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Title:
STRUCTURAL ELEMENT FOR A MOTOR VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2011/032691
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a structural element (100) of a motor vehicle, in particular of a motor vehicle seat, wherein the structural element (100) comprises a first component (101) and a second component (102). In an overlap region (103), the first component (101) and the second component (102) have a form-closed connection, or a form-closed and force-closed connection, wherein the connection in the overlap region (103) can be produced by an electromagnetic pulse shaping method, wherein the first component comprises at least one form-closed moulding (600), wherein the second component can be moulded into the at least one form-closed moulding (600).

Inventors:
GROSS BERND (DE)
HUEBSCH CHRISTIAN (DE)
HESTERBERG JOSHUA (DE)
ANGERMANN DIRK (DE)
ECKENROTH DIRK (DE)
FUNK STEFAN (DE)
DANNHEISIG ANDREAS (DE)
WERNER HANS-GEORG (DE)
PELLENZ WOLFGANG (DE)
NDAGIJIMANA ROBIN (DE)
WAYAL VIKAS (DE)
KOPARDE PRAVEEN (DE)
OREN YANIV (DE)
ZYNDA MARTIN (DE)
NUYAN VEDAT (DE)
Application Number:
PCT/EP2010/005667
Publication Date:
March 24, 2011
Filing Date:
September 15, 2010
Export Citation:
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Assignee:
JOHNSON CONTROLS GMBH (DE)
GROSS BERND (DE)
HUEBSCH CHRISTIAN (DE)
HESTERBERG JOSHUA (DE)
ANGERMANN DIRK (DE)
ECKENROTH DIRK (DE)
FUNK STEFAN (DE)
DANNHEISIG ANDREAS (DE)
WERNER HANS-GEORG (DE)
PELLENZ WOLFGANG (DE)
NDAGIJIMANA ROBIN (DE)
WAYAL VIKAS (DE)
KOPARDE PRAVEEN (DE)
OREN YANIV (DE)
ZYNDA MARTIN (DE)
NUYAN VEDAT (DE)
International Classes:
B21D26/14; B60N2/68; B23K20/06; B60N2/90
Domestic Patent References:
WO1998003797A11998-01-29
WO2004058429A12004-07-15
WO2009056294A12009-05-07
Foreign References:
US6389697B12002-05-21
US6484384B12002-11-26
DE202004020792U12006-02-02
US6908024B22005-06-21
US20060145474A12006-07-06
SU1139004A11986-06-23
Attorney, Agent or Firm:
SCHWÖBEL, Thilo et al. (DE)
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Claims:
Ansprüche

1. Strukturelement (100) eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines

Kraftfahrzeugsitzes, wobei das Strukturelement (100) ein erstes Bauteil (101 ) und ein zweites Bauteil (102) aufweist, wobei das erste Bauteil (101 ) und das zweite Bauteil (102) in einem Überlappungsbereich (103) eine formschlüssige oder form- und kraftschlüssige Verbindung aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung im Überlappungsbereich (600) mit einem

elektromagnetischen Pulsformverfahren herstellbar ist, wobei das erste Bauteil (101 ) im Überlappungsbereich (103) mindestens eine Formschlussausformung (600) aufweist, wobei das zweite Bauteil (102) in diese mindestens eine

Formschlussausformung (600) einformbar ist.

2. Strukturelement (100) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Bauteil (102) ein elektrisch leitfähiges Material, bevorzugt ein Stahlmaterial, ein Aluminiummaterial oder ein Magnesiummaterial oder ein Material aus stoffschlüssigen Verbindungen unterschiedlicher Werkstoffe, aufweist.

3. Strukturelement (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Formschlussausformung (600) des ersten Bauteils (101 ) im Überlappungsbereich (103) als Sicke ausgebildet ist, wobei bevorzugt die Sicke eine in Sickenlängsrichtung variierende Sickentiefe aufweist.

4. Strukturelement (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Formschlussausformung (600) des ersten Bauteils (101 ) im Überlappungsbereich (103) als Sicke ausgebildet ist, wobei die Sicke parallel oder senkrecht zu einer Haupterstreckungsnchtung des ersten Bauteils (101 ) angeordnet ist.

5. Strukturelement (100) nach einem Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Formschlussausformung (600) des ersten Bauteils (101 ) im Überlappungsbereich (103) als Sicke ausgebildet ist, wobei die Sicke in einem Winkel zwischen 30° und 60°, bevorzugt zwischen 40° und 50°, weiter bevorzugt zwischen 44° und 46°, bezüglich einer Haupterstreckungsnchtung des ersten Bauteils ( 101 ) angeordnet ist.

6. Strukturelement (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Bauteil (101 ) zumindest im

Überlappungsbereich (103) einen geschlossenen Querschnitt, bevorzugt einen kreisförmigen Querschnitt, einen polygonartigen bevorzugt einen

sechskantigen oder achtkantigen Querschnitt, aufweist.

7. Strukturelement (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Bauteil (101 ) im Überlappungsbereich (103) die Formschlussausformung (600) und mindestens eine weitere

Formschlussausformung (700) aufweist, wobei die Formschlussausformung (600) und die weitere Formschlussausformung (700) als Sicken mit jeweils einer Sickenlängsrichtung ausgebildet sind, wobei die Sickenlängsrichtungen parallel zueinander angeordnet sind.

8. Strukturelement (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Bauteil (101 ) im Überlappungsbereich (103) mindestens zwei oder mindestens drei Formschlussausformungen (600, 700) aufweist, wobei die Formschlussausformung (600, 700) in einem gleichmäßigen Umfangswinkelabstand voneinander angeordnet sind.

9. Strukturelement (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Bauteil (102) mittels eines elektrisch leitenden Treibelements in die Formschlussausformung einformbar ist.

10. Bauteil zur Verwendung als ein erstes Bauteil (101 ) eines Strukturelements (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Bauteil in einem Überlappungsbereich (103) mindestens eine Formschlussausformung (600) aufweist.

1 1. Verfahren zur Herstellung eines Strukturelements (100) nach einem der

Ansprüche 1 bis 7, wobei in einem ersten Schritt das zweite Bauteil (102) im Überlappungsbereich (103) zwischen dem ersten Bauteil (101 ) und einer Spule (800) angeordnet wird, wobei in einem zweiten Schritt im Überlappungsbereich (103) mittels der Spule (800) ein elektromagnetisches Feld erzeugt wird und wobei in einem dritten Schritt im Überlappungsbereich (103) das zweite Bauteil (102) in eine Formschlussausformung (600) des ersten Bauteils eingeformt wird.

12. Vorrichtung zur Herstellung eines Strukturelements (100) nach einem der

Ansprüche 1 bis 8, umfassend eine Spule (800) zur Erzeugung eines elektromagentischen Feldes in einem Überlappungsbereich (103), ein erstes Bauteil (101 ) mit mindestens einer Formschlussausformung (600) im

Überlappungsbereich (103) und ein zweites Bauteil (102) zur Einformung in die Formschlussausformung (600) des ersten Bauteils (101 ), wobei das zweite Bauteil (102) im Überlappungsbereich (103) zwischen dem ersten Bauteil (101 ) und der Spule (800) angeordnet ist.

13. Hybridstrukturelement (1 , 2, 3) eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines

Kraftfahrzeugsitzes, wobei das Strukturelement (1 , 2, 3) ein erstes Strukturteil (5, 6, 7, 8, 9) und ein zweites Strukturteil (10) aufweist, wobei das erste

Strukturteil (5, 6, 7, 8, 9) mit dem zweiten Strukturteil (10) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Strukturteil (5, 6, 7, 8, 9) einen

Leichtbauwerkstoff aufweist und das zweite Strukturteil (10) ein Stahlmaterial aufweist.

14. Hybridstrukturelement (1 , 2, 3) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Strukturteil (5, 6, 7, 8, 9) stoffschlüssig, bevorzugt durch Kleben, mit dem zweiten Strukturteil (10) verbunden ist, wobei weiter bevorzugt die Strukturteile mittels eines Sicherungsmittel miteinander gekoppelt sind, wobei besonders bevorzugt das Sicherungsmittel eine Klammer und/oder eine Lasche umfasst.

15. Hybridstrukturelement (1 , 2, 3) nach Anspruch 13 oder Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Strukturteil (10) ein Leichtmetall oder ein faserverstärktes Material aufweist, wobei das faserverstärkte Material bevorzugt mit Kohlenstofffasern und/oder Glasfasern verstärkt ist.

Description:
Strukturelement für ein Kraftfahrzeug

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Strukturelement nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Solche Strukturelemente von Kraftfahrzeugen sind allgemein bekannt. Beispielsweise werden derartige Strukturelemente dadurch hergestellt, dass ein erstes Bauteil und ein zweites Bauteil in einem Überlappungsbereich formschlüssig miteinander verbunden werden, indem die Bauteile im Überlappungsbereich beispielsweise durch Druckfügen miteinander verbunden werden.

Diese Verfahren haben jedoch den Nachteil, dass die Bauteile sehr genau justiert werden müssen, wodurch ein großer Aufwand entsteht. Außerdem erfordern diese Verfahren einen vergleichsweise großen Überlappungsbereich, um beispielsweise eine geforderte Festigkeit der Verbindung zu gewährleisten.

Es war daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Strukturelement für ein Kraftfahrzeug zur Verfügung zu stellen, das die Nachteile des Stands der Technik nicht aufweist.

Offenbarung der Erfindung

Diese Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Strukturelement, das erfindungsgemäße Bauteil, das erfindungsgemäße Verfahren und die erfmdungsgemäße Vorrichtung gelöst.

Das erfindungsgemäße Strukturelement, das erfindungsgemäße Bauteil, das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß den nebengeordneten Ansprüchen haben gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, dass die Bauteile ohne aufwendiges Justieren im Überlappungsbereich miteinander verbunden werden können. Weiterhin ist es vorteilhaft möglich, dass nur ein vergleichsweise kleiner Überlappungsbereich notwendig ist und dennoch eine stabile Verbindung erreicht werden kann. Die Herstellung der Verbindung erfolgt vorteilhaft sehr präzise.

Diese Vorteile werden durch ein erfindungsgemäßes Strukturelement erreicht, wobei das Strukturelement ein erstes Bauteil und ein zweites Bauteil aufweist, wobei das erste Bauteil und das zweite Bauteil in einem Überlappungsbereich eine formschlüssige oder form- und kraftschlüssige Verbindung aufweisen, wobei die Verbindung im Überlappungsbereich mit

BESTÄTIGUNGSKOPIE einem elektromagnetischen Pulsformverfahren herstellbar ist, wobei das erste Bauteil im Überlappungsbereich mindestens eine Formschlussausformung aufweist, wobei das zweite Bauteil in diese mindestens eine Formschlussausformung einformbar ist.

Beim elektromagnetischen Pulsformverfahren wird die Kraftwirkung eines impulsförmigen Magnetfelds zur Beschleunigung und anschließender Verformung eines elektrisch leitfähigen Materials genutzt. Da das Magnetfeld elektrisch isolierende Materialien durchdringt, ist vorteilhaft auch eine Bearbeitung von leitfähigen Materialien möglich, die mit einem nichtleitenden Material beschichtet sind. Die Verformung erfolgt vorteilhaft ohne Rissbildung in den Oberflächen. Erzeugt wird das impulsförmige Magnetfeld durch eine Spule, die von einem Stromimpuls durchflössen wird. Das Magnetfeld induziert Wirbelströme im elektrisch leitfähigen Material und übt eine kurzzeitig sehr hohe Kraft aus, sodass sich das elektrisch leitfähige Material plastisch verformt, sobald die erzeugt Kraft die Fließgrenze des Materials überschreitet. Vorteilhaft ist das Verfahren berührungslos und in vergleichsweise kurzer Zeit durchführbar. Der Verformvorgang erfolgt vorteilhaft in vergleichsweise kurzer Zeit und verläuft sehr präzise, weil durch den sehr schnellen Verformvorgang nur eine minimale Rückfederung erfolgt. Dadurch wird es möglich, unterschiedliche Materialien berührungslos zu fügen und eine feste Verbindung herzustellen. Vorteilhaft entsteht bei diesem Vorgang keine Werkstoffbeeinflussung durch Wärme, sodass kein thermischer Verzug entsteht und kein Nachrichten notwendig ist. Vorteilhaft entsteht keine Wärmeeinflusszone wie bei thermischen Schweißverfahren, sodass kein Festigkeitsverlust im Verbindungsbereich bzw. im Überlappungsbereich besteht. Weiterhin stellt dieses Verfahren eine vergleichsweise große Wiederholgenauigkeit sicher.

Die Bauteile können aus jedem Werkstoff gefertigt sein, wobei das zweite Bauteil bevorzugt aus elektrisch leitendem Material, bevorzugt aus Aluminiummaterial, Magnesiummaterial oder Stahlmaterial, hergestellt ist. oder ein Material aus stoffschlüssigen Verbindungen unterschiedlicher Werkstoffe aufweist. Bevorzugt weisen die Bauteile ein Metallmaterial auf, wobei weiter bevorzugt ein Stahlmaterial oder ein Aluminiummaterial oder ein Magnesiummaterial verwendbar ist. Weiterhin ist es möglich, für das erste Bauteil einen faserverstärkten Kunststoff, bevorzugt einen kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff (CFK) oder einen glasfaserverstärkten Kunststoff (GFK) zu verwenden. So ist es beispielsweise möglich, nur in besonders stark belasteten Bereichen hochfesten Stahl zu verwenden und in Bereichen, die geringeren Belastungen ausgesetzt sind, nur vergleichsweise leichte Materialien zu verwenden. Weiterhin ist es möglich, dass unterschiedliche Materialen miteinander kombiniert werden, beispielsweise das erste Bauteil aus hochfestem Stahl und das zweite Bauteil aus gewichtsparendem Aluminium. Die Bauteile können jedes Querschnittsprofil aufweisen. Bevorzugt ist der Querschnitt zumindest im Überlappungsbereich ein geschlossenes Profil, bevorzugt kreisförmig, polygonförmig bevorzugt sechskantig oder achtkantig ausgebildet. Bevorzugt werden Rohre verwendet oder Profile mit Längskanten. Es sind aber auch Querschnittsprofile wie beispielsweise U-Profile, T-Profile oder Doppel-T-Profile möglich. Bevorzugt werden Flachprofile verwendet.

Die Bauteile können weiterhin eine vergleichsweise geringe Wandstärke aufweisen, wodurch vorteilhaft durch geringe Wandstärken Gewicht eingespart werden kann.

Weiterhin ist es mit dem erfindungsgemäßen Strukturelement vorteilhaft möglich, dass beispielsweise Rohrrahmen zur Verfügung gestellt werden können, die kleine Radien auch aus hochfesten Stählen aufweisen.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist das erste Bauteil mindestens eine Vertiefung und/oder Sicke auf. In diese Vertiefung und/oder Sicke wird das zweite Bauteil mittels elektromagnetischem Pulsformverfahren eingeformt.

Bevorzugt weist das erste Bauteil eine Vielzahl an Vertiefungen und/oder Sicken auf, die in gleichmäßigem Abstand zueinander angeordnet sind.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die mindestens eine Formschlussausformung des ersten Bauteils im Überlappungsbereich als Sicke ausgebildet ist, wobei bevorzugt die Sicke eine in Sickenlängsrichtung variierende Sickentiefe aufweist. Dadurch ist vorteilhaft auf einfache Art und Weise eine besonders feste Verbindung, beispielsweise gegen Zug, Druck, Torsion, Biegung und Kombinationen davon, möglich.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die mindestens eine Formschlussausformung des ersten Bauteils im Überlappungsbereich als Sicke ausgebildet ist, wobei die Sicke parallel oder senkrecht zu einer Haupterstreckungsrichtung des ersten Bauteils angeordnet ist. Alternativ ist die Sicke in einem Winkel zwischen 30° und 60°, bevorzugt zwischen 40° und 50°, weiter bevorzugt zwischen 44° und 46°, bezüglich der Haupterstreckungsrichtung des ersten Bauteils angeordnet. Bevorzugt weist das erste Bauteil im Überlappungsbereich die Formschlussausformung und mindestens eine weitere Formschlussausformung auf, wobei die Formschlussausformung und die weitere Formschlussausformung als Sicken mit jeweils einer Sickenlängsrichtung ausgebildet sind, wobei die Sickenlängsrichtungen parallel zueinander angeordnet sind. Weiter bevorzugt weist das erste Bauteil im Überlappungsbereich mindestens zwei oder mindestens drei Formschlussausformungen auf, wobei die Formschlussausformungen in einem gleichmäßigen Umfangswinkelabstand voneinander angeordnet sind.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das zweite Bauteil mittels eines elektrisch leitenden Treibelements in die Formschlussausformung einformbar. Dadurch ist es vorteilhaft möglich, das zweite Bauteil in die Formschlussausformung des ersten Bauteils einzuformen, auch wenn das zweite Bauteil aus einem nichtleitenden oder nur gering leitendem Material wie z.B. Edelstahl besteht.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Bauteil zur Verwendung als ein erstes Bauteil eines erfindungsgemäßen Strukturelements, wobei das Bauteil in einem Überlappungsbereich mindestens eine Formschlussausformung aufweist. Bevorzugt wird die mindestens eine Formschlussausformung mittels eines elektromagnetischen Pulsformverfahrens hergestellt. Vorteilhaft ist es dadurch möglich, dass ohne zusätzliche Maschinen, wie z.B. eine Hydraulikpresse, in derselben Vorrichtung zur Durchführung des elektromagnetischen Pulsformverfahrens sowohl die Formschlussausformungen als auch das Strukturelement aus erstem und zweitem Bauteil herstellbar ist.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Strukturelements, wobei in einem ersten Schritt das zweite Bauteil im Überlappungsbereich zwischen dem ersten Bauteil und einer Spule angeordnet wird, wobei in einem zweiten Schritt im Überlappungsbereich mittels der Spule ein magnetisches Feld erzeugt wird und wobei in einem dritten Schritt im Überlappungsbereich das zweite Bauteil in eine Formschlussausformung des ersten Bauteils eingeformt wird.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zur Herstellung eines Strukturelements, umfassend eine Spule zur Erzeugung eines magnetischen Feldes in einem Überlappungsbereich, ein erstes Bauteil mit mindestens einer Formschlussausformung im Überlappungsbereich und ein zweites Bauteil zur Einformung in die Formschlussausformung des ersten Bauteils, wobei das zweite Bauteil im Überlappungsbereich zwischen dem ersten Bauteil und der Spule angeordnet ist.

Die Erfindung betrifft als weiteren Gegenstand eine Fahrzeugsitzstruktur (im Folgenden auch Hybridstrukturelement genannt) für einen Fahrzeugsitz, insbesondere für ein Kraftfahrzeug. Solche Strukturelemente sind beispielsweise in der Druckschrift WO 2009/056294 A1 beschrieben, auf die sich in dieser Offenbarung ausdrücklich bezogen wird. Dort werden Bauteile und Methoden vorgestellt, mit denen es möglich ist, ein Strukturelement, wie einen Fahrzeuglehnen- oder -sitzrahmen so zusammen zu bauen, dass weitgehend auf Gleichteile zurückgegriffen werden kann. Desweiteren wird die Verbindung unterschiedlicher Rahmenmaterialien untereinander beschrieben, eine sogenannte Hybridbauweise.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Sitzstruktur in Stahl-/Stahl- oder Stahl-/Leichtbauwerkstoffbauweise weiter zu standardisieren, um eine geringere Lagerhaltung und verminderte Montagekosten zu erreichen und die ein geringes Gewicht und dennoch eine hohe Festigkeit aufweist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Strukturbauweise gelöst, wie sie beispielhaft anhand der nachfolgenden Figuren für eine geteilte Rücksitzlehne erklärt wird. Dieses Beispiel soll den Offenbarungsgehalt jedoch nicht einschränken und kann ebenso auf einen Kraftfahrzeugsitz in einer beliebigen Sitzreihe angewendet werden. Das Beispiel soll die Anwendung ebenso wenig auf ein Lehnenbauteil beschränken.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen entnehmbar.

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Es zeigen

Figuren 1 bis 5 schematische Darstellungen von beispielhaften Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Strukturelements,

Figur 6 eine schematische Darstellung eines Bauteils gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,

Figur 7 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und

Figuren 8 bis 12 weitere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Ausführungsform(en) der Erfindung

In den verschiedenen Figuren sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden daher in der Regel auch jeweils nur einmal benannt bzw. erwähnt.

In Fig. 1 ist schematisch eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Strukturelements dargestellt. Das Strukturelement 100 wird in Kraftfahrzeugen verwendet und wird beispielsweise als Rahmenstruktur für eine Rückenlehne und/oder für ein Sitzkissen eines Kraftfahrzeugsitzes verwendet. Das Strukturelement 100 weist ein erstes Bauteil 101 und ein zweites Bauteil 102 auf. Die Bauteile sind jeweils als U-Bügel ausgebildet. Bevorzugt weist das erste Bauteil 101 ein hochfestes Material wie beispielsweise ein Stahlmaterial oder ein faserverstärktes Kunststoffmaterial auf. Das zweite Bauteil 102 weist ein elektrisch leitendes Material auf, bevorzugt wird ein Leichtmetall wie Aluminium oder Magnesium sowie legierter Stahl oder Material aus stoffschlüssigen Verbindungen unterschiedlicher Werkstoffe verwendet. Zur Verbindung des ersten mit dem zweiten Bauteil werden die Bauteile in Überlappungsbereichen 103, 103' mittels eines elektromagnetischen Impulsformverfahrens formschlüssig oder form- und kraftschlüssig miteinander verbunden. Durch den Einsatz von Hybridstrukturen bestehend aus Blech- und Aluminiumprofilen ist eine wesentliche Gewichtsreduzierung möglich, wodurch weiterhin vorteilhaft Kohlendioxidemissionen reduziert werden können. Das Strukturelement 100 kann als Rohrrahmen aus unterschiedlichen Rohrprofilen mit verschiedenen Wandstärken, unterschiedlichen Durchmessern und unterschiedlichen Materialien (Stahl / Aluminium) sowie unterschiedlichen Materialeigenschaften bestehen. Der Rohrrahmen wird anforderungsgerecht konstruiert und es werden zum Beispiel nur in den Bereichen hochfeste Stahlprofite eingesetzt, in denen extrem hohe Kräfte auftreten. Dagegen können andere Bereiche, mit entsprechend geringeren Anforderungen zum Beispiel mit Aluminiumprofilen gestaltet werden. Dadurch wird es möglich, eine vergleichsweise gute Balance zwischen Gewicht, Crashperformance und Kosten zu generieren. Weiterhin ist es vorteilhaft möglich, bestimmte Radien in den Eckbereichen zu realisieren, ohne dass Risse entstehen. Durch den gezielten Ansatz des geeigneten Materials und den damit verbundenen Eigenschaften, kann die Qualität der Rohrrahmen hinsichtlich Herstellbarkeit, Toleranzempfindlichkeit, Spring-back Verhalten, etc. deutlich beeinflusst und verbessert werden. Diese beschriebenen Anforderungen und Eigenschaften an einen Rohrrahmen können mittels des elektromagnetischen Impulsformverfahrens realisiert werden. Dieses Verfahren macht es möglich, dass eine formschlüssige oder kraft- und formschlüssige Verbindung zwischen den beiden unterschiedlichen verwendeten Materialen (Aluminium / Stahl) prozesssicher hergestellt werden kann. In Fig. 2 ist ein zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Strukturelements 100 schematisch dargestellt. Das erste Bauteil 101 , 101' ist als longitudinales Rohrstück ausgebildet, kann aber auch beispielsweise als abgewinkeltes Rohr ausgebildet sein, und das zweite Bauteil 102, 102' ist als U-Bügel ausgebildet. An den vier Überlappungsbereichen 103, 103', 103", 103'" ist jeweils das zweite Bauteil 102, 102 * mittels elektromagnetischen Impulsformverfahrens auf das erste Bauteil 101 , 101' aufgeformt. Im Übrigen wird auf die Figur 1 verwiesen.

In Fig. 3 ist eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Strukturelements 100 schematisch dargestellt. Das Strukturelement 100 weist vier longitudinale Rohrstücke, die aber auch beispielsweise als abgewinkeltes Rohr ausgebildet sein können, als erste Bauteile 101 aus einem Leichtmetall auf und vier Eckverbinder 102 aus hochfestem Stahl als zweite Bauteile 102 auf. Die ersten Bauteile 101 werden mittels elektromagnetischem Impulsform verfahren auf die Eckverbinder 102 aufgeformt. Vorteilhaft ist es möglich, dass die unterschiedlichsten Geometrien mit standardisierten Eckverbindern hergestellt werden können. Weiterhin ist es möglich, dass mehrere Verbindungen gleichzeitig hergestellt werden, wodurch vorteilhaft die Fertigungsdauer des Strukturelements erheblich verringert werden kann. Im Übrigen wird auf die Figur 1 verwiesen.

Alternativ ist es auch möglich, dass die longitudinalen Rohrstücke aus hochfestem Stahl oder aus einem faserverstärkten Material gefertigt sind und dass die Eckverbinder, die beispielsweise aus einem Leichtmetall gefertigt sind, auf die longitudinalen Rohrstücke mittels elektromagnetischem Impulsformverfahren aufgeformt werden.

In Fig. 4 ist eine vierte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Strukturelements 100 schematisch dargestellt. Das Strukturelement 100 weist ein Press-/Gießteil 102 beispielsweise aus Aluminium auf, das im Überlappungsbereich 103 auf das hochfeste erste Bauteil 101 mittels elektromagnetischen Impulsformverfahrens aufgeformt wird. Im Übrigen wird auf die Figur 1 verwiesen.

Alternativ ist es auch möglich, dass das untere und oder obere Traversenbauteil aus einem hochfesten Material besteht und dass das Seitenteil, das aus einem Leichtmetall wie z.B. Aluminium oder Magnesium gefertigt ist, mittels elektromagnetischen Impulsformverfahrens auf das Traversenbauteil aufgeformt wird. In Fig. 5 ist eine fünfte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Strukturelements 100 schematisch dargestellt. Das Strukturelement 100 weist Formteile wie z.B. Eckverbinder oder Brakets 102, 102", 102'", 102"" auf, die auf das Longitudinalrohr 101 , welches aber auch beispielsweise als abgewinkeltes Rohr ausgebildet sein kann, mittels elektromagnetischen Impulsformverfahrens im Überlappungsbereich 103 aufgeformt werden. Die Formteile 102, 102", 102'", 102"" sind beispielsweise aus Stahl oder Aluminium gefertigt. Im Übrigen wird auf die Figur 1 verwiesen.

Alternativ ist es auch möglich, dass das Longitudinalrohr auf den Eckverbinder mittels elektromagnetischen Impulsformverfahrens im Überlappungsbereich aufgeformt wird. Der Eckverbinder kann dazu aus allen elektrisch leitfähigen und/oder nichtleitfähigen Materialien bestehen, das Longitudinalrohr kann aus jedem leitfähigen Material bestehen.

In Fig. 6 ist schematisch der Überlappungsbereich 103 eines erfindungsgemäßen Bauteils gemäß einer beispielshaften Ausführungsform dargestellt, das als erstes Bauteil 101 im Sinne dieser Erfindung verwendet wird. Das erste Bauteil 101 weist im Überlappungsbereich 103 eine Formschlussausformung 600 und eine weitere Formschlussausformung 700 auf. Die Formschlussausformungen 600, 700 sind als länglich ausgebildete Eindrückungen bzw. Sicken ausgebildet, die sich parallel zueinander in der Wand des ersten Bauteils 101 erstrecken. Diese Ausführungsform ist nur beispielhaft dargestellt, es sind auch andere Ausgestaltungen der Formschlussausformungen 600, 700 oder auch eine andere Anzahl an Formschlussausformungen möglich, beispielsweise quer oder parallel zur Haupterstreckungsrichtung des ersten Bauteils 101.

In Fig. 7 ist schematisch eine beispielhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Strukturelements 100 dargestellt. Im Überlappungsbereich 103 überlappt das zweite Bauteil 102 das erste Bauteil 101 und insbesondere die Formschlussausformung 600 und die weitere Formschlussausformung 700 des ersten Bauteils 101. In radialer Richtung außerhalb des ersten Bauteils 101 und zweiten Bauteils 102 ist eine Spule 800 angeordnet, sodass das zweite Bauteil 102 zwischen dem ersten Bauteil 101 und der Spule 800 angeordnet ist, wobei hier nur schematisch einige Wicklungen der Spule 800 dargestellt sind. Bei Durchführung des elektromagnetischen Impulsformverfahrens wird das zweite Bauteil 102 durch die mittels Stromfluss durch die Spule 800 elektromagnetisch erzeugte radial nach innen wirkende Kraft in die Formschlussausformungen 600, 700 eingedrückt (gestrichelt dargestellt), sodass eine formschlüssige oder form-und kraftschlüssige Verbindung zwischen dem ersten Bauteil 101 und dem zweiten Bauteil 102 entsteht. Alternativ ist es auch möglich, dass die Spule im Innern des zweiten Bauteils angeordnet ist, sodass die elektromagnetische Kraft radial nach außen wirkt und das zweite Bauteil in Formschlussausformungen des radial außerhalb des zweiten Bauteils angeordneten ersten Bauteils eingedrückt wird.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel (Fig. 8) zeigt eine geteilte Rücksitzlehne 1 , z.B. im Teilungsverhältnis 60% zu 40%. Anhand des größeren Lehnenteils 2 wird der Aufbau der Rahmenstruktur erklärt. Der Lehnenrahmen 4 besteht aus zwei Lehnenseitenteilen 5 und 6, einer oberen Quertraverse 7 sowie einer unteren Quertraverse 8. Ein zusätzliches Lehnenmittelteil 9 kann den Lehnenrahmen 4 weiter verstärken. Wie zu sehen ist, kann beim kleineren Lehnenteil 3 darauf verzichtet werden. Alle äusseren Rahmenstrukturteile 5, 6, 7 und 8 sind aus einem Leichtbauwerkstoff (z.B. Aluminium) als Strangpressprofile hergestellt, deren Versteifungsrippen quer zur Längsachse der Rahmenstrukturteile ausgerichtet sind. Dabei können die Versteifungsrippen in beliebigen Winkeln bezüglich der Haupterstreckungsebene der Rahmenstrukturteile angeordnet sein. Dem entgegenstehend wird das Lehnenmittelteil 9 aus einem Leichtbauwerkstoff (z.B. Aluminium oder Magnesium) als Strangpressprofil hergestellt, dessen Wandungen parallel zur Längsachse der Rahmenstrukturteile ausgerichtet sind. Die Rückenschale 10 besteht im Ausführungsbeispiel aus einem hochfesten Stahl. Alternativ kann sie auch aus Kunststoff, vorzugsweise mit Fasern (CFK oder GFK) verstärkt, gefertigt sein. Das CFK/GFK kann auch als flächiges Halbzeug (Platte) basierend auf einer thermoplastischen Matrix sein. Die Verstärkung ist ein Gewebe oder Gelege (Endlosfasern: Faserlänge entspricht Bauteilgröße) aus Glas, Carbon, Aramid oder einer Mischform Die Rückenschale 10 und der Lehnenrahmen 4 sowie die Rahmenstrukturteile 5, 6, 7, 8 und 9 sind bevorzugt stoffschlüssig, besonders bevorzugt durch Kleben mittels einer 1 oder 2 Komponenten sowie eines Klebetapes miteinander verbunden.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel zeigt Fig. 9. Hier bestehen die Lehnenseitenteile 5 und 6 aus Stahlrohrprofilen, die im Verbund mit der oberen Quertraverse 7 sowie der unteren Quertraverse 8 jeweils als Strangpressprofil aus Leichtbauwerkstoff den Lehnenrahmen 4 ergeben. Dieser könnte derart verstärkt ausgebildet werden, dass hier auf ein Lehnenmittelteil 9 verzichtet werden kann. Bei dieser Materialpaarung kommt als stoffschlüssiges Verbindungsverfahren wie zuvor das Kleben in Frage, aber z.B. auch das CMT-Schweißen (Cold Metal Transfer), das es erlaubt, die Aluminiumteile mit den verzinkten Stahlbauteilen zu verbinden. Ein ähnlicher Aufbau ist im Ausführungsbeispiel nach Fig. 10 gezeigt. Er unterscheidet sich vom vorherigen Ausführungsbeispiel durch die Verwendung von hochfesten Rechteckstahlrohrprofilen für die Lehnenseitenteile 5 und 6.

Einen weiteren, ganz besonders bevorzugten konstruktiven Aufbau einer Lehnenrahmenstruktur zeigt die Fig. 11. Hierbei setzt sich der Lehnenrahmen 4 aus Lehnenseitenteilen 5 und 6 aus Rechteckstahlrohrprofilen zusammen mit Quertraversen 7 und 8 z.B. aus Aluminium Tiefzieh- oder Pressprofilen. Hierbei werden in die dreidimensional geformten Aluminium-Quertraversen bereits Aufnahmen für die Rechteckstahlrohrprofile angeformt.

Allen Ausführungsbeispielen gemeinsam ist, dass auch andere Materialkombinationen als die beschriebenen denkbar sind. So können die Lehnenseitenteile 5 und 6 aus Leichtbauwerkstoff (z.B. Aluminium oder Magnesium), Stahl (z.B. hochfest) oder Kunststoff bestehen. Dasselbe gilt für die Quertraversen 7 und 8. Diese Materialien können auch für die Rückenschale 10 vorgesehen werden. Dementsprechend sind auch unterschiedliche, bedarfsgerechte Verbindungstechniken anwendbar. Neben den bereits genannten Verfahren kann alternativ oder in Kombination auf Stoff-, form- und/oder kraftschlüssige Verbindungstechniken zurückgegriffen werden, wie z.B. Schweißen (z.B. MIG), CMT- Schweißen (Cold Metal Transfer - bei Aluminium-Stahl-Kombinationen), Steck- /Schraubverbindungen, Knotenelementverbindungen (z.B. AI-Druckgussknoten), Nietverbindungen, Durchsetzfügen („toxen", „Clinchen"), Cold Roll-Forming oder Pressverbindungen.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist es optional möglich, dass nach einem Klebeprozess die Bauteile durch spezielle, hochfeste Tacker-Klammern, die bevorzugt aus Edelstahl gefertigt sind, miteinander verbunden werden. Weiterhin bevorzugt ist die Verbindung der Bauteile ausschließlich durch den Einsatz von Klammern. Alternativ oder optional ist es weiterhin bevorzugt möglich, nach dem Kleberauftrag die Bauteile durch eine Laschenverbindung, zumindest für den Weitertransport, miteinander zu koppeln. Vorteilhaft wird durch diese Verbindungen eine zusätzliche Sicherung der Bauteile zueinander ermöglicht. Bevorzugt kann als Sicherungsmittel auf stoff-, form- und/oder kraftschlüssige Verbindungstechniken zurückgegriffen werden, wie z.B. Schweißen (z.B. MIG), CMT- Schweißen (Cold Metal Transfer - bei Aluminium-Stahl-Kombinationen), Steck- /Schraubverbindungen, Knotenelementverbindungen (z.B. AI-Druckgussknoten), Nietverbindungen, Durchsetzfügen („toxen", „Clinchen"), Cold Roll-Forming oder Pressverbindungen. In die Lehnenrahmenstruktur lassen sich auf einfache Weise alle denkbaren und/oder notwendigen Bauteile integrieren, wie die Fig. 12 zeigt, Hier sind z.B. Komponenten für die Lehnenneigungsfunktion, Durchlademöglichkeit und Kindersitzbefestigung (Isofix, Top Tether) oder Aufnahmen für Sicherheitsgurtrollen, Kopfstützen und Armlehnen gezeigt.

Bezugszeichenliste

1 geteilte Rücksitzlehne

2 größerer Lehnenteil

3 kleinerer Lehnenteil

Lehnenrahmen

5, 6 Lehnenseitenteile

7 oberer Quertraverse

untere Quertraverse

Lehnenmittelteil

10 Rückenschale

100 Strukturelement

01 , 101 * erstes Bauteil

02, 102', 102", 102"', zweites Bauteil

03, 103', 103", 103 * " Überlappungsbereich

00 Formschlussausformung 00 weitere Formschlussausformung 00 Spule