DE69928795T2

DE69928795T2 - Sitzgefüge und verfahren zum herstellen derselben

Info

Publication number: DE69928795T2
Application number: DE69928795T
Authority: DE
Inventors: E. Alan BARTON; D. Richard RHODES; Ryan Weeks; Carl Kackenmeister; Wiilliam David Plant; George F. Daniels
Original assignee: Kongsberg Automotive Ltd
Current assignee: Kongsberg Automotive Ltd
Priority date: 1998-05-12
Filing date: 1999-05-12
Publication date: 2006-09-28
Anticipated expiration: 2019-05-13
Also published as: CA2329340A1; EP1077627A4; DE69928795D1; JP2002514445A; US6234578B1; US6070942A; EP1077627B8; WO1999058022A9; EP1077627B1; WO1999058022A1; EP1077627A1

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf die Herstellung und die Gestaltung von Strukturen zum Stützen von zumindest einem Abschnitt eines menschlichen Körpers und insbesondere auf Sitze zur Verwendung in Fahrzeugen.
Hintergrund der Erfindung
Fahrzeugsitze weisen im Allgemeinen einen starren Metallrahmen auf, der ein Schaumkissen hält, gegen das bzw. auf dem sich ein Fahrgast im Fahrzeug stützt. Der Rahmen weist typischerweise eine Horizontalfläche, in der eine mittlere Öffnung vorgesehen ist, auf. Eine Reihe von sinusförmigen Metallfedern erstreckt sich über die Öffnung, um ein federndes Stützen des Gewichts von dem Fahrgast vorzusehen; das Schaumkissen befindet sich auf der Horizontalfläche. Eine Polsterabdeckung befindet sich über dem Schaumkissen und ist an dem Rahmen gesichert.
Die mittlere Öffnung in der Horizontalfläche gestattet, dass sich die Federn nach unten durchbiegen, wenn sich ein Fahrgast auf den Sitz setzt. Obwohl die Metallfedern eine Stoßdämpfung und ein federndes Stützen vorsehen, ist eine deutliche Menge an Schaum erforderlich, um abzusichern, dass der Sitz ausreichend komfortabel ist, wodurch sich die Raumbeanspruchung des Sitzes erhöht. Ferner fügt sowohl der Metallsitzrahmen als auch der Schaum dem Fahrzeugsitz und folglich dem Fahrzeug selbst ein unerwünschtes Gewicht hinzu.
Daher ist es wünschenswert, einen Fahrzeugsitz vorzusehen, der für einen Fahrgast einen ausreichenden Komfort vorsieht, ohne dass ein voluminöses Schaumkissen erforderlich ist. Es ist ebenfalls wünschenswert, einen Fahrzeugsitz vorzusehen, der ein Aufhängungssystem hat, das einen ausreichenden Komfort und eine ausreichende Stützung für einen Fahrgast vorsieht, um die Menge an Schaum oder anderen Polsterung zu verringern, die bei der Standard-Federkonstruktion erforderlich ist.
Das US-Patent Nr. 3.139.307 bezieht sich auf einen Sitzgegenstand, bei dem die Grundstruktur aus einem Paar an geformten Schalen in Zusammenbaubeziehung besteht. Der Bodenteil beider Schalen fällt zusammen und ist mit einer Aussparung versehen, um einen Raum vorzusehen. Eine Vielzahl von elastischen Streifen zusammen mit dem elastischen Gurtbandgewebe sieht die notwendige Federwirkung oder Federung vor.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung sieht eine Sitzkomponente vor, die einen Rahmen aufweist, der einen Hohlraum bzw. eine Mulde hat, der/die durch eine Bodenplatte und zumindest eine Seitenwand definiert ist. Die Bodenplatte weist einen mittleren Aussparungsbereich mit einer Umfangskante auf. Die Stützmatte ist mit der Bodenplatte verbunden und erstreckt sich über die mittleren Aussparungsbereich. Ein aufblasbares Kissen befindet sich im Hohlraum und wird durch die Stützmatte gestützt.
Daher sieht die vorliegende Erfindung ein Sitzkonzept vor, bei dem die Verwendung eines teuren und voluminösen Urethan-Schaums nicht erforderlich ist und bei dem die Notwendigkeit des Standardmetallfeder-Aufhängungssystems in einem Fahrzeugsitz beseitigt ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Ein vollständiges Verständnis dieser Erfindung kann aus der folgenden detaillierten Beschreibung unter Berücksichtigung der beiliegenden Zeichnungen erhalten werden, in denen:
1 eine Perspektivansicht eines Fahrzeugssitzes mit einer Sitzlehne und einem Sitzunterteil ist,
2 eine Draufsicht eines Sitzunterteils mit einer Stützmatte, die sich über eine Öffnung in der Mulde erstreckt, ist,
3 eine vergrößerte Ansicht eines Sitzunterteils im Kreis 3-3 von 2 ist,
3A eine vergrößerte Ansicht des Sitzunterteils im Kreis 3-3 von 2 ist, die ein alternatives Ausführungsbeispiel der Stützmatte zeigt,
4 eine Querschnittsansicht der Sitzunterteils an der Linie 4-4 von 1 ist, die ein aufblasbares Kissen und eine Polsterabdeckung aufweist,
5 eine Draufsicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines aufblasbaren Kissens, das in dem Sitzunterteil von 1 verwendet werden soll, ist und
6 eine Draufsicht eines zweiten Ausführungsbeispiels eines aufblasbaren Kissens, das in dem Sitzunterteil von 1 verwendet werden soll, ist.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Unter Bezugnahme auf 1 bezieht sich die vorliegende Erfindung auf einen Fahrzeugsitz 10 mit einem Sitzunterteil 12 und einer Sitzlehne 14. Wie es nachstehend detailliert diskutiert wird, bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein verbessertes Aufhängungs- und Polster-System für den Sitz 10, das sowohl bei dem Sitzunterteil 12 als auch der Sitzlehne 14 anwendbar ist. Aus Gründen der Zweckmäßigkeit wird die Erfindung jedoch nur bezüglich des Sitzunterteils 12 beschrieben. Die 2 bis 6 stellen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung dar.
Wie es in den 2 und 4 gezeigt ist, weist das bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung ein Sitzunterteil 12 mit einem blasgeformten Rahmen 16 mit im Allgemeinen vertikalen Seitenwänden 18, die sich von einer Bodenplatte 20 nach oben erstrecken, auf. In anderen Ausführungsbeispielen können die Seitenwände 18 statt vertikal mit einem Winkel versehen sein oder gekrümmt sein. Die Bodenplatte 20 und die Seitenwände 18 sind hohl und durch innere und äußere Schichten 22 bzw. 24 ausgebildet, wie es am Besten in der Querschnittsansicht von 4 gezeigt ist. Diese Konstruktion sieht erhöhte Starrheit und Strukturfestigkeit des Rahmens 16 vor, während eine dünne und kompakte Konstruktion vorgesehen wird. Der Rahmen 16 ist aus einem beliebigen starren Polymermaterial, wie z.B. Polypropylen (PP) oder hochdichtem Polyethylen (HDPE) ausgebildet, um eine Festigkeit vorzusehen, ohne unnötiges Gewicht beim Sitzunterteil 12 vorzusehen. Alternativ dazu kann der Rahmen 16 aus Metall, wie z.B. Aluminium ausgebildet werden. Der blasgeformte Rahmen weist einen Hohlraum auf, der so gestaltet ist, dass dieser Druckfluid hält und dass dieser als ein Speicher zur Versorgung der Luftzellen mit Druckfluid dient. Der Hohl raum kann ebenfalls verwendet werden, um erwärmte oder gekühlte Luft als Teil eines Sitzheiz- und/oder Kühlsystems aufzunehmen.
Der Rahmen 16 definiert einen Hohlraum 26, der durch die Seitenwände 18 und die Bodenplatte 20 umgeben ist. Die Bodenplatte 20 weist einen mittleren Aussparungsbereich 28 auf, der durch eine Umfangskante 30 umgeben ist. Eine Stützmatte 32 ist an der Bodenplatte 20 gesichert und erstreckt sich über den mittleren Aussparungsbereich 28.
Die Stützmatte 32 ist aus einem Gewebe/Kautschuk-Aufhängungsmaterial oder -Gurtbandgewebe, das gewöhnlich in der Industrie als Sisiara bekannt sich, ausgebildet. Dieses Aufhängungsmaterial weist zwei diskrete Abschnitte aus gummibeschichtetem Gewebe 34 auf, die durch einen Gummistreifen 36 miteinander verbunden sind, um eine einzige Schicht zu bilden. In anderen Ausführungsbeispielen kann die Sisiara-Matte mehr als einen solchen Gummistreifen 36 aufweisen. Die Gewebeabschnitte 34 sind in der Lage, das Gewicht eines Fahrgastes zu stützen, der auf dem Sitzunterteil 12 sitzt; diese gestatten jedoch nicht durch sich selbst eine ausreichende Durchbiegung, durch die das Sitzunterteil 12 komfortabel gestaltet wird. Der Gummistreifen 36 gestattet jedoch eine vertikale Durchbiegung der Stützmatte 32 und gestattet, dass die Gewebeabschnitte 34 auseinander gestreckt werden, wenn sich ein Fahrgast auf das Sitzunterteil 12 setzt. Die Gewebeabschnitte 34 und der Gummistreifen 36 sind durch Kalandern, Laminieren, Erwärmen, chemisches Binden, Vibrationsschweißen oder einen anderen ähnlichen Prozess einstückig verbunden. Geeignete Gewebe/Kautschuk-Stützmatten sind detailliert im US-Patent Nr. 3.902.756, das im September 1975 Chubb erteilt wurde, und dem US-Patent Nr. 3.981.538, das im September 1976 Chubb erteilt wurde, be schrieben. Diese Patente sind hier durch Bezugnahme aufgenommen.
Der Gummistreifen 36 kann kleiner oder größer als in den 2 und 4 gezeigt sein, in Abhängigkeit von den Erfordernissen des speziellen Sitzes und der gewünschten Ausgewogenheit zwischen Stützung und Federwirkung. Ferner muss der Gummistreifen bezüglich der Matte 32 in Abhängigkeit erneut von den Erfordernissen des speziellen Sitzes nicht zentriert sein.
Eine Vielzahl von Vorsprüngen 38 ist benachbart zur Umfangskante 30 der mittleren Aussparung 28 vorgesehen, um Befestigungsorte für die Stützmatte 32 vorzusehen. Wie es am Besten in der vergrößerten Ansicht von 3 gezeigt ist, weist die Stützmatte 32 eine Vielzahl von Öffnungen 40 auf, die angepasst sind, um Vorsprünge 38 aufzunehmen. In anderen Ausführungsbeispielen können die Schlitze 40a in der Stützmatte 32 einbezogen sein, wie es in 3A gezeigt ist, statt der Öffnungen, die mit 40 in 3 gezeigt sind. Solch eine Matte 32, die Schlitze 40a statt Öffnungen 40 hat, würde an dem Rahmen durch Ausdehnung des Mattengewebes, bis dass jeder der Schlitze über einen der Vorsprünge 38 gezogen ist, installiert werden. Dieses ist ein selbstsicherndes System in dem Sinne, dass der Sitzdruck des Fahrgastes in der Tendenz die Stützmatte 32 am Rahmen 16 stärker befestigen würde. Haken statt Vorsprünge können verwendet werden, um Abschnitte der Stützmatte 32 in Eingriff zu bringen, damit die Stützmatte 32 am Rahmen befestigt wird. Jeder Gewebeabschnitt 34 weist eine Längsseitenkante 42 auf, die umgefaltet ist und am Rest des Gewebeabschnitts 34 befestigt ist, um eine Tasche 44 zu definieren. Ein Verstärkungsmetallstab 46 befindet sich in der Tasche 44 entlang der Längsseiten 42 der Stützmatte 32. Der Verstärkungsstab 46 steht mit den Vorsprüngen 38 in Eingriff und ver hindert, dass nach wiederholter Verwendung des Sitzunterteils 12 oder beim Aufbringen einer großen Kraft auf die Stützmatte 32 die Vorsprünge durch die Gewebeabschnitte 34 gezogen werden. Die Stützmatte 32 ist straff über den mittleren Aussparungsbereich 28 gespannt, um unter dem Gewicht eines auf dem Sitz Befindlichen ein übermäßiges Durchhängen auszuschließen.
Wie es in 4 gezeigt ist, befindet sich ein aufblasbares Luftkissen 48 auf dem Rahmen 16 und über der mittleren Aussparung 28 in dem Hohlraum 26 und wird dieses durch die Stützmatte 32 gestützt. Das Kissen wird in einer gewünschten Position im Hohlraum 26 positioniert und dann am Rahmen 16 unter Verwendung eines druckempfindlichen Klebemittels befestigt, um eine ungewollte Bewegung des Kissens 48 bezüglich des Rahmens 16 zu verhindern. Zwei Ausführungsbeispiele des Luftkissens 48 sind in den 5 und 6 gezeigt. In beiden Ausführungsbeispielen weist das aufblasbare Kissen 48 eine Vielzahl von Luftzelle 50 auf, die jeweils einzeln aufblasbar sind. In dem in 5 gezeigten Ausführungsbeispiel weist das Kissen 48 eine laminierte Matte 52, in der Lufttaschen 50 ausgebildet sind, auf. In dem in 6 gezeigten Ausführungsbeispiel weist das Kissen 48 einzelne Luftzellen 50 auf, die durch Verbindungselemente 54, wie z.B. elastische oder Gewebe-Streifen oder Luftrohre miteinander verbunden sind. Die Luftrohre können ebenfalls dazu dienen, getrennte Luftzellen 50 zu einer einzigen Luftzellenzone zu verbinden, wobei alle Zellen 50 in der Zone den gleichen Luftdruck haben.
Der Druck in den Luftzellen 50 des aufblasbaren Kissens 48 kann wie gewünscht eingestellt werden, um ein optimales Komfortniveau zu erreichen. Der Sitz 10 ist am bequemsten, wenn der Luftdruck in den Luftzellen 50 unter 3 psi gehalten wird. Jede Luftzelle 50 oder Luftzellenzo ne kann auf jeweilige einzelne Druckniveaus einzeln aufgeblasen werden, um eine Stützung vorzusehen, die auf die Bedürfnisse der unterschiedlichen Fahrgäste zugeschnitten ist.
Der Luftzellenaufblasdruck kann entweder manuell oder automatisch gesteuert werden. Bei automatischen Systemen kann eine Steuereinrichtung oder ein Steuersystem vorgesehen werden, die/das einen Mikroprozessor aufweist, der programmiert ist, um die Druckpegel in der Luftzelle 50 oder der Luftzellenzone entsprechend einem vorbestimmten Algorithmus für den Fahrgastkomfort einzustellen. Der Mikroprozessor ist so gestaltet, dass dieser Signale von Druckwandlern aufnimmt, die den Aufblasdruck in jeder Luftzelle 50 oder Luftzellenzone überwachen, und dass dieser das Aufblasen einstellt, wenn sich die Position eines Fahrgastes auf dem Sitz 10 ändert, oder dass dieser die körperlichen Eigenschaften eines neuen auf dem Sitz Befindlichen ausgleicht. Die Steuereinrichtung stellt den Aufblasdruck ein, indem ein Aufblasdruck durch ein Entlastungsventil oder mehrere Entlastungsventile freigegeben wird und/oder erhöht den Aufblasdruck, indem Druckluft von einer Druckluftquelle, wie z.B. einer Motorpumpeinheit, den Luftzellen 50 zugeführt wird. Die Steuereinrichtung kann ein beliebiges geeignetes elektronisches Steuersystem, das im Stand der Technik bekannt ist, aufweisen, weist aber vorzugsweise das System auf, das in der US-Patentanmeldung 08/808.511 beschrieben und mit dem Handelsnamen ASCTec^TM gekennzeichnet ist. Die US-Patentanmeldung Nr. 08/808.511 wurde am 27 Februar 1997 eingereicht, ist dem Rechtsnachfolger der vorliegenden Erfindung übertragen und hier durch Bezugnahme aufgenommen.
Im Unterschied zu einem Standard-Schaumkissen kann das Luftkissen 48 ebenfalls entleert werden, um zu ges tatten, dass der Sitz 10 zur Lagerung kompakt gefaltet werden kann. Das Luftkissen 48 kann ebenfalls entleert werden oder weiter aufgeblasen werden, um den auf dem Sitz Befindlichen beim Verlassen des Sitzes 10 zu unterstützen.
Wie es in 4 gezeigt ist, weist das Sitzunterteil 12 eine Abdeckung in Form einer Polsterschicht 56 auf, die sich über dem aufblasbaren Kissen 48 befindet und mit dem Rahmen 16 sicher verbunden ist. Die Polsterschicht 56 weist ein elastisches Band 58 auf, das in eine Umfangskante 60 der Polsterung 56 genäht ist, um die Polsterung 56 am Rahmen 16 sicher zu halten. Obwohl es in 4 nicht gezeigt ist, können andere Befestigungseinrichtungen ebenfalls vorgesehen sein, einschließlich der Verwendung von Standard-J-Haken oder anderen Einrichtungen, die dem Fachmann bekannt ist. Zur Erhöhung der Weichheit und zur Verbesserung der Ästhetik kann ein halber Zoll Schaum auf eine Unterseite der Polsterschicht 56 laminiert sein.
Die Abdeck- oder Polsterschicht 56 ist dadurch ausdehnbar, dass diese gestaltet ist, sich mit einem Luftzellenaufblasen auszudehnen. Die Ausdehnbarkeit kann entweder durch die Verwendung eines Dehngewebes oder durch das Aufnehmen von Falten in das Gewebe erreicht werden. Solche Falten würden vorzugsweise entlang von Schneidlinien benachbart zur Umfangskante 60 der Polsterung 56 ausgebildet und würden im Ansprechen auf das Gewicht eines Insassen und/oder auf das Luftzellenaufblasen auseinander gezogen oder geöffnet werden. Die Ausdehnbarkeit der Abdeckung könnte ebenfalls durch die Verwendung von elastischen Elementen, wie z.B. elastischen Seilen oder Federn erreicht werden, die die Umfangskante 60 der Polsterung 56 mit einer Stützstruktur, wie z.B. dem Sitzrahmen 16, verbindet oder die Verbindung zwischen gegenüberliegenden Abschnitten der Umfangskante 60 herstellt.
Somit sieht das bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung ein einstellbares Sitzkonzept mit einem niedrigem Profil und geringem Gewicht vor, bei dem das Erfordernis von Urethanschaum oder anderen teuren, voluminösen und nicht umweltfreundlichen Kissenmaterialien beseitigt ist, und sieht dieses einen verbesserten Komfort und eine einstellbare Flächensteuerung vor.
Weitere Änderungen und Abwandlungen sind möglich, ohne dass der Bereich der vorliegenden Erfindung verlassen wird. Beispielsweise ist die Erfindung, obwohl sich die vorstehende Beschreibung besonders auf einen Automobilsitz bezieht, ebenfalls auf viele andere Vorrichtungen anwendbar, die so gestaltet sind, dass diese einen menschlichen Körper oder einen Abschnitt eines menschlichen Körper stützen, Vorrichtungen wie Sofas und Betten. Für eine vollständige Definition der Erfindung wird auf die beiliegenden Ansprüche verwiesen.

Claims

Stützbauteil mit Folgendem: einem Rahmen (16) einschließlich einer Mulde (26), die teilweise durch eine Bodenplatte (20) und mindestens eine sich von der Bodenplatte (20) allgemein nach oben erstreckende Wand (18) definiert ist, einer Stützmatte (32) mit einem äußeren Umfangsrand, der mit der Bodenplatte (20) verbunden ist, einem aufblasbaren Kissen (48), das in der Mulde (26) angeordnet und durch die Stützmatte (32) gestützt ist, gekennzeichnet durch die Bodenplatte (20) der Mulde (26), die einen mittleren Aussparungsbereich (28) aufweist, der durch einen inneren Umfangsrand (30) definiert ist, der sich entlang und neben einem vollen Umfang der Bodenplatte (20) erstreckt, wobei sich die Stützmatte (32) über den mittleren Aussparungsbereich (28) erstreckt.
Stützbauteil nach Anspruch 1, wobei der Rahmen (16) blasgeformt ist.
Stützbauteil nach Anspruch 1, ferner mit einer Heizung, die so ausgelegt ist, dass sie die Temperatur des Kissens (48) erhöht.
Stützbauteil nach Anspruch 3, wobei der Rahmen (16) blasgeformt ist und eine hohle Mulde auf weist, die so ausgelegt ist, dass sie erhitztes Fluid von einer Quelle erhitzten Fluids erhält.
Stützbauteil nach Anspruch 1, ferner mit einem Kühler, der so ausgelegt ist, dass er die Temperatur des Kissens (48) senkt.
Stützbauteil nach Anspruch 3, wobei der Rahmen (16) blasgeformt ist und eine hohle Mulde aufweist, die so ausgelegt ist, dass sie gekühltes Fluid von einer Quelle gekühlten Fluids erhält.
Stützbauteil nach Anspruch 1, wobei die Stützmatte (32) Gewebe-/Kautschukgurtmaterial (34, 36) aufweist.
Stützbauteil nach Anspruch 1, wobei das Kissen (48) mehrere in Fluidverbindung miteinander verbundene Luftzellen (50) aufweist, wobei jede Luftzelle (50) einen variablen Fluidaufblasdruck hat.
Stützbauteil nach Anspruch 8, wobei der blasgeformte Rahmen (16) eine Mulde aufweist, die so ausgelegt ist, dass sie unter Druck stehendes Fluid aufnehmen und als Speicher wirken kann, um die Luftzellen (50) mit unter Druck stehendem Fluid zu versorgen.
Stützbauteil nach Anspruch 8, ferner mit einer Steuerung, die so ausgelegt ist, dass sie die jeweiligen Fluidaufblasdrücke der Luftzellen (50) einstellt.
Stützbauteil nach Anspruch 10, wobei die Steuerung so ausgelegt ist, dass sie die jeweiligen Fluidaufblasdrücke der Luftzellen (50) gemäß einem vorbestimmten Algorithmus einstellt.
Stützbauteil nach Anspruch 10, wobei die Steuerung so ausgelegt ist, dass sie die jeweiligen Fluidaufblasdrücke der Luftzellen (50) dadurch einstellt, dass sie als Reaktion auf Drucksensoreingaben Druckluft ein- oder ablässt.
Stützbauteil nach Anspruch 1, wobei der Rahmen (16) ein einteiliges Einzelteil ist.
Stützbauteil nach Anspruch 1, wobei ein äußerer Umfangsrand der Stützmatte (32) seitlich in dem den mittleren Aussparungsbereich (28) definierenden inneren Umfangsrand (30) angeordnet ist.