復合構件以及座椅殼架的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種復合構件(1)，其用于制造機動車座椅和機動車部件，所述復合構件包括中心層(1.3)和在中心層(1.3)外側上的外層(1.1，1.2)。為了提供如下的復合構件(1)，所述復合構件用于制造機動車座椅和機動車部件并且能夠以尤其簡單的方式以低成本生產、具有高的尺寸穩(wěn)定性和剛性、呈現(xiàn)對機械負載尤其高的抵抗性、以及具有尤其低的自重，所述中心層(1.3)由塑料材料制成并且所述外層(1.1，1.2)由金屬片材制成。
【專利說明】
復合構件以及座椅殼架
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及一種用于制造機動車座椅以及機動車組件的復合構件，其具有
[0002]-中心層，以及
[0003]-外層，所述外層在中心層的外側上設置。本發(fā)明還涉及一種座椅殼架。
【背景技術】
[0004]在引言中所提及類型的復合構件在來自現(xiàn)有技術廣泛的各種構型中已知，并且在所述構型中用作為機動車組件。專利公開文獻WO 2010/003842 Al公開了一種車輛承載結構，所述車輛承載結構由芯材制成，所述芯材設置在金屬面板之間并且由抗沖擊的熱塑性材料構成。
[0005]尤其地，諸如車體部件和座椅殼架的大表面區(qū)域的輕質組件以包括纖維復合塑料的復合構件的形式制造。復合構件在此相比于金屬片材(例如由鋼、鋁或鎂)制成的組件具有的優(yōu)點是能實現(xiàn)較低的重量。這種復合構件在此通常通過將設置在彼此之上的多個材料層進行施涂以及粘性接合而制造，這不利地導致了高水平的制造開銷以及高制造成本。
[0006]從現(xiàn)有技術還已知的是，為了實現(xiàn)充分的尺寸穩(wěn)定性和剛性，對于由高強度材料、尤其是由金屬片材制成的組件而言，至少部分地設置在復合構件的承受尤其顯著機械負載的區(qū)域上。然而，這需要將這些組件附加地制造成帶有如下形狀，所述形狀與復合構件待強化的那些區(qū)域相對應，并且這另一方面導致了制造成本以及制造開銷水平的進一步增加，并且還導致了成品復合構件增加的總體重量。

【發(fā)明內容】

[0007]因此本發(fā)明的目的是提供一種復合構件，其旨在用于制造機動車座椅以及機動車組件并且尤其是直接地以成本高效的方式制造，所述復合構件具有高水平的尺寸穩(wěn)定性和剛性，經受得起機械負載至尤其良好的效果和具有尤其低的重量。本發(fā)明的又一個目的是指明一種改善的座椅殼架。
[0008]所述目的根據本發(fā)明通過根據專利權利要求1的復合構件實現(xiàn)。至于所涉及的座椅殼架，所述目的根據本發(fā)明通過專利權利要求12中指明的特征實現(xiàn)。
[0009]本發(fā)明的有利改進在從屬權利要求中指明。
[0010]根據本發(fā)明用于制造機動車座椅和機動車組件的復合構件包括中心層和外層，所述外層在中心層的外側上設置，其中所述中心層由塑料材料形成并且所述外層由金屬片材形成。
[0011]將由金屬片材制成的外層設置在由塑料材料制成的中心層的任一側上允許例如通過深拉或擠壓而尤其直接地制造三維復合構件，因此制造能尤其有利地在單個操作步驟中發(fā)生。將由金屬片材制成的相應外層設置在任一側上還引起高水平的尺寸穩(wěn)定性，并且還引起復合構件、尤其是復合構件表面良好的機械負載能力。
[0012]具有由塑料材料形成的中心層尤其有利地使得可以減少中心層的重量并且因而減少復合結構的總體重量。所謂的夾心構造(其中中心層在任一側上由相應的外層覆蓋)使得，對于尺寸穩(wěn)定性、尤其是抗彎性和抗拉伸性而言可以至少盡可能地保持。
[0013]復合構件在此被理解為原則上意指大體由復合材料形成的任何三維構件。復合構件為用于機動車、尤其是用于機動車座椅的組件，其優(yōu)選地基本上以單件形成。所述復合構件在此可通過車體的大表面區(qū)域部件(例如車蓋結構、發(fā)動機罩或門模塊)以及通過在車輛內部中安裝的結構(例如車輛座椅組件、座椅殼架以及罩蓋或車架)構成。
[0014]外層被理解為原則上意指復合構件的形成其外表面主要部分的那些材料層。外層在此優(yōu)選大體上在它們整個的表面區(qū)域之上延伸遍布整個復合構件。原則上，外層被理解為意指由金屬(尤其是鋼和/或鋁)和或纖維復合塑料形成的覆蓋層，因此其可以確保尺寸穩(wěn)定性，尤其是抗拉伸性和/或抗彎性。經由所述外層，可以至少盡可能地補償在機動車的操作期間復合構件所承受的負載、例如沖擊和/或振動。
[0015]在此對于金屬片材而言可以的是在其整個厚度上由單一材料形成或是具有分層的結構。尤其地，對于兩個外層其中之一或每一個的一個或兩個表面而言，可以的是具有一個涂層或多個設置在彼此之上的涂層，例如用于腐蝕保護或用于改善至中心層的連接。這種中心層同樣被理解為意指芯層，所述芯層尤其以抗拉伸和抗剪切的方式與所述兩個外層連接，這引起實現(xiàn)了復合結構的共同承載作用。所述中心層原則上為復合構件的由所述兩個外層定界的那個區(qū)域。在第一種情況下，中心層可以任何期望的方式連接至外層。所述連接優(yōu)選通過擠壓和/或粘性接合而實現(xiàn)。
[0016]原則上對于中心層而言，既可以由單一材料均質地形成也可以具有分層的結構。中心層優(yōu)選由如下塑料材料形成，所述塑料材料尤其優(yōu)選在空間的所有方向上大體均質。所述塑料材料原則上可為能包含任何期望的另外添加物(例如纖維增強材料或填料)的任何期望的塑料材料。還能想到的是包含塑料材料作為主要組分(例如作為粘合劑)的材料混合物。對于中心層而言尤其優(yōu)選的是由單一塑料材料均質地形成。
[0017]塑料材料在此被理解為在第一種情況下意指任何聚合物和由聚合作用形成的物質，其中單體可以是具有天然的和合成的源生物二者。原則上可想到的是在此使用單一的單體以及還有多個不同的單體，所述單體能形成任何期望的共聚物。所述聚合物也可為鏈式聚合物或支化聚合物。
[0018]根據優(yōu)選的改進，所述復合構件被設計成尺寸上穩(wěn)定的，尤其是抗彎的和/或抗拉伸的，其中所述中心層在任一側上由相應的外層覆蓋。共同的承載作用引起尺寸穩(wěn)定性得以改善，其中負載和/或應力盡可能均勻地在復合結構的兩個外層和中心層上分布并且被補償。此外，該尺寸上穩(wěn)定的結構實現(xiàn)了以復合構件形式設計的機動車組件的使用壽命和/或耐久度和/或穩(wěn)定性方面的改善。
[0019]根據本發(fā)明的有利改進，所述塑料材料為熱塑性材料，尤其是熱塑性共聚物，因此可以的是復合構件的中心層尤其直接且成本高效的制造，并且于此同時由于復合構件被加熱而能實現(xiàn)改善的變形能力。
[0020]根據本發(fā)明尤其有利的改進，所述塑料材料為粘彈性的塑料材料，因此在一方面實現(xiàn)該材料用于制造復合構件的改善變形能力，以及另一方面所述復合構件的材料屬性、尤其是其剛性以及其吸振的能力能夠以尤其直接的方式設定。
[0021]在本發(fā)明優(yōu)選構型的情況下，所述外層的其中之一或兩者由鋼片材形成，因此一方面尤其成本高效的制造是可行的，并且另一方面即使外層的金屬片材具有低的材料厚度也能實現(xiàn)復合構件高水平的尺寸穩(wěn)定性。
[0022]對于金屬片材的材料厚度而言，原則上可以的是按期望選擇，以適應于必須由成品復合構件滿足的相應要求。在本發(fā)明有利構型的情況下，金屬片材的材料厚度為0.1至1.5mm,優(yōu)選為0.15至0.5mm并且尤其優(yōu)選的是0.2至0.3mm，其中在同一時間有利地實現(xiàn)了復合構件高水平的尺寸穩(wěn)定性以及低的總體重量。
[0023]對于復合構件的中心層而言，還可以的是原則上具有任何期望的層厚度。在本發(fā)明有利構型的情況下，中心層的材料厚度處于0.02與1.5mm之間，優(yōu)選為0.1與Imm之間，并且尤其優(yōu)選為0.2與0.5mm之間。
[0024]根據本發(fā)明的有利構型，所述外層的其中之一或兩者和/或所述芯層在它們整個表面區(qū)域上具有大體恒定的材料厚度，因此復合構件的所有區(qū)域具有或多或少同樣的材料屬性，尤其是具有恒定水平的穩(wěn)定性和剛性。
[0025]根據本發(fā)明另一有利的構型，復合構件的材料厚度處于0.25與2mm之間，優(yōu)選為
0.5與1.5mm之間，并且尤其優(yōu)選為0.6與Imm之間。
[0026]根據本發(fā)明的優(yōu)選改進，復合構件的兩個外層具有不同的材料厚度，其中所述兩個外層材料厚度的差異優(yōu)選在10%至30%之間，并且尤其優(yōu)選在15%至25%之間。借助于復合構件構造的非對稱構型，一方面對于制造所述復合構件(例如通過深拉)而言可以容易地使其更簡單，并且另一方面對于復合構件的相應表面而言適應于作用于其上的力，于此同時，其中復合構件的整體重量直接地保持處于低水平。
[0027]根據本發(fā)明的可能構型，芯層與兩個外層的其中之一或兩者、尤其是每個外層的材料厚度之比在2:1與4:1之間，且優(yōu)選為3:1，這容易使得可以實現(xiàn)復合構件尤其高水平的抗彎性。
[0028]根據本發(fā)明的另一可能構型，芯層與兩個外層的其中之一或兩者、尤其是每個外層的材料厚度之比在1:5與1:50之間，優(yōu)選在1:10與1:25之間，這使得可以優(yōu)化復合構件的消音屬性。
[0029]根據本發(fā)明的又一有利構型，金屬片材的其中之一或兩者具有在外側上設置的防腐層，尤其是鋅涂層，這引起了復合構件的持久性以及高效的腐蝕保護。
[0030]根據本發(fā)明的優(yōu)選改進，復合構件的各個區(qū)域、尤其是周邊區(qū)域通過折疊、尤其是滾邊(roller hemming)而形成，因此一方面實現(xiàn)了增加的穩(wěn)定性，并且另一方面減少了由尖銳邊緣、尤其是周邊區(qū)域中的尖銳邊緣而造成受傷的風險。
[0031]根據又一優(yōu)選構型，機動車座椅的座椅殼架由這種復合構件制造，其中所述座椅殼架尤其直接地以成本高效的方式制造，并且同樣具有高水平的尺寸穩(wěn)定性和剛性以及經受得起機械負載至尤其良好的效果并具有尤其低的重量。
[0032]對于上述提及的本發(fā)明的多個優(yōu)選構型和改進而言，原則上可以的是根據需要由本領域技術人員在其技術情報以及技術上可能的框架范疇內對彼此進行組合。
[0033]下文中將更詳細地解釋本發(fā)明的三個示例性實施例。
[0034]本發(fā)明的第一實施例涉及一種單件式座椅殼架，其意在用于機動車座椅并且為由復合材料制成的夾心構造式復合構件的形式。所述復合構件在此具有由熱塑性共聚物制成的中心層以及還有外層，所述外層在中心層的外側上于其任一側上設置，并且各自由鍍鋅的鋼蓋板而形成。
[0035]所述中心層在此具有0.4mm的材料厚度，而所述兩個外層各自具有0.2mm的材料厚度。這引起了復合構件材料的在與其表面正交的方向上對稱的構造，其中所述復合構件遍布其整個表面區(qū)域具有大體恒定的材料厚度。由于其構造，所述復合構件在此通過非常高水平的抗彎性而被區(qū)別。
[0036]所述中心層通過粘性接合而一體地連接至所述兩個外層中的每一個。相比于緊湊的金屬片材，將中心層設置在兩個外層之間在此一方面引起了重量上期望的減少，并且另一方面引起了復合構件結構上承擔的消音(structure-borne-sound-damping)屬性還有改善了的彈性性能。
[0037]復合構件的外邊緣在各種情況下通過折疊或卷邊而形成，這引起了增強的周邊區(qū)域。
[0038]本發(fā)明的第二實施例涉及一種用于機動車的座椅殼架、或座墊殼架，并且與第一實施例的區(qū)別大體上在于材料構造在與復合構件的表面正交的方向上具有非對稱的構型。
[0039]所述中心層在此具有0.6mm的材料厚度并且由熱塑性共聚物均質地構成。復合構件的第一外層具有0.2mm的材料厚度，而相對于第一外層在中心層相反側上設置的第二外層具有0.25mm的材料厚度。
[0040]本發(fā)明的第三實施例涉及一種發(fā)動機罩，所述發(fā)動機單件地形成為復合構件。
[0041]所述復合構件在此具有由永久粘彈性聚合物制成的中心層，所述中心層帶有
0.05mm的層厚度。所述中心層在其任一側上設置有由鋼蓋板制成的相應外層，所述外層具有0.8mm的材料厚度。在蓋板之間設置這種中心層引起了優(yōu)化的結構上承擔的消音和空氣傳播的隔音以及因而引起了車輛聲學方面的改善連同同時復合構件高水平的穩(wěn)定性。
【附圖說明】
[0042]下文將參照附圖更詳細地解釋本發(fā)明的示例性實施例。
[0043]在附圖中:
[0044]圖1A示意性示出了座椅殼架的透視圖，所述座椅殼架被設計成復合構件的形式并且屬于機動車座椅，
[0045]圖1B示意性示出了復合構件的第一實施例的剖視圖，
[0046]圖2A示意性示出了座椅殼架的透視圖，所述座椅殼架被設計成復合構件的形式并且屬于機動車座椅，
[0047]圖2B示意性示出了復合構件的第二實施例的剖視圖，
[0048]圖3A示意性示出了復合構件形式的發(fā)動機罩的透視圖，并且
[0049]圖3B示意性示出了復合構件的第三實施例的剖視圖。
【具體實施方式】
[0050]圖1A和2A分別示出了座椅殼架2或座墊殼架的透視圖，所述座椅殼架或座墊殼架被設計為復合構件I的形式并且屬于機動車的座椅(未具體示出)。
[0051 ]圖1B示出了復合構件I的第一實施例的剖視圖。
[0052]所述復合構件I包括中心層1.3，所述中心層在內側和外側上具有將其覆蓋的外層1.1、1.2，其中外層1.1、1.2由金屬形成，尤其是由鍍鋅的鋼蓋板形成，并且中心層1.3由塑料材料形成，尤其是由熱塑性共聚物形成。所述復合構件I在此具有所謂的夾心構造，其中中心層1.3、尤其是芯層在任一側上分別以一體的、力配合和/或形狀配合的方式、尤其是以抗拉伸和抗剪切的方式連接至相應的外層1.1、1.2。
[0053]所述中心層1.3在此具有0.4mm的材料厚度并且所述外層1.1、1.2各自具有0.2mm的材料厚度，其中在與復合構件表面正交的方向上存在該復合構件I的材料的對稱構造。遍布復合構件I的整個表面區(qū)域，材料厚度大體是恒定的，尤其是0.8mm的材料厚度。
[0054]復合構件I的外邊緣(未具體示出)在各種情況下例如通過折疊或卷邊形成，這引起了增強的周邊區(qū)域。
[0055]圖2B示出了復合構件I的第二實施例的剖視圖，其中所述復合構件I以與在圖1B中描述的示例性實施例相對應的方式示出。
[0056]在該示例性實施例中，在與復合構件表面正交的方向上存在復合構件I的材料的非對稱構造。第一外層1.1在此具有0.2mm的材料厚度并且與第一外層1.1相反地定位的第二外層1.2具有0.25mm的材料厚度。帶有0.6mm材料厚度的中心層1.3設置在第一外層1.1與第二外層1.2之間。
[0057]圖3A示出了以復合構件I的形式設計的發(fā)動機罩3的透視圖，其中圖3B示出了復合構件I的第三實施例的剖視圖。
[0058]中心層1.3由永久粘彈性的聚合物形成并且具有0.05mm的層厚度，其中在任一側上抵靠中心層1.3的外層1.1、1.2由鋼蓋板形成并且具有0.8mm的材料厚度。
[0059]在以鋼蓋板形式設計的兩個外層1.1、2.2之間設置這種中心層1.3引起了優(yōu)化的結構上承擔的消音以及空氣傳播的隔音以及因而引起了車輛聲學上的改善。
[0060]附圖標記列表[0061 ] I 復合構件
[0062]1.1 第一外層
[0063]1.2 第二外層
[0064]1.3中心層
[0065]2 座椅殼架
[0066]3 發(fā)動機罩
【主權項】
1.一種復合構件(I)，其用于制造機動車座椅和機動車組件，所述復合構件具有 中心層(1.3)以及 外層(1.1，1.2)，所述外層在所述中心層(1.3)的外側上設置， 其特征在于， 所述中心層(1.3)由粘彈性、熱塑性的共聚物形成并且所述外層由金屬片材形成。2.根據權利要求1所述的復合構件(I)，其特征在于，所述復合構件(I)被設計成尺寸上穩(wěn)定的，尤其是抗彎的和/或抗拉伸的。3.根據權利要求1或2所述的復合構件(I)，其特征在于，所述金屬片材具有0.1至1.5mm的材料厚度，優(yōu)選為0.15至0.5_的材料厚度，并且尤其優(yōu)選為0.2至0.3_的材料厚度。4.根據前述權利要求中之一所述的復合構件(I)，其特征在于，所述中心層(1.3)具有0.02至1.5mm的材料厚度，優(yōu)選為0.1至Imm的材料厚度，并且尤其優(yōu)選為0.2至0.5mm的材料厚度。5.根據前述權利要求中之一所述的復合構件(I)，其特征在于，所述外層(1.1，1.2)的其中之一或兩者和/或所述芯層具有遍布其整個表面區(qū)域大體恒定的材料厚度。6.根據前述權利要求中之一所述的復合構件(I)，其特征在于0.25至2mm的材料厚度，優(yōu)選為0.5至1.5mm的材料厚度，并且尤其優(yōu)選為0.6至Imm的材料厚度。7.根據前述權利要求中之一所述的復合構件(I)，其特征在于，兩個外層(1.1，1.2)具有不同的材料厚度，其中所述兩個外層(1.1，1.2)的材料厚度差異優(yōu)選在10%至30%之間，并且尤其優(yōu)選在15%至25%之間。8.根據前述權利要求中之一所述的復合構件(I)，其特征在于，所述芯層與所述外層(1.1，1.2)的其中之一或兩者的材料厚度之比在2:1與4:1之間，并且優(yōu)選為3:1。9.根據前述權利要求中之一所述的復合構件(I)，其特征在于，所述芯層與所述外層(1.1,1.2)的其中之一或兩者的材料厚度之比在1:5與1:50之間，優(yōu)選為1:10與1:25之間。10.根據前述權利要求中之一所述的復合構件(I)，其特征在于，所述金屬片材的其中之一或兩者具有在外側上設置的防腐層，尤其是鋅涂層。11.根據前述權利要求中之一所述的復合構件(I)，其特征在于，各個區(qū)域、尤其是周邊區(qū)域通過折疊而形成。12.—種座椅殼架(2)，所述座椅殼架由根據前述權利要求中之一所述的復合構件(I)制造。
【文檔編號】B32B15/08GK105848966SQ201480071182
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2014年12月22日
【發(fā)明人】B·齊默比特爾, N·芒努斯, M·斯特凡科斯基, G·孔茨
【申請人】約翰遜控股公司