WO2022233471A1 - Metallstruktur für eine fahrzeuglehne - Google Patents

Metallstruktur für eine fahrzeuglehne Download PDF

Info

Publication number
WO2022233471A1
WO2022233471A1 PCT/EP2022/053974 EP2022053974W WO2022233471A1 WO 2022233471 A1 WO2022233471 A1 WO 2022233471A1 EP 2022053974 W EP2022053974 W EP 2022053974W WO 2022233471 A1 WO2022233471 A1 WO 2022233471A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
metal
sheet metal
sheet
local formation
local
Prior art date
Application number
PCT/EP2022/053974
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Axel Speck
Burkhardt BECKER
Original Assignee
Fisher Dynamics Germany 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 Fisher Dynamics Germany Gmbh filed Critical Fisher Dynamics Germany Gmbh
Publication of WO2022233471A1 publication Critical patent/WO2022233471A1/de

Links

Classifications

    • 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
    • B60N2/686—Panel like structures

Definitions

  • the present invention relates to a metal structure for a vehicle backrest and a method for manufacturing a Meta II structure for a vehicle backrest. Furthermore, the invention relates to a vehicle backrest and a vehicle with the vehicle backrest.
  • vehicle backrests In the technical field of vehicle technology, there are a variety of concepts for vehicle backrests and vehicle seats, specifically, for example, for vehicle seat rests. Both vehicle backrests comprising metal structures and vehicle backrests with plastic structures are used here.
  • vehicle backrests with metal structures There are different types of vehicle backrests with metal structures. These include, for example, types with a frame and spring inserts, but also types with almost closed or closed rear walls that are essentially made of sheet metal.
  • Sheet metal is usually used to refer to a flat semi-finished product that is essentially made of metal.
  • Rear panels with a metal sheet are used in particular for vehicle backrests of rear seats, which can often also be folded down. In the case of a folding vehicle backrest, the rear wall can be folded down, for example, in the intended direction of travel towards the front of the vehicle.
  • Such a folded-down vehicle backrest of the rear seat or its rear wall often expands, for example, a loading area in the trunk of the vehicle. If the trunk of the vehicle is then loaded, it can happen that heavy loads load the folded-down vehicle backrest. It can also happen that a user of the vehicle is on the vehicle backrest during a loading process, for example kneeling on it. Under certain circumstances, this can result in large local loads that are concentrated on the rear wall of the folded-down vehicle backrest. External forces can also cause great stress, for example in the event of an accident.
  • the sheet metal In the case of conventional vehicle backrests, where the sheet metal has to absorb these loads, there is often only a low resistance moment. Therefore, the sheet metal is usually attached to a frame construction, usually by welding. In addition, the metal sheet must conventionally be relatively thick, for example between 0.5 mm and 1.2 mm. The minimum thickness of the sheet metal is often also limited by the requirement for weldability.
  • the vehicle backrest When not folded down, the vehicle backrest is usually oriented in the direction of a passenger compartment and is used by users of the vehicle or by vehicle occupants to lean against it. Even in this state, the sheet usually absorbs the loads that occur. At the same time, the aim is also for the sheet metal to offer satisfactory seating comfort and for example not to buckle excessively, because the hardness of the vehicle backrest is usually adjusted by other elements, such as springs and padding.
  • the sheet metal is usually reinforced on its rear side with additional frame elements. These can be designed, for example, as horizontal or vertical struts or cross struts.
  • the present invention is therefore based on the object of proposing an improved metal structure for a vehicle backrest, which has a low mass and at the same time high stability and can also be produced with little effort.
  • a first aspect of the invention relates to a metal structure for a vehicle backrest.
  • at least one hollow body is formed by at least two metal sheets, comprising a front metal sheet and a rear metal sheet.
  • the metal structure thus comprises at least one front and one rear sheet metal panel, which are joined to form a hollow body.
  • the front and rear sheet metal panels are therefore arranged in such a way that together they form an internal hollow body.
  • the hollow body can, but does not have to, be completely closed. Edge areas of the sheet metal panels can be fully or partially connected or unconnected or open, which also applies to the surface of the metal panels.
  • the sheet metal panels can either be shaped themselves in such a way that they can form the hollow body when put together and/or a separate frame can also be provided.
  • the frame can then preferably be approximately rectangular and the front and rear metal panels can be attached to the frame on both sides.
  • the Meta II structure according to the invention is multi-walled (e.g. double-walled) at least over the front and rear sheet metal panel, it inherently provides a high moment of resistance to bending or torsion.
  • Tests by the applicant have shown that the metal structure according to the invention, using materials and joining methods customary in the vehicle sector, is extremely resistant to external loads, for example when the vehicle is being loaded or in impact scenarios.
  • the metal sheets can be made comparatively thin, for example only 0.3 mm to 0.7 mm per metal sheet.
  • the mass of the Meta II structure according to the invention which is necessary to achieve a specific strength, can be reduced in comparison to a conventional vehicle backrest. In other words, the strength can be increased for a given mass.
  • no struts and the like are required, so that the number of individual parts to be manufactured and joined together is also significantly reduced.
  • the Meta II structure according to the invention can thus be produced with little effort, is extremely resistant to external loads and has a low mass. Since the hollow body offers high structural stability, in addition to steel, for example, less solid materials can also be used. These include, for example, lightweight construction materials known in the automotive sector, such as aluminum.
  • a frame is provided, this can be present as a separate part or separa te assembly.
  • the frame is then preferably integrated as a frame-like structure in the sheet metal panels or is formed by them.
  • one or more edges of the front and/or rear metal panel can be reshaped, so that the frame-like structure is formed when the metal panels are assembled.
  • the frame-like structure is preferably formed circumferentially, but it can also be formed only in sections.
  • the edges of one or more metal sheets can, for example, be angled one or more times from the respective metal sheets, for example at an angle of about 90°.
  • the angled edges of the front metal panel can be placed on the rear metal panel and joined with it. It is also possible for the angled edges of the front sheet metal panel to be assembled with edges of the rear sheet metal panel that are also angled. The respective angled edges can be assembled in an overlapping manner, for example. The assembled edges of the front and rear panels can then be joined.
  • the edge or edges can be reshaped several times, purely for example by folding a sheet metal panel several times in the edge area and then angling the entire folded edge area away from the sheet metal panel, for example at an angle of about 90°.
  • the front panel can be formed into a slightly larger trough than the rear panel so that the two panels fit together easily.
  • all joining methods that are suitable for joining metal sheets can basically be considered. These include, for example, purely thermal joining processes (e.g. welding), purely mechanical joining processes (e.g. screwing, forming, pressing) or combinations thereof. This applies to every joining operation occurring in connection with the invention, even if in certain embodiments, for example, a metal sheet is to be joined to a frame.
  • metal sheets and in some embodiments the frame
  • additive manufacturing processes such as 3D printing can be used for this.
  • Complex structures and undercuts can also be produced in a simple manner with such methods.
  • the frame can be designed, for example, as a truss, preferably as a square truss.
  • the Meta II structure according to the invention does not necessarily have to form only one continuous hollow body.
  • the interior volume of the hollow body can have areas that are separated from one another, for example, regardless of whether it is delimited by the front and rear metal panels or by one or more additional metal panels and possibly the frame. These then represent each Weil's own smaller hollow body, which can be completely or partially closed. Such areas can also be referred to as further hollow bodies or sub-hollow bodies.
  • At least one further metal panel is arranged between the front and rear metal panels.
  • the further sheet metal panel can be arranged approximately in the middle between the front and rear sheet metal panels.
  • the three or more metal sheets can then be shaped, for example, in such a way that they can form the hollow body when put together.
  • the additional metal panel is preferably joined to the front and/or rear metal panel. In corresponding embodiments, it can additionally or alternatively also be joined to the frame.
  • two further hollow bodies or sub-hollow bodies can be formed by the further sheet metal panel, for example, each interacting with the front or rear sheet metal panel (and possibly the frame).
  • more than one additional sheet metal panel can also be arranged according to this principle, as a result of which additional hollow bodies can result.
  • the front sheet metal panel and the rear sheet metal panel are connected to one another directly and/or via the/another sheet metal panel by forming.
  • the front metal panel can be connected to the rear metal panel or the front and rear metal panels can each be connected to the other metal panel.
  • the further sheet metal panel can also have a recess through which the front and rear sheet metal panels are connected. If a plurality of further sheet metal panels is provided, these can be connected, for example, to the front or rear sheet metal panel or to one another. Many variations are conceivable here, as long as a flow of forces is at least indirectly possible between the front and rear metal panels.
  • flanging e.g. also referred to as hemming, folding, turning up, forming collars
  • clinching e.g. also referred to as pressure joining or clinching
  • the areas of the metal sheets to be joined together preferably have planar end faces which can be brought into contact with one another for clinching.
  • the area of a metal sheet to be joined has a hole and the area of another metal sheet to be joined thereto has a relatively larger hole.
  • both areas to be joined also have a flat end face in which the holes are located and which can be brought into contact with one another. Because of the different sized holes, when the holes are placed concentrically, material of an edge portion of the smaller hole protrudes beyond an edge portion of the larger hole toward the common center. This excess material can then be pulled or pushed through the larger hole and crimped around the rim of the larger hole.
  • the metal sheets can also have one or more holes for purposes other than joining. This can, for example, simplify handling, reduce mass or also allow air to circulate in or through the hollow body(s).
  • the frame if available, can also be connected to a sheet metal panel in this way.
  • the metal sheet is then preferably pressed into the frame during clinching or folded around the frame during flanging.
  • the frame can also be provided with joint areas prepared for this purpose, which have a lower material strength than the rest of the frame.
  • At least one of the metal sheets has at least one local formation which stiffens one metal sheet.
  • the shaping significantly increases the structural stability of the metal sheet in question and thus of the metal structure according to the invention. At the same time, it can be produced with little effort.
  • the local formation is connected to one/the other sheet metal panel.
  • Being connected in the context of the local formation can only mean “contact” but is particularly preferably to be understood as “being joined”.
  • connection of the formation to the other sheet metal panel significantly increases the rigidity of the Meta II structure according to the invention.
  • a metal structure can also be realized particularly well in which no frame-like structure is formed or no frame is provided.
  • the local formation preferably has a planar face for contact with the other sheet metal panel. This is particularly well suited for connecting the local formation to the other sheet metal panel by means of clinching.
  • the local formation can also have a hole and the other metal sheet has a relatively larger hole, as described above. This is particularly suitable for connecting the local shape to the other sheet metal panel by flanging.
  • the front metal panel can have the local formation that is connected to the rear metal panel.
  • the rear panel may have the local formation that is connected to the front panel.
  • the additional sheet metal can have at least two local formations each facing one of the front metal panel and another of the rear Blechta fel and connected to the respective metal panel.
  • the other sheet metal panel can also have recesses through which local formations of another sheet metal panel can protrude. All of these variations can also be combined. If necessary, the local formations can be offset relative to one another in relation to the metal sheet planes of the different metal sheets, in order not to collide with one another.
  • At least two local formations of one metal sheet are connected to the other metal sheet if the end face of the formations is relatively large. This is measured by whether one or the other metal sheet is sufficiently supported against one another via the front face, so that loads can be safely absorbed in the manner of surface loads. The smaller the end faces, the more likely it is that at least three local formations are preferred, since reliable support is then always guaranteed.
  • a large number of local formations is particularly preferably provided. These are particularly preferably distributed evenly.
  • the local formations can preferably be all or mostly connected to the other sheet metal panel. This is the safest way to absorb external loads and the metal structure becomes extremely rigid. In principle, however, only one or a few local formations can be connected and the rest can only lie against the other sheet metal panel, for example, which reduces the production costs.
  • both metal panels have local formations. In general, if all metal sheets are provided with local formations, a particularly stable Meta II structure results. If, on the other hand, the front, rear and one further sheet metal panel (preferably arranged in the middle between them) are present, it is preferred that only the further sheet metal panel has local formations which are arranged on both sides.
  • the front and rear sheet metal are then preferably smooth and thus offer surfaces with low structural complexity, which can be advantageous for further assembly steps.
  • one/the other metal sheet has at least one complementary local formation which stiffens the other metal sheet and which is connected to the local formation of one metal sheet.
  • complementary means suitable for the local shape with which the complementary local shape is to be connected. Criteria here are, for example, the positions of the shapes on the respective metal sheet, the heights of the shapes, the geometries of the end faces (size, shape, subdivisions ) and any additional connection geometry elements (e.g. holes or nipples).Since the complementary local shape is a definition relative to the local shape, it is practically technically possible to freely choose which local shape of which metal sheet is to be regarded as complementary.
  • the local elevations and the complementary local elevations are intended to extend and touch one another, which, as outlined above, is not the case when the local elevations of one sheet are intended to contact the smooth surface of the other sheet .
  • the height of the connected local and complementary local formations also defines a minimum distance between the metal sheets.
  • the formations that are in contact can have a different height in relation to their respective metal sheet.
  • metal sheets of different thicknesses can also be used particularly well.
  • a higher formation is preferably produced in a sheet metal panel with a greater sheet thickness.
  • the local formation and/or the/a complementary local formation comprises a pot-like structure or a bead-like structure.
  • Beads are well known to those skilled in the art, so the bead-like structure represents a bead in the broader sense.
  • the cup-like structure can preferably have a truncated cone-like geometry, optionally with one or more gradations. If the pot-like structure has a hole, it can be compared to the shape of a flower pot. Other clear forms of comparison are, for example, yoghurt or quark cups. In the case of a flat quark cup, on the other hand, one would rather speak of a bead-like structure.
  • the bead-like or cup-like structure can also have a polygonal cross-sectional shape in plan view, apart from a round cross-sectional shape. For example, a hexagonal cross-sectional shape is conceivable in plan view, so that the appearance can also appear as a honeycomb structure.
  • the local formation and the complementary local formation have holes. If the formations have holes of the same size, they can be connected particularly well, for example, by means of screws or welding. If the formations have holes of different sizes, they can be connected particularly well by flanging. If, on the other hand, there are no holes, the formations can be connected, for example, by welding or preferably by means of clinching.
  • the frame/the frame-like structure then comprises at least one material recess or at least one hole.
  • Such material recesses can preferably be provided where these loads are comparatively small.
  • Appropriate areas can be determined in a known manner, for example by FEM simulations. This applies analogously if, for example, perforated metal sheets are provided, which is also possible.
  • the weight or the mass of the Meta II structure can be further reduced while at the same time being able to withstand high loads.
  • the frame/the frame-like structure can preferably have at least one edge reinforcement element.
  • the edge reinforcement element can be integrated into the frame/the frame-like structure or it can also be provided as a separate element.
  • the edge reinforcement element can be provided, for example, in the area of a peripheral edge of the metal structure.
  • an integrated edge reinforcement element in the form of a folded area of the metal sheet(s) can be provided, for example.
  • a separate edge reinforcement element can be present, for example, in the form of a rib, which can be welded in or molded in, for example.
  • One or more edge reinforcement elements can significantly increase the resistance of the metal structure according to the invention, for example against bending or torsion.
  • the frame can include at least one molded profile.
  • shaped profiles that are suitable for the described arrangement with the metal sheets come into consideration.
  • Molded profiles can be purchased as semi-finished products with little effort.
  • it can be a Z profile, double T profile or preferably a U profile.
  • Such form profiles are particularly cheap and easy to work with. They also inherently offer a high area moment of inertia. This makes the frame particularly resistant to bending and torsion.
  • an edge reinforcement element is thus already implied in the frame.
  • the frame can also include several profile shapes or under different profile shapes or consist of such.
  • the profile or profiles are preferably additionally perforated in order to reduce the weight.
  • a further aspect of the invention relates to a method for producing a metal structure for a vehicle backrest.
  • at least one hollow body is formed from at least two sheet metal panels, comprising a front sheet metal panel and a rear sheet metal panel.
  • At least one further metal plate is arranged between the front and the rear metal plate.
  • the front sheet metal panel and the rear sheet metal panel are connected to one another directly and/or via the/another sheet metal panel by forming.
  • at least one local formation is produced on at least one of the metal sheets, which stiffens one metal sheet.
  • the local formation is connected to one/the other sheet metal panel.
  • At least one complementary local formation is produced on one/the other metal sheet, which stiffens the other metal sheet and is connected to the local formation of one metal sheet.
  • At least one smaller hole is first produced in one metal sheet and at least one relatively larger hole in the other metal sheet, or that correspondingly pre-punched metal sheets are used and that the local shaping and the complementary local shaping each be made in the area of the smaller or larger hole or that first the local formation and the complementary local formation are made and then the smaller and larger hole are each made in the area of the local formation or the complementary local formation.
  • "In the area" of the respective hole means that the respective hole is on the respective formation and not in the smooth plane of the sheet. If the respective formation is made first, the associated hole can be positioned very precisely in the area of the formation. This is preferably the case Hole in the area of greatest depth of the embossment, most preferably on a smooth face However, if the holes are made before the embossments, this in turn offers the advantage that the holes form a pattern on the sheet metal, which facilitates the placement of the embossments.
  • a forming tool used to create the local formations and/or complementary local formations may also be configured to form the smaller and/or larger holes. This can be done for example by punching.
  • the forming tool can preferably have one or more abutments for one or more sheet metal panels, for example the front one and rear panel.
  • the abutment absorbs forces that arise when forming the shapes or when punching the holes or connecting the metal sheets.
  • the respective metal sheet can be positioned on the abutment or particularly preferably on an individual metal sheet-related abutment such that the metal sheets have a spacing from one another which corresponds to their intended spacing in the finished metal structure.
  • Such an abutment can be grid-like, for example.
  • the abutment can also be dynamic.
  • lattice struts that can be moved in and out and that can be moved at an angle to one another to form the lattice structure.
  • lattice-like dynamic abutment can function, for example, like two dinner forks, which can, for example, be pushed perpendicularly one on top of the other.
  • a forming tool is used, with which material of the local or complementary local formation in the edge area of the smaller hole is displaced through the larger hole by a lifting movement, and then by a lifting movement in the opposite direction, the material of the local or complementary local formation is crimped around an edge portion of the larger hole.
  • the edge area of the smaller hole results from the relative size to the larger hole or from a section protruding in the direction of a common center if the holes are arranged concentrically.
  • a functional consideration of the joining process and the required stability of the connection is expediently carried out.
  • the plasticity of the material to be flanged, the thickness of the metal sheets and the required width of the flange are significant.
  • the required width of the flange also influences the dimensioning of the edge area of the larger hole.
  • the/a forming tool is used with which a lifting movement is carried out with clinching of the local formation and the complementary local formation. Flanging as well as clinching provide a very stiff and resilient connection in an efficient manner.
  • the same lifting movement means the lifting movement in the direction of the metal sheet(s), i.e. not the opposite lifting movement.
  • the forming tool can, for example, comprise telescopically stepped zones of action, purely by way of example, a first zone of action for producing the formation and a second zone of action for flanging or clinching, which can be extended telescopically from the first zone of action, for example.
  • a further aspect of the invention relates to a vehicle backrest, comprising a Meta II structure according to the invention according to the present disclosure and/or a metal structure produced in a method according to the invention according to the present disclosure.
  • the vehicle backrest is preferably the vehicle backrest of a rear bench seat, preferably a foldable rear bench seat.
  • a particular advantage here is that the rear bench seat, when folded down, can be used as a particularly heavy-duty extended loading area of the vehicle.
  • a further aspect of the invention relates to a vehicle comprising an inventive vehicle backrest according to the present disclosure and/or an inventive Meta II structure according to the present disclosure and/or a Meta II structure produced in an inventive method according to the present disclosure.
  • the present invention relates to a backrest in which a closed box is produced by forming joining in a multi-walled, in particular double-walled, construction.
  • two wall the or panels are here provided with solid pots that lie against the aneinan and are connected by reshaping.
  • Figure 1 shows a vehicle with a vehicle backrest in a preferred
  • FIG. 2 shows a metal structure for a vehicle backrest in a preferred embodiment
  • FIG. 3 local formations joined by flanging and complementary local formations of the Meta II structure from FIG. 2;
  • FIG. 4 local formations joined by clinching and complementary local formations of the metal structure from FIG. 2;
  • FIG. 5 shows a metal structure for a vehicle backrest in a further embodiment
  • FIG. 6 shows a block diagram of a method for producing a metal structure for a vehicle backrest.
  • FIG. 1 shows a vehicle 10 according to the invention, comprising a vehicle backrest 12 according to the invention.
  • the vehicle 10 is purely an example around a passenger car.
  • the vehicle backrest 12 is the vehicle backrest 12 of a rear seat bench 14, which can be folded over so that a loading area 16 of the vehicle 10 can be expanded.
  • the vehicle backrest 12 can be displaced between a folded position 18 and a seated position 20 .
  • the vehicle backrest 12 includes a Meta II structure 22 according to the invention, which is described in more detail below.
  • Figure 2 shows a metal structure 22 according to the invention, purely as an example for the vehicle backrest 12 from Figure 1.
  • the metal structure 22 is characterized in that at least two metal panels 24, 28, comprising a front metal panel 24 and a rear metal panel 28, form at least one hollow body 30 is formed.
  • the rear panel 28 has a multiplicity of local formations 32 in this example. These serve to stiffen the rear sheet metal panel 28.
  • the front sheet metal panel 24 also has such formations, which are referred to herein as complementary local formations 34 (see FIGS. 3 and 4). However, the complementary local formations 34 are covered by the rear sheet metal panel 28 in the view in FIG.
  • the front metal panel 24 and the rear metal panel 28 are particularly preferably connected to one another by forming.
  • edges 36 of metal sheets 24, 28 can be folded over.
  • An integral frame-like structure 38 can also be formed in this way. The folding can also be done several times, for example, in order to reinforce the frame-like structure 38 as edge reinforcement elements 46 (not shown here, cf. FIG. 5).
  • the sheet metal panels 24, 28 can also have material recesses 44 (also not shown here, cf. FIG. 5) at suitable points in order to save weight.
  • the metal panels 24, 28 are preferably connected via the protrusions 32, 34 to the.
  • Figures 3 and 4 show a sectional and enlarged view of one of the local formations 32 of the rear sheet metal panel 28 and one of the complementary local formations 34 of the front sheet metal panel 24.
  • the local formation 32 and the complementary local formation 34 have a cup-like structure 40 in this example. It can be seen that the cup-like structure 40 of the local formation 32 is exemplarily deeper than that of the complementary local formations 34.
  • the local formation 32 of one of the metal panels can be connected to another metal panel, here as an example to the front metal panel 24.
  • this connection is achieved in that the local formation 32 is joined to the complementary local formation 34 len.
  • the formations 32, 34 are joined together by flanging, while in the exemplary embodiment in FIG. 4 they are joined by clinching. Both will be discussed in more detail later.
  • a Meta II structure 22 for a vehicle backrest 12 is to be presented in a further embodiment with reference to FIG. This primarily concerns possible modifications of the metal structure 22 from FIG. 2, which can be selectively transferred from the metal structure 22 shown in FIG. 5 (and vice versa).
  • the metal structure 22 in FIG. 5 also includes the front sheet metal panel 24 and the rear sheet metal panel 28, with which the hollow body 30 is formed.
  • the rear sheet metal panel 28 is transparent in this view and is only indicated by a dash-dot line running around it, so that the sheet metal panel 24 in front of it, which is hidden in FIG. 2, is visible here.
  • the rear sheet metal panel 28 has a large number of local formations 32, of which, because of the transparent representation, only one local formation 32 is indicated by means of a circular dash-dot rectangle as an example.
  • the front sheet metal panel 24 also has a multiplicity of complementary local formations 34 .
  • the formations 32, 34 are designed as bead-like structures 42 in this example. Irrespective of their shape, the protrusions 32, 34 can also preferably pass through here Forming be added, analogous to Figures 3 and 4 explained. Alternatively, they can also be welded, preferably spot welded.
  • the metal structure 22 shown in FIG. 5 has an additional frame 39 on which the front sheet metal panel 24 and the rear sheet metal panel 28 are positioned on opposite sides and form the hollow body 30 with the frame 39 .
  • the frame 39 can have other advantageous configurations, such as material recesses 44 for weight reduction or edge reinforcement elements 46, for example using shaped profiles.
  • the sheet metal panels 24, 28 can be welded to the frame 39 or connected to it by forming.
  • FIG. 5 shows on the inside of the frame 39 in the area at the bottom right as shown in FIG. 5 by means of a dash-dot line that at least one further metal plate 26 can be arranged between the front 24 and the rear 28 metal plate.
  • the frame 39 is not a mandatory prerequisite for this, as should be noted, for example, with reference to FIG.
  • the front 24 and rear 28 metal plates can be connected directly to one another, for example, if the additional metal plate 26 has corresponding cutouts (not shown), through which the local formations 32 and/or the complementary local Formations 34 can extend.
  • the additional sheet metal panel 26 it is also possible for the additional sheet metal panel 26 to have the local formations 30 . This is then preferably the case on both sides of the further sheet metal panel 26 , one side of which faces the front sheet metal panel 24 and the other side of the rear sheet metal panel 28 .
  • the front 24 and the rear 28 metal panels can also be indirectly connected to one another by the local protrusions 30 on each side of the further metal panel 26 being connected to the front 24 or rear 28 metal panel respectively facing it. Edges 36 of all three or more metal sheets 24, 26, 28 can also be folded together, as shown in FIG.
  • a metal structure 22 is manufactured in accordance with the present disclosure in the method, so the same reference numbers can be used.
  • the explanation is primarily based on the production of a Meta II structure 22, in which the hollow body 30 is formed with two sheet metal panels 24, 28, or with the front sheet metal panel 24 and the rear sheet metal panel 28.
  • this does not rule out the possibility of at least one further metal panel 26 being arranged between the front 24 and rear 28 metal panels. This will be addressed at the appropriate point.
  • the front 24 and rear 28 panels are provided.
  • the front sheet metal panel 24 has smaller holes 48 and the back sheet metal panel 28 has larger holes 50 relative to it.
  • the contour of the smaller holes 48 in the initial state of the front sheet metal panel 24 is indicated by means of a dash-dot line.
  • the local formations 32 in the area of the larger holes 50 and the complementary local formations 34 in the area of the smaller holes 48 are produced, for example, using a deep-drawing tool (cf. FIG. 3 in each case).
  • a forming tool is then used, with which the material of the complementary local formation 34 in the edge region 54 of the smaller hole 48 is displaced through the larger hole 50 by a lifting movement 52 and then the material of the local complementary local formation 34 is flanged around an edge region 58 of the larger hole 50 ( Figure 3).
  • the front 24 and rear 28 sheet metal plates are also provided in a first step, but preferably without holes.
  • the local formations 32 on the rear sheet metal panel 28 and the complementary local formations 34 on the front sheet metal panel 24 are again produced (but see FIG. 4 here).
  • a forming tool is then used, with which a lifting movement 60 is carried out with clinching of the local formation 32 and the complementary local formation 34 .
  • the production of the complementary local formation 34 with the forming tool can also be integrated within the same lifting movement 52, 60.
  • the deep-drawing tool and the forming tool can be integrated.
  • another sheet metal panel 26 is used in other embodiments of the method, it can be provided on both sides with local formations 32 of the type shown in FIG. 3 or 4 only on one side on the rear sheet metal panel 28 .
  • Such local formations 32 on both sides on the further sheet metal panel 26 can then be connected to either the front sheet metal panel 24 or the rear sheet metal panel 28 in an analogous manner, for example in Figure 3 or 4 using the connection between the front sheet metal panel 24 and the rear sheet metal panel 28 the formations 32, 34 are shown.
  • the front sheet metal panel 24 and the rear sheet metal panel 28 are preferably smooth.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Body Structure For Vehicles (AREA)
  • Chair Legs, Seat Parts, And Backrests (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lehne (12), bei der in einer mehrwandigen, insbesondere doppelwandigen, Bauweise ein geschlossener Kasten (30)durch Umformfügen erzeugt wird. Zwei Wände oder Tafeln (24; 26; 28) sind hierbei mit mindestens einem durchgezogenen Topf (32; 34; 40) versehen, die aneinander anliegen und durch Umformen verbunden sind. Die Erfindung betrifft ferner eine Metallstruktur (22) für die Lehne (12) sowie ein Fahrzeug (10) mit der Lehne (12). Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung der Metallstruktur (22).

Description

Metallstruktur für eine Fahrzeuglehne
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Metallstruktur für eine Fahrzeuglehne so wie ein Verfahren zur Herstellung einer Meta II Struktur für eine Fahrzeuglehne. Ferner betrifft die Erfindung eine Fahrzeuglehne und ein Fahrzeug mit der Fahr zeuglehne.
Auf dem technischen Gebiet der Fahrzeugtechnik existieren vielfältige Konzepte für Fahrzeuglehnen und Fahrzeugsitze, konkret beispielsweise für Fahrzeugsitz lehnen. Hierbei kommen sowohl Fahrzeuglehnen umfassend Metallstrukturen als auch Fahrzeuglehnen mit Kunststoffstrukturen zum Einsatz.
Im Bereich der Fahrzeuglehnen mit Metallstrukturen existieren unterschiedliche Bauarten. Diese umfassen beispielsweise Bauarten mit einem Rahmen und Fe dereinsätzen, aber auch Bauarten mit nahezu geschlossenen oder geschlossenen Rückwänden, die im Wesentlichen aus Blech gefertigt sind. Als Blech wird übli cherweise ein flächiges Halbzeug bezeichnet, das im Wesentlichen aus Metall be steht. Rückwände mit einem Blech werden insbesondere bei Fahrzeuglehnen von Rücksitzen eingesetzt, welche häufig auch umklappbar sind. Bei einer umklapp baren Fahrzeuglehne kann die Rückwand beispielsweise in die bestimmungsge mäße Fahrtrichtung zur Front des Fahrzeugs hin umgeklappt werden.
Oft erweitert eine solche umgeklappte Fahrzeuglehne des Rücksitzes bzw. deren Rückwand zum Beispiel eine Ladefläche im Kofferraum des Fahrzeugs. Wird der Kofferraum des Fahrzeugs dann beladen, kann es Vorkommen, dass schwere La degüter die umgeklappte Fahrzeuglehne belasten. Es kann auch Vorkommen, dass ein Nutzer des Fahrzeugs sich während eines Beladevorgangs auf der Fahr zeuglehne befindet, beispielsweise auf dieser kniet. Hierdurch können sich unter Umständen große lokale Belastungen ergeben, die auf der Rückwand der umge klappten Fahrzeuglehne konzentriert sind. Ebenso können durch äußere Krafteinwirkungen große Belastungen auftreten, beispielsweis bei einem Unfall.
Im Fall von konventionellen Fahrzeuglehnen, bei denen das Blech diese Belas tungen aufnehmen muss, ist häufig nur ein geringes Widerstandsmoment gege ben. Daher wird das Blech üblicherweise an einer Rahmenkonstruktion befestigt, in der Regel durch Schweißen. Zudem muss das Blech konventionell relativ dick sein, beispielsweise zwischen 0,5 mm und 1,2 mm. Nach unten hin ist die Min destdicke des Blechs häufig auch durch die Anforderung an die Schweißbarkeit begrenzt.
Die Fahrzeuglehne ist im nicht umgeklappten Zustand üblicherweise in Richtung eines Fahrgastraums orientiert und wird von Nutzern des Fahrzeugs bzw. von Fahrzeuginsassen genutzt, um sich an ihr anzulehnen. Das Blech nimmt auch in diesem Zustand üblicherweise die auftretenden Belastungen auf. Dabei wird auch angestrebt, dass das Blech einen zufriedenstellenden Sitzkomfort bietet und sich beispielsweise nicht übermäßig einwölbt, denn die Härte der Fahrzeuglehne wird üblicherweise durch andere Elemente, wie Federn und Polster eingestellt.
Um in jeder der oben beschriebenen Situationen den bestimmungsgemäß zu er wartenden Belastungen standzuhalten und einen ausreichenden Sitzkomfort zu gewährleisten, wird das Blech an seiner Rückseite in der Regel mit zusätzlichen Rahmenelementen versteift. Diese können beispielsweise als horizontal oder ver tikal verlaufende Streben oder auch Querstreben ausgeführt sein.
Hierdurch ergibt sich jedoch eine hohe Masse, die das Gesamtgewicht des Fahr zeugs und folglich dessen Effizienz negativ beeinträchtigt. Darüber hinaus erhöht die Anbringung der zusätzlichen Rahmenelemente auch den Herstellungsauf wand, denn diese müssen mit dem übrigen Rahmen montiert werden und bei spielsweise verschweißt oder verschraubt werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Metallstruktur für eine Fahrzeuglehnen vorzuschlagen, die eine geringe Masse und zugleich eine hohe Stabilität aufweist und außerdem mit geringem Aufwand herstellbar ist.
Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche 1, 8, 19 und 20 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den in den Unteransprüchen genannten Merkmalen und weiter hin aus der vorliegenden Offenbarung als Ganzes. Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Metallstruktur für eine Fahrzeugleh ne. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass durch wenigstens zwei Blechtafeln, umfassend eine vordere Blechtafel und eine hintere Blechtafel, wenigstens ein Hohlkörper gebildet wird.
Mit anderen Worten umfasst die Metallstruktur also wenigstens eine vordere und hintere Blechtafel, die zu einem Hohlkörper gefügt sind. Die vordere und hintere Blechtafel sind demnach so angeordnet, dass sie gemeinsam einen innenliegen den Hohlkörper ausbilden. Der Hohlkörper kann, muss jedoch nicht, vollständig geschlossen sein. So können Randbereiche der Blechtafeln ganz oder teilweise verbunden vorliegen oder unverbunden bzw. offen sein, was ebenso für die Flä che der Blechtafeln gilt. Die Blechtafeln können entweder selbst so umgeformt sein, dass sie zusammengesetzt den Hohlkörper bilden können und/oder es kann auch ein separater Rahmen vorgesehen sein. Der Rahmen kann dann vorzugs weise in etwa rechteckig sein und die vordere und hintere Blechtafel können beidseitig an dem Rahmen angebracht werden.
Da die erfindungsgemäße Meta II Struktur zumindest über die vordere und hintere Blechtafel mehrwandig (bspw. doppelwandig) ausgeführt ist, liefert sie bereits von sich aus ein hohes Widerstandsmoment gegen Verbiegen oder gegen Torsi on. Versuche der Anmelderin haben gezeigt, dass die erfindungsgemäße Metall struktur, unter Verwendung von im Fahrzeugbereich üblichen Werkstoffen und Fügeverfahren, äußerst widerstandsfähig gegen äußere Belastungen ist, bei spielsweis beim Beladen des Fahrzeugs oder in Aufprallszenarien. Die Blechtafeln können dabei vergleichsweise dünn ausgebildet sein, beispielsweise nur 0,3 mm bis 0,7 mm pro Blechtafel. Die Masse der erfindungsgemäßen Meta II Struktur, welche zum Erreichen einer bestimmten Festigkeit notwendig ist, kann dadurch gegenüber einer konventionellen Fahrzeuglehne reduziert werden. Mit anderen Worten kann die Festigkeit bei gegebener Masse gesteigert werden. Zudem wer den im Gegensatz zu konventionellen Fahrzeuglehnen keine Streben und derglei chen benötigt, sodass auch die Menge herzustellender und miteinander zu fü gender Einzelteile deutlich reduziert wird.
Somit lässt sich die erfindungsgemäße Meta II Struktur mit geringem Aufwand her steilen, ist äußerst widerstandsfähig gegen äußere Belastung und weist eine ge ringe Masse auf. Da der Hohlkörper eine hohe Strukturstabilität bietet, können neben beispielsweise Stahl auch weniger feste Materialien verwendet werden. Diese umfassen beispielsweise im Fahrzeugbereich bekannte Leichtbauwerkstof fe, wie Aluminium.
Sofern ein Rahmen vorgesehen wird, kann dieser als separates Teil oder separa te Baugruppe vorliegen. Vorzugsweise ist der Rahmen dann aber als rahmenarti ge Struktur in die Blechtafeln integriert bzw. wird von diesen gebildet. Hierzu können beispielsweise ein oder mehrere Ränder der vorderen und/oder hinteren Blechtafel umgeformt werden, sodass beim Zusammensetzen der Blechtafeln die rahmenartige Struktur gebildet wird. Vorzugsweise ist die rahmenartige Struktur umlaufend ausgebildet, sie kann jedoch auch nur abschnittsweise ausgebildet sein. Die Ränder einer oder mehrerer Blechtafeln können beispielsweise von der jeweiligen Blechtafeln einfach oder mehrfach abgewinkelt werden, beispielsweise in einem Winkel von etwa 90°. Der konkrete Winkel ergibt sich als weitere Aus gestaltung auf Basis der vorliegenden Offenbarung für den Fachmann ohne Wei ters aus der konkret angestrebten Geometrie der Meta II Struktur, die er im Kon text der gewünschten Fahrzeuglehne und respektive des Fahrzeugs selbstständig wählt. Beim Zusammensetzen der Blechtafeln können beispielsweise die abge winkelten Ränder der vorderen Blechtafel auf der hinteren Blechtafel aufgesetzt werden und mit dieser gefügt werden. Es ist auch möglich, dass die abgewinkel ten Ränder der vorderen Blechtafel mit ebenfalls abgewinkelten Rändern der hin teren Blechtafel zusammengesetzt werden. Die jeweiligen abgewinkelten Ränder können beispielsweise überlappend zusammengesetzt werden. Die zusammenge setzten Ränder der vorderen und hinteren Blechtafel können dann gefügt wer den. Die Umformung des Randes oder der Ränder kann zur weiteren Erhöhung der Stabilität der sich ergebenden rahmenartigen Struktur auch mehrfach erfol gen, rein exemplarisch indem eine Blechtafel im Randbereich mehrfach umge falzt wird und dann der gesamte umgefalzte Randbereich von der Blechtafel ab gewinkelt wird, beispielsweise im Winkel von etwa 90°. Die Blechtafel erhält dadurch eine wannenartige Geometrie. Beispielsweise kann die vordere Blechta fel zu einer etwas größeren Wanne geformt werden als die hintere Blechtafel, so dass die beiden Blechtafeln sich gut zusammensetzen lassen.
Durch derartige Maßnahmen lässt sich die Anzahl an benötigten Einzelteilen und folglich die Menge an notwendigen Fügeoperationen deutlich reduzieren. Natürlich ist es auch möglich, den Rahmen als separates Teil oder separate Bau gruppe zur Verfügung zu stellen und die Blechtafeln dann an den Rahmen anzu fügen.
Grundsätzliche kommen im Kontext der vorliegenden Erfindung alle Fügeverfah ren in Betracht, die sich zur Verbindung von Blechen eignen. Diese umfassen beispielsweise rein thermische Fügeverfahren (bspw. Schweißen), rein mechani sche Fügeverfahren (bspw. Schrauben, Umformen, Verpressen) oder deren Kombinationen. Dies gilt für jede im Zusammenhang mit der Erfindung auftre tende Fügeoperation, auch wenn in bestimmten Ausführungsformen beispielswei se ein Blech mit einem Rahmen gefügt werden soll.
Ferner ist es auch möglich, die Blechtafeln (und in einigen Ausführungsformen den Rahmen) als integrales Teil auszuführen. Hierzu können beispielsweise gene rative Fertigungsverfahren, wie etwa 3D-Drucken, zum Einsatz kommen. Mit sol chen Verfahren sind auch komplexe Strukturen und Hinterschneidungen in einfa cher Weise herstellbar.
Sofern vorhanden, kann der Rahmen beispielsweise als Fachwerk ausgebildet sein, vorzugsweise als vierkantiges Fachwerk.
Die erfindungsgemäße Meta II Struktur muss nicht zwingend nur einen zusammen hängenden Hohlkörper ausbilden. Das Innenvolumen des Hohlkörpers kann un abhängig davon, ob es durch die vordere und hintere Blechtafel oder auch durch eine oder mehrere weitere Blechtafeln und ggf. den Rahmen begrenzt wird, bei spielsweise voneinander separierte Bereiche aufweisen. Diese stellen dann je weils einen eigenen kleineren Hohlkörper dar, der ganz oder teilweise geschlos sen sein kann. Solche Bereiche können auch als weitere Hohlkörper oder Unter hohlkörper bezeichnet werden.
In bevorzugter Ausgestaltung der Meta II Struktur der Erfindung ist vorgesehen, dass zwischen der vorderen und der hinteren Blechtafel wenigstens eine weitere Blechtafel angeordnet ist.
Die Strukturstabilität der Meta II Struktur kann somit weiter erhöht werden. Dies gilt auch für die konstruktive und fertigungstechnische Gestaltungsfreiheit im Rahmen der offenbarten erfinderischen Aspekte, worauf unten noch näher einge gangen wird.
Vorzugsweise kann die weitere Blechtafel in etwa mittig zwischen der vorderen und hinteren Blechtafel angeordnet sein. Die drei oder mehr Blechtafeln können dann beispielsweise so geformt sein, dass sie zusammengesetzt den Hohlkörper bilden können. Die weitere Blechtafel ist vorzugsweise mit der vorderen und/oder hinteren Blechtafel gefügt. In entsprechenden Ausführungsformen kann sie zu sätzlich oder alternativ auch mit dem Rahmen gefügt sein. Wie oben angespro chen, können durch die weitere Blechtafel beispielsweise zwei weitere Hohlkörper bzw. Unterhohlkörper gebildet sein, jeweils zusammenwirkend mit der vorderen oder der hinteren Blechtafel (und ggf. dem Rahmen). Prinzipiell kann auch mehr als eine weitere Blechtafel nach diesem Prinzip angeordnet sein, wodurch sich weitere Hohlkörper ergeben können.
In bevorzugter Ausgestaltung der Meta II Struktur der Erfindung ist vorgesehen, dass die vordere Blechtafel und die hintere Blechtafel direkt und/oder über die/eine weitere Blechtafel durch Umformen miteinander verbunden sind.
Beispielsweise kann die vordere Blechtafel mit der hinteren Blechtafel verbunden sein oder die vordere und hintere Blechtafel kann jeweils mit der weiteren Blech tafel verbunden sein. Die weitere Blechtafel kann auch eine Aussparung aufwei sen, durch welche hindurch die vordere und hintere Blechtafel verbunden sind. Ist eine Mehrzahl weiterer Blechtafeln vorgesehen, so können diese bspw. mit der vorderen oder auch hinteren Blechtafel oder auch untereinander verbunden sein. Hier sind vielerlei Variationen denkbar, solange zwischen der vorderen und hinteren Blechtafel zumindest indirekt ein Kraftfluss möglich ist.
Als bevorzugte Fügeverfahren durch Umformen kommen im Kontext der vorlie genden Erfindung Bördeln (bspw. auch bezeichnet als Falzen, Falten, Umschla gen, Kragenbilden) und Durchsetzfügen (bspw. auch bezeichnet als Druckfügen oder Clinchen) in Betracht.
Diese Verfahren bieten den Vorteil, dass auf ein rein mechanische Verfahren zu rückgegriffen werden kann, was die Herstellung stark vereinfacht, Zeit einspart, die Sicherheit erhöht und umweltfreundlich ist. Auch eignen sich solche Verfah- ren besonders gut für eine Automatisierung und Massenfertigung. Da die Dicke von so gefügten Blechtafeln je nach benötigter Belastbarkeit auch dünner sein kann, als beispielsweise beim Schweißen, kann ggf. auch die Masse der erfin dungsgemäßen Metallstruktur weiter verringert werden.
Im Fall von Durchsetzfügen weisen die miteinander zu fügenden Bereiche der Blechtafeln vorzugsweise plane Stirnflächen auf, die zum Durchsetzfügen anei nander zur Anlage gebracht werden können.
Im Falle von Bördeln weist der zu fügende Bereich einer Blechtafel ein Loch auf und der damit zu fügende Bereich einer anderen Blechtafel weist ein relativ dazu größeres Loch auf. Besonders bevorzugt weisen beide zu fügenden Bereiche auch eine plane Stirnfläche auf, in der sich die Löcher befinden und die aneinander zur Anlage gebracht werden können. Durch die unterschiedlich großen Löcher steht, wenn die Löcher konzentrisch angeordnet werden, Material eines Randbereichs des kleineren Lochs über einen Randbereich des größeren Lochs in Richtung des gemeinsamen Zentrums hinaus. Dieses überstehende Material kann dann durch das größere Loch gezogen oder gedrückt werden und um den Randbereich des größeren Lochs gebördelt werden.
Die Blechtafeln können aber auch zu anderen Zwecken als dem Fügen eines oder mehrere Löcher aufweisen. Dies kann beispielsweise das Handling vereinfachen, die Masse reduzieren oder auch eine Luftzirkulation im oder durch den/die Hohl körper ermöglichen.
Prinzipiell kann auch der Rahmen, sofern vorhanden, auf diese Weise mit einer Blechtafel verbunden werden. Vorzugsweise wird dann die Blechtafel beim Durchsetzfügen in den Rahmen gepresst oder beim Bördeln um den Rahmen ge faltet. Der Rahmen kann bei Bedarf auch mit dafür vorbereiteten Fügebereichen versehen sein, die eine geringere Material stärke aufweisen, als der übrige Rah men.
In bevorzugter Ausgestaltung der Meta II Struktur der Erfindung ist vorgesehen, dass zumindest eine der Blechtafeln wenigstens eine lokale Ausformung aufweist, welche die eine Blechtafel versteift. Die Ausformung erhöht die Strukturstabilität der betreffenden Blechtafel und damit der erfindungsgemäßen Metallstruktur erheblich. Zugleich ist sie mit gerin gem Aufwand herstellbar.
Der Begriff der Ausformung mit versteifender Wirkung ist im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung weit auszulegen. Als solche Ausformung kann dem nach jede lokale Ausformung verstanden werden, die eine Versteifung der Blech tafel bzw. eine Erhöhung der Widerstandsfähigkeit gegen äußere Belastungen verschafft.
In bevorzugter Ausgestaltung der Meta II Struktur der Erfindung ist vorgesehen, dass die lokale Ausformung mit einer/der anderen Blechtafel verbunden ist.
„Verbunden sein" kann im Kontext der lokalen Ausformung lediglich „kontaktie ren" bedeuten, insbesondere bevorzugt jedoch als „gefügt sein" zu verstehen sein.
Die Verbindung der Ausformung mit der anderen Blechtafel erhöht die Steifigkeit der erfindungsgemäßen Meta II Struktur signifikant. Auf diesem Wege kann zum Beispiel auch besonders gut eine Metallstruktur realisiert werden, bei der über haupt keine rahmenartige Struktur gebildet bzw. kein Rahmen vorgesehen ist. Beispielsweise ist es auch möglich, den Hohlkörper durch solche mit der anderen Blechtafel verbundenen Ausformungen in Unterhohlkörper zu unterteilen, wie oben angesprochen.
Vorzugsweise hat die lokale Ausformung eine plane Stirnfläche zur Anlage an der anderen Blechtafel. Dies eignet sich besonders gut zur Verbindung der lokalen Ausformung mit der anderen Blechtafel im Wege des Durchsetzfügens. Die lokale Ausformung kann auch ein Loch haben und die andere Blechtafel ein relativ grö ßeres Loch, wie oben beschrieben. Dies eignet sich besonders gut zur Verbindung der lokalen Ausformung mit der anderen Blechtafel durch Bördeln.
Grundsätzlich kann die vordere Blechtafel die lokale Ausformung aufweisen, die mit der hinteren Blechtafel verbunden ist. Ebenso kann die hintere Blechtafel die lokale Ausformung aufweisen, die mit der vorderen Blechtafel verbunden ist. Auch kann die weitere Blechtafel wenigstens zwei lokale Ausformung haben, von denen jeweils eine der vorderen Blechtafel und eine andere der hinteren Blechta fel zugewandt und mit der jeweiligen Blechtafel verbunden ist. Die weitere Blech tafel kann auch Aussparungen aufweisen, durch welche lokale Ausformungen ei ner anderen Blechtafel ragen können. All diese Variationen können auch kombi niert werden. Bei Bedarf können die lokalen Ausformungen bezogen auf die Blechebenen der unterschiedlichen Blechtafeln zueinander versetzt sein, um nicht miteinander zu kollidieren.
Vorzugsweise sind wenigstens zwei lokale Ausformungen der einen Blechtafel mit der anderen Blechtafel verbunden, wenn die Stirnfläche der Ausformungen rela tiv groß ist. Dies bemisst sich daran, ob die eine und andere Blechtafel über die Stirnfläche hinreichend gegeneinander abgestützt sind, sodass Belastungen flä chenlastartig sicher aufgenommen werden. Je kleiner die Stirnflächen sind, desto eher werden wenigstens drei lokale Ausformungen bevorzugt, da dann immer eine sichere Abstützung gewährleistet ist. Besonders bevorzugt ist eine Vielzahl lokaler Ausformungen vorgesehen. Besonders bevorzugt sind diese gleichmäßig verteilt. Die lokalen Ausformungen können vorzugsweise alle oder überwiegend mit der anderen Blechtafel verbunden sein. Äußere Belastungen können so am sichersten aufgenommen werden und die Metallstruktur wird äußerst steif. Prin zipiell können aber auch nur eine oder einige lokale Ausformungen verbunden sein und die übrigen beispielsweise nur an der anderen Blechtafel anliegen, was den Fertigungsaufwand reduziert.
Im Falle einer oder mehrerer weiteren Blechtafeln können auch diese solche lo kalen Ausformungen aufweisen. Exemplarische Varianten mit insgesamt drei oder mehr Blechtafeln, bei denen eine lokale Ausformung einer Blechtafel mit einer anderen Blechtafel verbunden sein kann, ergeben sich analog zu dem oben zur Verbindung zwischen den Blechtafeln Beschriebenen.
Angemerkt sei noch, dass es bei Vorliegen nur der vorderen und hinteren Blech tafel bevorzugt ist, wenn beide Blechtafeln lokale Ausformungen aufweisen. Ge nerell gilt, dass, wenn alle Blechtafeln mit lokalen Ausformungen versehen sind, eine besonders stabile Meta II Struktur resultiert. Liegen hingegen die vordere, hin tere und eine (vorzugsweise mittig dazwischen angeordnete) weitere Blechtafel vor, ist es bevorzugt, dass nur die weitere Blechtafel lokale Ausformungen auf weist, die auf beiden Seiten angeordnet sind. Die vordere und hintere Blechtafel sind dann vorzugsweise glatt und bieten so Flächen mit geringer Strukturkom plexität, was für weitere Montageschritte vorteilhaft sein kann.
In bevorzugter Ausgestaltung der Meta II Struktur der Erfindung ist vorgesehen, dass eine/die andere Blechtafel wenigstens eine komplementäre lokale Ausfor mung aufweist, welche die andere Blechtafel versteift und die mit der lokalen Ausformung der einen Blechtafel verbunden ist.
„Komplementär" bedeutet hierbei passend zu der lokalen Ausformung, mit der die komplementäre lokale Ausformung verbunden werden soll. Kriterien sind hierbei beispielsweise die Positionen der Ausformungen auf der jeweiligen Blech tafel, die Höhen der Ausformungen, die Geometrien der Stirnflächen (Größe, Form, Unterteilungen) und etwaige zusätzliche Verbindungsgeometrieelemente (bspw. Löcher oder Nippel). Da es sich bei der komplementären lokalen Ausfor mung um eine zur lokalen Ausformung relative Definition handelt, kann praktisch technisch frei gewählt werden, welche lokale Ausformung welcher Blechtafel als komplementär angesehen werden soll.
In dieser Ausgestaltung der Meta II Struktur sollen sich die lokalen Ausformungen und die komplementären lokalen Ausformungen gezielt aufeinander zu erstre cken und berühren, was wie oben Umrissen nicht der Fall ist, wenn die lokalen Ausformungen der einen Blechtafel die glatte Fläche der anderen Blechtafel kon taktieren sollen. Die Höhe der verbundenen lokalen und komplementären lokalen Ausformungen definiert in dieser Ausgestaltung auch einen Mindestabstand zwi schen den Blechtafeln. Dabei können die sich berührenden Ausformungen eine unterschiedliche Höhe bezogen auf ihre jeweilige Blechtafel haben. Hierdurch können auch besonders gut unterschiedlich dicke Blechtafeln verwendet werden. Eine höhere Ausformung wird dabei vorzugsweise in einer Blechtafel mit größerer Blechdicke hergestellt.
Solche Ausformungen lassen sich besonders gut aufeinander hin ausle- gen/gestalten und daher besonders gut verbinden, bspw. durch Schweißverfah ren wie Punktschweißen und bevorzugt durch Umformen wie Bördeln oder Durchsetzfügen. Auch ergibt sich ein großer Gestaltungsspielraum hinsichtlich Geometrie und Belastbarkeit der Metallstruktur. In bevorzugter Ausgestaltung der Meta II Struktur der Erfindung ist vorgesehen, dass die lokale Ausformung und/oder die/eine komplementäre lokale Ausformung eine topfartige Struktur oder eine sickenartige Struktur umfasst.
Sicken sind dem Fachmann gut bekannt, sodass die sickenartige Struktur eine Sicke im weiteren Sinne darstellt. Die topfartige Struktur kann vorzugsweise eine kegelstumpfartige Geometrie aufweisen, gegebenenfalls mit einer oder mehreren Abstufungen. Wenn die topfartige Struktur ein Loch aufweist, lässt sie sich an schaulich mit der Form eines Blumentopfes vergleichen. Andere anschauliche Vergleichsformen sind zum Beispiel Joghurt- oder Quarkbecher. Bei einem fla chen Quarkbecher wäre hingegen schon wieder eher von einer sickenartigen Struktur zu sprechen. Grundsätzlich ist ebenso denkbar, dass die sickenartige oder topfartige Struktur abgesehen von einer runden Querschnittsform in Drauf sicht auch eine vieleckige Querschnittsform aufweisen kann. So ist beispielsweise eine sechseckige Querschnittsform in Draufsicht denkbar, sodass die Erschei nungsform auch als wabenartige Struktur in Erscheinung treten kann.
Hinsichtlich der oben bereits erörterten Fügeverfahren sowie weiterer Fügever fahren ergeben sich besondere Vorteile, wenn die lokale Ausformung und die komplementäre lokale Ausformung, bspw. die topfartige Struktur oder die si ckenartige Struktur, Löcher aufweisen. Weisen die Ausformungen gleich große Löcher auf, können sie besonders gut durch bspw. Schrauben oder Schweißen verbunden werden. Weisen die Ausformungen unterschiedlich große Löcher auf, können sie besonders gut durch Bördeln verbunden werden. Weisen sei hingegen keine Löcher auf, können die Ausformungen bspw. durch Schweißen oder bevor zugt mittels Durchsetzfügen verbunden werden.
Angemerkt sei noch, dass es in Ausführungsformen mit einem Rahmen oder ei ner rahmenartigen Struktur bevorzugt sein kann, dass diese zumindest ab schnittsweise gelocht sind. Mit anderen Worten umfasst der Rahmen/die rah menartige Struktur dann wenigstens eine Materialaussparung bzw. wenigstens ein Loch.
Unter Ermittlung der bestimmungsgemäß zu erwartenden Belastungen der Me tallstruktur können solche Materialaussparungen vorzugsweise dort vorgesehen sein, wo diese Belastungen vergleichsweise klein sind. Entsprechende Bereiche lassen sich in bekannter Weise, beispielsweise durch FEM-Simulationen, ermit teln. Dies gilt analog, wenn beispielsweise gelochte Blechtafeln vorgesehen sind, was ebenfalls möglich ist.
Durch derartige Maßnahmen kann das Gewicht bzw. die Masse der Meta II Struktur weiter verringert werden, bei zugleich hoher Belastbarkeit.
Bevorzugt kann der Rahmen/die rahmenartige Struktur wenigstens ein Randver stärkungselement aufweisen.
Das Randverstärkungselement kann in den Rahmen/die rahmenartige Struktur integriert sein oder auch als separates Element vorgesehen sein. Das Randver stärkungselement kann bspw. im Bereich eines umlaufenden Randes der Metall struktur vorgesehen sein. Wie oben angesprochen, kann beispielsweise eine in tegriertes Randverstärkungselement in Form eines umgefalzten Bereichs der Blechtafel(n) vorgesehen sein. Ein separates Randverstärkungselement kann bei spielsweise in Form einer Rippe vorliegen, die beispielsweise eingeschweißt oder eingeformt sein kann.
Durch ein oder mehrere Randverstärkungselemente kann die Widerstandsfähig keit der erfindungsgemäßen Metallstruktur erheblich erhöht werden, beispiels weise gegen Verbiegen oder Torsion.
Vorzugsweise kann der Rahmen wenigstens ein Formprofil umfassen.
Grundsätzlich kommen verschiedenste Formprofile in Betracht, die sich zu der beschriebenen Anordnung mit den Blechtafeln eignen. Formprofile können mit geringem Aufwand als Halbzeuge bezogen werden. Beispielsweise kann es sich um ein Z-Profil, Doppel-T-Profil oder vorzugsweise um ein U-Profil handeln. Sol che Formprofile sind besonders günstig und einfach zu verarbeiten. Außerdem bieten sie von Hause aus ein hohes Flächenträgheitsmoment. Dies macht den Rahmen besonders widerstandsfähig gegen Biegung und Torsion. Unter Verwen dung eines solchen Formprofils ist somit bereits ein Randverstärkungselement im Rahmen impliziert. Der Rahmen kann auch mehrere Formprofile oder unter schiedliche Profilformen umfassen oder aus solchen bestehen. Bevorzugt sind das oder die Profile zusätzlich gelocht, um das Gewicht zu reduzieren. In bevorzugter Ausgestaltung der Meta II Struktur der Erfindung ist vorgesehen, dass wenigstens zwei der Blechtafeln eine unterschiedliche Dicke haben.
Dies erleichtert beispielsweise die Herstellung von lokalen Ausformungen und verringert zugleich das Gewicht der Metallstruktur. Je dicker das Blech ist, desto mehr Material steht für die Ausformung zur Verfügung. Es ist daher bevorzugt, Blechtafeln mit lokaler Ausformung dicker auszuführen, als ausformungsfreie Blechtafeln.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Me tallstruktur für eine Fahrzeuglehne. Gemäß der Erfindung wird darin aus wenigs tens zwei Blechtafeln, umfassend eine vordere Blechtafel und eine hintere Blech tafel, wenigstens ein Hohlkörper gebildet.
Mit Hinblick auf mögliche Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird angemerkt, dass alle in der Beschreibung der erfindungsgemäßen Metall struktur offenbarten Merkmale, die Verfahrensaspekte betreffen, auch als eigen ständige Merkmale des Verfahrens der Erfindung offenbart werden. Analog wer den etwaige in Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren offenbarte Erzeug nismerkmale auch als eigenständige Merkmale möglicher Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Metallstruktur offenbart.
Es ist jedoch bevorzugt, dass in dem Verfahren der Erfindung auch eine erfin dungsgemäße Metallstruktur gemäß der vorliegenden Offenbarung hergestellt wird.
In bevorzugter Ausgestaltung des Verfahrens der Erfindung ist vorgesehen, dass zwischen der vorderen und der hinteren Blechtafel wenigstens eine weitere Blechtafel angeordnet wird.
In bevorzugter Ausgestaltung des Verfahrens der Erfindung ist vorgesehen, dass die vordere Blechtafel und die hintere Blechtafel direkt und/oder über die/eine weitere Blechtafel durch Umformen miteinander verbunden werden. In bevorzugter Ausgestaltung des Verfahrens der Erfindung ist vorgesehen, dass zumindest an einer der Blechtafeln wenigstens eine lokale Ausformung herge stellt wird, welche die eine Blechtafel versteift.
In bevorzugter Ausgestaltung des Verfahrens der Erfindung ist vorgesehen, dass die lokale Ausformung mit einer/der anderen Blechtafel verbunden wird.
In bevorzugter Ausgestaltung des Verfahrens der Erfindung ist vorgesehen, dass an einer/der anderen Blechtafel wenigstens eine komplementäre lokale Ausfor mung hergestellt wird, welche die andere Blechtafel versteift und die mit der lo kalen Ausformung der einen Blechtafel verbunden wird.
In bevorzugter Ausgestaltung des Verfahrens der Erfindung ist vorgesehen, dass zunächst wenigstens ein kleineres Loch in der einen Blechtafel und wenigstens ein relativ dazu größeres Loch in der anderen Blechtafel hergestellt wird oder dass entsprechend vorgelochte Blechtafeln verwendet werden und dass die lokale Ausformung und die komplementäre lokale Ausformung jeweils im Bereich des kleineren oder größeren Lochs hergestellt werden oder dass zunächst die lokale Ausformung und die komplementäre lokale Ausformung hergestellt werden und dann das kleinere und größere Loch jeweils im Bereich der lokalen Ausformung oder der komplementären lokalen Ausformung hergestellt werden.
„Im Bereich" des jeweiligen Lochs bedeutet, dass das jeweilige Loch auf der je weiligen Ausformung liegt und nicht in der glatten Blechebene. Wird zunächst die jeweilige Ausformung hergestellt, kann das zugehörige Loch sehr präzise im Be reich der Ausformung positioniert werden. Vorzugsweise liegt das Loch im Be reich der größten Tiefe der Ausformung, besonders bevorzugt an einer glatten Stirnfläche. Werden die Löcher hingegen vor den Ausformungen gefertigt, bietet dies wiederum den Vorteil, dass die Löcher ein Muster auf der Blechtafel bilden, welches die Platzierung der Ausformungen erleichtert.
Ein Umformwerkzeug, das zur Herstellung der lokalen Ausformungen und/oder komplementären lokalen Ausformungen verwendet wird, kann auch dazu ausge bildet sein, die kleineren und/oder größeren Löcher herzustellen. Dies kann bei spielsweise durch Ausstanzen erfolgen. Bevorzugt kann das Umformwerkzeug ein oder mehrere Widerlager für eine oder mehrere Blechtafel, bspw. die vordere und hintere Blechtafel, umfassen. Das Widerlager nimmt Kräfte auf, die beim Formen der Ausformungen oder auch beim Stanzen der Löcher oder Verbinden der Blechtafeln entstehen. Vorzugsweise kann die jeweilige Blechtafel derart an dem Widerlager oder insbesondere bevorzugt an einem blechtafelbezogenen in dividuellen Widerlager positioniert sein, dass die Blechtafeln einen Abstand zuei nander haben, der ihrem bestimmungsgemäßen Abstand in der fertigen Metall struktur entspricht. Ein solches Widerlager kann beispielsweise gitterartig sein. Das Widerlager kann auch dynamisch sein. Beispielsweise kann es ein- und aus fahrbare Gitterstreben umfassen, die zur Bildung der Gitterstruktur in einem Winkel zueinander verfahrbar sind. Anschaulich kann ein solches gitterartiges dynamisches Widerlager bspw. wie zwei Essgabeln funktionieren, die bspw. lot recht übereinander geschoben werden können.
In bevorzugter Ausgestaltung des Verfahrens der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Umformwerkzeug verwendet wird, mit dem durch eine Hubbewegung Materi al der lokalen oder komplementären lokalen Ausformung im Randbereich des kleineren Lochs durch das größere Loch verlagert wird und dass dann durch eine gegenläufige Hubbewegung das Material der lokalen oder komplementären loka len Ausformung um einen Randbereich des größeren Lochs gebördelt wird.
Der Randbereich des kleineren Lochs ergibt sich durch die relative Größe zum größeren Loch bzw. durch einen, bei konzentrischer Anordnung der Löcher, in Richtung eines gemeinsamen Zentrums überstehenden Abschnitt. Für die Ausle gung des Randbereichs des kleineren Lochs erfolgt zweckmäßigerweise eine funktionale Betrachtung des Fügeprozesses sowie der benötigten Stabilität der Verbindung. Hierbei sind bspw. die Plastizität des zu bördelnden Materials, die Dicke der Blechtafeln und auch die benötigte Breite der Bördelung beachtlich. Die benötigte Breite der Bördelung beeinflusst auch die Dimensionierung des Rand bereichs des größeren Lochs.
In einer zum Bördeln alternativ bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens der Erfindung ist vorgesehen, dass das/ein Umformwerkzeug verwendet wird, mit dem eine Hubbewegung unter Durchsetzfügen der lokalen Ausformung und der komplementären lokalen Ausformung durchgeführt wird. Bördeln wie auch Durchsetzfügen liefern auf effiziente Weise eine sehr steife und belastbare Verbindung.
In bevorzugter Ausgestaltung des Verfahrens der Erfindung, die mit dem Bördeln und dem Durchsetzfügen kompatibel ist, ist vorgesehen, dass innerhalb dersel ben Hubbewegung zunächst die lokale Ausformung und/oder die komplementäre lokale Ausformung mit dem Umformwerkzeug hergestellt wird.
Mit derselben Hubbewegung ist jeweils die Hubbewegung in Richtung der Blech- tafel(n) gemeint, also nicht die gegenläufige Hubbewegung.
Dies steigert die Effizienz des Verfahrens der Erfindung signifikant, da mehrere Arbeitsschritte integriert werden. Das Umformwerkzeug kann hierzu bspw. tele skopartig abgestufte Wirkzonen umfassen, rein exemplarisch eine erste Wirkzone zur Herstellung der Ausformung und eine zweite Wirkzone zum Bördeln oder Durchsetzfügen, die bspw. aus der ersten Wirkzone teleskopartig ausfahrbar ist.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Fahrzeuglehne, umfassend eine erfindungsgemäße Meta II Struktur gemäß der vorliegenden Offenbarung und/oder eine Metallstruktur, hergestellt in einem erfindungsgemäßen Verfahren gemäß der vorliegenden Offenbarung.
Bevorzugt handelt es sich bei der Fahrzeuglehne um die Fahrzeuglehnen einer Rücksitzbank, vorzugsweise einer umklappbaren Rücksitzbank. Hier ergibt sich mit besonderem Vorteil, dass die Rücksitzbank im umgeklappten Zustand als be sonders belastbare erweiterte Ladefläche des Fahrzeugs benutzt werden kann.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Fahrzeug, umfassend eine erfin dungsgemäße Fahrzeuglehne gemäß der vorliegenden Offenbarung und/oder ei ne erfindungsgemäße Meta II Struktur gemäß der vorliegenden Offenbarung und/oder eine Meta II Struktur, hergestellt in einem erfindungsgemäßen Verfahren gemäß der vorliegenden Offenbarung.
Nochmals mit anderen Worten zusammengefasst, betrifft die vorliegende Erfin dung eine Lehne, bei der in einer mehrwandigen, insbesondere doppelwandigen, Bauweise ein geschlossener Kasten durch Umformfügen erzeugt wird. Zwei Wän- den oder Tafeln sind hierbei mit durchgezogenen Töpfen versehen, die aneinan der anliegen und durch Umformen verbunden sind.
Grundsätzlich gilt, dass alle Merkmale, die hierin mit Bezug auf eine bestimmte Ausführungsform offenbart werden, auch mit anderen Ausführungsformen der Erfindung kombinierbar sind, solange diese nicht als Alternativen beschrieben werden. Diese Kombinierbarkeit von Merkmalen gilt insbesondere auch auszugs weise für einzelne Merkmale, solange hierin nicht darauf hingewiesen wird, dass zwischen bestimmten Merkmalen ein untrennbarer funktional-technischer Zu sammenhang besteht, der zur Ausführung der Erfindung beibehalten werden muss.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und schema tischen Zeichnungen exemplarisch erläutert. Hierbei zeigen:
Figur 1 ein Fahrzeug mit einer Fahrzeuglehne in einer bevorzugten
Ausführungsform;
Figur 2 eine Metallstruktur für eine Fahrzeuglehne in einer bevorzug ten Ausführungsform;
Figur 3 durch Bördeln gefügte lokale Ausformungen und komplemen täre lokale Ausformungen der Meta II Struktur aus Figur 2;
Figur 4 durch Durchsetzfügen gefügte lokale Ausformungen und kom plementäre lokale Ausformungen der Metallstruktur aus Figur 2;
Figur 5 eine Metallstruktur für eine Fahrzeuglehne in einer weiteren Ausführungsform; und
Figur 6 ein Blockschema eines Verfahrens zur Herstellung einer Me tallstruktur für eine Fahrzeuglehne.
Figur 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Fahrzeug 10, umfassend eine erfindungs gemäße Fahrzeuglehne 12. Bei dem Fahrzeug 10 handelt es sich rein exempla- risch um einen Personenkraftwagen. Weiterhin exemplarisch handelt es sich bei der Fahrzeuglehne 12 um die Fahrzeuglehnen 12 einer Rücksitzbank 14, die um klappbar ist, sodass eine Ladefläche 16 des Fahrzeugs 10 erweitert werden kann. Zu diesem Zweck ist die Fahrzeuglehnen 12 zwischen einer umgeklappten Positi on 18 und einer Sitzposition 20 verlagerbar.
Die Fahrzeuglehne 12 umfasst eine erfindungsgemäße Meta II Struktur 22, die im Folgenden näher beschrieben wird.
Figur 2 zeigt eine erfindungsgemäße Metallstruktur 22, rein exemplarisch für die Fahrzeuglehne 12 aus Figur 1. Die Metallstruktur 22 zeichnet sich dadurch aus, dass durch wenigstens zwei Blechtafeln 24, 28, umfassend eine vordere Blechta fel 24 und eine hintere Blechtafel 28, wenigstens ein Hohlkörper 30 gebildet wird.
Es ist erkennbar, dass die hintere Blechtafel 28 in diesem Beispiel eine Vielzahl lokaler Ausformungen 32 aufweist. Diese dienen der Versteifung der hinteren Blechtafel 28. Auch die vordere Blechtafel 24 weist derartige Ausformungen auf, die hierin als komplementäre lokale Ausformungen 34 bezeichnet werden (siehe Figuren 3 und 4). Die komplementären lokalen Ausformungen 34 sind in der An sicht in Figur 2 jedoch durch die hintere Blechtafel 28 verdeckt.
Die vordere Blechtafel 24 und die hintere Blechtafel 28 sind besonders bevorzugt durch Umformen miteinander verbunden. Beispielsweise können Ränder 36 der Blechtafeln 24, 28 umgefalzt sein. Auf diese Weise kann auch eine integrale rahmenartige Struktur 38 ausgebildet werden. Die Falzung kann bspw. auch mehrfach erfolgen, um die rahmenartige Struktur 38 als Randverstärkungsele mente 46 (hier nicht gezeigt, vgl. Figur 5) zu verstärken. Die Blechtafeln 24, 28 können auch Materialaussparungen 44 (hier ebenfalls nicht gezeigt, vgl. Figur 5) an geeigneten Stellen aufweisen, um Gewicht zu sparen.
Vorzugsweise sind die Blechtafeln 24, 28 über die Ausformungen 32, 34 verbun den.
Die Figuren 3 und 4 zeigen hier eine geschnittene und vergrößerte Ansicht einer der lokalen Ausformungen 32 der hinteren Blechtafel 28 sowie einer der kom- plementären lokalen Ausformungen 34 der vorderen Blechtafel 24. Die lokale Ausformung 32 und die komplementäre lokale Ausformung 34 haben in diesem Beispiel eine topfartige Struktur 40. Es ist erkennbar, dass die topfartige Struktur 40 der lokalen Ausformung 32 exemplarisch tiefer ausgebildet ist, als jene der komplementären lokalen Ausformungen 34.
Ferner geht aus den Figuren 3 und 4 hervor, dass die lokale Ausformung 32 einer der Blechtafeln, hier exemplarisch der hinteren Blechtafel 28, mit einer anderen Blechtafel verbunden sein kann, hier exemplarisch mit der vorderen Blechtafel 24. In den Ausführungsbeispielen der Figuren 3 und 4 wird diese Verbindung dadurch erreicht, dass die lokale Ausformung 32 mit der komplementären loka len Ausformung 34 gefügt ist.
Im Ausführungsbeispiel der Figur 3 sind die Ausformungen 32, 34 durch Bördeln miteinander gefügt, im Ausführungsbeispiel der Figur 4 hingegen durch Durch setzfügen. Auf beides wird später noch näher eingegangen.
Zunächst soll anhand von Figur 5 aber noch eine Meta II Struktur 22 für eine Fahr zeuglehne 12 in einer weiteren Ausführungsform vorgestellt werden. Dabei geht es vordergründig um mögliche Modifikationen der Metallstruktur 22 aus Figur 2, die selektiv aus der in Figur 5 gezeigten Metallstruktur 22 übertragen werden können (sowie umgekehrt).
Auch die Metallstruktur 22 in Figur 5 umfasst die vordere Blechtafel 24 und die hintere Blechtafel 28, mit denen der Hohlkörper 30 gebildet ist. Die hintere Blechtafel 28 ist in dieser Ansicht transparent und lediglich durch eine umlaufen de Strich-Punkt-Linie angedeutet dargestellt, damit die in Figur 2 verdeckte vor dere Blechtafel 24 hier sichtbar ist.
Auch in diesem Beispiel weist die hintere Blechtafel 28 eine Vielzahl lokaler Aus formungen 32 auf, von denen wegen der transparenten Darstellung nur exemp larisch eine lokale Ausformung 32 mittels umlaufenden Strich-Punkt-Rechtecks angedeutet dargestellt ist. Auch die vordere Blechtafel 24 weist eine Vielzahl komplementärer lokaler Ausformungen 34 auf. Allerdings sind die Ausformungen 32, 34 in diesem Beispiel als sickenartige Strukturen 42 ausgebildet. Unabhängig von ihrer Form können die Ausformungen 32, 34 auch hier vorzugsweise durch Umformen gefügt sein, analog wie zu den Figuren 3 und 4 erläutert. Alternativ können sie auch geschweißt sein, vorzugsweise punktgeschweißt.
Die in Figur 5 gezeigte Metallstruktur 22 weist einen zusätzlichen Rahmen 39 auf, an dem die vordere Blechtafel 24 und die hintere Blechtafel 28 an gegen überliegenden Seiten positioniert sind und mit dem Rahmen 39 den Hohlköper 30 bilden. Der Rahmen 39 kann weitere vorteilhafte Ausgestaltungen aufweisen, wie etwa Materialaussparungen 44 zur Gewichtsreduktion oder auch Randverstär kungselemente 46, bspw. unter Verwendung von Formprofilen. Die Blechtafeln 24, 28 können mit dem Rahmen 39 verschweißt sein oder durch Umformen mit diesem verbunden sein.
Exemplarisch ist in Figur 5 an der Innenseite des Rahmens 39 im Bereich unten rechts gemäß Darstellung in Figur 5 mittels Strich-Punkt-Linie noch angedeutet dargestellt, dass zwischen der vorderen 24 und der hinteren 28 Blechtafel we nigstens eine weitere Blechtafel 26 angeordnet sein kann. Der Rahmen 39 ist hierfür aber keine zwingende Voraussetzung, wie bspw. in Bezug auf Figur 2 an gemerkt sein soll.
Bei Vorliegen der weiteren Blechtafel 26 können die vorderen 24 und der hinte ren 28 Blechtafel bspw. direkt miteinander verbunden sein, wenn die weitere Blechtafel 26 entsprechende Aussparungen (nicht gezeigt) aufweist, durch wel che sich die lokalen Ausformungen 32 und/oder die komplementären lokalen Ausformungen 34 erstrecken können. Es ist aber auch möglich, dass die weitere Blechtafel 26 die lokalen Ausformungen 30 aufweist. Dies ist dann vorzugsweise an beiden Seiten der weiteren Blechtafel 26 der Fall, von denen eine Seite der vorderen Blechtafel 24 und die andere Seite der hinteren Blechtafel 28 zuge wandt ist. Dann können die vorderen 24 und die hinteren 28 Blechtafel auch indi rekt miteinander verbunden sein, indem die lokalen Ausformungen 30 an jeder Seite der weiteren Blechtafel 26 mit der ihr jeweils zugewandten vorderen 24 oder hinteren 28 Blechtafel verbunden sind. Auch können Ränder 36 aller drei oder mehr Blechtafeln 24, 26, 28 miteinander umgefalzt sein, wie in Figur 2 ge zeigt.
Da zwei Blechtafeln, bspw. die vordere Blechtafel 24 und die hintere Blechtafel 28, vorzugsweise durch Umformen miteinander verbunden sind, wird dies nun anhand der Figuren 3 und 4 näher erläutert. Die Erläuterung erfolgt im Kontext eines damit korrespondierenden Verfahrens zur Herstellung einer Meta II Struktur 22 für eine Fahrzeuglehne 12 auf Basis des in Figur 6 gezeigten Blockschemas.
Exemplarisch wird in dem Verfahren eine Metallstruktur 22 gemäß der vorliegen den Offenbarung hergestellt, sodass dieselben Bezugszeichen verwendet werden können. Zur Vereinfachung wird die Erläuterung primär anhand der Herstellung einer Meta II Struktur 22 durchgeführt, bei der der Hohlkörper 30 mit zwei Blechta feln 24, 28, bzw. mit der vorderen Blechtafel 24 und der hinteren Blechtafel 28, gebildet wird. Dies schließt jedoch nicht aus, dass zwischen der vorderen 24 und der hinteren 28 Blechtafel wenigstens eine weitere Blechtafel 26 angeordnet werden kann. Hierauf wird an geeigneter Stelle punktuell eingegangen.
In einem ersten Schritt des Verfahrens werden die vordere 24 und hintere 28 Blechtafel bereitgestellt. Zunächst wird ein mit Figur 3 korrespondierendes Aus führungsbeispiel beschrieben, in dem bevorzugt vorgelochte Blechtafeln 24, 28 verwendet. Die vordere Blechtafel 24 weist dabei kleinere Löcher 48 und die hin tere Blechtafel 28 relativ dazu größere Löcher 50 auf. In Figur 3 ist die Kontur der kleineren Löcher 48 im Ausgangszustand der vorderen Blechtafel 24 mittels Strich-Punkt-Linie angedeutet dargestellt.
In einem zweiten Schritt werden die lokalen Ausformungen 32 im Bereich der größeren Löcher 50 und die komplementären lokalen Ausformungen 34 im Be reich der kleineren Löcher 48 bspw. durch ein Tiefziehwerkzeug hergestellt (vgl. jeweils Figur 3).
In einem dritten Schritt wird dann ein Umformwerkzeug verwendet, mit dem durch eine Hubbewegung 52 Material der komplementären lokalen Ausformung 34 im Randbereich 54 des kleineren Lochs 48 durch das größere Loch 50 verla gert wird und dass dann durch eine gegenläufige Hubbewegung 56 das Material der lokalen komplementären lokalen Ausformung 34 um einen Randbereich 58 des größeren Lochs 50 gebördelt wird (Figur 3).
In einem alternativen Ausführungsbeispiel (korrespondiert mit Figur 4) des Ver fahrens erfolgt in einem ersten Schritt ebenfalls eine Bereitstellung der vorderen 24 und hinteren 28 Blechtafel, jedoch bevorzugt ohne Löcher. In einem zweiten Schritt werden wiederum die lokalen Ausformungen 32 an der hinteren Blechtafel 28 und die komplementären lokalen Ausformungen 34 an der vorderen Blechtafel 24 hergestellt (vgl. hier jedoch Figur 4).
In einem dritten Schritt wird dann ein Umformwerkzeug verwendet, mit dem ei ne Hubbewegung 60 unter Durchsetzfügen der lokalen Ausformung 32 und der komplementären lokalen Ausformung 34 durchgeführt wird. In beiden vorgestellten Varianten des Verfahrens (korrespondierend mit Figur 3 oder 4 und jeweils Figur 6) kann innerhalb derselben Hubbewegung 52, 60 auch die Herstellung der komplementären lokale Ausformung 34 mit dem Umform werkzeug integriert werden. Dabei können bspw. das Tiefziehwerkzeug und das Umformwerkzeug integriert sein.
Wird in anderen Ausführungsformen des Verfahrens eine weiteren Blechtafel 26 verwendet, so kann diese beispielsweise beidseitig mit lokalen Ausformungen 32 jenes Typs versehen werden, wie er in Figur 3 oder 4 nur einseitig an der hintere Blechtafel 28 dargestellt ist. Solche beidseitigen lokalen Ausformungen 32 an der weiteren Blechtafel 26 können dann jeweils entweder mit der vorderen 24 oder der hintere 28 Blechtafel in analoger Weise verbunden werden, wie beispielswei se in Figur 3 oder 4 anhand der Verbindung zwischen der vorderen 24 und der hintere 28 Blechtafel über die Ausformungen 32, 34 gezeigt. In eine solchen Aus führungsform mit weiterer Blechtafel 26 sind die vordere 24 und die hintere 28 Blechtafel jedoch vorzugsweise glatt.
Bezugszeichenliste
10 Fahrzeug
12 Fahrzeuglehne
14 Rücksitzbank
16 Ladefläche
18 umgeklappte Position
20 Sitzposition
22 Meta II Struktur
24 vordere Blechtafel
26 weitere Blechtafel
28 hintere Blechtafel
30 Hohlkörper
32 lokale Ausformung
34 komplementäre lokale Ausformung
36 Rand
38 rahmenartige Struktur
39 Rahmen
40 topfartige Struktur
42 sickenartige Struktur
44 Materialaussparung
46 Randverstärkungselement
48 kleineres Loch
50 größeres Loch
52 Hubbewegung (Bördeln)
54 Randbereich (des kleineren Lochs)
56 gegenläufige Hubbewegung (Bördeln)
58 Randbereich (größeres Loch)
60 Hubbewegung (Durchsetzfügen)

Claims

Patentansprüche
1. Meta II Struktur (22) für eine Fahrzeuglehne (12), dadurch gekennzeichnet, dass durch wenigstens zwei Blechtafeln (24; 26; 28), umfassend eine vor dere Blechtafel (24) und eine hintere Blechtafel (28), wenigstens ein Hohl körper (30) gebildet wird.
2. Meta II Struktur (22) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der vorderen (24) und der hinteren (28) Blechtafel wenigstens eine weitere Blechtafel (26) angeordnet ist.
3. Meta II Struktur (22) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die vordere Blechtafel (24) und die hintere Blechtafel (28) direkt und/oder über die/eine weitere Blechtafel (26) durch Umfor men miteinander verbunden sind.
4. Meta II Struktur (22) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Blechtafeln (24; 26; 28) wenigs tens eine lokale Ausformung (32; 34) aufweist, welche die eine Blechtafel (24; 26; 28) versteift.
5. Meta II Struktur (22) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die lokale Ausformung (32; 34) mit einer/der anderen Blechtafel (24; 26; 28) verbunden ist.
6. Meta II Struktur (22) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine/die andere Blechtafel (24; 26; 28) wenigstens eine komplementäre lokale Ausformung (34) aufweist, welche die andere Blechtafel (24; 26;
28) versteift und die mit der lokalen Ausformung (32) der einen Blechtafel (24; 26; 28) verbunden ist.
7. Meta II Struktur (22) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekenn zeichnet, dass die lokale Ausformung (32) und/oder die/eine komplemen täre lokale Ausformung (34) eine topfartige Struktur (40) oder eine si ckenartige Struktur (42) umfasst.
8. Verfahren zur Herstellung einer Meta II Struktur (22) für eine Fahrzeuglehne (12), dadurch gekennzeichnet, dass aus wenigstens zwei Blechtafeln (24; 26; 28), umfassend eine vordere Blechtafel (24) und eine hintere Blechta fel (28), wenigstens ein Hohlkörper (30) gebildet wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der vorderen (24) und der hinteren (28) Blechtafel wenigstens eine weitere Blechtafel (26) angeordnet wird.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die vor dere Blechtafel (24) und die hintere Blechtafel (28) direkt und/oder über die/eine weitere Blechtafel (26) durch Umformen miteinander verbunden werden.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest an einer der Blechtafeln (24; 26; 28) wenigstens eine lo kale Ausformung (32; 34) hergestellt wird, welche die eine Blechtafel (24; 26; 28) versteift.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die lokale Ausformung (32; 34) mit einer/der anderen Blechtafel (24; 26; 28) ver bunden wird.
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass an einer/der anderen Blechtafel (24; 26; 28) wenigstens eine komplementäre lokale Ausformung (34) hergestellt wird, welche die andere Blechtafel (24; 26; 28) versteift und die mit der lokalen Ausformung (32) der einen Blech tafel (24; 26; 28) verbunden wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst we nigstens ein kleineres Loch (48) in der einen Blechtafel (24; 26; 28) und wenigstens ein relativ dazu größeres Loch (50) in der anderen Blechtafel (24; 26; 28) hergestellt wird oder dass entsprechend vorgelochte Blechta feln (24; 26; 28) verwendet werden und dass die lokale Ausformung (32) und die komplementäre lokale Ausformung (34) jeweils im Bereich des kleineren (48) oder größeren (50) Lochs hergestellt werden oder dass zu- nächst die lokale Ausformung (32) und die komplementäre lokale Ausfor mung (34) hergestellt werden und dann das kleinere (48) und größere (50) Loch jeweils im Bereich der lokalen Ausformung (32) oder der kom plementären lokalen Ausformung (34) hergestellt werden.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein Umform werkzeug verwendet wird, mit dem durch eine Hubbewegung (52) Material der lokalen (32) oder komplementären lokalen (34) Ausformung im Rand bereich (54) des kleineren Lochs (48) durch das größere Loch (50) verla gert wird und dass dann durch eine gegenläufige Hubbewegung (56) das Material der lokalen (32) oder komplementären lokalen Ausformung (34) um einen Randbereich (58) des größeren Lochs (50) gebördelt wird.
16. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Umform werkzeug verwendet wird, mit dem eine Hubbewegung (60) unter Durch setzfügen der lokalen Ausformung (32) und der komplementären lokalen Ausformung (34) durchgeführt wird.
17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass in nerhalb derselben Hubbewegung (52; 60) zunächst die lokale Ausformung (32) und/oder die komplementäre lokale Ausformung (34) mit dem Um formwerkzeug hergestellt wird.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass eine Metallstruktur (22) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 hergestellt wird.
19. Fahrzeuglehne (12), umfassend eine Meta II Struktur (22) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 und/oder eine Meta II Struktur (22), hergestellt in einem Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 18.
20. Fahrzeug (10), umfassend eine Fahrzeuglehne (12) nach Anspruch 19 und/oder eine Metallstruktur (22) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 und/oder eine Meta II Struktur (22), hergestellt in einem Verfahren nach ei nem der Ansprüche 8 bis 18.
PCT/EP2022/053974 2021-05-04 2022-02-17 Metallstruktur für eine fahrzeuglehne WO2022233471A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE202021001627 2021-05-04
DE202021001627.9 2021-05-04

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022233471A1 true WO2022233471A1 (de) 2022-11-10

Family

ID=80625591

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2022/053973 WO2022233470A1 (de) 2021-05-04 2022-02-17 Metallstruktur für eine fahrzeuglehne
PCT/EP2022/053974 WO2022233471A1 (de) 2021-05-04 2022-02-17 Metallstruktur für eine fahrzeuglehne

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2022/053973 WO2022233470A1 (de) 2021-05-04 2022-02-17 Metallstruktur für eine fahrzeuglehne

Country Status (1)

Country Link
WO (2) WO2022233470A1 (de)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69105940T2 (de) * 1990-12-27 1995-06-22 Faure Bertrand Automobile Verbesserte Rahmen für Rückenlehnen von Sitzen und Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung.
FR2771977A1 (fr) * 1997-12-09 1999-06-11 Cesa Dossier perfectionne de siege de vehicule automobile, notamment de banquette arriere
FR2880310A1 (fr) * 2005-01-03 2006-07-07 Peugeot Citroen Automobiles Sa Perfectionnement aux sieges d'un vehicule automobile
DE102016010638A1 (de) * 2016-09-02 2018-03-08 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Ges. d. Staates Delaware) Kraftfahrzeug mit Tragstruktur

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010188906A (ja) * 2009-02-19 2010-09-02 Toyota Boshoku Corp 乗物シートのシートバック用フレーム体
DE102011006364A1 (de) * 2010-12-06 2013-03-21 Brose Fahrzeugteile Gmbh & Co. Kommanditgesellschaft, Coburg Verfahren zum Verbinden eines ersten Bauteils mit einem zweiten Bauteil, Verwendung elektromagnetischen Pulsumformens zum Herstellen einer Verbindung, Kraftfahrzeugsitz, Kraftfahrzeugtür sowie Kraftfahrzeug
WO2019176697A1 (ja) * 2018-03-16 2019-09-19 株式会社タチエス 乗物用シート

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69105940T2 (de) * 1990-12-27 1995-06-22 Faure Bertrand Automobile Verbesserte Rahmen für Rückenlehnen von Sitzen und Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung.
FR2771977A1 (fr) * 1997-12-09 1999-06-11 Cesa Dossier perfectionne de siege de vehicule automobile, notamment de banquette arriere
FR2880310A1 (fr) * 2005-01-03 2006-07-07 Peugeot Citroen Automobiles Sa Perfectionnement aux sieges d'un vehicule automobile
DE102016010638A1 (de) * 2016-09-02 2018-03-08 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Ges. d. Staates Delaware) Kraftfahrzeug mit Tragstruktur

Also Published As

Publication number Publication date
WO2022233470A1 (de) 2022-11-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102012221606A1 (de) Leichter fahrzeugträger
US20100109415A1 (en) Modular seat back
DE10108287A1 (de) Karosseriestruktur
DE102013213995B4 (de) Rückenlehne für einen Fahrzeugsitz und Fahrzeugsitz
DE102013215793A1 (de) Fahrzeugkarosserie
EP3250400B1 (de) Leichtbausitz für fahrzeuge
WO2003096846A1 (de) Federungsmatte zur unterfederung
DE102006000850B4 (de) Lehnenpolsterträger für einen Fahrzeugsitz
DE10006348C2 (de) Bauteil mit lokal begrenzten Versteifungsbereichen und Verfahren zu seiner Herstellung
DE112006003017T5 (de) Stossstangenssystem
DE102005050617A1 (de) Baugruppe für Fahrzeuge und ein Verfahren zum Herstellen derselben
EP2475546A1 (de) Sitzträger in cantilever-ausführung
DE102009044417A9 (de) Profil und Verfahren zu dessen Herstellung
WO2012028605A1 (de) Türinnenverkleidung für fahrzeugtüren
DE102016217952A1 (de) Lastpfadoptimierte Hybrid-Tragstruktur
DE102007044129A1 (de) Rückenlehne für einen Fahrzeugsitz
EP0989019A2 (de) Fahrzeugsitz und Verfahren zu seiner Herstellung
DE10153156B4 (de) Polsterträger für einen Fahrzeugsitz
WO2022233471A1 (de) Metallstruktur für eine fahrzeuglehne
DE102014112858A1 (de) Flächenelement, insbesondere für ein Kraftfahrzeug
WO2012136185A1 (de) Klappbare rückenlehne eines rücksitzes eines kraftfahrzeuges
EP2721967B1 (de) Polsteranordnung eines Sitzmöbels, Sitzmöbel und Montageverfahren zur Herstellung einer Polsteranordnung
DE102006038785A1 (de) Metallstruktur für die Innenausstattung eines Kraftfahrzeuges
EP2163433A2 (de) Ladeboden
DE19709347C1 (de) Tragstruktur im Radhausbereich einer Kraftfahrzeugkarosserie

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22708091

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 22708091

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1