DE4315521C1 - Verfahren zum Fertigen eines Rahmens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Fertigen eines Rahmens aus Aluminiumprofilteilen mit wenigstens einem an einem der Rahmenteile angeordneten Blechteil.

Rahmen mit wenigstens einem an einem der Rahmenteile angeordneten Blechteil können insbesondere Rahmen mit Flü­ geln sein, an denen Bauteile außerhalb der Rahmenebene befe­ stigt werden sollen, die beispielsweise um eine parallel zur Rahmenebene liegende Achse Drehmomente an den Rahmen über­ tragen, wie es bei Seiltrommeln, Elektromotoren usw. der Fall ist, die auf einem Rahmen stehen. Rahmen mit wenigstens einem an einem der Rahmenteile angeordneten Blechteil werden auch dann eingesetzt, wenn ein Teil des Rahmens oder der Rahmenebene abgedeckt werden soll. Rahmen mit Knotenblechen fallen gleichfalls unter diese Rahmenkategorie.

Die Erfindung betrifft jedoch insbesondere ein Verfah­ ren zum Fertigen des Sitzrahmens eines Fahrzeugsitzes. Ein derartiger Rahmen bildet die Sitzfläche des Fahrzeugsitzes und ist im wesentlichen in einer horizontalen Ebene angeord­ net, während der Lehnenrahmen und damit die Lehne an der Rückseite des Sitzrahmens in einer im wesentlichen vertika­ len Ebene angeordnet ist.

Der Sitzrahmen eines Fahrzeugsitzes hat eine im we­ sentlichen viereckige Grundfläche mit einem am vorderen Rahmenteil angeordneten rampenartigen Blechteil, der schräg von hinten nach vorne ansteigend im Rahmen angeordnet ist und verhindert, daß ein angegurteter Fahrzeuginsasse im Sitz bei einer starken Verzögerung des Fahrzeuges unter dem Becken­ gurt hindurch nach vorne gleiten kann. Da weiterhin der Sitzrahmen die Bildung einer körpergerecht geformten Sitz­ fläche ermöglichen muß und die Drehachse zur Verstellung der Neigung des Lehnenrahmens gegenüber dem Sitzrahmen deutlich über der Sitzfläche liegen muß, hat der Sitzrahmen eines Fahrzeugsitzes normal auf die Rahmenebene nicht überall die gleichen Abmessungen.

Bisher wurden Rahmen mit an einem Rahmenteil angeord­ neten Blechteilen, insbesondere die Sitzrahmen von Fahrzeug­ sitzen, in Form von Stahlkonstruktionen aus Stahlrohren mit Stahlblechen oder nur aus Stahlblechen gefertigt.

Derartige Stahlblech- oder Stahlblechrohrkonstruktionen haben den Nachteil, daß eine große Anzahl verschiedener und kompliziert zugeschnittener und kompliziert gebogener Teile sowie viele Schweißnähte erforderlich sind. Das Schweißen ist bei Sicherheitsbauteilen, d. h. bei Bauteilen, deren ordnungsgemäße Funktionen für die Sicherheit von Menschen vor Verletzungen von Bedeutung ist, mit hohen Kosten ver­ bunden, da ein großer Qualitätssicherungsaufwand erforder­ lich ist. Ein Kraftfahrzeugsitz stellt ein derartiges Si­ cherheitsbauteil dar. Andere Befestigungsarten der Teile einer Rahmenkonstruktion zur Fertigung des Rahmens, bei­ spielsweise Schrauben und Nieten, sind insofern mit Proble­ men verbunden, als aufgrund der verwinkelten Konstruktionen Platzprobleme beim Zusammenfügen der Einzelteile auftreten, da die Werkzeuge zum Bohren, Schrauben und Nieten größer als Schweißelektroden sind. Bei Schraub- und Nietverbindungen besteht darüber hinaus die Gefahr, daß sich diese Verbindun­ gen im Laufe der Zeit lockern und Klappergeräusche entste­ hen.

In der jüngsten Zeit geht der Trend dahin, insbesondere bei Kraftfahrzeugen Bauteile und Bauelemente aus Aluminium und nicht aus Stahl einzusetzen. Aluminium hat den Vorteil eines geringeren Gewichtes gegenüber Stahl und ist gut in Serienfertigung herstellbar. Darüber hinaus ist bei Alumini­ um ein Lackieren nicht erforderlich, was unter anderem den Vorteil hat, daß dieses Material leichter rückgewonnen wer­ den kann, wozu auch die niedrige Einschmelztemperatur von unter 700°C gegenüber etwa 1500°C bei Stahl beiträgt. Dar­ über hinaus können mit der einfachen Strangpreßtechnik Alu­ miniumprofile hergestellt werden, deren Profilform gut an die zu erwartenden mechanischen Beanspruchungen und an die Erfordernisse bei der Fertigung angepaßt sind.

Würde allerdings der oben beschriebene Aufbau eines üblichen Stahlrahmens auf einen Aluminiumrahmen übertragen, so müßten die an einem der Rahmenteile angeordneten Blech­ teile beispielsweise der rampenartige vordere Blechteil bei einem Fahrzeugsitz sowie die Befestigungsflügel am rücksei­ tigen Rahmenteil zum Anordnen des Lehnenrahmens durch zu­ sätzliche Bauteile gebildet werden, die an den eigentlichen Rahmen eingeschweißt werden müßten. Wie bei Stahlrahmen wären daher viele Bauteile nötig, die über eine erhebliche Anzahl von Schweißnähten miteinander verbunden werden müß­ ten. Schweißnähte sind jedoch bei Aluminiumbauteilen mit weiteren Nachteilen verbunden, da das Material in der Wär­ meeinflußzone geschwächt wird und die Schweißnahtvorberei­ tung relativ aufwendig ist, weil wegen des Wachstums einer Oxidschicht die Schweißstellen zeitlich unmittelbar vor dem Schweißvorgang gebürstet werden müssen.

Niet- oder Schraubverbindungen stellen andererseits nur punktförmige Verbindungsstellen dar, die insbesondere an den Verbindungsstellen im Übergangsbereich eines Sitzes zwischen dem Sitz und der Lehne stark beansprucht werden. Es wäre daher eine relativ große Wandstärke der zu verbindenden Teile erforderlich, da sonst die Wände bei Belastung der Verbindungsstelle einreißen würden. Hierzu wären zusätzliche Einlagen denkbar, was mit einem hohen Montageaufwand ver­ bunden ist, oder müßten die Bauteile selbst mit stärkeren Wänden ausgeführt werden. Das würde aber dazu führen, daß auch an den Bereichen, an denen keine Verbindungsstellen vorgesehen sind, die Teile mit diesen starken Wänden ausge­ führt wären, was einen unnötigen Materialverbrauch und ein unnötiges Gewicht bedeutet.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht daher darin, ein Verfahren zum Fertigen eines Rahmens aus Aluminiumprofilteilen zu schaffen, das es erlaubt, den Rahmen mit einer geringen Anzahl von Bautei­ len und ohne Schweißnähte mit wenigen Verbindungsstellen der Rahmenbauteile zu fertigen.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist das wenigstens eine Blechteil somit in einem Stück mit dem zugehörigen Profilteil bereits bei der Herstellung des Profilteiles, insbesondere beim Strangpressen eines Aluminiumprofilteiles ausgebildet, so daß sich zusätzliche Verbindungen zwischen diesen Teilen, insbesondere Schweißverbindungen, erübrigen. Die einzigen Verbindungsstellen sind zwischen den Profil­ teilen des Rahmens selbst vorzusehen, wobei diese Verbin­ dungsstellen Schraubverbindungen sein können. Das erfin­ dungsgemäße Verfahren kommt somit ohne Schweißstellen aus.

Besonders bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildun­ gen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand der Patentansprüche 2 und 3.

Im folgenden wird anhand der zugehörigen Zeichnung ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungs­ gemäßen Verfahrens näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 eine Seitenansicht eines nach dem erfindungs­ gemäßen Verfahren hergestellten Sitzrahmens eines Fahrzeug­ sitzes mit dem daran angeordneten Lehnenrahmen,

Fig. 2 den Profilquerschnitt des Profilteils mit ange­ formter ebener Profilwand zur Verwendung bei dem erfindungs­ gemäßen Verfahren,

Fig. 3 eine Seitenansicht des in Fig. 2 dargestellten Profilteils nach dem Stanzen der Profilwand, d. h. mit den daran gebildeten Blechteilen,

Fig. 4 eine Schnittansicht eines Sitzrahmens entlang der Symmetrieebene hergestellt nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, und

Fig. 5 eine Draufsicht auf einen fertigen Sitzrahmen mit montierten Federn.

Wie in Fig. 1 dargestellt ist, besteht der Sitzrah­ men eines Fahrzeugsitzes aus Profilteilen 1 und 5, wobei der Lehnenrahmen 2 um eine Achse 4 drehbar an Flügeln 7 am Sitz­ rahmen fixierbar angebracht ist. Bauteile 3 am Sitzrahmen sorgen für die Verbindung des Fahrzeugsitzes zu den Sitz­ schienen am Boden des Fahrzeuges.

Wie in Fig. 4 dargestellt ist, weist ein Fahrzeug­ sitz am vorderen Ende ein rampenartiges Blechteil 6 auf, das von dem den vorderen Rand des Rahmens bildenden Profilteil nach hinten, d. h. zum Inneren des Rahmens verläuft und nach vorne hin ansteigt, wie es auch in Fig. 1 dargestellt ist. Laschen 10 dienen zur Befestigung der Sitzfedern, wie es gleichfalls in Fig. 5 dargestellt ist.

Ein derartiger Sitzrahmen wird wie folgt gefertigt:

Das Profilteil, das den Rahmenteil bilden soll, an dem das rampenartige vordere Blechteil 6 sowie die hinteren Flügel 7 zum Anbringen des Lehnenrahmens angeordnet sind, wird in Form eines Profilteiles mit angeformter ebener Pro­ filwand 14, beispielsweise als Strangpreßprofil aus Alumi­ nium, gefertigt, wie es in einer Schnittansicht in Fig. 2 dargestellt ist. Das äußere Ende 15 der Profilwand 14 ist dann aus strangpreßtechnischen Gründen verstärkt ausgeführt. Die Profilwand 14 hat derartige Abmessungen, daß daraus die Flügel 7 und das rampenartige Blechteil 6 gebildet werden können.

In Fig. 3 ist dieses Profilteil 1 nach mehreren Ver­ arbeitungsschritten dargestellt. Bei diesen Verarbeitungs­ schritten werden Bereiche der ebenen Profilwand 14 so wegge­ stanzt, daß die verbleibenden Teile die Flügel 7 und das rampenartige Blech am vorderen Teil des Sitzrahmens bilden. Es sind weiterhin Bohrungen 8 in den Flügeln 7 zur Befesti­ gung der Lehnenlagerung und tiefliegende Ausnehmungen 9 im rampenartigen Blechteil 6 zur Gewichtsverminderung ausgebil­ det. Wie es in Fig. 4 dargestellt ist, liegen die Ränder der Ausnehmungen 9 unter der Blechoberfläche, um eine Verlet­ zungsgefahr der Fahrzeuginsassen im Sitz bei einem Unfall auszuschließen. Es sind weiterhin Laschen 10 zur Befe­ stigung der Sitzfedern, Laschen 11, die dazu dienen, das rampenartige Blechteil 6 an den Seitenteilen des Sitzrahmens zu befestigen, die ebenfalls aus dem Profil 1 in Fig. 3 gebildet werden, indem dieses U-förmig gebogen wird, und Laschen 12 ausgebildet, die um 90° nach innen gebogen wer­ den, so daß sie die Flügel 7 versteifen. In den Laschen 11 sind nicht dargestellte Schraubendurchgangslöcher vorgese­ hen.

An den in Fig. 3 gestrichelt dargestellten Linien wer­ den die Blechteile dann gebogen, wobei insbesondere das rampenartige Blechteil 6 an der Linie 16 um etwas weniger als 90° um eine zur Profilrichtung parallele Achse gebogen wird. Das Profilteil 1 wird schließlich um in Fig. 3 senk­ recht rechts und links vom rampenartigen Blechteil 6 liegen­ de Achsen U-förmig gebogen.

Die obigen Stanz-, Zieh- und Biegevorgänge können bei Verwendung entsprechender Werkzeuge mit wenigen leicht auto­ matisierbaren Arbeitsschritten durchgeführt werden.

Nachdem das Profilteil 1 U-förmig gebogen ist, wird es mit einem weiteren Profilteil 5 verbunden, das den hinteren Teil des Rahmens bildet. Das kann über selbstschneidende Schrauben 13 am Profilteil 1 erfolgen.

Das rampenartige Blechteil 6 wird entlang der Linie 16 weiter soweit gebogen, daß die Laschen 11 oben an den seit­ lichen Rahmenteilen, d. h. den Schenkeln des U-förmig geboge­ nen Profilteils 1 anliegen. Anschließend werden die Laschen 11 und damit auch das rampenartige Blechteil 6 mittels selbstschneidender Schrauben an den seitlichen Rahmenteilen befestigt.

Die Verbindung mit selbstschneidenden Schrauben ist bevorzugt, es können jedoch auch übliche Schraubverbindungen vorgesehen sein.

Aus dem obigen ist ersichtlich, daß zur Fertigung eines Sitzrahmens nach dem erfindungsgemäßen Verfahren nur zwei zu bearbeitende Teile, nämlich die Profilteile 1 und 5, erfor­ derlich sind. Die zur Fertigung notwendigen Arbeitsschritte sind daher einfach und gut automatisierbar. Das Verfahren ist mit einer guten Arbeitssicherheit verbunden, so daß die Arbeitsschritte einwandfrei ablaufen und ein geringer Quali­ tätssicherungsaufwand betrieben werden muß. Es gibt keine Probleme mit Arbeitsvorgängen an schwer zugänglichen Stel­ len. Da nur wenige Verbindungsstellen vorgesehen werden müssen, ist die Gefahr gering, daß Klappergeräusche entste­ hen.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist hinsichtlich der Erfüllung von technischen Anforderungen an den fertigen Rahmen, beispielsweise an seine Funktionsfestigkeit und Stei­ figkeit, und den dafür erforderlichen Fertigungsaufwand optimal. Die Flügel 7 und das rampenartige Blechteil 6, d. h. die an einem Rahmenteil anzuordnenden Blechteile, werden aus einer Profilwand gebildet, die an dem Profilteil bereits angeformt ist, so daß sich zusätzliche Schweißnähte und weitere Verbindungsstellen erübrigen.

Claims (3)

1. Verfahren zum Fertigen eines Rahmens aus Aluminiumprofilteilen mit wenigstens einem an einem der Rahmenteile angeordneten Blechteil (6, 7), ins­ besondere zum Fertigen des Sitzrahmens eines Fahrzeugsitzes, dadurch gekennzeichnet, daß das Profilteil (1), das den Rahmenteil bildet, an dem das Blechteil (6, 7) angeordnet ist, als Profilteil mit angeformter ebener Profilwand (14) ausgebildet wird, der Profilwand (14) durch Stanzen die Form des Blechteiles (6, 7) gegeben wird, das Blechteil (6) nach dem Stanzen der Profilwand (14) um eine profilparallele Achse (16) in die gewünschte Position rela­ tiv zur Rahmenebene gebogen wird und das Profilteil (1) mit dem Blechteil (6, 7) U-förmig gebogen und mit einem weiteren Profilteil (5) zum Rahmen zusammengesetzt wird.

2. Verfahren zum Fertigen des Sitzrahmens eines Fahr­ zeugsitzes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Mitte des Profilteils (1) ein Blechteil (6) durch Stan­ zen gebildet und zum Rahmeninneren derart gebogen wird, daß es schräg zur Rahmenebene von hinten nach vorne ansteigend verläuft und den vorderen Sitzflächenteil bildet.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilwand (14) an den Profilteilenden in Form von vertikal stehenden Flügeln (7) zum Anbringen des Lehnenrah­ mens ausgestanzt wird.