DE102004062311A1

DE102004062311A1 - Sitzeinheitenpolsterung eines Fahrzeugssitzes und Sitzkisseneinheit, die mit solch einer Polsterung versehen ist

Info

Publication number: DE102004062311A1
Application number: DE102004062311A
Authority: DE
Inventors: Ho-Sung Kang; Olivier Richard
Original assignee: Faurecia Sieges dAutomobile SAS
Current assignee: Faurecia Sieges dAutomobile SAS
Priority date: 2003-12-24
Filing date: 2004-12-23
Publication date: 2005-08-04
Also published as: US20050140199A1; FR2864483B1; FR2864483A1; JP2005185842A

Abstract

Sitzeinheitenpolsterung für einen Sitz, umfassend einen viskoelastischen Schaum bzw. Schaumstoff und einen Komfortschaum bzw. Schaumstoff. DOLLAR A Der viskoelastische Schaum erstreckt sich zwischen einer unteren Fläche der Sitzeinheit und einem zwischengelagerten Niveau der Polsterung. Der Komfortschaum erstreckt sich zwischen dem zwischengelagerten Niveau und der oberen Fläche der Sitzeinheit. DOLLAR A Die Komfort- und viskoelastischen Schaumstoffe erstrecken sich gleichzeitig vom Hinteren zum Vorderen der Sitzeinheit.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Sitzeinheitenpolsterungen für einen Fahrzeugsitz.
Insbesondere betrifft die Erfindung eine Sitzeinheitenpolsterung für einen Fahrzeugsitz, sich in einer Längsrichtung erstreckend zwischen dem hinteren oder Heckabschnitt, der dazu bestimmt ist, das Becken eines Insassen aufzunehmen, der auf dem Sitz sitzt und einem vorderen oder Frontabschnitt, und in einer vertikalen Richtung zwischen einer unteren Fläche, welche dazu bestimmt ist, hin zu dem Fahrzeugboden gerichtet zu sein und einer oberen Fläche, welche dazu bestimmt ist, hin zu dem Körper des Insassen gerichtet zu sein, wobei die Polsterung zumindest umfasst:

– einen weichen Komfortschaum für eine normale Benutzung der Sitzeinheit und für eine starke Verzögerung des Fahrzeuges, und
– einen viskoelastischen Schaum, der steifer ist während einer starken Verzögerung des Fahrzeugs als bei einer normalen Benutzung des Fahrzeugs,

Die Verwendung solcher viskoelastischen Schäume ist bekannt, insbesondere aus der französischen Patentanmeldung FR 2,795,371, die eine Sitzeinheit oder ein anderes Sitzelement beschreibt, bei welchem die Polsterung teilweise aus viskoelastischem Schaum gebildet ist. Im Fall eines Frontaufpralles erfährt ein Insasse, der auf einer Sitzeinheit sitzt, die mit solch einer Polsterung versehen ist eine progressive Verzögerung seines Beckens, was zur Folge hat, dass ein Unterschneiden vermieden wird, wobei gleichzeitig die Kompression im Wirbel bereich des Insassen reduziert wird. Mehrere Arten an Implantierungen von viskoelastischem Schaum in der Polsterung sind beschrieben, wobei sich diese beispielsweise im Frontabschnitt der Polsterung erstrecken oder auch das gesamte Volumen der Polsterung einnehmen können. Damit die Wirkung des Rückhaltes, durch den viskoelastischen Schaum, bereitgestellt vollständig ausnutzbar ist, ist es ebenfalls erforderlich, dass der Insasse nicht bei einer normalen Benutzung seines Fahrzeugs gestört wird durch das Vorhandensein eines solchen Schaums in dem Sitz. Das Vorhandensein des viskoelastischen Schaums beeinträchtigt in der Tat den Komfort des Sitzes. Daher optimiert in der Tat keine der beschriebenen Ausführungsformen der FR 2,795,371 real sowohl den Komfort des Insassen bei normaler Benutzung des Fahrzeugs als auch bezüglich der Anti-Unterschneidungs- bzw. -Abtauchungswirkung.

Die WO 00/36951 beschreibt ebenfalls eine solche Art von Polsterung, bei welcher sich der Komfortschaum und der viskoelastische Schaum von dem hinteren oder Heckabschnitt erstrecken bis hin zu dem vorderen oder Frontabschnitt. Nichtsdestotrotz ermöglicht die in diesem Dokument beschriebene Polsterung ebenfalls keine Optimierung des Komforts und des Unterschneidungs- bzw. Abtaucheffekts, z. B. in einer Weise, die an die Geometrie der Sitzeinheit angepasst wäre.

Die vorliegende Erfindung hat insbesondere zur Aufgabe, die vorgenannten Nachteile abzuschwächen.

Zu diesem Zweck zeichnet sich erfindungsgemäß eine Polsterung der eingangs genannten Art dadurch aus, dass der viskoelastische Schaum, vorliegend zwischen den Heck- und Frontenden über eine variable Versteifungs- oder Verstärkungsdicke verfügt.

Dank dieser Vorkehrungen ist die Sicherheit von Insassen verbessert mit Bezug auf bekannte Polsterungen, ohne dass diese Verbesserung sich nachteilig auswirken würde bezüglich des Komforts.

In bevorzugten Ausfürhungsformen der Erfindung kann man gegebenenfalls unter anderem auf die eine und/oder andere der folgenden Vorkehrungen bzw. Merkmale zurückgreifen:

– der Heckabschnitt verfügt über ein hinteres oder Heckende, wobei der Frontabschnitt über ein Front- oder vorderes Ende verfügt, wobei der Komfortschaum zwischen den Heck- und Frontenden über eine variable Komfortdicke bzw. -stärke verfügt, wobei ein Beitrag der Komfortdicke bezüglich der Summe der Komfortdicke und der Verstärkungs- oder Versteifungsdicke variabel ist, entlang der genannten Achse;
– der genannte Beitrag nimmt ab von dem hinteren oder Heckende bis hin zu dem vorderen oder Frontende;
– der hintere oder Heckabschnitt erstreckt sich ausgehend von dem hinteren oder Heckende in Richtung des vorderen oder Frontendes über einen Abstand im wesentlichen entsprechend einem Drittel des Abstandes zwischen den Front- und Heckenden, wobei im hinteren Abschnitt der Beitrag enthalten ist, zwischen 40% und 80% und bevorzugt zwischen 50% und 70%;
– der vordere oder Frontabschnitt erstreckt sich ausgehend von dem vorderen oder Frontende in Richtung des hinteren oder Heckendes über einen Abstand, entsprechend im wesentlichen einem Drittel des Abstandes bzw. der Entfernung zwischen den Front- und Heckenden, wobei der Komfortschaum in dem vorderen oder Frontabschnitt über eine Komfortdicke oder -stärke verfügt von weniger als 0,05 m und bevorzugt von weniger als 0,03 m;
– der viskoelastische Schaum verfügt über einen Versteifungskoeffizienten R von > 10, wobei der Versteifungskoeffizient R definiert ist, als die Beziehung zwischen der dynamischen Tragfähigkeit und der quasi statischen Tragfähigkeit, wobei die Tragfähigkeit die Beziehung ist, zwischen der auszuübenden Kompressionskraft an der Fläche des Abschnittes des Schaums, um eine Verformung dieses Abschnitts um 50% zu erhalten und dem Flächeninhalt dieser Fläche des Abschnitts, wobei die dynamische Tragfähigkeit erhalten ist, für einen Verformungsgrad von zumindest gleich 10 s^–1;
– die Polsterung umfasst einen zwischengelagerten Abschnitt, enthalten zwischen dem vorderen oder Frontabschnitt und dem hinteren oder Heckabschnitt, wobei ein steifes Element an der unteren Fläche des zwischengelagerten Abschnitts befestigt ist.

Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt betrifft die Erfindung eine Sitzeinheit für einen Sitz, umfassend eine steife Struktur, an welcher eine solche Polsterung montiert ist, wobei die Polsterung mittels eines Überzuges überzogen ist.

Gemäß noch einem weiteren Gesichtspunkt betrifft die Erfindung eine Sitzeinheit für einen Sitz, umfassend eine steife Struktur, an welcher eine solche Polsterung montiert ist, wobei die Polsterung einen zwischengelagerten Abschnitt umfasst, enthalten zwischen den vorderen bzw. Front- und hinteren bzw. Heckabschnitten, wobei die steife Struktur ein steifes Element umfasst, angeordnet gegenüberstehend dem zwischengelagerten Abschnitt der Polsterung.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deutlich im Laufe der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen, welche lediglich beispielhaft und nicht einschränkend angegeben ist und in der Bezug genommen wird auf die beiliegenden Zeichnungen, in welchen gilt:
1 ist eine Anordnungsansicht eines Kraftfahrzeugsitzes, bereitgestellt mit einer Sitzeinheit, die ausgestattet ist mit einer erfindungsgemäßen Polsterung, sowie mit einer Rückenlehne und einer Kopfstütze, und
2 ist eine Längsschnittansicht der Sitzeinheitenpolsterung des in 1 dargestellten Sitzes.
In den unterschiedlichen Figuren bezeichnen die entsprechenden Bezugszeichen identische oder ähnliche Elemente.
In 1 ist ein Kraftfahrzeugsitz 1 dargestellt, der gebildet ist in an und für sich bekannter Weise aus einer Sitzeinheit 2, die eine Rückenlehne 3 stützt, auf welcher wiederum eine Kopfstütze 4 aufgesetzt ist.
Die Rückenlehne 3 ist zum Beispiel drehbar montiert bezüglich der Rotationsachse A (2) mit Bezug auf die Sitzeinheit 2.
Die Sitzeinheit 2 ist selbst gebildet aus einer Verstärkung oder Armatur (nicht dargestellt), an welcher eine elastische Sitzhalterungsdecke bzw. -tuch 5 gespannt ist. Dieses Tuch besitzt eine Polsterung 6, welche wiederum bedeckt ist, mittels eines Überzuges 7, auf welchem ein Insasse des Kraftfahrzeugs sich setzen kann, in welchem der Sitz 1 montiert ist.
Die Polsterung 6 erstreckt sich in Längsrichtung entlang der Achse (X) mit Bezug auf die Richtung eines Sitzes zwischen einem vorderen oder Frontende 8, beabstandet von der Rückenlehne 3 und einem hinteren oder Heckende 9, nahe zu der Rückenlehne. Die Sitzeinheit kann somit unterteilt werden in drei Abschnitte, jeweils einem hinteren Abschnitt 6a, einem zwischengelagerten Abschnitt 6b und einem vorderen Abschnitt 6c, und zwar entlang der Achse (X) zwischen dem hinteren oder Heckende 9 und dem vorderen oder Frontende 8 der Sitzeinheit. Jeder dieser Abschnitte verfügt in etwa über eine Länge gleich zu einem Drittel der Gesamtlänge der Sitzeinheit.
Wie es in 2 zu sehen ist, umfasst die Polsterung insbesondere eine obere Fläche 12, die mittels eines Bezuges 7 bedeckt ist, der eine im wesentlichen nach oben gerichtete Ausrichtung in normaler Benutzungsposition besitzt und dazu bestimmt ist, den Insassen aufzunehmen. Dieser oberen Fläche 12 liegt eine untere Fläche 13 gegenüber, die hin zu dem Fahrzeugboden gerichtet ist und die generell zurückgehalten wird mittels einer steifen Struktur des Sitzes und/oder des Aufhängungs- oder Stütztuchs 5, zumindest wenn ein Insasse auf dem Fahrzeugsitz sitzt.
Die Polsterung 6 umfasst zwei Schaumabschnitte 10 und 11, jeweils gebildet aus einem Schaumtyp. Die beiden Abschnitte sind überlagert, wobei der Abschnitt 11 den Abschnitt 10 überdeckt. Es besteht somit in der Polsterung ein Übergangs- oder zwischengelagerter Bereich 15 beim Übergang zwischen diesen beiden Strukturen. Somit verfügt bei einem gegebenen Punkt der Polsterung entlang der Längsachse (X), diese über eine gegebene Dicke, die auch Komfortdicke h_c genannt wird aus Schaum 11, zusätzlich zu einer gegebenen Dicke, die Versteifungsdicke h_r genannt wird aus Schaum 10. In der dargestellten Ausführungsform erstreckt sich ein jeder der zwei Abschnitte von dem hinteren oder Heckende zu dem vorderen oder Frontende der Sitzeinheit entlang der Achse (X) in Längsrichtung der Sitzeinheit.
Der Abschnitt 11 der Polsterung 6 ist aus einem weichen Schaum, auch Komfortschaum genannt, gebildet, z. B. aus Polyurethan dargestellt. Der Abschnitt 10 ist gebildet aus einem viskoelastischen Schaum. Ein solcher viskoelastischer Schaum versteift oder verstärkt sich in Abhängigkeit der Geschwindigkeit, mit welcher er komprimiert wird durch den Insassen des Sitzes während eines Aufpralles des Fahrzeugs mit Bezug auf ein äußerliches Hindernis. Der Schaum ist somit im quasi statischen Zustand weich, wenn geringe Verformungsgeschwindigkeiten vorliegen und hart bei hohen Geschwindigkeiten, wie z. B. bewirkt von dem Insassen während eines Aufpralles.
Das Verhalten des viskoelastischen Schaums kann gekennzeichnet werden durch eine Versteifungskoeffizienten R. Dieser Koeffizient ist definiert als die Beziehung zwischen der dynamischen Tragfähigkeit mit Bezug auf die statische Tragfähigkeit. Die Tragfähigkeit ist die Beziehung zwischen der auszuübenden Kraft bezüglich der Fläche einer Probe des Schaums, um eine Verformung dieser Probe von 50% zu erhalten und des Flächeninhaltes der Fläche der Probe. Die dynamische Tragfähigkeit wird gemessen für Verformungsgrade in der Größenordnung von 100 s^–1, wobei die quasi statische Trägfähigkeit bestimmt wird bei Verformungsgraden bzw. -geschwindigkeiten von weniger als 0,1 s^–1. Der Verformungsgrad wird erhalten durch Teilen der momentanen Geschwindigkeiten der Fläche des Schaums durch die anfängliche Dicke der Probe.
Ein viskoelastischer Schaum, der im Rahmen der vorliegenden Erfindung zur Anwendung kommen kann, kann einen Steifungskoeffizienten R von mehr als 10 aufweisen. Es handelt sich zum Beispiel um einen Schaum mit einer Dichte nahezu 100 kg/m³, hergestellt von der Gesellschaft „Aearo E.A.R. Specialty Composites^TM" unter der Bezeichnung CONFOR CF – 42 Pink.
Der Aufbau der Polsterung ist insbesondere in 2 dargestellt. Der Abschnitt 10, der aus dem viskoelastischen Schaum gebildet ist erstreckt sich unter dem Abschnitt 11, gebildet aus weichem herkömmlichen Schaum, und zwar von dem hinteren oder Heckende 9 zu dem vorderen oder Frontende 8 der Sitzeinheit. Der viskoelastische Schaumstoff ist relativ wenig dick bzw. stark in dem hinteren Abschnitt der Sitzeinheit mit einer Komfortdicke h_c, dargestellt zwischen 40 und 80% der gemeinsamen Dicke oder Stärke der zwei Schaumstoffe und bevorzugt etwa bei 50% bis 70% und noch stärker bevorzugt bei etwa 60%. Einerseits erlaubt das Vorhandensein des viskoelastischen Schaums in diesem hinteren Abschnittes durch die intrinsischen Eigenschaften dieses Schaums den Insassen unmittelbar mit Beginn eines Aufpralles zurückzuhalten, wobei andererseits das Vorhandensein des klassischen oder herkömmlichen weichen Schaums, überlagert diesbezüglich, es ermöglicht den Komfort des Insassen bei normaler Einnahme des Sitzes zu gewährleisten.
In dem vorderen oder Frontabschnitt liegt der viskoelastische Schaum oder Schaumstoff maßgeblich vor. Der herkömmliche Schaum bildet dort weniger als 5 cm Dicke h_c aus und bevorzugt weniger als 3 cm an Dicke und noch stärker bevorzugt von gleich zu etwa 2 cm. Eine solche Ausbildung hält einen ausreichenden Komfort für die Beine des Insassen bereit, wobei gleichzeitig ein optimaler Rückhalt des Insassen im Falle eines Frontaufpralles des Fahrzeuges gewährleistet wird.
Die zwei Schaumstoffe zeigen somit relativ unterschiedliche Dicken je nach dem, ob man sich im Front- oder Heckabschnitt der Sitzeinheit befindet. In einem zwischengelagerten Abschnitt 6b zwischen dem vorderen Abschnitt und dem hinteren Abschnitt zeigt das zwischengelagerte Niveau 15 zwischen herkömmlichem oder klassischem Schaumstoff und dem viskoelastischen Schaum mittels dieses Schaumstoffs somit eine ansteigende Neigung, so dass eine praktisch normale Fläche besteht bezüglich der Bewegung des Beckens des Insassen des Sitzes im Falle eines Frontaufpralles des Fahrzeuges. Die Rotation des Beckens und demzufolge die Kräfte im Bereich der Wirbel ist somit stark reduziert, wobei eine Versetzung des Insassen in dem Sitz minimiert wird, wobei auch weitere biomechanische Kriterien, Kopf, Brustkorb, untere Extremitäten ebenfalls reduziert werden können.
Die Ausführung einer solchen Sitzeinheit kann verschiedentlich konzipiert werden.
Zum Beispiel könnte jeder der Schaumstoffe unabhängig voneinander dargestellt werden und man könnte diese anschließend mittels Verklebung zusammenbauen. Alternativ könnte der klassische oder herkömmliche Schaum bzw. Schaumstoff umgeformt oder überformt werden bezüglich des viskoelastischen Schaums bzw. Schaumstoffes, wodurch es ermöglichen würde, eine bessere Adhäsion zwischen den zwei Bestandteilen bereitzustellen.
Man könnte ebenfalls zuerst den viskoelastischen Schaum formen, aufweisend die geeignete Form, anschließend an der gegenüberstehenden Fläche der Form oder Kokille den Überzug 7 befestigen, bevor der herkömmliche Schaum bzw. Schaumstoff eingespritzt wird. Man erhält somit einen Überzug, der unmittelbar an der Garnitur 6 vorgesehen ist. In diesem Fall kann man zum Zwecke der Gewährleistung des geeigneten Ablaufes des Verfahrens des Formens darauf achten, dass der Komfortschaum bzw. Komfortschaumstoff 11 zumindest eine minimale Dicke aufweist, zum Beispiel in der Größenordnung von 2 cm entlang der gesamten Achse (X).
In einer noch weiteren Alternative könnte der viskoelastische Schaum zuerst unmittelbar auf die Sitzeinheitenstruktur geklebt werden, wonach die Sitzeinheit des Sitzes ausgestattet wird mit herkömmlichem Schaumstoff in an und für sich üblicher Weise.
Man könnte auch eine metallische steife Platte 14 an der unteren Fläche der Polterung vorsehen, und zwar in dem zwischengelagerten Abschnitt. Eine solche Anordnung verbessert noch stärker den Rückhalt des Insassen mittels der Erhöhung der Reaktions- bzw. Wirkfläche. Alternativ ist diese Platte ein Element, die Struktur der Sitzeinheit ausbildend. Die Platte 14 ist zum Beispiel in geeigneter Weise befestigt an der steifen Struktur der Sitzeinheit, wobei in dieser Ausführungsform das Aufhängungstuch 5 somit gespannt sein kann zwischen dem hinteren Abschnitt der Armatur und dem hinteren Abschnitt der Platte 14, wie dies in 2 dargestellt ist, wie in einer sogenannten Halb-Backetstruktur.

Claims

Sitzeinheitenpolsterung für einen Fahrzeugsitz, sich erstreckend in einer Längsrichtung zwischen einem hinteren Abschnitt (6a), dazu bestimmt das Becken eines auf dem Sitz sitzenden Insassen aufzunehmen, und einem vorderen Abschnitt (6c), sowie in einer vertikalen Richtung zwischen einer unteren Fläche (13), dazu bestimmt ausgerichtet zu sein hin zu einem Fahrzeugboden, und einer oberen Fläche (12), dazu bestimmt ausgerichtet zu sein hin zu dem Körper des Insassen, wobei die Polsterung zumindest umfasst: – einen Komfortschaum (11), weich während einer normalen Benutzung der Sitzeinheit und während einer starken Verzögerung des Fahrzeuges; und – einen viskoelasitschen Schaum (10), der fester oder steifer ist während einer starken Verzögerung des Fahrzeuges als während einer normalen Benutzung des Fahrzeuges, wobei der viskoelastische Schaum (10) sich erstreckt ausgehend von der unteren Fläche, und wobei der Komfortschaum befestigt an dem viskoelastischen Schaum sich erstreckt, bis hin zur oberen Fläche der Polsterung, wobei sich die Komfort- und viskoelastischen Schaumstoffe erstrecken ausgehend von dem hinteren Abschnitt (6a) bis hin zu dem vorderen Abschnitt (6c) der Polsterung, dadurch gekennzeichnet, dass der viskoelastische Schaum eine variable Stärkungsdicke (hr) ausweist.
Polsterung nach Anspruch 1, bei welcher der hintere Abschnitt (6a) ein hinteres Ende (9) aufweist und der vordere Abschnitt (6c) ein vorderes Ende (8) aufweist, wobei der Komfortschaum zwischen dem hinteren Ende (9) und dem vorderen Ende (8) eine variable Komfortdicke (h_c) aufweist und bei welcher der Beitrag der Komfortdicke bezüglich der Summe der Komfortdicke und der Steifungsdicke bzw. Verstärkungsdicke variabel ist entlang der Achse.
Polsterung nach Anspruch 2, bei welcher der Beitrag abnimmt ausgehend von dem hinteren Ende (9) bis hin zu dem vorderen Ende (8).
Polsterung nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, bei welcher der hintere Abschnitt sich erstreckt ausgehend von dem hinteren Ende in Richtung des vorderen Endes über einen Abstand entsprechend im wesentlichen einem Drittel des Abstandes zwischen dem vorderen Ende und dem hinteren Ende, und bei welcher in dem hinteren Abschnitt der Beitrag enthalten ist zwischen 40 und 80% und bevorzugt zwischen 50% und 70%.
Polsterung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei welcher der vordere Abschnitt sich erstreckt ausgeehend von dem vorderen Ende in Richtung des hinteren Endes über eine Entfernung entsprechend im wesentlichen einem Drittel des Abstandes zwischen dem vorderen Ende und dem hinteren Ende, wobei der Komfortschaum in dem vorderen Abschnitt eine Komfortdicke oder -stärke aufweist von weniger als 0,05 m und bevorzug von weniger als 0,03 m.
Polsterung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei welcher der viskoelastische Schaum einen Versteifungs- oder Verfestigungskoeffizienten R von größer als 10 aufweist, wobei der Verfestigungskoeffizient R definiert ist als die Beziehung zwischen der dynamischen Tragfähigkeit und der quasi statischen Tragfähigkeit, wobei die Tragfähigkeit die Beziehung ist zwischen der an einer Fläche des Schaumstoffabschnittes auszuübenden Kompressionskraft, um eine Verformung dieses Abschnittes von 50% zu erhalten und des Flächeninhaltes der Fläche dieses Abschnitts, wobei die dynamische Tragfähigkeit erhalten ist für einen Verformungsgrad von zumindest gleich zu 10 s^–1.
Polsterung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, umfassend einen zwischengelagerten Abschnitt (6b), enthaltend zwischen dem vorderen Abschnitt und dem hinteren Abschnitt, sowie ein steifes Element (14), befestigt an der unteren Fläche des zwischengelagerten Abschnittes.
Sitzeinheit für einen Sitz, umfassend eine steife Struktur, an welcher eine Polsterung (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 montiert ist, wobei die Polsterung von einem Überzug (7) bedeckt ist.
Sitzeinheit für einen Sitz, umfassend eine steife Struktur, an welcher eine Polsterung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 montiert ist, wobei die Polsterung (6) einen zwischengelagerten Abschnitt (6b) umfasst, enthalten zwischen dem vorderen Abschnitt und dem hinteren Abschnitt, wobei die steife Struktur ein steifes Element (14) umfasst, angeordnet gegenüberstehend dem zwischengelagerten Abschnitt der Polsterung.