Armlehnenrahmens

Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen Armlehnenrahmen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 . Die Erfindung betrifft weiterhin eine einen solchen Armlehnenrahmen umfassende Armlehne.

Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines

Armlehnenrahmens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 8.

Aus dem Stand der Technik sind allgemein Armlehnen für Fahrzeuge bekannt, welche einen aus mehreren Bauteilen gebildeten und mit einem Bezug versehenen Armlehnenrahmen umfassen. Weiterhin sind Verfahren zur Herstellung von Armlehnen und Armlehnenrahmen bekannt.

Die KR10-1049454 B1 beschreibt einen Armlehnenrahmen mit mehreren Rahmenbauteilen, welche gemeinsam in einem Spritzgussverfahren erzeugt und aus einem verstärkten Gießharz-Verbundwerkstoff gebildet werden. Weiterhin wird ein Verfahren zur Herstellung des Armlehnenrahmens und eine Armlehne, umfassend einen solchen Armlehnenrahmen beschrieben. Die Armlehne umfasst weiterhin eine aus Metall gebildete Gelenkanordnung, mittels welcher die Armlehne klappbar an einer Sitzlehne eines

Fahrzeugsitzes anordbar ist. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen gegenüber dem Stand der Technik verbesserten Armlehnenrahmen, eine einen solchen Armlehnenrahnnen umfassende Armlehne und ein verbessertes Verfahren zur Herstellung eines Armlehnenrahmens anzugeben.

Hinsichtlich des Armlehnenrahmens wird die Aufgabe durch die im

Anspruch 1 angegebenen Merkmale, hinsichtlich der Armlehne durch die im Anspruch 7 angegebenen Merkmale und hinsichtlich des Verfahrens durch die im Anspruch 8 angegebenen Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der

Unteransprüche.

Der Armlehnenrahmen, insbesondere für eine Armlehne eines Fahrzeugs, umfasst zumindest ein Rahmenbauteil. Erfindungsgemäß ist das zumindest eine Rahmenbauteil aus einem Organoblech gebildet.

Unter Organoblechen werden vorliegend endlosfaserverstärkte

Thermoplastplatten verstanden. Das heißt, Organobleche sind so genannte Faser-Matrix-Halbzeuge, welche ein in eine thermoplastische

Kunststoffmatrix eingebettetes Fasergewebe oder Fasergelege umfassen.

Die Vorteile der thermoplastischen Matrix liegen in der Warmumformfähigkeit der Halbzeuge und daraus resultierenden kürzeren Prozesszeiten im

Vergleich zu konventionellen duroplastischen Faserverbundwerkstoffen und metallischen Werkstoffen. Daraus resultieren besonders kurze

Prozesszeiten. Auch sind durch Auswahl der Fasergewebe oder Fasergelege die mechanischen Eigenschaften, wie beispielsweise Steifigkeit, Festigkeit und Wärmeausdehnung des Organoblechs und somit des Rahmenbauteils einfacher und genauer einstellbar, als bei metallischen Bauteilen. Somit kann gegenüber aus dem Stand der Technik bekannten und aus metallischen Rahmenbauteilen gebildeten Armlehnenrahmen bei gleicher oder verbesserter mechanischer Stabilität eine signifikante Verringerung des Gewichts des Armlehnenrahmens erzielt werden.

Gemäß einer möglichen Weiterbildung des Armlehnenrahmens ist an dem als Organoblech ausgebildeten Rahmenbauteil eine Rippenstruktur ausgebildet, welche beispielsweise in einem Spritzwerkzeug angeformt wird, so dass zwischen dem Organoblech und der Rippenstruktur eine

stoffschlüssige Verbindung ausgebildet ist, wodurch ein einstückiges Bauteil gebildet ist. Da das Organoblech eine thermoplastische Matrix besitzt, kann es aufgeschmolzen und mit dem gleichen Thermoplast umspritzt werden. Hierbei wird zwischen zwei Verfahren unterschieden. Beim ersten Verfahren werden vorgeformte Organobleche in ein Spritzwerkzeug eingelegt und mit dem Thermoplast umspritzt. Beim zweiten Verfahren erfolgt die Umformung des Organoblechs direkt im Spritzwerkzeug. Die Rippenstruktur ermöglicht bei hoher Festigkeit und Steifigkeit des Rahmenbauteils ein geringeres Bauteilgewicht im Vergleich zu herkömmlichen, insbesondere aus Metall gebildeten Rahmenbauteilen.

In einer möglichen Ausgestaltung des Armlehnenrahmens ist an dem

Rahmenbauteil zumindest ein Achskörper zur Bildung einer Schwenkachse angeordnet. Somit ist eine den Armlehnenrahmen umfassende Armlehne um zumindest eine Schwenkachse schwenkbar.

Die erfindungsgemäße Armlehne, insbesondere für ein Fahrzeug, umfasst einen erfindungsgemäßen Armlehnenrahmen oder Weiterbildungen desselben. Somit zeichnet sich die Armlehne gegenüber aus dem Stand der Technik bekannten Armlehnen bei gleicher oder verbesserter mechanischer Stabilität durch ein signifikant verringertes Gewicht aus. Gleichzeitig ist die Armlehne aufgrund der kurzen Prozesszeiten sehr kostengünstig herstellbar. In dem Verfahren zur Herstellung eines Armlehnenrahmens, insbesondere für eine Armlehne eines Fahrzeugs, wird zumindest ein Rahmenbauteil des Armlehnenrahmens aus einem Organoblech gebildet. Aufgrund der Bildung des Rahmenbauteils aus dem Organoblech zeichnet sich das Verfahren durch besonders kurze Prozesszeiten aus. Dabei können durch Auswahl der Fasergewebe oder Fasergelege die mechanischen Eigenschaften des Organoblechs und somit des Rahmenbauteils einfacher und sehr genau eingestellt werden. Gemäß einer möglichen Weiterbildung des Verfahrens wird zumindest ein Rahmenbauteil des Armlehnenrahmens in einem so genannten "One-Shot- Verfahren" hergestellt. Hierbei wird das Bauteil erwärmt und in einem

Spritzgusswerkzeug vorgeformt und mit einem Thermoplast umspritzt. Somit kann in einfacher Weise zwischen dem Organoblech und dem Thermoplast eine stoffschlüssige Verbindung ausgebildet werden, wodurch ein

einstückiges homogenes Bauteil mit hoher mechanischer Stabilität ohne Fügestellen gebildet wird.

In einer möglichen Ausgestaltung wird in dem One-Shot-Verfahren mit dem Thermoplast eine Rippenstruktur ausgebildet, so dass zwischen dem

Organoblech und der Rippenstruktur eine stoffschlüssige Verbindung ausgebildet wird. Mittels der Rippenstruktur wird eine Stabilität des

Rahmenbauteils bei geringerem Gewicht erhöht. Somit kann ohne Einbußen hinsichtlich der Festigkeit und Steifigkeit des Rahmenbauteils das

Bauteilgewicht im Vergleich zu herkömmlichen, insbesondere aus Metall gebildeten Rahmenbauteilen signifikant reduziert werden. Des Weiteren zeichnet sich das Verfahren durch eine besonders geringe Anzahl von Prozessschritten bei der Herstellung aus, so dass die Produktivität erhöht und die Stückkosten gesenkt werden. In einer weiteren möglichen Ausgestaltung wird während der Umformung des Organoblechs zumindest eine Anschlussgeometrie, beispielsweise eine Aufnahme für einen Achskörper zur Bildung zumindest einer Schwenkachse und/oder zumindest eine Befestigungsgeometrie, aus- und/oder angeformt. Diese Erzeugung der Anschlussgeometrie während der Umformung ermöglicht eine weitere Reduktion der Prozessschritte bei der Herstellung des Armlehnenrahmens.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.

Dabei zeigen:

Figur 1 schematisch eine perspektivische Ansicht eines oberen Teils

eines Armlehnenrahmens nach dem Stand der Technik,

Figur 2 schematisch eine perspektivische Ansicht eines unteren Teils für einen Armlehnenrahmen nach dem Stand der Technik, Figur 3 schematisch eine perspektivische Ansicht aus dem oberen Teil und dem unteren Teil gemäß den Figuren 1 und 2 gebildeten Armlehnenrahmens nach dem Stand der Technik,

Figur 4 schematisch eine perspektivische Ansicht eines

Armlehnenrahmens nach dem Stand der Technik,

Figur 5 schematisch eine Explosionsdarstellung des Armlehnenrahmens gemäß Figur 4, Figur 6 schematisch einen Querschnitt des Armlehnenrahmens gemäß

Figur 4, Figur 7 schematisch eine Draufsicht des Armlehnenrahmens gemäß Figur 4, Figur 8 schematisch eine erste perspektivische Ansicht eines

Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen

Armlehnenrahmens,

Figur 9 schematisch eine zweite perspektivische Ansicht des

Armlehnenrahmens gemäß Figur 8,

Figur 10 schematisch eine Explosionsdarstellung des Armlehnenrahmens gemäß Figur 8, und Figur 1 1 schematisch eine Schnittdarstellung des Armlehnenrahmens gemäß Figur 8.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen

Bezugszeichen versehen.

Die Figuren 1 bis 7 zeigen in einer perspektivischen Ansicht einen oberen Teil (Figur 1 ) und einen unteren Teil (Figur 2) eines Armlehnenrahmens 1 ' (Figur 3) sowie den Armlehnenrahmen V für eine Armlehne nach dem Stand der Technik. Die Armlehne ist dabei für eine Verwendung innerhalb eines Fahrzeugs vorgesehen. Dabei ist die Armlehne klappbar ausgebildet. Zur Realisierung dieses Klappmechanismus sind zwei Achskörper 2', 3' fahrzeugfest anordbar, wobei die Armlehne in ihrer Gesamtheit um eine durch die Achskörper 2', 3' vorgegebene erste Schwenkachse schwenkbar ist. Zur Realisierung dieses Klappmechanismus sind die zwei

Achskörper 2', 3' mittels jeweils eines Befestigungselements 4', 5' fahrzeugfest anordbar. Der untere Teil des Armlehnenrahnnens 1 ' ist aus einem ersten

Rahmenbauteil 7' sowie einem mit diesem verbundenen zweiten

Rahmenbauteil 8' und dritten Rahmenbauteil 9' gebildet, wobei das zweite und dritte Rahmenbauteil 8', 9' jeweils als gekröpftes Profilelement ausgebildet und fest mit dem ersten Rahmenbauteil 7' verbunden sind.

Zusätzlich ist ist ein weiterer Achskörper 10' vorgesehen, welcher als Anschlagelement zur Begrenzung eines Schwenkweges und somit eines Schwenkwinkels der Armlehne um die Achskörper 2', 3' ausgebildet ist. Die Rahmenbauteile 7', 8', 9' und die Achskörper 2', 3', 10' sind dabei aus Metall gebildet, insbesondere miteinander verschweißt und bilden eine tragende Struktur für die Armlehne. Der weitere Achskörper 10' ist dabei an dem oberen Teil des

Armlehnenrahmens 1 ' angeordnet, wobei der obere Teil des

Armlehnenrahmens 1 ' aus einem vierten Rahmenbauteil 1 1 ' gebildet ist. Das vierte Rahmenbauteil 1 1 ' ist beispielsweise als Kunststoff-Spritzgussteil ausgebildet und bildet ein Staufach der Armlehne. Weiterhin ist das vierte Rahmenbauteil 1 1 ' zur Befestigung weiterer, nicht näher dargestellter Bauteile der Armlehne, beispielsweise eines Staufachdeckels, eines

Schaumteils, eines Bezugs, eines Dosen- und/oder Flaschenhalters, eines Ablagefaches und/oder weiterer Bauteile, ausgebildet. In den Figuren 8 bis 1 1 ist in verschiedenen Ansichten ein mögliches

Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Armlehnenrahmens 1 für eine Armlehne dargestellt. Die Armlehne ist dabei für eine Verwendung innerhalb eines Fahrzeugs zwischen zwei Vordersitzen oder zwei Rücksitzen vorgesehen. Insbesondere ist die Armlehne klappbar ausgebildet. Zur Realisierung dieses Klappmechanismus sind zwei Achskörper 2, 3 fahrzeugfest anordbar, wobei die Armlehne in ihrer Gesamtheit um eine durch die Achskörper 2, 3 vorgegebene erste Schwenkachse schwenkbar ist. Ein weiterer Achskörper 10 ist als Anschlagelement zur Begrenzung eines Schwenkweges und somit eines Schwenkwinkels der Armlehne um die Achskörper 2', 3' ausgebildet.

Im Unterschied zu dem in den Figuren 1 bis 7 dargestellten

Armlehnenrahmen V nach dem Stand der Technik umfasst der

Armlehnenrahmen 1 Rahmenbauteile 8, 9, 1 1 , welche aus einem so genannten Organoblech gebildet sind.

Das Organoblech ist ein herkömmliches Organoblech. Ein Organoblech ist ein flächiges Halbzeug aus einem thermoplastischen Kunststoff, in welchen ein Gewebe aus Glas-, Carbon- und/oder Aramidfasern oder einer Mischform aus diesen derart eingebracht ist, dass die Fasern vollständig mit

thermoplastischem Kunststoff benetzt und umhüllt sind. Organobleche sind somit endlosfaserverstärkte Thermoplastplatten. Organobleche können durch Erwärmung und anschließendes Pressen in kurzen Zykluszeiten zu dreidimensionalen Bauteilen umgeformt werden. Dabei können in besonders einfacher Weise bei der Umformung

verschiedene Anschlussgeometrien, wie beispielsweise Aufnahmen 9.1 für die Achskörper 2, 3 und nicht näher dargestellte weitere

Befestigungsgeometrien aus- oder angeformt werden. Somit wird gegenüber dem in den Figuren 1 bis 7 dargestellten

Armlehnenrahmen V nach dem Stand der Technik eine signifikante

Vereinfachung der Konstruktion des Armlehnenrahmens 1 erzielt, wobei Funktionen der Rahmenbauteile 7 bis 9, 1 1 in ein gemeinsames Bauteil integriert sind. Hierbei wird ohne Einbußen bei einer mechanischen Stabilität eine hohe Gewichtsersparnis erreicht. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Rahmenbauteile 8, 9, 1 1 aus einem Organoblech gebildet, welches beispielsweise ein Dicke von 1 ,5 mm aufweist. Insbesondere sind die Rahmenbauteile 8, 9, 1 1 aus einem einstückigen Organoblech gebildet, so dass ein homogenes Bauteil ohne Fügestellen mit besonders hoher mechanischer Stabilität gebildet werden kann.

Weiterhin sind an den aus dem Organoblech gebildeten

Rahmenbauteilen 8, 9, 1 1 an einer Unterseite und an äußeren

Seitenbereichen Rippenstrukturen RS1 bis RS4 ausgebildet, wobei zwischen Organoblech und Rippenstruktur RS1 bis RS4 eine stoffschlüssige

Verbindung ausgebildet wird, so dass ein einstückiges Rahmenbauteil 1 1 gebildet ist. Dabei können mittels der Rippenstrukturen RS1 bis RS4 partielle

Versteifungen durch Hinterspritzung des Organoblechs erreicht werden. Sind bestimmte Lastpfade oder Krafteinleitungspunkte hohen Kräften ausgesetzt, so können diese durch zusätzliche Hinterspritzung, beispielsweise eine Wandaufdickung und/oder eine Verrippung, verstärkt werden. In dieser Hinterspritzung wird vorzugsweise auch das Rahmenbauteil 7 erzeugt, welches als Quersteg zur mechanischen Stabilisierung der

Rahmenbauteile 8, 9 vorgesehen ist und diese in einem vorderen, von den Achskörpern 2, 3 abgewandten Bereich verbindet. Weiterhin kann eine Wandstärke gegenüber herkömmlichen

Rahmenbauteilen bei gleicher Belastbarkeit verringert werden. Somit sind derart hergestellte Rahmenbauteile 7 bis 9 und 1 1 vorteilhafterweise gewichtsreduziert und besonders biegesteif. Hierbei kann eine signifikante Gewichtseinsparung von beispielsweise bis zu 30 Prozent gegenüber herkömmlichen Rahmenbauteilen 7 bis 9 und 1 1 für Armlehnen erreicht werden. Zur weiteren Erhöhung der Festigkeit und Verwindungssteifigkeit sind innerhalb der Rippenstrukturen RS1 bis RS4 die einzelnen Rippen

überkreuzt angeordnet. Dabei ist eine Anordnung bzw. ein Muster der Rippenstrukturen RS1 bis RS4, eine Höhe der

Rippenstrukturen RS1 bis RS4, eine Dicke der Rippen, sowie Positionen derselben belastungsgerecht, d. h. an eine spätere mechanische Belastung des Armlehnenrahmens 1 angepasst, ausgebildet. Dabei können die

Rippenstrukturen RS1 bis RS4 jeweils unterschiedliche Höhen, Dicken und Muster aufweisen, wobei sowohl die Höhe als auch die Dicke der Rippen der Rippenstrukturen RS1 bis RS4 allmählich größer oder kleiner werden können. Somit ist es insbesondere bei variabler Höhe möglich, Freiräume mit unterschiedlicher Höhe zwischen den Rahmenelementen 7 bis 8, 1 1 auszugleichen. Derartige unterschiedliche Höhen der Freiräume resultieren beispielsweise aus unterschiedlichen Höhen und Anordnungen der

Rahmenelemente 7 bis 8, 1 1 .

Beispielsweise weisen die Rippen der Rippenstrukturen RS1 bis RS4 eine Dicke von 2 mm auf.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Rückseite des

Rahmenbauteils 1 1 , ausgenommen der das Staufach bildende Bereich, vollständig mit den Rippenstrukturen RS3, RS4 versehen, wobei die

Rippenstrukturen RS3, RS4 zur Stabilisierung auch zwischen dem das Staufach bildenden Bereich des Rahmenbauteils 1 1 und den

Rahmenbauteilen 8, 9 ausgebildet sind. Die Rippenstrukturen RS1 , RS2 sind jeweils an einer Außenseite der Rahmenbauteile 8, 9 ausgebildet.

Insbesondere sind die Rippenstrukturen RS1 bis RS4 aus einem

thermoplastischen Kunststoff gebildet, welcher mit dem Material des

Organoblechs eine stoffschlüssige Verbindung ausbildet. Insbesondere erfolgt die Herstellung der Rahmenbauteile 7 bis 8 und 1 1 in einem so genannten "One-Shot-Verfahren". Hierbei wird eine Umformung des Organoblechs und die Erzeugung der Rippenstrukturen RS1 bis RS4 mittels des Spritzgussverfahrens in einem Spritzgusswerkzeug durchgeführt, indem die thermoplastische Matrix des Organoblechs in dem Spritzwerkzeug aufgeschmolzen und beispielsweise mit dem gleichem Thermoplast umspritzt wird. Auf diese Weise werden die Rippenstrukturen RS1 bis RS4, welche beispielsweise aus dem gleichen thermoplastischen Kunststoff wie das Organoblech bestehen, auf das Organoblech aufgebracht, so dass aus Organoblech und den Rippenstrukturen RS1 bis RS4 ein integriertes und somit einstückiges Bauteil gebildet wird, welche die Rahmenbauteile 7 bis 9 und 1 1 umfasst. Auch werden durch die Durchführung des so genannten "One-Shot-Verfahrens" eine Werkzeuganzahl und eine Anzahl an

Verarbeitungsschritten signifikant reduziert.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Achskörper 2, 3 mit einem Durchmesser von 10 mm aus Vollmaterial gebildet und der Achskörper 10 als Rohr mit einem Außendurchmesser von 10 mm und einer Wandstärke von 1 ,5 mm. Dabei sind die Achskörper 2, 3 und 10 beispielsweise aus Metall gebildet.

Bezugszeichenliste

1 Arnnlehnenrahnnen

r Arnnlehnenrahnnen (Stand der Technik)

2 Achskörper

2' Achskörper (Stand der Technik)

3 Achskörper

3' Achskörper (Stand der Technik)

4' Befestigungselement

5' Befestigungselement

7 Rahmenbauteil

7' Rahmenbauteil (Stand der Technik)

8 Rahmenbauteil

8.1 Aufnahme

8' Rahmenbauteil (Stand der Technik)

9 Rahmenbauteil

9' Rahmenbauteil (Stand der Technik)

10 Achskörper

10' Achskörper (Stand der Technik)

1 1 Rahmenbauteil

1 1 ' Rahmenbauteil (Stand der Technik)

RS1 Rippenstruktur

RS2 Rippenstruktur

RS3 Rippenstruktur

RS4 Rippenstruktur