DE9416771U1

DE9416771U1 - Sitzrahmen

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

Description

Beschreibung Die Erfindung betrifft Sitzrahmen mit Hohlprofilteilen.

Sitze für Land-, Luft und Wasserfahrzeuge werden üblicherweise durch eine Rahmenkonstruktion - bevorzugt aus metallischen Werkstoffen - die sodann mit Polsterung und Bespannung überzogen ist, hergestellt. Dabei bewirkt die Rahmenkonstruktion die strukturelle Festigkeit und sorgt dafür, daß der Sitz sicher am Fahrzeug befestigbar ist und auch eine gewisse Sicherung und Abstützung bei Unfällen bietet.

Bisher wurden derartige Rahmenkonstruktionen aus Vollprofilen geschweißt oder auch aus Rohren gebogen. Vollprofile haben den Nachteil, schwer zu sein und außerdem Schwierigkeiten beim Biegen auftreten zu lassen. Die gebogenen Hohlteile hatten den Nachteil, daß an Biegungen Schwächungsstellen auftraten.

Es ist demzufolge Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten Sitzrahmen zu schaffen, der bei besserer Stabilität leichter ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Sitzrahmen mit Hohlprofilteilen, der mindestens ein im wstl. U-förmiges einstückiges, durch das IHV-Verfahren mit einem metallischen Werkstoff hergestelltes Hohl-Bauteil 10 mit einem Querabschnitt 12 und zwei Schenkelabschnitten 14, 14, wobei der Faserverlauf des metallischen Werkstoffs im wesentlichen parallel zur Hohlteil-Bauteiloberfläche verläuft, aufweist.

Diese U-förmigen Teile können dann als Lehnen- oder Sitzrahmen verwendet werden, die in an sich bekannter Weise dann mit einem Schwenkmechanismus miteinander verbunden werden

und in üblicher Weise aufgepolstert werden können. Selbstverständlich können die Rahmenteile durch an sich bekannte Verfahren wie Nachlackieren, Verzinken, Oberflächenbehandlung, Tempern etc. weiterbehandelt werden.

Dadurch, daß nun das IHV-Verfahren zur Herstellung von Sitzrahmen angewendet wird, können völlig neuartige Sitzelemente mit bisher unbekannten physikalisch überraschenden und vorteilhaften Eigenschaften hergestellt werden. Durch das IHV-Verfahren ist es möglich, leichte und feste Bauteile aus Metallhohlteilen für Sitze herzustellen. Im Gegensatz zu bekannten Sitzteilen wird können nun erstmals Rahmenteile hergestellt werden, deren Faserverlauf im wesentlichen parallel zur Oberfläche ist - bisher sind keine derartigen Sitzteile bekannt geworden.

Zur Vermeidung von Wiederholungen wird darauf hingewiesen, daß hier zur Herstellung des erfindungsgemäßen Sitzrahmens ein Verfahren eingesetzt wird, bei dem Rohrabschnitte durch Innenhochdruck umgeformt werden, wobei hier unter Rohrabschnitten beliebige langgestreckte Hohlkörper verstanden werden, also auch Vierkantrohre, Sechskantrohre oder andere Hohlprofile.

Gegenüber massiven Teilen bieten Hohlteile wie sie schematisch in Fig. 1 dargestellt sind, einen Gewichtsvorteil von bis zu 75% gegenüber Vollmaterial.

Bisher wurden hohle Teile zusammengeschweißt oder technisch unvollkommen gebogen - d.h. daß Knicke, Falten u. dgl. an Kurven und Bögen auftraten, die zu Schwächung des Materials und damit des Rahmens führten. Diese Verfahrenstechniken sind jedoch für die Herstellung hohler Sitzrahmen aus Rohrabschnitten ungeeignet.

Unter Innenhochdruckverfahren oder auch IHV-Verfahren wird hier das Verfahren verstanden, das beispielsweise im Industrieanzeiger Nr. 20 vom 9.3.1984 beschrieben worden ist oder auch in "Metallumformtechnik", Ausgabe 1D/91, Seite 15 ff: A. Ebbinghaus: Präzisionswerkstücke in Leichtbauweise, hergestellt durch Innenhochdruckumformen" oder auch Werkstoff und Betrieb IH (1990), 3, Seite 241 bis 243: A. Ebbinghaus: "Wirtschaftliches Konstruieren mit innenhochdruckumgeformten Präzisionswerkstücken¹¹ oder auch "Werkstoff und Betrieb 122, (1991), 11, (1989), Seite 933 bis 938. Nachfolgend wird zur Vermeidung von Wiederholungen auf deren Offenbarung in vollem Umfang Bezug genommen.

Dieses Verfahren wurde bisher bspw. für die Herstellung von Flanschen, wie es in der EP-2395052 beschrieben ist, bzw. zur Herstellung von gebauten Nockenwellen zur Befestigung von Nocken an einem Rohr zur Herstellung von hohlen Nockenwellen eingesetzt.

Bevorzugt kann als Material für den erfindungsgemäßen Sitzrahmen ein kaltumformbarer Werkstoff, wie kohlenstoffhaltiger Stahl, eingesetzt werden, der ausreichend dehnungsfähig ist.

Es ist bevorzugt, daß das U-förmige Hohl-Bauteil 10 ein Lehnenbauteil ist und in seinen Schenkelabschnitten 14, 14' jeweils eine Vertiefung zur Aufnahme einer Seiten-Airbageinrichtung eingeformt hat. Dadurch ist es nun erstmals möglich, ein passives Sicherheitssystem, wie einenn Seitenairbag direkt im Sitz und damit unabhängig von der Fahrzeugtüre zu installieren. Fahrzeugtüren können bei Unfällen bereits stark deformiert werden oder in sonstiger Weise so beeinträchtigt werden, daß die Auslösung einer Sicherheitseinrichtung nicht optimal ist. Demgegenüber ist der Einbau des Airbag direkt im U-förmigen Schenkel eines Sitzrahmens durch die erfindungsgemäß mögliche Herstellung eines sehr haltba-

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ren und gut formbaren Rohrteils erstmals ermöglicht. Durch eine entsprechende Ausgestaltung der dreidimensionalen Form der Vertiefung kann eine optimale Lenkung der Explosionswelle erfolgen. Der Aus- und Einbau des Airbag aus einem derartigen Sitz ist aufgrund der Tatsache, daß Sitze leichter zugänglich sind als das Türinnere, erheblich einfacher als wenn dieser sich in einer Türe befindet. Schließlich ist das Vorsehen des Airbag im Sitz typenunabhängig - d.h. daß eine starke Vereinfachung des Einbaus und der Herstellung von Fahrzeugen mit Seitenairbags ermöglicht ist, da diese nicht mehr - typenabhängig aufwendig - in den verschiedensten Türausgestaltungen eingebaut werden müssen, sondern nun in überraschender Weise direkt in den Sitz, der nicht stark typenabhängig ist als Bausatz eingebracht werden kann.

Es ist besonders bevorzugt, daß der erfindungsgemäße Sitzrahmen bzw. dessen U-förmiges hohles Bauteil ,10 unterschiedliche Querschnitte aufweist, wodurch es auch so gestaltet werden kann, daß es bereits aufgrund seines Profils verschiedenen Belastungen standhält.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei die Erfindung keineswegs darauf beschränkt ist. Dabei zeigt:

Fig. IA eine schematische Darstellung eines Fahrzeugsitzes mit fett eingezeichneten Rahmenteilen, wobei die Polsterung mit dünneren Strichen angedeutet ist.

Fig. IB eine perspektivische Ansicht eines teilweise aufgeschnittenen Fahrzeugsitzes

Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßes U-förmiges Rahmenbauteil;

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Fig. 3 einen um 90&ogr; versetzten Längsschnitt durch einen Schenkelabschnitt eines U-förmigen Bauteils;

Fig. 4 einen Querschnitt durch den in Fig. 3 gezeigten Schenkelabschnitt entlang der Linie A-A-2

Fig. 5 einen Querschnitt durch Schnitt durch den in Fig. 3 gezeigten Schenkelabschnitt entlang der Linie A-A-2

Fig. 6 einen Querschnitt durch den in Fig. 3 gezeigten Schenkelabschnitt entlang der Linie A-A-

Fig. 7 einen Querschnitt durch den in Fig. 3 gezeigten Schenkelabschnitt entlang der Linie B-B 1; und

Fig. 8 einen Querschnitt durch den in Fig. 3 gezeigten Schenkelabschnitt entlang der Linie B-B 2

Ein erfindungsgemäßes U-förmiges Bauteil 10 zeichnet sich dadurch aus, daß es aus einem einzigen Ausgangsrohr ohne weitere Einzelteile in ein oder mehreren Umformstufen hergestellt ist. Dadurch wird ein äußerst günstiger, zu den Außenkonturen des Hohlteils paralleler Faserverlauf erzielt, der zu einer hohen Festigkeit des Bauteils und damit zu einem geringen Gewicht führt. Ein erfindungsgemäßes Bauteil, in einem Sitz eingebracht, ist schematisch in Fig. IA dargestellt. In Fig. IB ist ein derartiger Sitz perspektivisch aufgeschnitten als Beispiel einer Anwendugn dargestellt, um klarzustellen, wo derartige Rahmen eingesetzt werden können.

In Fig. 2 ist nun ein Rahmenbauteil 10 in der Draufsicht gezeigt. Es kann bspw. als Innenrahmen für einen Fahrzeugsitz mit Seitenairbag eingesetzt werden - wobei die Ausführungsform mit Vertiefung 16 für einen Airbag eine mögliche Sonderform ist - grundsätzlich ist bereits die Ausgestaltung

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ohne Airbag gegenüber dem bestehenden Stand der Technik äußerst fortschrittlich und liefert unerwartet günstige Eigenschaften gegenüber bisherigen Sitzrahmen.

Das in Fig. 2 gezeigte Rahmenteil 10 ist im wesentlichen U-förmig und weist einen Querabschnitt 12 und zwei im wesentlichen parallel verlaufende Schenkelabchnitte 14, 14' auf.

Bei der hier dargestellten Ausführungsform sind ausgeformte Vertiefungen 16 in den hohlen Schenkelabschnitten 14, 14' vorgesehen, in die dann ein Seitenairbag eingebracht werden kann. Die Ausformung der Vertiefung ist in verschiedenen Querschnitten durch den Schenkelabschnitt, wie in FIg. 3 angedeutet, gezeigt. Bei dieser speziellen Ausgestaltung läßt sich deutlich erkennen, daß eine große Variation der Querschnittsgestaltung je nach Erfordernis des Airbag möglich ist.

Es ist wichtig, daß ein Material verwendet wird, das eine ausreichende Kaltverformbarkeit bei gleichzeitiger Härte/Zähigkeit und Elastizität bzw. Härtungsmöglichkeit aufweist.

Dieses kann bspw. ein geeigneter kohlenstoffhaltiger Stahl sein, der wärmebehandelbar ist,üs

aber auch ausreichend dehnungsfähig, um eine derartig aufwendige Umformung ohne Reißen durchzustehen.

Selbstverständlich können andere leichte und/oder feste Materialien je nach Einsatzzweck des Sitzes in Luft- oder Landfahrzeugen, wie Aluminiumlegierungen, Titanlegierungen und andere Materialien, wie sie dem Fachmann geläufig sind, eingesetzt werden, wie 19MnB4, 16MNCr5, CK45, 19CrMo44, 15Cr3, C25 Stahl, X3NiCoMoTil895, ß-C-Titanlegierungen und solche, die ein ähnliches Verhalten aufweisen. Je nach Einsatzzweck kann ein teures, leichtes Material verwendet wer-

den - dies bietet sich bspw. für den Flugzeugmotorbau an oder auch ein schwereres Material, falls das Gewicht, wie bspw. bei Schiffen - keine wesentliche Komponente darstellt

Eine typische Wandstärke für Stahl ist zwischern 0,5 bis 2

- je nach Einsatzzweck und Material können aber auch andere Wandstärken verwendet werden.

Es ist auch möglich, ein Schichtmaterial einzusetzen - wie ein Mehrschicht-Ausgangsrohr - das dann den Vorteil speziel ler Vibrationsdämpfungseigenschaften und anderer, Schichtma terialien eigenartiger Art hat.

Selbstverständlich sind die in diesen Figuren dargestellten Formen keineswegs einschränkend - nach diesem Prinzip können auch Sitzbänke oder auch andere Sitzformen, als dargestellt, ausgebildet werden, falls notwendig.

Das Rahmenteil kann nach dem IHV-Verfahren in bekannter Weise weiterbehandelt, bspw. gehärtet, werden. Dafür bieten sich die bekannten Verfahren, wie Nacharbeiten durch ein oder mehrere Nachbehandlungsverfahren, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Nitrocarburieren, Plasmanitrieren, Borieren, Laserhärten, Härten ohne Aufkohlen, Induktionshärten, Flammhärten, Elektronenstrahlhärten, Einsatzhärten, an.

Es soll daraufhingewiesen werden, daß die erfindungsgemäßen Bauteile mit den verschiedensten Winkeln, Wanddicken, Wanddickenverhältnissen und Abmessungen durch das IHV-Verfahren dohergestellt werden können und keineswegs auf irgendeine beschriebene Ausführungsform begrenzt sind.

Claims

Hohler Sitzrahmen S chutzansprüche

1. Sitzrahmen mit Hohlprofilteilen, gekennzeichnet durch: mindestens ein im wesentlichen U-förmiges einstückiges, durch das IHV-Verfahren mit einem metallischen Werkstoff hergestelltes Hohl-Bauteil 10 mit einem Querabschnitt 12 und zwei Schenkelabschnitten 14, 14', wobei der Faserverlauf des metallischen Werkstoffs im wesentlichen parallel zur Hohlteil-Bauteiloberflache verläuft.

2. Sitzrahmen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das U-förmige Hohl-Bauteil 10 ein Lehnenbauteil ist und in seinen Schenkelabschnitten 14, 14' jeweils eine Vertiefung zur Aufnahme einer Seiten-Airbageinrichtung eingeformt hat.

3. Sitzrahmen nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das U-förmige hohle Bauteil 10 unterschiedliche Querschnitte aufweist.