座椅盘壳中具有网状结构的交通工具座椅的制作方法

1.本发明涉及一种交通工具座椅以及具有至少一个舱室和至少一个布置在其中的交通工具座椅的飞行器。


背景技术：

2.交通工具座椅用于在交通工具中接纳坐着的乘客。在此，交通工具座椅的结构取决于载荷情景，交通工具座椅应针对该载荷情景而获得相应的批准。载荷情景因交通工具类型而异。例如，在飞行器座椅的情况下，假设最大静态和动态工作荷载，这些工作荷载可以作用在乘客和座椅上而不损害座椅的功能。
3.飞行器座椅通常具有托架，该托架具有座椅前腿和座椅后腿，对角杆在座椅前腿和座椅后腿之间延伸。管状的横杆在托架上水平延伸并且可以接纳一个或多个座椅面。靠背通常可枢转地布置在托架上。由于飞行器舱室中的乘客座椅数量较多，飞行器座椅由轻质且坚固的材料制成，使得由此产生的座椅总重量最小。这种飞行器座椅的概念已经存在了几十年，并且在很大程度上仅在部分方面得到了改进。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提出一种替代性的交通工具座椅，该交通工具座椅在重量方面得到进一步改进，并且仍然可以紧固在相关的交通工具的乘客舱室中的已经存在的紧固元件上。
5.该目的通过具有独立权利要求1所述特征的交通工具座椅来实现。有利的实施方式和改进方案自从属权利要求和以下的说明书中得出。
6.提出一种交通工具座椅，所述交通工具座椅具有至少一个座椅盘壳(sitzschale)，其中，所述座椅盘壳具有：框架，所述框架具有两个彼此间隔开的框架单元；以及从所述框架单元中的一个框架单元延伸至所述另一框架单元的盘壳表面布置，其中所述盘壳表面布置具有由第一纤维增强塑料构成的网状的结构，并且其中所述座椅盘壳具有至少一个保持元件，所述保持元件与相对应的接纳元件连接以用于紧固所述座椅盘壳。
7.交通工具座椅的重要部件是提供座椅功能的座椅盘壳。座椅盘壳在此可以以不同的方式安装在相关的交通工具中。除了专门为座椅盘壳设置的托架之外，也可以考虑将座椅盘壳直接布置在交通工具中，例如布置在合适的凸肩或合适的表面上。
8.该座椅盘壳具有框架，该框架由网状的结构补充成完整的座椅盘壳。网状的结构应被理解为具有多个线状或条状的纤维区段的结构，这些纤维区段在节点中重叠。因此，位于框架单元之间的区域不填充有连续的、面状的结构，而是具有由纤维区段界定的、敞开的网眼。因为网状的结构由第一纤维增强塑料构成，所以其形状稳定。
9.网状的结构可能用作纺织物的罩。此外，该网状的结构也可以用作发泡构件的内部结构，其盘壳例如通过注塑工艺产生。
10.在此，自由的几何设计是获得最佳的轻质结构的特别优点，其中期望的厚度和长
度的纤维粗纱用树脂浸渍并且放置在沉积装置上。
11.第一纤维增强塑料可以具有由塑料材料制成的基质，该基质具有嵌入其中的增强纤维。在此，塑料可以具有热固性的树脂或热塑性的材料。增强纤维尤其可能被实施为碳纤维。替代性地，也可能考虑玻璃纤维、芳纶纤维或其他高拉伸的增强纤维以及天然纤维(如基于蛋白质的蜘蛛丝或人造丝)。术语“第一”仅用于区分在网状的结构中使用的材料与下面进一步描述的另一材料。
12.框架单元形成固定面、托架或其他底座与该网状的结构之间的接口。这些框架单元例如可以被实施为横向的框架单元，这些横向的框架单元横向地沿座椅面和靠背延伸。框架单元可能具有合适的紧固元件，这些紧固元件可以接纳网状的结构。这例如可能是金属衬套。在简单的情况下，网状的结构也可以层压到框架单元上。在这种情况下，紧固元件通过网状的结构与框架单元之间的材料连接形成。
13.交通工具盘壳也可以由多种材料构成，这些材料除了第一纤维增强塑料之外也可以具有其他纤维增强塑料。此外，可以考虑使用金属构件，例如衬套或紧固元件。出于重量原因，提出使用铝合金或钛。替代性地，也可以使用钢、尤其不锈钢。框架单元也可以由多种材料构成，例如纤维增强塑料和集成在其中或布置在其上的金属部件。
14.在简单的情况下，接纳元件可以被实施为孔、开口、保持件或切口。下面进一步提及可以使用的单独的主体。这些主体例如可能由金属材料构成，该金属材料可以如前所述地设计。
15.这种结构的特别优点在于，网状的结构通过灵巧的纤维走向与座椅盘壳内部的预期的力走向相匹配。出于人体工程学的原因，座椅盘壳可以具有空间上弯曲的形状，该形状被框架单元和网状的结构占据。当座椅盘壳受到坐在其上的人的载荷时，可能在座椅盘壳的内部产生与形状和载荷相关的力走向。网状的结构提供了多个单独的负荷路径。在各个负荷路径之间有针对性地省略材料。通过纤维区段的适配，即这些纤维区段的宽度和纤维区段在座椅盘壳上的分布能够最佳地匹配于预期的力走向，从而使纤维区段在网状的结构中最佳地承受载荷。在此，该载荷尤其通过拉力来表征，该拉力能够通过纤维区段最佳地吸收。对三维的纤维股设计进行了优化。通过网状的结构可以实现座椅盘壳的足够的强度，其中通过在各个纤维区段之间保留的间隙，与传统的面状的座椅盘壳相比，重量明显减小。
16.在有利的实施方式中，网状的结构具有多个线状或带状的且交叉的纤维区段。线状或其它类型的纤维区段尤其可以被设计为连续的纤维股。纤维例如可能设置在一层或几层中。这些层可能在几毫米至几厘米的宽度上延伸。纤维区段可能具有矩形的横截面，其宽度延伸尺寸明显大于其高度延伸尺寸。然而，各个纤维区段也可能具有圆的、例如圆形的或椭圆形的或以其他方式倒圆的横截面。网状的结构的制造可能通过使用干纤维来实现，干纤维安装在框架单元上，以便以期望的方式在框架单元之间分布。随后可以用树脂进行浸渍并且固化。例如可以在真空袋中在回火过程中或通过紫外光(uv-licht)在放热过程中使用特殊硬化剂进行树脂的固化。然而，也可能使用预浸渍的纤维或预浸料。
17.在此，多个纤维区段可能由单独的纤维半成品构成，其中所述纤维半成品通过在所述框架上的至少一次方向改变多次在所述框架单元之间延伸。因此，纤维半成品在两个框架单元之间来回引导并且在此绕紧固元件转向。纤维半成品的纤维可能是连续的并且尤其实现为连续纤维。特别优选的是，整个网状的结构通过单独的、具有连续纤维的纤维半成
品来制造。由此还实现了更好的力流。紧固元件可能以开口或钩的形式实施。替代于此，网状的结构也可能层压或粘合到框架单元上。
18.在一个优选的实施方式中，通过所述盘壳表面布置张拉成的表面的至少90％被所述网状的结构覆盖。因此，网状的结构构成盘壳表面布置的大部分。除了网状的结构之外，还可能仅设置外边缘或加强边缘等。由此实现最大可能的重量节省。
19.优选的是，通过所述网状的结构张拉成的网状表面的最高75％是封闭的。由此，通过网状的结构张拉成的网状表面的25％形成间隙。优选的是，还可进一步提高该比例，以便还能够实现更好的重量节省。例如，封闭的比例可能小于75％，并且尤其小于60％，并且特别优选地最高为50％。
20.优选地，所述框架单元分别被设计为l形的框架构件。通过这些框架构件预先给定座椅盘壳的总体形状。在此，l形的这两个支腿可能限制座椅面和靠背。优选的是，整体地制造框架构件，使得尤其这两个支腿无缝地相互过渡并且优化力流。此外可以考虑的是，框架构件在座椅面的区域中的间距大于在靠背的顶侧上的间距。
21.在一种有利的实施方式中，框架单元由第二纤维增强塑料构成。第二纤维增强塑料可能与第一纤维增强塑料相对应。然而，根据网状的结构的期望实施方案，这两种塑料也可能彼此不同。因为框架构件可以设计为尽可能地连续的、无间隙的构件，所以可能考虑与网状的结构不同的制造方法。如果例如使用基于热固性树脂的纤维增强塑料，则可以提供真空灌注方法。如果这两种纤维增强塑料是相同的，那么整个座椅盘壳的整体的集成制造同样是可以考虑的。
22.有利的是，框架单元分别具有作为保持元件的上切口和下切口，其中接纳元件至少局部地具有杆状的主体，这些杆状的主体与保持元件相对应地成形。然后，框架单元可以放置在杆状的主体上或与杆状的主体连接。因此，从座椅盘壳引入到接纳座椅盘壳(即接纳面、托架等)的底座的负载可能与传统交通工具座椅相似。座椅盘壳于是可能例如与用于交通工具座椅的传统托架连接。杆状的主体可以被设计为管状横梁。它们可能由金属材料、纤维增强塑料或这些材料的混合物构成。
23.可能提出，横梁可移动地设计，以便能够对不同的座椅轨道间距作出反应。此外，托架的腿部也可能仅布置在侧颊板上或横梁的侧面。
24.在一个有利的实施方式中，至少一个接纳元件被设计为长形的连续的主体，所述主体被设计成用于延伸穿过座椅盘壳的保持元件，以用于接纳多个并排布置的座椅盘壳。因此，例如可能为框架配备多个座椅以获得座椅组。就此而言，例如可能接纳两个附加的座椅盘壳，这些座椅盘壳侧向地连接至中间的座椅盘壳。为此可能使用单个托架。
25.此外，盘壳表面布置可以构成座椅面和靠背。于是不需要单独制造座椅面和靠背，并且纤维区段可以局部地延伸到两个表面中。
26.所述座椅面和所述靠背可能连续地过渡到彼此中。这实现特别减轻重量的实施方案。然而，结合框架构件的l形设计，无法实现靠背的枢转。
27.所述网状的结构在所述座椅面的区域中的密度可以高于在所述靠背的区域中的密度。这同样是适应载荷的设计方案的优选方面。在座椅面的区域中，与靠背相比，在较小的表面上预期更高的负荷。因此，网状的结构的密度同样遵循预期的负荷分布。
28.特别有利地，交通工具座椅还具有用于将交通工具座椅布置在地板上的托架，其
中托架借助于接纳元件与座椅盘壳的保持元件联接。交通工具座椅于是由两个主要部件构成。它们彼此联接以形成交通工具座椅。在此，交通工具座椅的底座由托架形成。该托架具有底侧，该底侧被设计成用于与涉及的交通工具的地板上的紧固元件联接。例如，它们可能包括沿着舱室的纵向方向在地板中延伸的座椅轨道。通常使用成对的彼此间隔开的座椅轨道，这些座椅轨道具有纵向网格，该纵向网格具有彼此间隔开的开口，这些开口用于锁定可与该托架联接的配件。托架还可以具有顶侧，该顶侧被设计成用于接纳该座椅盘壳。托架可能具有由金属材料制成的两对交叉的座椅腿。因此，托架可能与传统的座椅托架类似地实施。替代性地，也可以考虑具有座椅脚和具有对角杆的座椅腿的结构。托架可能基本上由金属材料、例如铝构成。替代于此，也可以考虑纤维增强塑料。
29.所述第一纤维增强塑料和/或所述第二纤维增强塑料可能具有碳纤维，所述碳纤维嵌入到由塑料构成的基质中。由此实现了在高强度时的尽可能低的重量。因此，第一纤维增强塑料和第二纤维增强塑料也可能是相同的。提出的是，为两种塑料提供碳纤维。
30.座椅盘壳的另一重要特征也可能在于由相同或不同类型的材料制成的构件的集成，例如由金属制成的孔眼或衬套。在此，专门提到金属部件的适应纤维的设计和形状配合，通过该设计和形状配合例如在缠绕点中实现纤维的优化的沉积并且实现纤维合适的形状配合。此外，集成的交通工具座椅设计或交通工具长椅设计也是可能的，其中进行混合的实施方案。
31.本发明还涉及一种飞行器，所述飞行器具有至少一个舱室，所述至少一个舱室具有布置在其中的至少一个根据前述权利要求中任一项所述的交通工具座椅。
附图说明
32.本发明的其他的特征、优点和应用可能性从对实施例的以下描述和附图中得出。在此，所有所描述的和/或图示的特征自身和以任意的组合形成本发明的主题，而与其在各个权利要求中或其所引用的权利要求中的关系无关。此外，在附图中相同的附图标记代表相同或相似的物体。
33.图1以三维视图示出了座椅盘壳。
34.图2示出了具有衬垫的座椅盘壳。
35.图3以三维视图示出了座椅托架。
36.图4示出了多个并排布置的座椅盘壳。
37.图5示出了由图1的座椅盘壳和图3的座椅托架构成的乘客座椅组。
38.图6示出了用于具有可调节靠背的交通工具座椅的盘壳表面布置。
39.图7以两侧视图示出了具有座椅盘壳的乘客座椅组，该座椅盘壳具有图6的盘壳表面布置和图3的托架。
40.图8示出了纤维的缠绕方案。
41.图9示出了交通工具座椅可以布置在其中的飞行器。
42.图10a至图10c示出了模具的示意图。
具体实施方式
43.图1示出了用于交通工具座椅的座椅盘壳2，该座椅盘壳例如在接下来的图4中完
整显示。座椅盘壳2具有框架4，该框架具有2个彼此间隔开的框架单元6。框架单元示例性地被设计为l形的框架构件。在框架单元6之间张拉有盘壳表面布置8，该盘壳表面布置具有网状的结构10，该网状的结构具有多个线状或带状的且交叉的纤维区段12。通过纤维区段12的布置，得到敞开的并且通过纤维区段12界定的具有节点14的网眼的布置。由此形成座椅面16和靠背18。在该示例中，座椅面16无缝地过渡到靠背18中。
44.在靠背18的顶侧上布置有横向上加固元件20，该横向上加固元件水平地从框架构件6中的一个框架构件延伸至另一框架构件6。此外，用于接纳在该图示中未示出的头枕的保持件22位于此处。在座椅面16的前边界处设置有下部的横向下加固元件24，该横向下加固元件同样水平地从框架构件6中的一个框架构件延伸至另一框架构件6。
45.纤维区段12以预先给定的交替取向延伸，以用于在框架单元6之间形成之字形图案。为此，可以在框架单元6上设置对应的紧固元件26，纤维束可以绕这些紧固元件放置。在绕紧固元件26放置纤维束时进行方向改变。纤维的放置理想地沿应力方向进行。当然，网状的结构10也可以单独制造，使得纤维束不是绕紧固元件26放置的，而是绕模具的相应的保持件放置。在从模具中取出网状的结构之后，由此得到的连接片可以与框架单元6连接。除了使用机械紧固元件之外，这也可以通过层压或粘合来实现。
46.优选地，纤维区段12设计为连续纤维束的区段。然后，通过遵循规定连续纤维的延伸方向和方向变化的缠绕方案来制造网状的结构10。在此，根据本实施例，单独的纤维区段12也可以从座椅面16延伸到靠背18中，并且反之亦然。由此产生符合人体工程学的弯曲的、适应载荷地设计的座椅盘壳2。
47.框架构件6例如具有保持元件28和30，这些保持元件被设计为下切口28和上切口30。在此，每两个保持元件28或30彼此相对，从而杆状或管状的主体可以穿过保持元件插入。由此，座椅盘壳2可以紧固在此处未示出的座椅托架上。
48.图2示出了座椅盘壳2，该座椅盘壳配备有附加的衬垫32以及头枕34。扶手36侧向地连接至上保持元件30，这些扶手可枢转地布置在座椅盘壳2上。衬垫32可以借助于尤其(由弹性材料制成的)开孔泡沫材料制成。可能同时，头枕34也具有由硬的闭孔泡沫材料制成的芯，该芯被弹性的开孔泡沫材料包围。
49.图3示出了座椅托架38，该座椅托架具有2个相互交叉的座椅腿40和42。座椅腿40承载作为接纳元件的上横梁44，该接纳元件可以与上切口30联接。此外示出下横梁46，该下横梁被接纳在下切口28中。两个横梁44和46仅由一对座椅腿40固持。支撑面48从下横梁46延伸至另一对座椅腿42的上端部50。支撑面48可以由纤维增强塑料构成的彼此交叉的带状的接片制成。替代于此，可能使用带状物。
50.如在图4中所示，多个座椅盘壳2可以并排布置以便提供单独的座椅组。为此，座椅盘壳2可以彼此紧固或仅通过横向向外突出的横梁44和46与座椅托架38连接。
51.图5现在示出了具有衬垫32和头枕34的多个座椅盘壳2，这些座椅盘壳支承在具有下横梁和上横梁44和46的单独的座椅托架38上。由此提供了一种减轻重量的座椅组。
52.然而，图6示出了盘壳表面布置52的变体，该盘壳表面布置由两个单独制造的、呈座椅面54和靠背56形式的部件构成。这些部件可以用于制造具有可调节靠背56的交通工具座椅58。为此，代替图1的l形的框架单元6，使用两部分的框架单元60，这些框架单元具有上框架构件62和下框架构件64。如图所示，这些框架构件也可以通过上横梁和下横梁44和46
来插入在座椅托架38上。
53.图8示出用于放置纤维以提供纤维区段12来制造座椅盘壳2的示例性缠绕方案66。在此可特别好地看出，必须在何处布置单独的紧固元件26，以便能够实现网状的结构10的紧固。这些紧固元件也可以包括粘合剂或用于层压网状的结构的接纳区段。此外可看出，网状的结构10在座椅面16的区域中的密度大于在靠背18的区域中的密度。
54.图9示例性地示出飞行器68作为交通工具的示例，该交通工具可以具有乘客舱室70，该乘客舱室具有布置在其中的交通工具座椅2或58。
55.在图10a至图10c非常示意性地示出了模具72，该模具可以用于制造网状的结构10。模具72在此示出为平坦的，但是模具可以具有多拱形和/或弯曲的形状，以便实现网状的结构10的期望形状。
56.如在前面的附图中可以看到，网状的结构10在其侧面上稍微弯曲，以便能够将其放置到框架单元6上并且紧固在那里。此外，为了形成座椅面16和靠背18而设置有简洁的弯曲部。这可能通过示意性示出的模具72来实现。该模具具有两个可折叠的侧部件74，这些侧部件用于使布置在模具72上的基材变形，以便制造网状的结构10的弯曲的侧面。同时，模具72可能在纵向方向上被分成第一区段76和第二区段78，该第一区段和第二区段能够相对彼此枢转以使基材变形以提供座椅面16和靠背18之间的弯曲部。为了简化起见，这个图示是不完整的。尤其可能利用稍微不同的机构来产生弯折，以便获得更大的弯曲半径。此外，位于模具上的基材可能设有用于固定基材的形状可伸缩的覆盖件。此外，模具72可能是可加热的，以便使纤维区段12的热塑性基质材料软化，或者使可热固性树脂硬化。
57.补充性地可以指出，“具有”并不排除其他的元件或步骤，并且“一个”或“一种”不排除多数。此外还可以指出，已经参照上述实施例之一描述的特征也可以与上文描述的其他实施例的其他特征组合使用。权利要求书中的附图标记不应被视为限制。
58.附图标记清单
[0059]2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
座椅盘壳
[0060]4ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
框架
[0061]6ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
框架单元
[0062]8ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
盘壳表面布置
[0063]
10
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
网状的结构
[0064]
12
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
纤维区段
[0065]
14
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
节点
[0066]
16
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
座椅面
[0067]
18
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
靠背
[0068]
20
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
横向上加固元件
[0069]
22
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
保持件
[0070]
24
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
横向下加固元件
[0071]
26
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
紧固元件
[0072]
28
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
下切口/保持元件
[0073]
30
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
上切口/保持元件
[0074]
32
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
衬垫
[0075]
34
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
头枕
[0076]
36
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
扶手
[0077]
38
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
座椅托架
[0078]
40
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
座椅腿
[0079]
42
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
座椅腿
[0080]
44
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
上横梁/接纳元件
[0081]
46
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
下横梁/接纳元件
[0082]
48
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
支撑面
[0083]
50
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
上端部
[0084]
52
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
盘壳表面布置
[0085]
54
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
座椅面
[0086]
56
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
靠背
[0087]
58
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
交通工具座椅
[0088]
60
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
框架单元
[0089]
62
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
上框架构件
[0090]
64
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
下框架构件
[0091]
66
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
缠绕方案
[0092]
68
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
飞行器
[0093]
70
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
乘客舱室