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Technisches
Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein verbessertes Sitzsystem und insbesondere
ein verbessertes System für
Kraftfahrzeugsitze. Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem verbesserte
Systeme für einen
Kraftfahrzeuginnenraum.
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Hintergrund
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Es
besteht ein ständig
wachsender Bedarf an verbesserten Sitzsystemen in Kraftfahrzeugen. Die
zunehmende Beliebtheit von Fahrzeugen mit Schrägheck, Freizeitfahrzeugen und
Minivans hat angesichts der Tatsache, daß die Sitze verstellbar sein
müssen
und in vielen Fällen
mitgeführte
Ladung im Heck des Fahrzeugs festgehalten werden muß, die Konstrukteure
vor eine einzigartige Herausforderung gestellt. Da die Verbraucher
diese Fahrzeuge zunehmend dazu verwenden, neben Fahrgästen (insbesondere
Fahrgäste
auf den Rücksitzen)
auch Ladung unterzubringen und zu transportieren, haben die Hersteller
ihr Augenmerk darauf gerichtet, die Fähigkeit der Sitzsysteme, großen Lasten
standzuhalten, zu verbessern.
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Ein
Ansatz bestand darin, verbesserte Systeme zur Übertragung von Kräften auf
die Sitzschienen von Fahrzeugsitzbaugruppen zu entwickeln. Bei einer
wachsenden Zahl von Anwendungen werden jedoch die Sitzkomponenten
direkt an der Fahrzeugrohkarosserie befestigt, um die Last auf die
Rohkarosserie zu verteilen. Damit die verbesserte Sitzschienentechnologie
bei diesen Anwendungen realisiert werden kann, müßte sie beträchtlich
modifiziert werden, was die Herstellungsverfahren vermutlich übermäßig komplizieren
würde,
die Entwicklung teurer neuer Verarbeitungstechniken erfordern würde oder
die Fahrzeuge wesentlich schwerer machen würde. Demzufolge besteht ein
Bedarf an einem verbesserten, problemlos herzustellenden Sitzsystem, das
den Konstruktionskriterien der Fahrzeughersteller und den Regierungsrichtlinien
für Fahrzeuge
genügen
kann und das auf effiziente und praktische Weise zur Verwendung
bei einer Vielzahl von Anwendungen einschließlich jenen mit einer Lastverteilung auf
die Sitzschienen, einer Lastverteilung auf die Rohkarosserie oder
beidem angepaßt
werden kann.
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Neben
den lasttragenden Eigenschaften sollten die Sitzsysteme ein oder
mehr zusätzliche funktionelle
Merkmale aufweisen, die normalerweise anderswo (z.B. an anderen
Stellen eines Fahrzeugs) eingebaut sind. Beispiele für solche
Merkmale umfassen Kanäle,
Belüftungsöffnungen,
Elektromotoren, elektronische Bauelemente, Unterhaltungsgeräte, Kommunikationsgeräte, sonstige
Komfort, Bequemlichkeit oder Zweckmäßigkeit dienende Merkmale und
dergleichen. Die Unterbringung dieser Merkmale in herkömmlichen
Sitzen ist angesichts des zur Verfügung stehenden begrenzten Einbauraumes
oft mit Schwierigkeiten verbunden. Somit besteht außerdem ein
Bedarf an einem Sitzsystem, das ein oder mehr Komfort, Bequemlichkeit
oder Zweckmäßigkeit
dienende Merkmale integrieren kann.
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Beispiele
für vorteilhafte
verbesserte Sitzsysteme sind in den im gemeinsamen Besitz befindlichen
und gleichzeitig anhängigen
US-Patentanmeldungen Nr. 09/766,792 (eingereicht am 22. Januar 2001),
Nr. 60/312,874 (eingereicht am 15. August 2001) und Nr. 60/335,430
(eingereicht am 31. Oktober 2001) offenbart.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Gemäß der Erfindung
wird eine Baugruppe für
einen Kraftfahrzeuginnenraum bereitgestellt, die folgendes umfaßt: eine
Sitzlehne mit einem ersten Abschnitt; einem zweiten Abschnitt, der
getrennt von dem ersten Abschnitt ausgebildet ist, aber mit dem ersten
Abschnitt über
mindestens ein Gelenk verbunden ist, um eine Sitzlehne zu bilden,
wobei mindestens der erste Abschnitt oder der zweite Abschnitt aus
einem geformten Kunststoff gefertigt ist und ferner mehrere einzelne
integrierte Verstärkungsstrukturen
aufweist, um ein Muster aus integrierten Verstärkungsstrukturen zu bilden;
und eine Befestigungsbaugruppe zum Verankern der Sitzlehne an mindestens
einem Rohkarosserieabschnitt des Kraftfahrzeugs; wobei der erste
Abschnitt und der zweite Abschnitt im Abstand voneinander angeordnet
sind, um dazwischen mehrere offene Innenräume zu bilden, und wobei mindestens
einer der offenen Räume einen
Kanal bildet, der in dem ersten oder dem zweiten Abschnitt oder
in beiden zu einer Belüftungsöffnung verläuft, um
als Luftleitung zu wirken und Luft durch die Belüftungsöffnung zu befördern.
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Der
gegenüberliegende
zweite Paneelabschnitt, der fakultativ getrennt von dem ersten Paneelabschnitt
hergestellt wird, ist an dem ersten Paneelabschnitt befe stigt (z.B.
mit Befestigungsmitteln wie Schweißnähten, Klebstoffen, mechanischen
Verbindungen, Befestigungselementen, Heftnähten oder dergleichen). Der
erste oder der zweite Paneelabschnitt oder beide können eine
oder mehrere integrierte Verstärkungsstrukturen
aufweisen, um der Sitzlehne bei der Montage Festigkeit zu verleihen. Vorteilhafterweise
zeigt das Sitzsystem bei einer schnellen Beschleunigung auf etwa
20 bis etwa 30 g, wobei hinter der Sitzlehne eine Masse von mindestens
36 kg angeordnet ist, keine Fragmentierung. Das System ist leicht
herzustellen und wird das Fahrzeug, verglichen mit anderen handelsüblichen
Sitzsystemen, nicht wesentlich schwerer machen.
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Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine perspektivische Ansicht einer Sitzlehnenbaugruppe;
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2 veranschaulicht
eine Schnittansicht der in 1 gezeigten
Sitzlehne;
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2A veranschaulicht
eine perspektivische Ansicht einer alternativen Sitzlehnenbaugruppe mit
integriertem Belüftungssystem;
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2B ist
eine Vorderansicht einer Sitzkonfiguration der vorliegenden Erfindung;
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2C ist
eine Schnittansicht einer weiteren Sitzkonfiguration der vorliegenden
Erfindung;
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2D–2F sind seitliche Schnittansichten zur Veranschaulichung
unterschiedlicher Paneelabschnittbaugruppen;
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3A–3I veranschaulichen
Beispiele alternativer Sitzlehnenkomponenten mit Mustern aus integrierten
Verstärkungsstrukturen;
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4A und 4B sind
perspektivische Ansichten beispielhafter Sitzlehnenbaugruppen;
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5 ist
eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Scharnierstruktur;
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7A–7D veranschaulichen
Beispiele alternativer Scharnierkonfigurationen;
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8A–8D veranschaulichen Beispiele alternativer
Scharnierhalterkonfigurationen;
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9A–9F veranschaulichen
Beispiele für Sitzlehnenverstärkungen;
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10 veranschaulicht
eine Schnittansicht einer bevorzugten Verriegelungsbaugruppe;
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11A–11F veranschaulichen Beispiele alternativer
Konfigurationen einer Verschlußbaugruppe;
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12 veranschaulicht
eine perspektivische Ansicht einer weiteren beispielhaften Sitzlehnenstruktur;
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13 ist
eine Vorderansicht einer Sitzlehnenbaugruppe;
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14 veranschaulicht
ein Beispiel einer alternativen Konfiguration einer drehbaren Lagerung;
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15 ist
eine perspektivische Ansicht einer beispielhaften Sitzlehnenbaugruppe;
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16 ist
eine perspektivische Ansicht einer weiteren beispielhaften Sitzlehnenbaugruppe;
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17 ist
eine perspektivische Ansicht einer Sitzlehnenbaugrupe, in der zugehörige Komponenten
veranschaulicht sind;
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18 veranschaulicht
eine Draufsicht einer beispielhaften Struktur für eine Sitzlehne.
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19A ist eine Schnittansicht durch Linie A-A von 18.
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19B ist eine Schnittansicht durch Linie B-B von 18.
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20 ist
eine Schnittansicht, die eine alternative Möglichkeit zur Bildung eines
Gelenks zeigt.
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21 ist
eine Ansicht einer weiteren Ausführungsform
zur Veranschaulichung eines Verstärkungspaneels.
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22 ist
eine Ansicht einer weiteren Ausführungsform
zur Veranschaulichung einer alternativen Befestigungsbaugruppe.
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23 ist
eine Schnittansicht einer beispielhaften blasgeformten Sitzlehne.
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Ausführliche
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
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Bezugnehmend
auf 1 und 2 beruht die vorliegende Erfindung
auf der Entwicklung einer verbesserten Sitzbaugruppe 10 mit
einer Kunststoffsitzlehne 12 mit einem ersten Paneelabschnitt 14, der
an einem zweiten Paneelabschnitt 16 befestigt ist und diesem
gegenüberliegt.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform (wenn auch nicht
unbedingt bei allen Ausführungsformen)
der vorliegenden Erfindung wird der erste Paneelabschnitt 14 getrennt von
dem zweiten Paneelabschnitt 16 hergestellt, und die beiden
werden dann zusammengefügt.
Bei einer weiteren Ausführungsform
ist die Sitzlehne so geformt (z.B. blasgeformt), daß sie den
ersten Paneelabschnitt und den zweiten Paneelabschnitt 16 in
einem Stück
enthält.
Zusätzliche
Paneelabschnitte können
ebenfalls enthalten sein und können
anders als der erste oder der zweite Paneelabschnitt oder anders
als beide gefertigt sein oder können
einstückig
mit dem ersten oder dem zweiten Paneelabschnitt oder einstückig mit
beiden ausgebildet sein. Die Paneelabschnitte können aus einem geeigneten Material
hergestellt sein, einschließlich
unter anderem Metall, Kunststoff (einschließlich verstärkter oder unverstärkter Kunststoff)
oder ein anderes Verbundmaterial oder Sonstiges. Vorzugsweise besteht
mindestens einer der Paneelabschnitte aus Kunststoff. Mehr bevorzugt
bestehen der erste und der zweite Paneelabschnitt aus Kunststoff.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform bestehen alle Paneelabschnitte
aus Kunststoff.
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Die
Verwendung mikroporöser
Schaumstoffe wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung ebenfalls
in Betracht gezogen. Demgemäß wird eine Gas/Polymer-Lösung gebildet, und die Lösung wird thermodynamisch
instabil gemacht, um Mikrohohlräume
als Keime wirken zu lassen. Das Wachstum der Keime wird dann nach
Wunsch gesteuert.
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Es
ist möglich,
einen oder mehrere der Abschnitte unter Verwendung von in der Technik
offenbarten Verfahren zur Fertigung des ausgewählten Materials herzustellen.
So können
zum Beispiel einer oder mehrere der Abschnitte zu der gewünschten Form
ausgebildet, geformt, bearbeitet oder sonstwie konfiguriert werden.
Wenn die Abschnitte aus Kunststoff bestehen, ist es möglich, jedes
geeignete Herstellungsverfahren für Kunststoff einschließlich, ohne Einschränkung, Spritzgießen (einschließlich unter anderem
Spritzgießen
mit interner oder externer Gasinjektion), Blasformen, Formpressen,
Rotationsformen, Warmformen, Extrudieren, Vakuumformen, Ortsschaumbildung,
oder Sonstiges zu verwenden. Demzufolge können selbstverständlich bei
einer Ausführungsform
hybride Sitzbaugruppen gefertigt werden, wodurch die Vorzüge jeweils
unterschiedlicher Materialien und jeweils unterschiedlicher Fertigungsverfahren
genutzt werden und es außerdem
vorteilhafterweise möglich
wird, zusätzliche
Merkmale auszubilden oder Komponenten anderweitig in jeden Raum
zwischen den Paneelabschnitten einzubauen. Bei einer Ausführungsform
besteht der erste Paneelabschnitt aus einem ersten Material, und
der zweite Paneelabschnitt besteht aus einem zweiten Material, das
von dem ersten Material verschieden ist. Bei einer weiteren Ausführungsform
ist das Material in beiden Abschnitten dasselbe. In beiden Fällen kann
das Fertigungsverfahren für
jeden der Paneelabschnitte gleich oder verschieden sein. Zur Veranschaulichung ist
bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform die gesamte Sitzlehne
durch Blasformen gebildet. Bei einer weiteren Ausführungsform
wird ein spritzgegossener Abschnitt mit einem anderen Abschnitt
zusammengefügt,
der mit demselben oder einem anderen Verfahren hergestellt wurde.
Zum Beispiel könnten
verschiedene Hybridkombinationen folgendes umfassen:
- 1) Einen blasgeformten Abschnitt aus einem ersten Material,
der mit einem spritzgegossenen Abschnitt aus einem zweiten Material
zusammengefügt
ist;
- 2) einen blasgeformten Abschnitt aus einem ersten Material,
der mit einem spritzgegossenen Abschnitt aus dem ersten Material
zusammengefügt ist;
- 3) einen warmgeformten Abschnitt aus einem ersten Material,
der mit einem spritzgegossenen Abschnitt aus einem zweiten Material
zusammengefügt
ist;
- 4) einen warmgeformten Abschnitt aus einem ersten Material,
der mit einem spritzgegossenen Abschnitt aus dem ersten Material
zusammengefügt ist;
- 5) einen spritzgegossenen Abschnitt aus einem ersten Material,
der mit einem Abschnitt zusammengefügt ist, bei dem das erste Material
verwendet wird, der aber nach einem Verfahren hergestellt ist, das
ausgewählt
ist aus der aus Formpressen, Warmformen, Extrudieren, Vakuumformen
und Ortsschaumbildung bestehenden Gruppe; oder
- 6) einen spritzgegossenen Abschnitt aus einem ersten Material,
der mit einem Abschnitt zusammengefügt ist, bei dem ein zweites
Material verwendet wird und der nach einem Verfahren hergestellt
ist, das ausgewählt
ist aus der aus Formpressen, Warmformen, Extrudieren, Vakuumformen
und Ortsschaumbildung bestehenden Gruppe.
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Bei
noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird ein erstes
Material zu dem ersten Abschnitt spritzgegossen, und ein zweites
Material (das dasselbe sein kann wie das erste Material oder davon
verschieden sein kann) wird zu dem zweiten Abschnitt spritzgegossen.
Der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt werden dann aneinander
befestigt.
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Der
erste Paneelabschnitt 14 kann fakultativ unter Verwendung
einer oder mehrerer Gelenke 18 jeder geeigneten Struktur
an dem zweiten Paneelabschnitt 16 befestigt sein; bei einigen
Ausführungsformen
kann es überhaupt
kein Gelenk geben. Bei der dargestellten Ausführungsform sind die Gelenke 18 vorzugsweise
Klebeverbindungen, doch können auch
andere geeignete Befestigungsmittel (z.B. infolge einer Heftnaht)
anstelle von oder in Kombination mit dem Klebstoff verwendet werden.
Bei einer bevorzugten Klebeverbindung wird ein Klebstoff verwendet,
der mit den gesamten gegenüberliegenden Verbindungsflächen der
jeweiligen Paneelabschnitte (z.B. im wesentlichen auf dem gesamten
Umfang) in Kontakt steht. Bei einer weiteren Verbindung wird jedoch
die intermittierende Anordnung des Klebstoffs zum Kontakt mit ausgewählten Abschnitten
der gegenüberliegenden
Verbindungsflächen
(z.B. intermittierend in Abständen
auf dem Umfang angeordnet) in Betracht gezogen. Bei einer weiteren
Ausführungsform
kann es möglich
sein, die Paneelabschnitte zusammen mit einer Kombination von Befestigungsmitteln
zu befestigen. Zum Beispiel könnten
zusätzlich zu
dem Kleb stoff oder stattdessen eine mechanisch ineinandergreifende
oder mit Preßpassung
hergestellte Verbindung, eine mit Reibpassung hergestellte Verbindung,
ein Befestigungselement oder eine Kombination davon verwendet werden.
Beispiele für geeignete
Verbindungen, die gemäß der vorliegenden
Erfindung verwendet werden könnten,
finden sich in den im gemeinsamen Besitz befindlichen und gleichzeitig
anhängigen
US-Patentanmeldungen Nr. 09/825,721 und 09/826,477. Um die Adhäsion der Verbindungen
zu unterstützen,
können
eines oder mehrere der Werkstücke
in geeigneter Weise oberflächenbehandelt
werden, beispielsweise mit einer geeigneten Grundierung, einer Plasmaoberflächenbehandlung
oder einer Kombination davon.
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Ein
Beispiel für
eine bevorzugte Beschichtung ist eine im Plasma aufgebrachte Beschichtung auf
Kohlenstoff-Siliciumdioxid-Basis gemäß dem US-Patent 5,298,587;
dem US-Patent 5,320,875; dem US-Patent 5,433,786 und dem US-Patent 5,494,712.
Es könnten
auch noch weitere Oberflächenbehandlungen
verwendet werden, wie zum Beispiel die Plasmaoberflächenbehandlung
gemäß der in
der Technik offenbarten Lehre, die in dem US-Patent 5,837,958 zu
finden ist.
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Die
Sitzlehne 12 umfaßt
mehrere integrierte Verstärkungsstrukturen 20,
die zwischen dem ersten Paneelabschnitt 14 und dem zweiten
Paneelabschnitt 16 angeordnet sind. Eine Scharnierbaugruppe 22 könnte verwendet
werden, um die Sitzlehne 12 an einem Kraftfahrzeug umklappbar
zu verankern. Die Scharnierbaugruppe 22 umfaßt einen
Aufnahmeabschnitt 24 zum Befestigen der Sitzlehne an der Scharnierbaugruppe
und einen Befestigungsabschnitt 26 zum Befestigen der Scharnierbaugruppe an
dem Fahrzeug. Ein Haltemechanismus 28 wird verwendet, um
die Sitzlehne in einer insgesamt aufrechten Stellung zu halten.
Die Scharnierbaugruppe 22, der Haltemechanismus 28 oder
eine Kombination der beiden bilden effektiv eine Baugruppe zum Befestigen
der Sitzlehne 12 an dem Fahrzeug und zum Verankern derselben
an einem oder mehreren Rohkarosserieabschnitten des Fahrzeugs.
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Wie
in 2 anhand eines beispielhaften Formteils 30 veranschaulicht,
soll der hierin verwendete Begriff "Wandmaterialstärke" oder "Wandstärke" die Abmessung (TW)
zwischen einer ersten Fläche 32 und
einer zweiten Fläche 34 einer
Wand, wie zum Beispiel einer ersten Wand 36, bezeichnen.
Darüber hinaus
soll der Begriff "Teilschnittdicke" oder "Schnittdicke" (TS)
das Maß zwischen
der ersten Fläche
der ersten Wand 32 und einer nach außen weisenden Fläche 38 einer
zweiten Wand 40 bezeichnen, wenn dieses durch eine Schnittebene
geschnitten wird. Gemäß bevorzugten
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung kann die Wandstärke zwischen etwa 1 mm und
4 mm und mehr bevorzugt zwischen etwa 2,0 mm und 3,0 mm schwanken,
und die Schnittdicken können
zwischen etwa 10 mm und 100 mm und mehr bevorzugt zwischen 20 mm
und 35 mm schwanken.
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Der
Begriff "integrierte
Verstärkungsstruktur" bezeichnet eine
Stelle, wo gemäß 2 (und 23)
die erste Wand 36 und die zweite Wand 40 eines
Formteils zusammengefügt
sind, eine größere oder
kleinere Wandstärke
bzw. Schnittdicke haben oder anderweitig konfiguriert sind, um ein
gebogenes Konstruktionsprofil zu schaffen, um ein örtlich modifiziertes
Biegemoment zu erzeugen oder einer Sitzlehnenbaugruppe anderweitig
zusätzliche
Steifigkeit, Belastbarkeit oder Schlagfestigkeit zu verleihen.
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Weiter
bezugnehmend auf 2 sind verschiedene unterschiedliche
strukturelle Konfigurationen dargestellt, von denen eine oder mehrere
bei der Konstruktion von Sitzlehnen für die vorliegende Erfindung
verwendet werden können.
Es versteht sich, daß die
Fähigkeit
zum getrennten Formen und Montieren unterschiedlicher Paneelabschnitte
eine große Vielfalt
an Konstruktionen erlaubt. Die Verwendung von Formgebungsverfahren
wie zum Beispiel Spritzgießen
ermöglicht
die Konstruktion verschiedener Profile, einschließlich zum
Beispiel Profile mit veränderlicher
Dicke (egal ob stufenlos veränderlich, schrittweise
veränderlich
oder beides).
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Ferner
zieht die vorliegende Erfindung in Betracht, daß Verstärkungsstrukturen, Befestigungselemente,
Haken, Handgriffe oder sonstige nützliche oder dekorative Merkmale
unter Verwendung in der Technik offenbarter Einsatzformverfahren
in dem Kunststoffabschnitt ausgebildet werden. Zum Beispiel könnte ein
glänzender
(z.B. verchromter) Zierring, eine weiche Oberfläche (z.B. aus Stoff oder Leder,
gepolstert oder nicht) oder eine sonstige Verzierung durch ein Einsatzformverfahren
ausgebildet werden, um auf einer Oberfläche des Abschnitts freizuliegen.
Eine Identifizierungsplakette (z.B. ein Logo oder Namensschild)
könnte
ebenfalls durch ein Einsatzformverfahren ausgebildet werden. Mittel
zum Festzurren, Gepäcksicherungshaken
oder dergleichen könnten
frei sichtbar angeformt werden. Außer dem ist es möglich, ein
Verstärkungselement
(z.B. aus Stahl, Magnesium, Verbundstoff, Schaumstoff, Kohlefaser
oder Sonstigem) anzubringen, das durch ein Einsatzformverfahren
hergestellt oder anderweitig gefertigt wurde oder in dem Abschnitt
angebracht und nicht frei sichtbar ist.
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Ausgestaltungen
der vorliegenden Offenbarung haben sich auf Sitzlehnen konzentriert,
die aus mehreren Abschnitten konstruiert sind, die zusammengefügt werden.
Solche Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sollen nicht auf
solche Strukturen beschränkt
sein. Der vorliegende Gegenstand kann vielmehr ebenfalls geeignete
Anwendung finden bei Verwendung in oder in Verbindung mit einer Sitzlehne,
die durch Blasformen hergestellt wird (beispielsweise durch Anbringen
eines Einsatzes in der Form vor dem Formen, durch Festlegen der
Werkzeuge zum Erreichen einer bestimmten blasgeformten Struktur
oder dergleichen).
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
wird in Betracht gezogen, daß mindestens
einer der Abschnitte eine geeignete Verstärkungsstruktur aufweist, die
in den Abschnitt eingeformt ist. Gemäß 2 nun wiederum
umfaßt
eine solche Konfiguration eine Rippenkonfiguration 42 mit
mehreren Wänden 44 (die
fakultativ in Kontakt mit der Wand 40 dargestellt sind
und voneinander beabstandet sind, um wirksam eine Holmstruktur zu
bilden.) Eine weitere beispielhafte Konfiguration umfaßt eine
Rippenstruktur 46 mit kontinuierlich abfallenden gebogenen Wänden 48.
Noch eine weitere beispielhafte Konfiguration umfaßt eine
Rippe 50 mit einer einzigen Wand. Noch eine weitere Konfiguration
kann eine verbreiterte Rippe 52 (d.h. mit einem verbreiterten
Abschnitt auf einer oder mehreren ihrer Seiten) oder eine andere ähnliche
Konfiguration aufweisen. Eine weitere Konfiguration umfaßt einen
Wandabschnitt 54, der im Vergleich zu einem angrenzenden
Wandabschnitt eine andere Wandstärke
hat.
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Die
vorliegende Erfindung zieht die Verwendung der vorliegenden integrierten
Verstärkungsstrukturen
in Betracht, um einer Sitzlehnenbaugruppe zusätzliche Steifigkeit, Zähigkeit
oder Schlagfestigkeit zu verleihen oder das Biegemoment einer Struktur
in anderer Weise örtlich
zu modifizieren.
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Wie
bereits angegeben, ist der erste Paneelabschnitt 14 vorzugsweise
an dem zweiten Paneelabschnitt 16 befestigt, um einen oder
mehrere offene Innenräume 56 zwischen
den Paneelabschnitten 14, 16 zu bilden. Vor oder
während
der Zeit, in der die Paneelabschnitte 14, 16 aneinander
befestigt werden, können
eine oder mehrere Komponenten in die offenen Räume 56 eingebaut werden.
Alternativ könnte die
Struktur einer gewünschten
Komponente tatsächlich
in einen oder mehrere der Paneelabschnitte eingeformt werden, und
die Komponente ist ansonsten in der Lage, nach Einbau in ein Fahrzeug
ihre Funktion zu erfüllen.
Als weitere Alternative kann die Struktur der einen offenen Raum
begrenzenden Wände
dergestalt sein, daß noch
eine weitere funktionelle Komponente gebildet wird.
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Gemäß der Erfindung,
von der ein Querschnitt in 2A dargestellt
ist, hat eine Sitzlehne 12' einen
ersten Paneelabschnitt 14',
einen zweiten Paneelabschnitt 16' und ein Gelenk 18'. Rippen 42' bilden einen
Kanal 60, der als Luftleitung wirkt und dazu dient, Luft
durch ein Gitter, einen Luftschlitz oder eine sonstige geeignete
Belüftungsöffnung 62 (die
zu öffnen
sein kann) zu befördern,
die mit einem der Abschnitte 14', 16' oder mit beiden einstückig ausgebildet
ist oder in anderer Weise daran befestigt ist. Ein Schlauchanschlußstück oder
ein sonstiges geeignetes Befestigungselement (z.B. ein Steckverbinder,
ein Schnellverbindungselement oder dergleichen) kann den Kanal 60 mit
einer Luftquelle verbinden, zum Beispiel mit einer am Boden entlang,
an einer Fahrzeugkonsole entlang, durch Türpaneele oder eine Kombination
davon geführten
Luftleitung.
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Durch
die oben erläuterte
einstückige
Ausbildung von Komponenten ist es außerdem möglich, getrennt hergestellte
Komponenten zu fertigen und in die Räume zwischen Paneelen einzubauen,
bevor die Paneele aneinander befestigt werden. Zum Beispiel kann
ein Motor eingebaut werden. Es kann eine Heiz- oder Kühleinheit
(z.B. eine Widerstandseinheit, eine thermoelektrische Vorrichtung
oder dergleichen) eingebaut werden. Es kann ein Lautsprecher für ein Soundsystem
eingebaut werden. Es können
Unterhaltungsvorrichtungen eingebaut werden. Es kann eine Kommunikationsvorrichtung
eingebaut werden. Es kann ein GPS-Sensor eingebaut werden. Es können auch
noch andere ähnliche
Komponenten eingebaut werden (z.B. Wandler, Elektromagnete, Sensoren,
Airbag-Komponenten,
Beleuchtung, Kabelbäume,
Pumpen, Sicherheitsgurtspannvorrichtungen, Sicherheitsgurtaufroller,
Sicherheitsgurtbänder,
Halteseile, Kompaß,
Thermometer, oder dergleichen). Außerdem ist es möglich, den
Raum mit Schalldämpfungsmaterialien
oder sonstigen Materialien zum Verringern von Geräuschen oder
Schwingungen zu füllen.
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Außerdem sind
bei einer Ausführungsform einer
oder mehrere der Sitzlehnenabschnitte so konfiguriert, daß sie weitere
Komponenten wie zum Beispiel ein Picknick-Tablett, Werkzeuge (z.B.
Ausrüstung
zum Reifenwechseln), eine Abdeckplane, einen Skiträger, eine
Armlehne, eine Fußstütze, eine
Kopfstütze,
einen Sitzlehnenversteller, Bodenbelag, Kosmetikzubehör, Gepäcknetze
und -sicherungsgurte, Traghaken, Paneele zum Öffnen und Schließen, Hilfsvorrichtungen
für Personen
mit Behinderungen, einstellbare Elemente, Dokumente (z.B. Bedienungsanleitungen),
Kartentaschen, Flüssigkeits-
oder Papierspender, Getränkehalter,
Aufbewahrungsbehälter
(z.B. dehnbare Behälter
oder nicht dehnbare Behälter)
und dergleichen tragen, aufnehmen oder bilden können.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform
ist eine transparente Öffnung
in der Sitzlehne gebildet. Die Öffnung
kann hohl sein, oder sie kann massiv sein (z.B. ein transparenter
Kunststoff wie zum Beispiel Polycarbonat, oder eine Glasscheibe),
um die Sichtweite für
den Fahrer des Fahrzeugs zu verbessern.
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Getrennt
gefertigte Komponenten können
in der Sitzlehne 12 nach einer Reihe verschiedener Verfahren
gehalten werden. In einem Beispiel können ein oder mehr Paneele 14, 16 der
Sitzlehne 12 dazu ausgelegt sein, ein oder mehr Befestigungselemente oder
sonstige Befestigungsmittel aufzunehmen, die die Module halten können. In
dieser Hinsicht kann es wünschenswert
sein, in den Paneelabschnitt einen Vorsprung einzuformen oder eine
Mutter, einen Stift, einen Bolzen oder dergleichen durch ein Einsatzformverfahren
darin auszubilden. Alternativ können das
erste und das zweite Paneel 14, 16 dazu ausgelegt
sein, die Komponente reibschlüssig
aufzunehmen oder die Komponente anderweitig fest sitzend aufzunehmen,
um sie in einem oder mehreren der offenen Räume 56 zu halten.
Bei einer weiteren Ausführungsform
sind das erste Paneel 14, das zweite Paneel 16 oder
beide mit der darin sitzenden Komponente geformt. Zum Beispiel ist
die Komponente selbst (z.B. eine gekapselte Komponente, wie zum Beispiel
ein gekapseltes elektronisches Bauelement) ein Einlegeteil zum Einsatzformen.
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Fakultativ
kann einer der Paneelabschnitte 14, 16 oder beide
jeweils einen Flansch aufweisen, der sich über mindestens einen Teil ihres
Umfangs erstreckt, oder irgendeine andere Struktur zum Vergrößern der
Oberfläche,
auf die ein Klebstoff aufgebracht werden kann. In 2 ist
zum Beispiel ein Flansch 64 an den Paneelabschnitt 14 angeformt. Wie
aus der hierin weiter enthaltenen Erläuterung hervorgeht, ist es
auch möglich,
unter Verwendung integrierter Verstärkungsstrukturen oder irgendeiner anderen
dazwischenliegenden Struktur (z.B. eines starren Elements, einer
Dichtung oder dergleichen) Gelenke zu bilden.
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Als
weiteren Vorteil können
die Paneelabschnitte dank der verschiedenen Formgebungsverfahren
und insbesondere durch das Spritzgießen leichter so konstruiert
werden, daß sie
konturierte Flächen
enthalten, so daß die
Sitzlehne besser in das Fahrzeug paßt, und den Platz für Fahrgäste und
Ladung in dem Fahrzeug vergrößern. Außerdem ist
es dank dieser Verfahren möglich,
zusätzlich
Schulterflügel
zur Aufnahme von Radkästen
anzubringen oder mittig angeordnete Flügel, die sich über einer Armlehne
oder einem Mitteldurchgang durch die Tür treffen. Gemäß 2B sind
zwei geformte Sitzlehnen 66 mit einander gegenüberliegenden
Paneelen gemäß der vorliegenden
Erfindung ausgebildet. Wie zu sehen ist, hat jede Sitzlehne 66 einen
konturierten oder gebogenen Abschnitt 68, der dazu ausgelegt
ist, Radkästen 70 des
Fahrzeugs aufzunehmen. 2B veranschaulicht außerdem mittig
angeordnete Flügel 72,
wie zum Beispiel zur Aufnahme einer optionalen Armlehne oder eines
Mitteldurchgangs durch die Tür 74.
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Attraktive
Konturen (symmetrisch, asymmetrisch oder eine Kombination davon)
können
ebenfalls an den nach hinten weisenden Paneelabschnitt angeformt
sein. Alternativ kann der hintere Paneelabschnitt so geformt sein,
daß er
Merkmale aufweist, die dann funktionieren sollen, wenn sich der
Sitz in einer umgeklappten Stellung befindet. In 2C ist zum
Beispiel eine solche konturierte Konfiguration 76 mit einem
vorderen Abschnitt 78, einem hinteren Abschnitt 80,
Rippen 82 und mindestens einem oder mehreren Gelenken 84 (z.B.
einer Klebeverbindung) dargestellt.
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Es
versteht sich, daß entweder
in dem vorderen oder in dem hinteren Abschnitt auch eines aus einer
Vielzahl von Funktionsmerkmalen angeformt sein kann, wie zum Beispiel
Führungsschienen
zur Aufnahme zusätzlicher
Komponenten, Getränkehalter, Arbeits-
oder Ablageflächen,
oder dergleichen.
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Falls
ein Klebstoff verwendet wird, kann es sich bei dem zum Verbinden
der Paneelabschnitte 14, 16 verwendeten Klebstoff
um jeden geeigneten Klebstoff handeln. Vorzugsweise handelt es sich
um einen Klebstoff auf Urethanbasis und mehr bevorzugt um einen
Urethanklebstoff. Alternativ kann der Klebstoff eine funktio nelle
Komponente enthalten, die ausgewählt
ist aus Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), Polycarbonat (PC) oder
einer Mischung davon (z.B. PC-ABS). Bei einer weiteren alternativen
Ausführungsform
ist der Klebstoff ein Silanklebstoff, ein Siliconklebstoff oder
eine Mischung davon. Bei noch einer weiteren Ausführungsform
ist der Klebstoff ein Acrylklebstoff. Der Klebstoff kann ein Epoxidharzklebstoff
sein. Er kann Polyolefine, Styrole, Acrylharzderivate oder Mischungen
davon enthalten. Bei noch einer weiteren Ausführungsform enthält der bevorzugte
Klebstoff Alkylboran. Beispiele für geeignete Klebstoffe werden
offenbart in der im gemeinsamen Besitz befindlichen US-Patentanmeldung
Nr. 09/466,321 (eingereicht am 17. Dezember 1999). Jeder solche
Klebstoff kann geeignete Leistungsmodifikatoren einschließlich in
der Technik offenbarter Klebrigmacher, Elastomere, schlagzähmachender Zusatzstoffe
oder dergleichen enthalten.
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Zusätzlich oder
als Alternative zu der Verwendung von Klebstoff zum Verbinden von
Abschnitten können
auch andere geeignete Fügeverfahren verwendet
werden, wie zum Beispiel Schweißen. Beispiele
für geeignete
Schweißtechniken
umfassen im Stand der Technik offenbarte Techniken wie das Ultraschallschweißen, das
lineare Vibrationsschweißen,
das Vibrationsschweißen
auf einer Kreisbahn, das Rotationsschweißen, das Heizplattenschweißen, das
Laser-TRAM-Schweißen
oder Kombinationen davon. Wenn geschweißt wird, ist vorzugsweise der Kunststoff
des jeweiligen zu verbindenden Abschnitts betroffen, wobei die Abschnitte
mindestens eine sich wiederholende Einheit gemeinsam haben. Zum
Beispiel kann es möglich
sein, Polycarbonat-Acrylnitril-Butadien-Styrol mit Acrylnitril-Butadien-Styrol,
Polycarbonat-Acrylnitril-Butadien-Styrol oder möglicherweise Polycarbonat zu
verschweißen.
Geeignete Systeme für
diese Art von Verbindung sind im Handel von der Branson Ultrasonics
Corporation erhältlich. Beispiele
für solche
Systeme sind ohne Einschränkung
auch in den US-Patenten Nr. 5,855,706; 5,846,377 und 5,658,408 beschrieben.
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Zusammenfassend
kann man sagen, daß solche
Techniken im allgemeinen relativ hohe Spannungen auf die zu verbindenden
Teile (die fakultativ auf einem Amboß gelagert sind) aufbringen,
um an der Verbindungslinie eine Hystereseerwärmung herbeizuführen. Ein
oder mehr Resonatoren, die dazu dienen, hochfrequente Schwingungen
einer vorbestimmten Frequenz zu erzeugen, werden während des
Schweißvorgangs
mit dem Werkstück
in Eingriff gebracht. In Reaktion auf die Re sonanz wird Energie übertragen,
was dazu führt,
daß das
thermoplastische Material weich wird und fließt.
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Wie
bereits erläutert,
können
integrierte Verstärkungsstrukturen
unter Verwendung der Konzepte der vorliegenden Erfindung auch ganz
leicht gebildet werden. Wenn wir uns nun dieser Ausgestaltung im Einzelnen
zuwenden, wobei wir von einem orthogonalen x-y-z-Koordinatensystem
ausgehen, können die
Abschnitts- und Wandprofile im allgemeinen auf mindestens einer
Achse, z.B. in der z-Richtung, verschieden sein, so daß einzelne
integrierte Verstärkungsstrukturen
gebildet werden. Das Abschnitts- oder Wandprofil könnte bei
einer einzelnen integrierten Verstärkungsstruktur auch in der
x-Richtung (d.h. quer zum Wagen) oder in der y-Richtung (d.h. insgesamt senkrecht bei
aufrecht gestelltem Sitz) oder in beiden Richtungen verschieden
sein. Im allgemeinen bestehen die einzelnen integrierten Verstärkungsstrukturen
aus Komponenten, die vertikal ausgerichtet sind (d.h. in der y-Richtung),
horizontal ausgerichtet sind (d.h. in der x-Richtung), eine vorbestimmte Geometrie
haben, oder für
die eine Kombination von einigen oder allen diesen Merkmalen gilt.
Eine Gruppierung von mehreren einzelnen integrierten Verstärkungsstrukturen
bildet ein "Muster
aus integrierten Verstärkungsstrukturen". Eine Sitzlehne 12 kann
ein oder mehr Muster 86 aufweisen.
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3 veranschaulicht Beispiele verschiedener
alternativer vorbestimmter geometrischer Konfigurationen für einzelne
integrierte Verstärkungsstrukturen 20. 3 veranschaulicht außerdem Beispiele verschiedener
Muster 86 aus integrierten Verstärkungsstrukturen. Die einzelne
integrierte Verstärkungsstruktur 20 bzw.
das Muster 86 aus integrierten Verstärkungsstrukturen kann einen
geeigneten Buchstaben, ein geeignetes Zeichen, eine geeignete Form
oder ein geeignetes Symbol oder eine Kombination davon umfassen.
Beispiele für
Komponenten solcher Strukturen oder Muster umfassen ohne Einschränkung die
C-Form, D-Form, H-Form,
I-Form, J-Form, L-Form, M-Form, N-Form, O-Form, S-Form, T-Form,
U-Form, V-Form,
W-Form, X-Form, Y-Form, Z-Form, Kurven (z.B. Sinuskurven), Zick-Zack-Formen,
eine Kreuzform oder dergleichen. Muster 86 aus integrierten
Verstärkungsstrukturen
umfassen mehrere einzelne integrierte Verstärkungsstrukturen 20.
Wie aus 3F und 3G hervorgeht,
kann die einzelne integrierte Verstärkungsstruktur 20 ohne Einschränkung auch
ein Verbund aus einer Vielzahl von Komponentenformen sein. Die Muster 86 können regellos
sein, wie in 3B und 3G gezeigt, oder
immer wiederkehrend, wie in 3A oder 3E gezeigt.
Es können
ein oder mehr verschiedene Arten von integrierten Verstärkungsstrukturen 20 des
in 2 veranschaulichten Typs verwendet werden, um
jedes bei einer Sitzlehne 12 verwendete Muster 86 zu
bilden.
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Die
Verstärkungsstrukturen
der Sitzlehne 12 können
auf viele verschiedene Arten gebildet werden. Gemäß 2 können die
Verstärkungsstrukturen
aus zwei zusammenpassenden bzw. einander entsprechenden Abschnitten
gebildet werden, die jeweils an einem der Paneelabschnitte 14, 16 befestigt sind.
Wenn also die Paneelabschnitte 14, 16 zusammengeklebt
werden (was vorteilhafterweise dadurch erfolgen kann, daß eine Verstärkungsstruktur
mit Klebstoff in Kontakt gebracht wird und auf eine gegenüberliegende
Fläche
eines weiteren Paneelabschnitts geklebt wird), kommen die entsprechenden Abschnitte
zusammen und werden mit einer Klebeverbindung 18 aneinander
befestigt, wodurch eine Verstärkungsstruktur
gebildet wird, wie zum Beispiel die Verstärkungsstrukturen 48 und 50 von 2.
Alternativ kann jedoch eine Verstärkungsstruktur wie sie mit
dem Bezugszeichen 42 veranschaulicht ist fast ganz als
Teil eines der Paneelabschnitte 14, 16 ausgebildet
werden, bevor die Paneelabschnitte 14, 16 aneinander
befestigt werden, und danach kann die Verstärkungsstruktur mit dem anderen
Paneelabschnitt 14, 16 verbunden werden, wobei
auf einem Teil des Umfangs oder auf dem ganzen Umfang der Paneelabschnitte,
in dem zwischen den gegenüberliegenden
Paneelabschnitten gebildeten Raum, zwischen einer Verstärkungsstruktur
und einem gegenüberliegenden
Paneelabschnitt oder in anderer Weise eine Klebeverbindung 18 entsteht.
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Bei
der Konstruktion des Musters aus integrierten Verstärkungsstrukturen
werden die Öffnungen
vorzugsweise versetzt angeordnet, damit Anlenkpunkte verringert
bzw. eliminiert werden können. Wenn
mehrere vertikal ausgerichtete integrierte Verstärkungsstrukturen in einem Muster
verwendet werden, wird ferner der horizontale Abstand ("x" in 3A) zwischen
jeder einzelnen integrierten Verstärkungsstruktur von etwa 5 mm
bis etwa 100 mm und mehr bevorzugt von etwa 20 mm bis etwa 50 mm schwanken.
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Ein
oder mehr horizontal ausgerichtete integrierte Verstärkungsstrukturen
können
zusätzlich
zu oder anstelle von vertikalen Verstärkungsstrukturen eingebaut
werden, um dadurch bei einer Sitzlehne die Steifigkeit in Richtung
quer zum Wagen zu verbessern. Bei Verwendung in Verbindung mit vertikal ausgerichteten
inte grierten Verstärkungsstrukturen werden
die horizontal ausgerichteten integrierten Verstärkungsstrukturen 88 vorzugsweise
zwischen vertikal ausgerichteten integrierten Verstärkungsstrukturen 90 versetzt
oder in anderer Weise angeordnet, um dadurch die Wahrscheinlichkeit
zu verringern, daß sie
als Anlenkpunkt dienen werden. (Siehe z.B. 3G). Horizontal
ausgerichtete integrierte Verstärkungsstrukturen 88 können direkt
zu bestehenden vertikal ausgerichteten integrierten Verstärkungsstrukturen 90 hinzugefügt werden
(siehe z.B. 3G und 3H). Es
können
auch einzelne vertikal ausgerichtete Strukturen 92 verwendet
werden. Die horizontal ausgerichteten integrierten Verstärkungsstrukturen
können
alternativ in ein Gesamtmuster aufgenommen werden, so daß die integrierte Verstärkungsstruktur
im Winkel angeordnet ist oder zu der horizontalen diagonalen Biegungsebene
im wesentlichen senkrecht ist.
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Die
Konstruktion und Lage jeder in der Sitzlehne 12 hergestellten
integrierten Verstärkungsstruktur 20 und
jedes darin ausgebildeten Musters 86 können für jede einzelne Anwendung unter
Berücksichtigung
einiger oder aller der nachfolgenden Kriterien optimiert werden.
Bei jeder Anwendung ist es für den
Fachmann klar, daß die
speziell verwendete integrierte Verstärkungsstruktur so konfiguriert
werden muß,
daß dadurch
die Biege- oder Scharnierwirkung minimiert wird, die durch Kräfte verursacht
wird, die aus einem raschen Abbremsen oder einer raschen Beschleunigung
eines Fahrzeugs in Gegenwart eines hinter einem Sitz sitzenden Fahrgastes
oder einer hinter einem Sitz befindlichen Ladung resultieren (z.B.
die auf einen oben montierten Schultergurt oder eine oben montierte
Kindersitzverankerung wirkenden Kräfte und die aus dem Vordringen
von Gepäck resultierenden
Kräfte).
Bei einer bevorzugten Ausführungsform
sind zum Beispiel die integrierte Verstärkungsstruktur und das Muster
im allgemeinen so gewählt,
daß ein
Teil der integrierten Verstärkungsstruktur
mit einem höheren
Biegemoment in eine zu der diagonalen Torsionsbiegungsebene im allgemeinen
senkrechte Lage gebracht wird.
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Die
Verwendung integrierter Verstärkungsstrukturen
wird bei der nachfolgenden Erörterung
anhand von zwei der bevorzugteren Lagen für integrierte Verstärkungsstrukturen
weiter veranschaulicht, nämlich
insbesondere in den Umfangsbereichen einer Sitzlehne und in den
Bereichen in der Nähe
fester Komponenten wie zum Beispiel Sicherheitsgurte, Sicherheitsgurtverankerungen,
Scharniere, Verriegelungskomponenten oder dergleichen.
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Es
versteht sich, daß die
entsprechende Wahl des Materials eine effiziente Konstruktion und Formgebung
mit einer optimalen Wandstärke,
Profildicke oder beidem erlauben wird, um die gewünschte Leistung
zu erreichen, ohne das Fahrzeuggewicht wesentlich zu erhöhen oder
die Verfügbarkeit
von Innenraum wesentlich zu beeinträchtigen. So ist es beispielsweise
für viele
Anwendungen wünschenswert, daß die maximale
Wandmaterialdicke bis zu etwa 6 mm oder mehr beträgt, mehr
bevorzugt im Bereich von etwa 1 mm bis etwa 4,0 mm liegt und noch
mehr bevorzugt im Bereich von etwa 2 mm bis etwa 3 mm liegt. Ebenso
wird die maximale Profildicke bis etwa 100 mm betragen, wird mehr
bevorzugt im Bereich von etwa 10 mm bis etwa 60 mm liegen und wird noch
mehr bevorzugt im Bereich von etwa 20 mm bis etwa 35 mm liegen.
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Die
zur Bildung der Wände
der Sitzlehnen der vorliegenden Erfindung ausgewählten Materialien zeigen vorzugsweise
einen Elastizitätsmodul
im Bereich von etwa 500 MPa bis etwa 6000 MPa, mehr bevorzugt etwa
1300 bis etwa 3500 MPa und noch mehr bevorzugt etwa 1700 bis etwa
2500 MPa. Bei Anwendungen, wo die Sitzlehne auch als lasttragender
Boden dienen soll, wird vorzugsweise ein Material zum oberen Ende
der Bereiche hin gewählt.
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Der
bevorzugte Biegemodul wird mindestens etwa 600 MPa betragen, wird
mehr bevorzugt im Bereich von etwa 200 bis etwa 500 ksi (1300 bis
etwa 3500 MPa) liegen und wird noch mehr bevorzugt im Bereich von
etwa 250 bis etwa 350 ksi (1700 bis etwa 2500 MPa) liegen.
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Die
bevorzugte Streckfestigkeit des Materials liegt im Bereich von etwa
20 bis etwa 200 MPa. Mehr bevorzugt wird sie im Bereich von etwa
25 bis etwa 70 MPa liegen und noch mehr bevorzugt im Bereich von
etwa 35 bis etwa 55 MPa. Darüber
hinaus liegt die Duktilität
des Materials (gemessen anhand der prozentualen Dehnung) vorzugsweise
im Bereich von etwa 20% bis etwa 150%, mehr bevorzugt beträgt sie mindestens
etwa 30%, und noch mehr bevorzugt beträgt sie mindestens etwa 100%.
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Das
Material wird vorzugsweise auch attraktive Verarbeitungseigenschaften
zeigen, wie zum Beispiel eine Fließfähigkeit der Schmelze (230°C/3,8 kg-l;
nach ASTM D 1238) von etwa 0,300 bis etwa 5,0 g pro 10 Minuten bis
etwa 0,900 bis etwa 3 g pro 10 Minuten; einen Erweichungspunkt (nach
ASTM D 1525) von we niger als etwa 180°C, mehr bevorzugt etwa 90°C bis etwa
150°C; ein
lineares Schwindmaß (nach
ASTM D 955) von etwa 0,076 mm/mm (0,003 in/in) bis etwa 0,203 mm/mm
(0,008 in/in) und mehr bevorzugt von etwa 0,152 mm/mm (0,006 in/in)
bis etwa 0,178 mm/mm (0,007 in/in); oder eine Kombination dieser
Eigenschaften.
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Demgemäß besteht
bei einer bevorzugten Ausführungsform
die Sitzlehne der vorliegenden Erfindung vorzugsweise aus einem
Kunststoffmaterial und mehr bevorzugt aus einem thermoplastischen Material.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform besteht die Sitzlehne
aus einem hochfesten thermoplastischen Harz, das ausgewählt ist
aus Styrolen, Polyamiden, Polyolefinen, Polycarbonaten, Polyestern
oder Mischungen davon. Noch mehr bevorzugt ist das Harz ausgewählt aus
der Gruppe von Acrylinitril-Butadien-Styrol, Polycarbonat/Acrylnitril/Butadien/Styrol,
Polycarbonat, Polyphenylenoxid/Polystyrol, Polybutylenterephthalat,
Polyphenylenoxid, Polyphenylenether, syndiotaktischem Polystyrol,
Ethylen-α-Olefin,
Polybutylenterephthalat/Polycarbonat, Polyamid (z.B. Nylon), Polyestern,
Polypropylen, Polyethylen, und Mischungen davon.
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Beispiele
für bevorzugte
handelsübliche
Materialien umfassen PULSE® 2200 BG oder 2000 EZ und
MAGNUM® 1150
EM, beide erhältlich
von The Dow Chemical Company.
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Wie
bereits angegeben, besteht ein weiterer Vorteil der vorliegenden
Erfindung darin, daß der
erste Abschnitt und der zweite Abschnitt entweder aus demselben
Material oder aus verschiedenen Materialien bestehen können. In
dieser Hinsicht kann eines der Materialien oder auch beide ein duroplastisches oder
ein thermoplastisches Material sein. Vorzugsweise sind beide Materialien
aus den oben angegebenen Materialien ausgewählte Thermoplaste.
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Als
spezielles Beispiel, ohne Einschränkung, ist bei einer Ausführungsform
eine Sitzlehne mit einem ersten Abschnitt gefertigt, der nach Montage
in einem Kraftfahrzeug nach vorn weisen soll. Die Sitzlehne hat
außerdem
einen zweiten Abschnitt, der nach Montage in dem Fahrzeug nach hinten
weisen soll. Der erste Abschnitt wird spritzgegossen, um Rippen,
Winkelstücke
oder eine andere Art von integrierter Verstärkungsstruktur aufzuweisen.
Vorzugsweise besteht der erste Abschnitt aus Polycarbonat/Acrylnitril/Butadien/Styrol
(z.B. PULSE® 2000
EZ von The Dow Chemical Company). Der zweite Abschnitt ist aus einem
olefinischen Material, vorzugsweise einem Olefin hoher Dichte wie
zum Beispiel Polyethylen hoher Dichte (HDPE) entweder spritzgegossen, blasgeformt
oder warmgeformt.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform
wird die Bereitstellung eines Laminats oder einer Mischung von mindestens
zwei verschiedenen Kunststoffmaterialien in Betracht gezogen, um
mindestens einen der Abschnitte zu bilden. Dies kann auf eine Anzahl
verschiedener Arten erfolgen. Zum Beispiel wird bei einer Ausführungsform
das Koextrudieren von zwei oder mehr verschiedenen Materialien vorgesehen, und
dann folgt ein weiterer Verarbeitungsschritt wie zum Beispiel das
Warmformen.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform
wird ein zur Bildung einer der Komponenten oder Baugruppen der vorliegenden
Erfindung geeigneter Vorformling zum Blasformen bereitgestellt.
Der Vorformling besteht aus einem ersten Material, das in einem zweiten
Material mindestens teilweise gekapselt ist. Nach dem Blasformen
werden angrenzende Schichten aus jedem der Materialien gebildet.
Ein solcher Vorformling kann unter Verwendung jedes geeigneten im
Stand der Technik offenbarten Verfahrens gebildet werden. Ein möglicher
Ansatz für
ein solches Verfahren ist in dem US-Patent Nr. 5,968,431 (erteilt am
19.10.99 für
Ang et al.) offenbart.
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Ein
Vorformling wird vorzugsweise aus einer oder mehreren inneren und äußeren Schichten
aus unterschiedlichen Kunststoffen, z.B. wiederverwertbaren Kunststoffen
aus derselben Familie, extrudiert. Beim Blasformen werden sich die
Schichten der Kunststoffe an ihren jeweiligen Grenzflächen verbinden.
Ein Trägersubstrat
kann aus der bzw. den inneren Schichten) gebildet werden, wobei
sich auf der äußersten
Schicht eine geeignete Schaufläche
befindet. Die äußerste Schicht
kann zum Beispiel aus einem relativ weichen oder biegsamen Material
mit einer relativ steifen darunterliegenden Schicht bestehen. Die
Eigenschaften der äußeren und
der inneren Schicht können
im Hinblick auf einen weiten Bereich an Eigenschaften einschließlich unter
anderem Festigkeit, Steifigkeit, Griffigkeit beim Anfassen, Porosität (z.B.
eine oder beide lassen sich zu unterschiedlichen Dichten aufschäumen), Schmelzpunkt,
spezifischer Widerstand, Leitfähigkeit
oder Sonstiges gleich oder verschieden sein.
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Die
Technologie der vorliegenden Erfindung wurde zwar in Verbindung
mit bestimmten Fertigungsverfahren veranschaulicht, soll aber nicht
auf solche Verfahren beschränkt
sein. Gleiche Ergebnisse lassen sich unter Verwendung der Lehre
der vorliegenden Erfindung in Kombination mit anderen Fertigungsverfahren
wie zum Beispiel unter anderem Spritzgießen, Kernausschmelzverfahren,
Rotoformverfahren, Formpressen (mit oder ohne dekorative oder strukturelle
Einsätze),
Warmformen oder dergleichen erzielen.
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Wie
aus den obigen Ausführungen
klar wird, dürften
bevorzugte Sitzsysteme, die gemäß den hierin
dargelegten Kriterien optimiert sind und bei denen die genannten
Materialien verwendet werden, durchwegs den Prüfnormen der US-Regierung und
der europäischen
Regierungen für
Kraftfahrzeuge (z.B. gemäß FMVSS
207, FMVSS 210, FMVSS 225 (49 CFR 571.207, .210, .225) oder ECE
17; wobei alle diese Normen durch Bezugnahme ausdrücklich hierin
mit einbezogen sind) sowie den Anforderungen der Kraftfahrzeug-Erstausrüster und
ihrer Lieferanten genügen.
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Bei
einer Ausführungsform
(1) kann das Sitzsystem ohne Bruch mindestens etwa 11000 Newton in
der Richtung standhalten, in die der Sitz in einer zur Längsmittellinie
des Fahrzeugs parallelen Ebene weist; (2) zeigt das Sitzsystem bei
rascher Beschleunigung auf mindestens etwa 20 g im wesentlichen keine
Fragmentierung der Sitzlehne unter einer hinter der Sitzlehne angeordneten
Masse von 30 kg; oder (3) es trifft sowohl (1) als auch (2) zu.
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Mehr
bevorzugt (1) kann das Sitzsystem mindestens etwa 13000 Newton in
der Richtung standhalten, in die der Sitz in einer zur Längsmittellinie
des Fahrzeugs parallelen Ebene weist; (2) zeigt das Sitzsystem bei
rascher Beschleunigung auf etwa 20 bis etwa 30 g im wesentlichen
keine Fragmentierung der Sitzlehne unter einer hinter der Sitzlehne
angeordneten Masse von mindestens 36 kg; oder (3) es trifft sowohl
(1) als auch (2) zu.
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Wenngleich
dies keine Einschränkung
darstellen soll, können
bei einer Ausführungsform
die Sitze, die Verankerungen, die Befestigungsmittel und Befestigungsschrauben
für die
Systeme der vorliegenden Erfindung ohne vollständigen Bruch einer Kraft von
mindestens 3000 lbs. und mehr bevorzugt einer Kraft von 5000 lbs.
standhalten. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform
kann das System einer Kraft von mindestens etwa 13.000 N bis etwa
22.000 N im allgemeinen in der Richtung standhalten, in die der
Sitz in einer zur Längsmittellinie
des Fahrzeugs (zu einem Beckenkörperblock)
parallelen Ebene unter einem anfänglichen
Anpreßwinkel
von nicht weniger als etwa 5 Grad oder mehr als etwa 15 Grad über der
Horizontalen weist. Noch mehr bevorzugt hält das System einer solchen
Kraft sogar dann stand, wenn diese Kraft mit einer Anfangsgeschwindigkeit
von nicht mehr als etwa 133.000 Newton pro Sekunde bis etwa 222.000
Newton pro Sekunde aufgebracht wird, wodurch die Kraft in nicht
mehr als etwa 30 Sekunden erreicht wird und etwa 10 Sekunden aufrechterhalten
wird.
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Bei
noch einer weiteren Ausführungsform kann
jede Sitzbaugruppe
- (a) in jeder Stellung, in
die der Sitz eingestellt werden kann, einer in Längsrichtung nach vorn oder nach
hinten aufgebrachten Kraft (Newton) der 20fachen Masse des Sitzes
in Kilogramm, multipliziert mit 9,8, standhalten; oder
- (b) in ihrer hintersten Stellung einer Kraft standhalten, die
ein Moment von 373 Nm um den Sitzbezugspunkt für jede angegebene Sitzstellung
erzeugt, die der Sitz ermöglicht
(angewandt auf einen oberen Querträger der Sitzlehne bzw. auf
die obere Sitzlehne in Längsrichtung
nach hinten bei nach vorn weisenden Sitzen).
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Bei
noch einer weiteren höchst
bevorzugten Ausführungsform
wird die Sitzlehne der vorliegenden Erfindung in eine Sitzbaugruppe
eingebaut, und zwei Massen von 18 kg (z.B. Würfel mit einer Kantenlänge von
etwa 300 mm) werden etwa 200 mm von der Sitzlehne entfernt angeordnet.
Bei rascher Beschleunigung auf mindestens etwa 20 bis etwa 30 g
hält die Sitzlehne
die hinter der Sitzlehne angeordnete Ladung ohne sichtbare Fragmentierung
der Sitzlehne oder Bildung von scharfen Kanten oder Ecken fest.
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Vorteilhafterweise
sind die gemäß der vorliegenden
Erfindung hergestellten Sitzlehnen bei einer weiteren bevorzugten
Ausführungsform
in der Lage, nach etwa 4-stündiger Durchwärmung bei
etwa 82°C unter
einer Last von etwa 244 kg/m_ und einer kurzzeitigen Last von etwa
615 kg/m_ eine Durchbiegung von weniger als 6 mm zu zeigen.
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Die
Steifigkeit, Schlagfestigkeit und Rißbildungsresistenz dieser Sitzlehne
wird auch größer sein
als bei auf herkömmliche
Weise gefertigten gegenwärtigen
blasgeformten Sitzlehnen aus Polyethylen, gefüllten Sitzlehnen aus Polyethylen,
Sitzlehnen aus Polypropylen oder gefüllten Sitzlehnen aus Polypropylen.
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Obiges
dürfte
für den
Fachmann verständlich
sein, wie auch die Anwendung der hierin dargelegten neuen Konzepte
zur Verwendung bei einer blasgeformten Sitzlehne. Wie angegeben,
sind Beispiele verschiedener blasgeformter Strukturen in der gleichzeitig
anhängigen
US-Patentanmeldung Nr. 09/766,792 (eingereicht am 22. Januar 2001)
beschrieben. Zur Veranschaulichung ist ein Schnitt durch eine blasgeformte
Sitzlehne 238 mit verschiedenen Verstärkungsstrukturen in 23 dargestellt. Eine
solche Konfiguration umfaßt
eine Heftnaht 240 mit mehreren Wänden 242 (fakultativ
in Kontakt mit der Wand 244 dargestellt), die voneinander
beabstandet sind, um effektiv eine Holmstruktur zu bilden. Eine
weitere beispielhafte Konfiguration umfaßt eine Heftnaht 246 mit
mehreren angrenzenden Wänden 248,
die miteinander in Kontakt stehen; noch eine weitere beispielhafte
Konfiguration umfaßt
eine Rippe 250 mit einer einzigen Wand, die zum Beispiel
unter Verwendung eines oder mehrerer beweglicher Einsätze in dem
Werkzeug während
der Formgebung gebildet werden kann. Noch eine weitere Konfiguration
kann eine verbreiterte Rippe 252 (d.h. mit einem verbreiterten
Abschnitt auf einer oder mehreren ihrer Seiten) oder eine andere ähnliche
Konfiguration umfassen. Eine weitere Konfiguration umfaßt einen Wandabschnitt,
der eine andere Wandstärke
hat als ein angrenzender Wandabschnitt.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform
ist es möglich,
die für
die Sitzlehnen verwendeten Materialien über die Breite der Sitzbaugruppe
in einem Fahrzeug zu verändern.
Zum Beispiel kann bei einer geteilten Sitzanordnung (z.B. 60/40)
eine Sitzlehne aus einem Material und die andere aus einem anderen Material
bestehen. Zum Beispiel besteht eine Sitzlehne aus PC/ABS und die
andere aus HDPE.