which led to weakening of the material and thus the frame. However, these processing techniques are unsuitable for producing hollow seat frames from tubular sections.

Unter Innenhochdruckverfahren oder auch IHV-Verfahren wird hier das Verfahren verstanden, das beispielsweise im Industrieanzeiger Nr. 20 vom 9.3.1984 beschrieben worden ist oder auch in "Metallumformtechnik", Ausgabe 1D/91, Seite 15 ff: A. Ebbinghaus: Präzisionswerkstücke in Leichtbauweise, hergestellt durch Innenhochdruckumformen" oder auch Werkstoff und Betrieb IH (1990), 3, Seite 241 bis 243: A. Ebbinghaus: "Wirtschaftliches Konstruieren mit innenhochdruckumgeformten Präzisionswerkstücken¹¹ oder auch "Werkstoff und Betrieb 122, (1991), 11, (1989), Seite 933 bis 938. Nachfolgend wird zur Vermeidung von Wiederholungen auf deren Offenbarung in vollem Umfang Bezug genommen.The term internal high pressure process or IHV process is understood here to mean the process that was described, for example, in Industrieanzeiger No. 20 of March 9, 1984 or in "Metallumformtechnik", issue 1D/91, page 15 ff: A. Ebbinghaus: Präzisionswerkstücke in Leichtbauweise, hergestellt durch Innenhochdruckumformen" or also Werkstoff und Betrieb IH (1990), 3, pages 241 to 243: A. Ebbinghaus: "Wirtschaftliches Konstruktionen mit innenhochdruckumgeformten Präzisionswerkstücken ¹¹ or also "Werkstoff und Betrieb 122, (1991), 11, (1989), pages 933 to 938. In order to avoid repetition, reference is made to their disclosure in full below.

Dieses Verfahren wurde bisher bspw. für die Herstellung von Flanschen, wie es in der EP-2395052 beschrieben ist, bzw. zur Herstellung von gebauten Nockenwellen zur Befestigung von Nocken an einem Rohr zur Herstellung von hohlen Nockenwellen eingesetzt.This method has previously been used, for example, for the production of flanges, as described in EP-2395052, or for the production of assembled camshafts for fastening cams to a tube for the production of hollow camshafts.

Bevorzugt kann als Material für den erfindungsgemäßen Sitzrahmen ein kaltumformbarer Werkstoff, wie kohlenstoffhaltiger Stahl, eingesetzt werden, der ausreichend dehnungsfähig ist.Preferably, a cold-formable material, such as carbon steel, which is sufficiently elongatable can be used as the material for the seat frame according to the invention.

Es ist bevorzugt, daß das U-förmige Hohl-Bauteil 10 ein Lehnenbauteil ist und in seinen Schenkelabschnitten 14, 14' jeweils eine Vertiefung zur Aufnahme einer Seiten-Airbageinrichtung eingeformt hat. Dadurch ist es nun erstmals möglich, ein passives Sicherheitssystem, wie einenn Seitenairbag direkt im Sitz und damit unabhängig von der Fahrzeugtüre zu installieren. Fahrzeugtüren können bei Unfällen bereits stark deformiert werden oder in sonstiger Weise so beeinträchtigt werden, daß die Auslösung einer Sicherheitseinrichtung nicht optimal ist. Demgegenüber ist der Einbau des Airbag direkt im U-förmigen Schenkel eines Sitzrahmens durch die erfindungsgemäß mögliche Herstellung eines sehr haltba-It is preferred that the U-shaped hollow component 10 is a backrest component and has a recess formed in its leg sections 14, 14' to accommodate a side airbag device. This makes it possible for the first time to install a passive safety system, such as a side airbag, directly in the seat and thus independently of the vehicle door. Vehicle doors can be severely deformed in accidents or otherwise impaired in such a way that the activation of a safety device is not optimal. In contrast, the installation of the airbag directly in the U-shaped leg of a seat frame is possible due to the production of a very durable

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ren und gut formbaren Rohrteils erstmals ermöglicht. Durch eine entsprechende Ausgestaltung der dreidimensionalen Form der Vertiefung kann eine optimale Lenkung der Explosionswelle erfolgen. Der Aus- und Einbau des Airbag aus einem derartigen Sitz ist aufgrund der Tatsache, daß Sitze leichter zugänglich sind als das Türinnere, erheblich einfacher als wenn dieser sich in einer Türe befindet. Schließlich ist das Vorsehen des Airbag im Sitz typenunabhängig - d.h. daß eine starke Vereinfachung des Einbaus und der Herstellung von Fahrzeugen mit Seitenairbags ermöglicht ist, da diese nicht mehr - typenabhängig aufwendig - in den verschiedensten Türausgestaltungen eingebaut werden müssen, sondern nun in überraschender Weise direkt in den Sitz, der nicht stark typenabhängig ist als Bausatz eingebracht werden kann.The use of a large and easily moldable tube part is now possible for the first time. By appropriately designing the three-dimensional shape of the recess, the explosion wave can be optimally directed. The removal and installation of the airbag from such a seat is considerably easier than if it is located in a door due to the fact that seats are easier to access than the inside of the door. Finally, the provision of the airbag in the seat is independent of the type - i.e. that a great simplification of the installation and manufacture of vehicles with side airbags is possible, since these no longer have to be installed in a wide variety of door designs - which is complex depending on the type - but can now surprisingly be installed directly in the seat, which is not very type-dependent, as a kit.

Es ist besonders bevorzugt, daß der erfindungsgemäße Sitzrahmen bzw. dessen U-förmiges hohles Bauteil ,10 unterschiedliche Querschnitte aufweist, wodurch es auch so gestaltet werden kann, daß es bereits aufgrund seines Profils verschiedenen Belastungen standhält.It is particularly preferred that the seat frame according to the invention or its U-shaped hollow component 10 has different cross sections, whereby it can also be designed in such a way that it can withstand different loads due to its profile.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei die Erfindung keineswegs darauf beschränkt ist. Dabei zeigt:The invention is explained in more detail below with reference to the attached drawing of a preferred embodiment and the following description, although the invention is in no way limited thereto. In the drawing:

Fig. IA eine schematische Darstellung eines Fahrzeugsitzes mit fett eingezeichneten Rahmenteilen, wobei die Polsterung mit dünneren Strichen angedeutet ist.Fig. IA is a schematic representation of a vehicle seat with frame parts drawn in bold, with the upholstery indicated with thinner lines.

Fig. IB eine perspektivische Ansicht eines teilweise aufgeschnittenen FahrzeugsitzesFig. IB a perspective view of a partially cut-away vehicle seat

Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßes U-förmiges Rahmenbauteil;Fig. 2 shows a longitudinal section through a U-shaped frame component according to the invention;

,· · ' t M J J ii.·,· · ' t M J J ii.·

Fig. 3 einen um 90&ogr; versetzten Längsschnitt durch einen Schenkelabschnitt eines U-förmigen Bauteils;Fig. 3 shows a longitudinal section offset by 90° through a leg section of a U-shaped component;

Fig. 4 einen Querschnitt durch den in Fig. 3 gezeigten Schenkelabschnitt entlang der Linie A-A-2Fig. 4 is a cross-section through the leg section shown in Fig. 3 along the line A-A-2

Fig. 5 einen Querschnitt durch Schnitt durch den in Fig. 3 gezeigten Schenkelabschnitt entlang der Linie A-A-2Fig. 5 is a cross-sectional view of the leg portion shown in Fig. 3 taken along line A-A-2

Fig. 6 einen Querschnitt durch den in Fig. 3 gezeigten Schenkelabschnitt entlang der Linie A-A-Fig. 6 is a cross-section through the leg section shown in Fig. 3 along the line A-A-

Fig. 7 einen Querschnitt durch den in Fig. 3 gezeigten Schenkelabschnitt entlang der Linie B-B 1; undFig. 7 is a cross-section through the leg section shown in Fig. 3 along the line B-B 1; and

Fig. 8 einen Querschnitt durch den in Fig. 3 gezeigten Schenkelabschnitt entlang der Linie B-B 2Fig. 8 is a cross-section through the leg section shown in Fig. 3 along the line B-B 2

Ein erfindungsgemäßes U-förmiges Bauteil 10 zeichnet sich dadurch aus, daß es aus einem einzigen Ausgangsrohr ohne weitere Einzelteile in ein oder mehreren Umformstufen hergestellt ist. Dadurch wird ein äußerst günstiger, zu den Außenkonturen des Hohlteils paralleler Faserverlauf erzielt, der zu einer hohen Festigkeit des Bauteils und damit zu einem geringen Gewicht führt. Ein erfindungsgemäßes Bauteil, in einem Sitz eingebracht, ist schematisch in Fig. IA dargestellt. In Fig. IB ist ein derartiger Sitz perspektivisch aufgeschnitten als Beispiel einer Anwendugn dargestellt, um klarzustellen, wo derartige Rahmen eingesetzt werden können.A U-shaped component 10 according to the invention is characterized in that it is made from a single starting tube without any additional individual parts in one or more forming stages. This results in an extremely favorable fiber path parallel to the outer contours of the hollow part, which leads to a high strength of the component and thus to a low weight. A component according to the invention, inserted into a seat, is shown schematically in Fig. 1A. In Fig. IB, such a seat is shown in perspective cut open as an example of an application in order to clarify where such frames can be used.

In Fig. 2 ist nun ein Rahmenbauteil 10 in der Draufsicht gezeigt. Es kann bspw. als Innenrahmen für einen Fahrzeugsitz mit Seitenairbag eingesetzt werden - wobei die Ausführungsform mit Vertiefung 16 für einen Airbag eine mögliche Sonderform ist - grundsätzlich ist bereits die AusgestaltungIn Fig. 2, a frame component 10 is shown in plan view. It can be used, for example, as an inner frame for a vehicle seat with a side airbag - whereby the embodiment with recess 16 for an airbag is a possible special form - in principle, the design is already

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ohne Airbag gegenüber dem bestehenden Stand der Technik äußerst fortschrittlich und liefert unerwartet günstige Eigenschaften gegenüber bisherigen Sitzrahmen.without airbag is extremely advanced compared to the existing state of the art and offers unexpectedly favorable properties compared to previous seat frames.

Das in Fig. 2 gezeigte Rahmenteil 10 ist im wesentlichen U-förmig und weist einen Querabschnitt 12 und zwei im wesentlichen parallel verlaufende Schenkelabchnitte 14, 14' auf.The frame part 10 shown in Fig. 2 is essentially U-shaped and has a transverse section 12 and two essentially parallel leg sections 14, 14 ' .

Bei der hier dargestellten Ausführungsform sind ausgeformte Vertiefungen 16 in den hohlen Schenkelabschnitten 14, 14' vorgesehen, in die dann ein Seitenairbag eingebracht werden kann. Die Ausformung der Vertiefung ist in verschiedenen Querschnitten durch den Schenkelabschnitt, wie in FIg. 3 angedeutet, gezeigt. Bei dieser speziellen Ausgestaltung läßt sich deutlich erkennen, daß eine große Variation der Querschnittsgestaltung je nach Erfordernis des Airbag möglich ist.In the embodiment shown here, shaped recesses 16 are provided in the hollow leg sections 14, 14', into which a side airbag can then be inserted. The shape of the recess is shown in various cross sections through the leg section, as indicated in Fig. 3. In this special embodiment, it can be clearly seen that a large variation in the cross-sectional design is possible depending on the requirements of the airbag.

Es ist wichtig, daß ein Material verwendet wird, das eine ausreichende Kaltverformbarkeit bei gleichzeitiger Härte/Zähigkeit und Elastizität bzw. Härtungsmöglichkeit aufweist.It is important that a material is used that has sufficient cold formability while at the same time being hard/tough and elastic or capable of hardening.

Dieses kann bspw. ein geeigneter kohlenstoffhaltiger Stahl sein, der wärmebehandelbar ist,üsThis can be, for example, a suitable carbon steel that is heat treatable,

aber auch ausreichend dehnungsfähig, um eine derartig aufwendige Umformung ohne Reißen durchzustehen.but also sufficiently stretchable to withstand such a complex transformation without tearing.

Selbstverständlich können andere leichte und/oder feste Materialien je nach Einsatzzweck des Sitzes in Luft- oder Landfahrzeugen, wie Aluminiumlegierungen, Titanlegierungen und andere Materialien, wie sie dem Fachmann geläufig sind, eingesetzt werden, wie 19MnB4, 16MNCr5, CK45, 19CrMo44, 15Cr3, C25 Stahl, X3NiCoMoTil895, ß-C-Titanlegierungen und solche, die ein ähnliches Verhalten aufweisen. Je nach Einsatzzweck kann ein teures, leichtes Material verwendet wer-Of course, other light and/or strong materials can be used depending on the intended use of the seat in aircraft or land vehicles, such as aluminum alloys, titanium alloys and other materials familiar to the person skilled in the art, such as 19MnB4, 16MNCr5, CK45, 19CrMo44, 15Cr3, C25 steel, X3NiCoMoTil895, ß-C titanium alloys and those that have similar behavior. Depending on the intended use, an expensive, light material can be used.

den - dies bietet sich bspw. für den Flugzeugmotorbau an oder auch ein schwereres Material, falls das Gewicht, wie bspw. bei Schiffen - keine wesentliche Komponente darstellt- this is suitable for aircraft engine construction, for example, or a heavier material if weight is not an essential component, as is the case with ships, for example

Eine typische Wandstärke für Stahl ist zwischern 0,5 bis 2A typical wall thickness for steel is between 0.5 to 2

- je nach Einsatzzweck und Material können aber auch andere Wandstärken verwendet werden.- Depending on the application and material, other wall thicknesses can also be used.

Es ist auch möglich, ein Schichtmaterial einzusetzen - wie ein Mehrschicht-Ausgangsrohr - das dann den Vorteil speziel ler Vibrationsdämpfungseigenschaften und anderer, Schichtma terialien eigenartiger Art hat.It is also possible to use a layered material - such as a multi-layer starting pipe - which then has the advantage of special vibration damping properties and other properties unique to layered materials.

Selbstverständlich sind die in diesen Figuren dargestellten Formen keineswegs einschränkend - nach diesem Prinzip können auch Sitzbänke oder auch andere Sitzformen, als dargestellt, ausgebildet werden, falls notwendig.Of course, the shapes shown in these figures are by no means limiting - according to this principle, benches or other seat shapes than those shown can also be designed if necessary.

Das Rahmenteil kann nach dem IHV-Verfahren in bekannter Weise weiterbehandelt, bspw. gehärtet, werden. Dafür bieten sich die bekannten Verfahren, wie Nacharbeiten durch ein oder mehrere Nachbehandlungsverfahren, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Nitrocarburieren, Plasmanitrieren, Borieren, Laserhärten, Härten ohne Aufkohlen, Induktionshärten, Flammhärten, Elektronenstrahlhärten, Einsatzhärten, an.The frame part can be further treated in a known manner after the IHV process, e.g. hardened. The known processes are suitable for this, such as reworking using one or more post-treatment processes, selected from the group consisting of nitrocarburizing, plasma nitriding, boronizing, laser hardening, hardening without carburizing, induction hardening, flame hardening, electron beam hardening, case hardening.

Es soll daraufhingewiesen werden, daß die erfindungsgemäßen Bauteile mit den verschiedensten Winkeln, Wanddicken, Wanddickenverhältnissen und Abmessungen durch das IHV-Verfahren dohergestellt werden können und keineswegs auf irgendeine beschriebene Ausführungsform begrenzt sind.It should be pointed out that the components according to the invention can be manufactured with a wide variety of angles, wall thicknesses, wall thickness ratios and dimensions using the IHV process and are in no way limited to any of the embodiments described.

Claims

Hollow seat frame Protection claims

1. Seat frame with hollow profile parts, characterized by: at least one essentially U-shaped, one-piece hollow component 10, produced by the IHV process with a metallic material, with a transverse section 12 and two leg sections 14, 14', wherein the fiber course of the metallic material runs essentially parallel to the hollow part component surface.

2. Seat frame according to claim 1, characterized in that the U-shaped hollow component 10 is a backrest component and has a recess formed in each of its leg sections 14, 14' for receiving a side airbag device.

3. Seat frame according to one of the preceding claims, characterized in that the U-shaped hollow component 10 has different cross sections.