EP3086977A1 - Verbundkörper und sitzschale - Google Patents

Verbundkörper und sitzschale

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Publication number
EP3086977A1
EP3086977A1 EP14824474.2A EP14824474A EP3086977A1 EP 3086977 A1 EP3086977 A1 EP 3086977A1 EP 14824474 A EP14824474 A EP 14824474A EP 3086977 A1 EP3086977 A1 EP 3086977A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
composite body
outer layers
layer
material thickness
motor vehicle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP14824474.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Bernd Zimmerbeutel
Nils Magnus
Marian Stepankowsky
Guido Kunz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Adient Luxembourg Holding SARL
Original Assignee
Johnson Controls GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Johnson Controls GmbH filed Critical Johnson Controls GmbH
Publication of EP3086977A1 publication Critical patent/EP3086977A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60N—SEATS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES; VEHICLE PASSENGER ACCOMMODATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60N2/00—Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles
    • B60N2/68—Seat frames
    • B60N2/686—Panel like structures
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/04—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B15/08—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60N—SEATS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES; VEHICLE PASSENGER ACCOMMODATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60N2/00—Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles
    • B60N2/68—Seat frames
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/08—Anti-corrosive paints
    • C09D5/10—Anti-corrosive paints containing metal dust
    • C09D5/106—Anti-corrosive paints containing metal dust containing Zn
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2250/00—Layers arrangement
    • B32B2250/40—Symmetrical or sandwich layers, e.g. ABA, ABCBA, ABCCBA
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70—Other properties
    • B32B2307/714—Inert, i.e. inert to chemical degradation, corrosion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70—Other properties
    • B32B2307/732—Dimensional properties
    • B32B2307/734—Dimensional stability
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2605/00—Vehicles
    • B32B2605/003—Interior finishings

Definitions

  • the invention relates to a composite body for the production of motor vehicle seats and motor vehicle components, with
  • the invention relates to a seat shell.
  • WO 2010/003842 AI discloses a vehicle support structure of a arranged between metal plates core material made of an impact-resistant, thermoplastic material.
  • large-area lightweight components such as body parts and seat shell are produced as composite bodies comprising fiber composite plastics.
  • composite bodies comprising fiber composite plastics.
  • components made of a sheet metal for example of steel, aluminum or magnesium
  • composites offer the advantages that a lower weight can be achieved.
  • the production of such a composite body is usually carried out by applying and bonding a plurality of mutually arranged material layers, which leads disadvantageously to a large production cost and high production costs.
  • the invention is therefore based on the object to provide a composite body for the production of motor vehicle seat and motor vehicle components, which is inexpensive to manufacture in a particularly simple manner, while having a high dimensional stability and rigidity, particularly well withstands mechanical loads and has a particularly low weight. Furthermore, the invention has for its object to provide an improved seat.
  • the object is achieved by a composite body according to claim 1.
  • the object is achieved by the features specified in claim 12 features.
  • Motor vehicle components comprises a central layer and outside layers arranged on the middle layer, the middle layer being made of a plastic material and the outer layers being formed of a metal sheet.
  • the two-sided arrangement of outer layers of sheet metal on a central layer of plastic allows a particularly easy production of a three-dimensional composite body, for example by deep drawing or pressing, which can be carried out particularly advantageously in a single step.
  • the two-sided arrangement each of an outer layer of sheet metal leads both to a high dimensional stability, as well as to a good mechanical strength, in particular the surface of the composite body.
  • the central layer formed of plastic, it is possible in a particularly advantageous manner to reduce a dead weight of the middle layer and thus a total weight of the composite.
  • sandwich construction wherein the central layer is coated on both sides, each with an outer layer, the dimensional stability, in particular a bending and tensile rigidity, at least largely be maintained.
  • a composite body is basically understood any three-dimensional body, which is formed essentially of a composite material.
  • Composite body is a component for a motor vehicle, in particular for a kraitiahrzeugsitz, which is preferably formed substantially in one piece. These may be both large-area parts of the body, for example a tailgate structure, a hood or a door module, as well as structures built inside the vehicle, for example a vehicle seat component, a seat pan and a cover or shelf.
  • outer layers are basically understood those layers of material of the composite body, which form the essential parts of the outer surface.
  • the outer layers preferably extend substantially over the entire surface over the entire composite body.
  • the outer layers are to be understood as cover layers and / or cover layers, which are formed from a metal, in particular steel and / or aluminum, and / or a fiber composite plastic, so that the dimensional stability, in particular the tensile and / or bending stiffness can be ensured.
  • the sheet can be formed over its entire thickness of a single material or have a layer structure.
  • one or both surfaces of one or each of the two outer layers can have one or more coatings arranged one above the other, for example for corrosion protection or for improving the bond with the middle layer.
  • Such a middle layer is also to be understood as a core layer, which is connected in particular tensile and shear resistant with the two outer layers, so that a common supporting effect of the composite is achieved.
  • the central position is basically the area of the composite body bounded by both outer layers.
  • the connection of the middle layer with the outer layers can initially be done in any way. Preferably, the connection is made by pressing and / or gluing.
  • the middle layer can be formed both homogeneously from a single material, as well as have a layer structure.
  • the middle layer is formed from a plastic material, which is particularly preferably substantially homogeneous in all spatial directions.
  • the plastic material may in principle be any plastic material which may contain any further additives, such as a fiber reinforcement or a filling material. Also conceivable are material mixtures in which a plastic as an essential component, for example as a binder, is included.
  • the central layer is formed homogeneously from a single plastic.
  • plastic is understood here to mean firstly any polymer and also a substance formed by polymerization, it being possible for the monomers to be of both natural and synthetic origin. Basically, the use of a single monomer, as well as several different monomers is conceivable that can form any co-polymer. Furthermore, it may be both a chain, as well as a branched polymer.
  • the composite body is dimensionally stable, in particular bending and / or tensile stiff, formed, wherein the central layer is coated on both sides with a respective outer layer.
  • the joint bearing effect leads to an improvement in dimensional stability, with stresses and / or stresses being distributed and compensated for as far as possible uniformly over the two outer layers and the middle layer of the composite.
  • an improvement in the service life and / or durability and / or stability of the motor vehicle components designed as composite bodies is achieved by means of this dimensionally stable arrangement.
  • the plastic material is a thermoplastic material, in particular a thermoplastic copolymer, whereby a particularly simple and cost-effective production of the central position of the composite body is made possible and at the same time improved heating can be achieved by heating the composite body.
  • the plastic material is a viscoelastic plastic, which on the one hand is an improved deformability of the material for the production of the composite body and on the other in a particularly simple manner the material properties of the composite body, in particular its rigidity and its ability to absorb vibrations, can be adjusted.
  • one or both outer layers are formed from a steel sheet, which on the one hand enables a particularly cost-effective production and on the other hand, even at low material thicknesses of the sheets of outer layers a high shape stability of the composite body is achieved.
  • the material thickness of the sheet adapted to the respective requirements of the finished composite, can be chosen arbitrarily.
  • the sheet has a material thickness of 0, 1-1.5 mm, preferably from 0, 15-0, 5 mm and particularly preferably from 0, 2-0, 3 mm, wherein advantageously at the same time a high dimensional stability and a low total weight of the composite can be achieved.
  • the middle layer of the composite body can also have any desired layer thickness.
  • the material thickness of the middle layer is between 0, 02 and 1.5 mm, preferably between 0, 1 and 1 mm and more preferably between 0, 2 and 0, 5 mm.
  • one or both outer layers and / or the core layer over its entire surface on a substantially constant material thickness, whereby all areas of the composite body approximately the same material properties, in particular have a constant stability and rigidity.
  • the material thickness of the composite is between 0, 25 and 2 mm, preferably between 0, 5 and 1.5 mm and more preferably between 0, 6 and 1 mm.
  • the two outer layers of the composite body differing material thicknesses, wherein the difference of the material thicknesses of both outer layers is preferably between 10-30% and more preferably between 15 25%.
  • one or both of the sheets have an externally arranged corrosion protection layer, in particular a zinc coating, whereby a long-lasting and effective corrosion protection of the composite body is achieved.
  • individual regions, in particular edge regions, of the composite body are formed by folding, in particular roll folds, whereby on the one hand increased stability is achieved and on the other hand the risk of injury is reduced by sharp edges, particularly in the edge regions.
  • a seat shell of a motor vehicle seat is made of such a composite body, wherein the seat is inexpensive to manufacture in a particularly simple manner and also has a high dimensional stability and rigidity and particularly well withstands mechanical loads and has a particularly low weight.
  • a first embodiment of the invention relates to a one-piece seat shell for a motor vehicle seat, which is formed as a composite body of a composite material in sandwich construction.
  • the composite body has a central layer of a thermoplastic copolymer as well as on both sides outside of the central layer arranged outer layers, which are each formed of a galvanized steel cover plate.
  • the middle layer has a material thickness of 0, 4 mm, while both outer layers each have a material thickness of 0, 2 mm. This results in a symmetrical Structure of the material of the composite orthogonal to its surface, wherein the composite body over its entire surface has a substantially constant material thickness of 0, 8 mm. Due to its structure, the composite body is characterized by a very high flexural rigidity.
  • the middle layer is connected to each of the two outer layers by adhesive bonding.
  • the arrangement of a middle layer between the two outer layers leads to a compact sheet on the one hand to a desirable weight reduction, on the other to structure-borne sound damping properties and improved elastic behavior of the composite.
  • a second embodiment of the invention relates to a seat or cushion bowl for a
  • the middle layer has a material thickness of 0, 6 mm and is constructed homogeneously from a thermoplastic co-polymer.
  • a first outer layer of the composite body has a material thickness of 0.2 mm, while a second outer layer, arranged opposite the first outer layer on the opposite side of the middle layer, has a material thickness of 0.25 mm.
  • a third embodiment of the invention relates to an integrally formed as a composite engine hood.
  • the composite body has a central layer of a permanently viscoelastic polymer with a layer thickness of 0.05 mm.
  • an outer layer of steel cover sheets is arranged, which have a material thickness of 0, 8 mm.
  • the arrangement of such a middle layer between the cover plates leads to an optimized structure-borne sound attenuation and airborne sound insulation and thus to an improvement of the vehicle acoustics with at the same time high stability of the composite body.
  • 1A is a schematic perspective view of a seat formed as a composite seat of a motor vehicle seat
  • FIG. 1B schematically shows a sectional view of the composite body in a first embodiment
  • FIG. 2A schematically shows a perspective view of a seat formed as a composite seat of a motor vehicle seat
  • 2B is a sectional view of the composite body in a second embodiment
  • Fig. 3A schematically shows a perspective view of a motor vehicle hood formed as a composite body
  • Fig. 3B schematically shows a sectional view of the composite body in a third embodiment.
  • FIGS. 1A and 2A each show, in a perspective view, a seat shell 2 or cushion shell of a motor vehicle seat of a motor vehicle, not shown in detail, in the form of a composite body 1.
  • FIG. 1B shows a sectional view of the composite body 1 in a first embodiment.
  • the composite body 1 comprises a center layer 1.3 coated inside and outside with an outer layer 1.1, 1.2, wherein the outer layer 1.1, 1.2 is formed of a metal, in particular a galvanized steel cover plate, and the middle layer 1.3 is made of a plastic, in particular thermoplastic co-polymer ,
  • the composite body 1 has a so-called sandwich construction, wherein the central layer 1.3, in particular a Core layer, both sides each material, force and / or positive, in particular tensile and shear resistant, each with an outer layer 1.1, 1.2 is connected.
  • the middle layer 1.3 has a material thickness of 0, 4 mm and the outer layers 1.1, 1.2 each have a material thickness of 0, 2 mm, wherein a material structure of the composite body 1 is orthogonal to its surface symmetrical.
  • a material thickness, in particular a material thickness of 0.8 mm, is substantially constant over an entire surface of the composite body 1.
  • outer edges of the composite body 1 are each reshaped, for example, by folding or crimping, so that a reinforced edge region is formed.
  • FIG. 2B shows a sectional view of the composite body 1 in a second embodiment, wherein the composite body 1 is illustrated in accordance with the exemplary embodiment described in FIG. 1B.
  • the material structure of the composite body 1 is formed asymmetrically orthogonal to its surface.
  • a first outer layer 1.1 has a material thickness of 0.2 mm and a second outer layer 1.2 opposite the first outer layer 1.1 has a material thickness of 0.25 mm.
  • the center layer is 1.3 with a material thickness of 0, 6 mm.
  • FIG. 3A shows a perspective view of a motor hood 3 designed as a composite body 1
  • FIG. 3B showing a sectional view of the composite body 1 in a third embodiment.
  • the middle layer 1.3 is formed from a permanently viscoelastic polymer and has a layer thickness of 0.05 mm, wherein the outer layers 1.1, 1.2 resting against the center layer 1.3 on both sides are formed from steel cover plates and have a material thickness of 0.8 mm.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Verbundkörper (1) zur Herstellung von Kraftfahrzeugsitzen und Kraftfahrzeugbauteilen, mit einer Mittellage (1.3) und außenseitig an der Mittellage (1.3) angeordneten Außenlagen (1.1, 1.2). Um einen Verbundkörper (1) zur Herstellung von Kraftfahrzeugsitz und Kraftfahrzeugbauteilen bereitzustellen, der in besonders einfacher Weise kostengünstig herzustellen ist, dabei eine hohe Formstabilität und Steifigkeit aufweist, besonders gut mechanischen Belastungen widersteht und ein besonders geringes Eigengewicht hat, ist vorgesehen, dass die Mittellage (1.3) aus einem Kunststoffmaterial und die Außenlagen (1.1, 1.2) aus einem Blech gebildet sind.

Description

Bes chreibung
Verbundkö rper und Sitzschale
Die Erfindung betrifft einen Verbundkörper zur Herstellung von Kraftfahrzeugsitzen und Kraftfahrzeugbauteilen, mit
einer Mittellage und
außenseitig an der Mittellage angeordneten Außenlagen. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Sitzschale.
Verbundkörper der eingangs genannten Art sind in vielfältiger Ausgestaltung aus dem Stand der Technik bekannt und werden dabei als Kraftfahrzeugbauteile eingesetzt. Die WO 2010/ 003842 AI offenbart eine Fahrzeug- Tragstruktur aus einem zwischen Metallplatten angeordneten Kernmaterial aus einem schlagzähen, thermoplastischen Kunststoff.
Insbesondere werden großflächige Leichtbaukomponenten wie Karosserieteile und Sitzschale als Verbundkörper, die Faserverbund-Kunststoffe umfassen, hergestellt. Dabei bieten Verbundkörper gegenüber Bauteilen aus einem Blech, beispielsweise aus Stahl, Aluminium oder Magnesium, die Vorteile, dass ein geringeres Eigengewicht erreicht werden kann. Die Herstellung eines solchen Verbundkörpers erfolgt dabei gewöhnlich durch das Aufbringen und Verkleben mehrerer, aufeinander angeordneter Materiallagen, was nachteilig zu einem großen Produktionsaufwand und hohen Herstellungskosten führt.
Weiterhin ist aus dem Stand der Technik bekannt, zumindest abschnittsweise an besonders stark mechanisch belasteten Bereichen des Verbundkörpers Bauteile aus einem Material hoher Festigkeit, insbesondere aus Blech, anzuordnen, um eine ausreichende Formstabilität und Steifigkeit zu erreichen. Hierzu ist jedoch eine zusätzliche Herstellung dieser Bauteile mit einer zu den zu verstärkenden Bereichen des Verbundkörpers korrespondierender Form notwendig, was zum einen zu einer weiteren Steigerung der Herstellungskosten und des Produktionsaufwandes sowie zu einem erhöhten Gesamtgewicht des fertigen Verbundkörpers führt. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, einen Verbundkörper zur Herstellung von Kraftfahrzeugsitz und Kraftfahrzeugbauteilen bereitzustellen, der in besonders einfacher Weise kostengünstig herzustellen ist, dabei eine hohe Formstabilität und Steifigkeit aufweist, besonders gut mechanischen Belastungen widersteht und ein besonders geringes Eigengewicht hat. Des Weiteren liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Sitzschale anzugeben.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Verbundkörper nach Patentanspruch 1 gelöst. Hinsichtlich der Sitzschale wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Patenanspruch 12 angegebenen Merkmale gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Der erfindungsgemäße Verbundkörper zur Herstellung von Kraftfahrzeugsitzen und
Kraftfahrzeugbauteilen umfasst eine Mittellage und außenseitig an der Mittellage angeordnete Außenlagen, wobei die Mittellage aus einem Kunststoffmaterial und die Außenlagen aus einem Blech gebildet sind. Die beidseitige Anordnung von Außenlagen aus Blech an einer Mittellage aus Kunststoff ermöglicht dabei eine besonders leichte Herstellung eines dreidimensionalen Verbundkörpers, beispielsweise durch Tiefziehen oder Pressen, wodurch besonders vorteilhaft die Herstellung in einem einzelnen Arbeitsschritt erfolgen kann. Weiterhin führt die beidseitige Anordnung jeweils einer Außenlage aus Blech sowohl zu einer hohen Form- Stabilität, als auch zu einer guten mechanischen Belastbarkeit, insbesondere der Oberfläche, des Verbundkörpers.
Mittels der aus Kunststoff gebildeten Mittellage ist es in besonders vorteilhafter Weise möglich, ein Eigengewicht der Mittellage und somit ein Gesamtgewicht des Verbundes zu reduzieren. Durch eine so genannte Sandwichbauweise, wobei die Mittellage beidseitig mit jeweils einer Außenlage beschichtet ist, kann die Formstabilität, insbesondere eine Biege- und Dehnsteifigkeit, zumindest weitestgehend beibehalten werden.
Unter einem Verbundkörper wird dabei grundsätzlich jeder dreidimensionale Körper verstanden, der im Wesentlichen aus einem Verbundmaterial gebildet ist. Bei dem
Verbundkörper handelt es sich um ein Bauteil für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraitiahrzeugsitz, das bevorzugt im Wesentlichen einstückig gebildet ist. Dabei kann es sich sowohl um großflächige Teile der Karosserie, beispielsweise eine Heckklappenstruktur, eine Motorhaube oder ein Türmodul, als auch um im Inneren des Fahrzeugs verbaute Strukturen, beispielsweise ein Fahrzeugsitzbauteil, eine Sitzschale sowie eine Abdeckung oder Ablage handeln.
Als Außenlagen werden grundsätzlich diejenigen Materialschichten des Verbundkörpers verstanden, die die wesentlichen Teile dessen äußerer Oberfläche bilden. Dabei erstrecken sich die Außenlagen bevorzugt im Wesentlichen vollflächig über den gesamten Verbundkörper. Grundsätzlich sind die Außenlagen als Decklagen und/ oder Deckschichten zu verstehen, die aus einem Metall, insbesondere Stahl und/ oder Aluminium, und/ oder einem Faserverbundkunststoff gebildet sind, so dass die Formstabilität, insbesondere die Dehn- und/ oder Biegesteifigkeit sichergestellt werden kann. Über die Außenlagen können auf den Verbundkörper ausgebübte Belastungen, beispielsweise Erschütterungen und/ oder Vibrationen während eines Betriebs des Kraftfahrzeugs, zumindest weitestgehend kompensiert werden.
Dabei kann das Blech über seine gesamte Stärke aus einem einzigen Material gebildet sein oder aber eine Schichtstruktur aufweisen. Insbesondere können eine oder beide Oberflächen einer oder jeder der beiden Außenlagen eine oder mehrere übereinander angeordnete Beschichtungen, etwa zum Korrosionsschutz oder zur Verbesserung des Verbundes mit der Mittellage aufweisen. Solch eine Mittellage ist ebenfalls als eine Kernschicht zu verstehen, die insbesondere zug- und schubfest mit den beiden Außenlagen verbunden ist, so dass eine gemeinsame Tragwirkung des Verbundes erreicht wird. Bei der Mittellage handelt es sich grundsätzlich um den durch beide Außenlagen begrenzten Bereich des Verbundkörpers. Die Verbindung der Mittellage mit den Außenlagen kann dabei zunächst in beliebiger Weise erfolgen. Bevorzugt erfolgt die Verbindung durch Verpressen und/ oder Verkleben. Grundsätzlich kann die Mittellage sowohl homogen aus einem einzigen Material gebildet sein, als auch eine Schichtstruktur aufweisen. Bevorzugt ist die Mittellage aus einem Kunststoffmaterial gebildet, das besonders bevorzugt in sämtliche Raumrichtungen im Wesentlichen homogen ist. Bei dem Kunststoffmaterial kann es sich grundsätzlich um einen beliebigen Kunststoff handeln, der beliebige weitere Zusätze, etwa eine Faserver- Stärkung oder einen Füllmaterial enthalten kann. Denkbar sind auch Materialgemische, in denen ein Kunststoff als wesentlicher Bestandteil, beispielsweise als Bindemittel, enthalten ist. Besonders bevorzugt ist die Mittellage homogen aus einem einzigen Kunststoff gebildet.
Als Kunststoff wird dabei zunächst jedes Polymer sowie eine durch Polymerisation gebildete Substanz verstanden, wobei die Monomere sowohl natürlichen, als auch synthetischen Ursprungs sein können . Grundsätzlich ist dabei die Verwendung eines einzelnen Monomers, als auch mehrerer verschiedener Monomere denkbar, die ein beliebiges Co-Polymer bilden können. Weiterhin kann es sich sowohl um ein kettenförmiges, als auch um ein verzweigtes Polymer handeln.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist der Verbundkörper formstabil, insbesondere biege- und/ oder dehnsteif, ausgebildet, wobei die Mittellage beidseitig mit jeweils einer Außenlage beschichtet ist. Die gemeinsame Tragwirkung führt zu einer Verbesserung der Formstabilität, wobei Belastungen und/ oder Beanspruchungen sich weitestgehend gleichmäßig über die beiden Außenlagen und der Mittellage des Verbundes verteilen und kompensiert werden. Zudem wird mittels dieser formstabilen Anordnung eine Verbesserung einer Lebensdauer und/ oder Haltbarkeit und/ oder Stabilität der als Verbundkörper ausgebildeten Kraftfahrzeugbauteile erreicht.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das Kunststoffmaterial ein thermoplastischer Kunststoff, insbesondere ein thermoplastisches Co-Polymer, wodurch eine besonders einfache und kostengünstige Herstellung der Mittellage des Verbundkörpers ermöglicht wird und zugleich durch Erhitzung des Verbundkörpers eine verbesserte Verformbarkeit erreicht werden kann.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das Kunststoffmaterial ein viskoelastischer Kunststoff, wodurch zum einen eine verbesserte Verformbarkeit des Materials zur Herstellung des Verbundkörpers gegeben ist und zum anderen in besonders einfacher Weise die Materialeigenschaften des Verbundkörpers, insbesondere seine Steifigkeit sowie seine Fähigkeit Schwingungen zu absorbieren, eingestellt werden können.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind eine oder beide Außenlagen aus einem Stahlblech gebildet, wodurch zum einen eine besonders kostengünstige Herstellung ermöglicht und zum anderen selbst bei geringen Materialstärken der Bleche der Außenlagen eine hohe Form Stabilität des Verbundkörpers erreicht wird. Grundsätzlich kann die Materialstärke des Blechs, den jeweiligen Anforderungen an den fertigen Verbundkörper angepasst, beliebig gewählt werden. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Blech eine Materialstärke von 0 ,1- 1,5 mm, bevorzugt von 0 ,15-0 ,5 mm und besonders bevorzugt von 0 ,2-0 ,3 mm auf, wobei in vorteilhafter Weise zugleich eine hohe Formstabilität sowie ein geringes Gesamtgewicht des Verbundkörpers erreicht werden.
Auch die Mittellage des Verbundkörpers kann grundsätzlich eine beliebige Schichtdicke aufweisen. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung liegt die Materialstärke der Mittellage zwischen 0 ,02 und 1,5 mm, bevorzugt zwischen 0 , 1 und 1 mm und besonders bevorzugt zwischen 0 ,2 und 0 ,5 mm.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weisen eine oder beide Außenlagen und/ oder die Kernschicht über ihre gesamte Fläche eine im Wesentlichen konstante Materialstärke auf, wodurch sämtliche Bereiche des Verbundkörpers näherungsweise gleiche Materialeigenschaften, insbesondere eine gleichbleibende Stabilität und Steifigkeit haben.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung liegt die Materialstärke des Verbundkörpers zwischen 0 ,25 und 2 mm, bevorzugt zwischen 0 ,5 und 1,5 mm und besonders bevorzugt zwischen 0 ,6 und 1 mm.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weisen die beiden Außenlagen des Verbundkörpers voneinander abweichende Materialstärken auf, wobei der Unterschied der Materialstärken beider Außenlagen bevorzugt zwischen 10-30 % und besonders bevorzugt zwischen 15 25 % liegt. Durch eine asymmetrische Ausgestaltung des Aufbaus des Verbundkörpers kann zum einen in einfacher Weise die Herstellung des Verbundkörpers, etwa durch Tiefziehen, erleichtert werden und zum anderen die jeweilige Oberfläche des Verbundkörper an die darauf wirkenden Kräfte angepasst werden, wobei zugleich das Gesamtgewicht des Verbundkörpers in einfacher Weise gering gehalten wird.
Gemäß einer möglichen Ausgestaltung der Erfindung liegt das Verhältnis der Materialstärke der Kernschicht zu einer oder beiden, insbesondere jeder der beiden Außenlagen zwischen 2: 1 und 4: 1 und beträgt bevorzugt 3 : 1, wodurch in einfacher Weise eine besonders hohe Biegesteifigkeit des Verbundkörpers erreicht werden kann. Gemäß einer weiteren möglichen Ausgestaltung der Erfindung liegt das Verhältnis der Materialstärke der Kernschicht zu einer oder beiden, insbesondere jeder der beiden Außenlagen zwischen 1:5 und 1:50 , bevorzugt zwischen 1: 10 und 1:25, wodurch eine Optimierung der Schalldämpfungseigenschaften des Verbundkörpers erreicht wird.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weisen eines oder beide der Bleche eine außenseitig angeordnete Korrosionsschutzschicht, insbesondere eine Zinkauflage, auf, wodurch ein lang anhaltender und effektiver Korrosionsschutz des Verbundkörpers erreicht wird.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung sind einzelne Bereiche, insbesondere Randbereiche, des Verbundkörpers durch Falzen, insbesondere Rollfalzen umgeformt, wodurch einerseits eine erhöhte Stabilität erreicht wird und andererseits insbesondere in den Randbereichen die Verletzungsgefahr durch scharfe Kanten verrin- gert ist.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist eine Sitzschale eines Kraftfahrzeugsitzes aus einem solchen Verbundkörper hergestellt, wobei die Sitzschale in besonders einfacher Weise kostengünstig herzustellen ist und ebenfalls eine hohe Formstabilität und Steifigkeit aufweist und besonders gut mechanischen Belastungen widersteht und ein besonders geringes Eigengewicht hat.
Grundsätzlich können mehrere der vorgenannten, bevorzugten Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung durch den Fachmann im Rahmen seiner technischen Fähigkeiten und des technisch Möglichen beliebig miteinander kombiniert werden.
Nachfolgend werden drei Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert.
Eine erste Ausführungsform der Erfindung betrifft eine einstückige Sitzschale für einen Kraftfahrzeugsitz, die als Verbundkörper aus einem Werkstoffverbund in Sandwichbauweise gebildet ist. Dabei weist der Verbundkörper eine Mittellage aus einem thermoplastischen Co-Polymer sowie beidseitig außen an der Mittellage angeordnete Außenlagen auf, die jeweils aus einem verzinkten Stahldeckblech gebildet sind.
Die Mittellage weist dabei eine Materialstärke von 0 ,4 mm auf, während beide Außenlagen jeweils eine Materialstärke von 0 ,2 mm haben. Somit ergibt sich ein symmetrischer Aufbau des Materials des Verbundkörpers orthogonal zu seiner Oberfläche, wobei der Verbundkörper über seine gesamte Fläche eine im Wesentlichen konstante Materialstärke von 0 ,8 mm aufweist. Aufgrund seines Aufbaus zeichnet sich der Verbundkörper dabei durch eine sehr hohe Biegesteifigkeit aus.
Die Mittellage ist mit jeder der beiden Außenlagen durch stoffschlüssiges Kleben verbunden. Die Anordnung einer Mittellage zwischen den beiden Außenlagen führt dabei gegenüber einem kompakten Blech zum einen zu einer wünschenswerten Gewichtsverringerung, zum anderen zu körperschalldämpfenden Eigenschaften sowie einem verbesserten elastischen Verhalten des Verbundkörpers.
Die Außenkanten des Verbundkörpers sind jeweils durch Falzen bzw. Bördeln umgeformt, so dass ein verstärkter Randbereich entsteht. Eine zweite Ausführungsform der Erfindung betrifft eine Sitz- bzw. Kissenschale für ein
Kraftfahrzeug und unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform im Wesentlichen dadurch, dass der Materialaufbau orthogonal zur Oberfläche des Verbundkörpers asymmetrisch gestaltet ist. Die Mittellage besitzt dabei eine Materialstärke von 0 ,6 mm und ist homogen aus einem thermoplastischen Co-Polymer aufgebaut. Eine erste Außenlage des Verbundkörpers weist eine Materialstärke von 0 ,2 mm auf, während eine zweite, gegenüber der ersten Außenlage auf der gegenüberliegenden Seite der Mittellage angeordnete Außenlage eine Materialstärke von 0 ,25 mm besitzt.
Eine dritte Ausführungsform der Erfindung betrifft eine einstückig als Verbundkörper gebildete Motorhaube.
Dabei weist der Verbundkörper eine Mittellage aus einem permanent viskoelastischen Polymer mit einer Schichtdicke von 0 ,05 mm auf. Beidseitig auf der Mittellage ist jeweils eine Außenlage aus Stahl-Deckblechen angeordnet, die eine Materialstärke von 0 ,8 mm aufweisen. Die Anordnung einer solchen Mittellage zwischen den Deckblechen führt zu einer optimierten Körperschalldämpfung und Luftschalldämmung und somit zu einer Verbesserung der Fahrzeugakustik bei zugleich hoher Stabilität des Verbund- körpers. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Dabei zeigen :
Fig. 1A schematisch eine perspektivische Ansicht einer als Verbundkörper ausgebildeten Sitzschale eines Kraftfahrzeugsitzes,
Fig. 1B schematisch eine Schnittdarstellung des Verbundkörpers in einer ersten Ausführungsform ,
Fig. 2A schematisch eine perspektivische Ansicht einer als Verbundkörper ausgebildeten Sitzschale eines Kraftfahrzeugsitzes,
Fig. 2B schematisch eine Schnittdarstellung des Verbundkörpers in einer zweiten Ausführungsform ,
Fig. 3A schematisch eine perspektivische Ansicht einer als Verbundkörper gebildete Motorhaube und
Fig. 3B schematisch eine Schnittdarstellung des Verbundkörpers in einer dritten Ausführungsform.
Die Figuren lA und 2A zeigen jeweils in einer perspektivischen Ansicht eine als Verbundkörper 1 ausgebildete Sitzschale 2 bzw. Kissenschale eines Kraftfahrzeugsitzes eines nicht näher dargestellten Kraftfahrzeugs.
Die Figur 1B stellt eine Schnittdarstellung des Verbundkörpers 1 in einer ersten Ausführungsform dar.
Der Verbundkörper l umfasst eine mit einer Außenlage 1.1, 1.2 innen- und außenseitig beschichtete Mittellage 1.3, wobei die Außenlage 1.1, 1.2 aus einem Metall, insbesondere einem verzinkten Stahldeckblech, und die Mittellage 1.3 aus einem Kunststoff, insbesondere thermoplastischen Co-Polymer, gebildet ist. Hierbei weist der Verbundkörper 1 eine so genannte Sandwichbauweise auf, wobei die Mittellage 1.3, insbesondere eine Kernschicht, beidseitig jeweils Stoff-, kraft- und/ oder formschlüssig, insbesondere zug- und schubfest, mit jeweils einer Außenlage 1.1, 1.2 verbunden ist.
Die Mittellage 1.3 weist dabei eine Materialstärke von 0 ,4 mm und die Außenlagen 1.1, 1.2 jeweils eine Materialstärke von 0 ,2 mm auf, wobei ein Materialaufbau des Verbundkörpers 1 orthogonal zu seiner Oberfläche symmetrisch ist. Eine Materialstärke, insbesondere eine Materialstärke von 0,8 mm, ist im Wesentlichen über eine gesamte Fläche des Verbundkörpers 1 konstant.
Nicht näher dargestellte Außenkanten des Verbundkörpers 1 sind jeweils beispielsweise durch Falzen bzw. Bördeln umgeformt, so dass ein verstärkter Randbereich entsteht.
Die Figur 2B zeigt eine Schnittdarstellung des Verbundkörpers 1 in einer zweiten Ausführungsform, wobei der Verbundkörper 1 entsprechend dem in Figur 1B beschriebenen Ausführungsbeispiel dargestellt ist.
In diesem Ausführungsbeispiel ist der Materialaufbau des Verbundkörpers 1 orthogonal zu seiner Oberfläche asymmetrisch ausgebildet. Hierbei weist eine erste Außenlage 1.1 eine Materialstärke von 0 ,2 mm und eine der ersten Außenlage 1.1 gegenüberliegende zweite Außenlage 1.2 eine Materialstärke von 0,25 mm auf. Zwischen der ersten und der zweiten Außenlage 1.1, 1.2 ist die Mittellage 1.3 mit einer Materialstärke von 0 ,6 mm angeordnet.
In Figur 3A ist eine perspektivische Ansicht einer als Verbundkörper 1 ausgebildeten Motorhaube 3 gezeigt, wobei Figur 3B eine Schnittdarstellung des Verbundkörpers 1 in einer dritten Ausführungsform darstellt.
Die Mittellage 1.3 ist aus einem permanent viskoelastischen Polymer gebildet und weist eine Schichtdicke von 0 ,05 mm auf, wobei die beidseitig an der Mittellage 1.3 anliegenden Außenlagen 1.1, 1.2 aus Stahldeckblechen gebildet ist und eine Materialstärke von 0 ,8 mm aufweisen.
Eine Anordnung einer solchen Mittellage 1.3 zwischen zwei als Stahldeckblechen ausgebildete Außenlagen 1.1, 2.2 führt zu einer optimierten Körperschalldämpfungund Luftschalldämmung und somit zu einer Verbesserung einer Fahrzeugakustik. Bezugszeichenliste
1 Verbundkörper
1.1 Erste Außenlage
1.2 Zweite Außenlage
1.3 Mittellage
2 Sitzschale
3 Motorhaube

Claims

Ansprüche
1. Verbundkörper (1) zur Herstellung von Kraftfahrzeugsitzen und Kraftfahrzeugbauteilen, mit
- einer Mittellage (1.3) und
- außenseitig an der Mittellage (1.3) angeordneten Außenlagen (1.1, 1.2), dadurch gekennzeichnet, dass
die Mittellage (1.3) aus einem viskoelastischen, thermoplastischen Co- Polymerund die Außenlagen aus einem Blech gebildet sind.
2. Verbundkörper (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbundkörper (1) formstabil, insbesondere biege- und/ oder dehnsteif, ausgebildet ist.
3. Verbundkörper (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Blech eine Materialstärke von 0 ,1- 1,5 mm , bevorzugt von 0 ,15-0 ,5 mm und besonders bevorzugt von 0 ,2-0 ,3 mm aufweist.
4. Verbundkörper (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittellage (1.3) eine Materialstärke von 0,02-1,5 mm, bevorzugt von 0 , 1- 1 mm und besonders bevorzugt von 0 ,2-0 ,5 mm aufweist.
5. Verbundkörper (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder beide Außenlagen (1.1, 1.2) und/ oder die Kern- schichtüber ihre gesamte Fläche eine im Wesentlichen konstante Materialstärke aufweisen.
6. Verbundkörper (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Materialstärke von 0 ,25-2 mm , bevorzugt von 0 ,5- 1,5 mm und besonders bevorzugt von 0 ,6- 1 mm.
7. Verbundkörper (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Außenlagen (1.1, 1.2) voneinander abweichende Materialstärken aufweisen, wobei der Unterschied der Materialstärken beider Außenlagen (1.1, 1.2) bevorzugt zwischen 10-30 % und besonders bevorzugt zwischen 15-25 % liegt.
8. Verbundkörper (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass das Verhältnis der Materialstärke der Kernschicht zu einer oder beiden Außenlagen (1.1, 1.2) zwischen 2: 1 und 4: 1 liegt und bevorzugt 3 : 1 beträgt.
9. Verbundkörper (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass das Verhältnis der Materialstärke der Kernschicht zu einer oder beiden Außenlagen (1.1, 1.2) zwischen 1:5 und 1:50 , bevorzugt 1: 10 und 1:25 liegt.
10. Verbundkörper (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass eines oder beide der Bleche eine außenseitig angeordnete
Korrosionsschutzschicht, insbesondere eine Zinkaullage, aufweisen.
11. Verbundkörper (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass einzelne Bereiche, insbesondere Randbereiche, durch Falzen umgeformt sind.
12. Sitzschale (2) hergestellt aus einem Verbundkörper (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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