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Die
Erfindung betrifft eine Sitzeinlage in der Form einer elastischen
Gittermatte mit mindestens zwei Längsstäben, die durch Querstäbe verbunden sind
und Aufhänger
für die
Aufhängung
in einem Sitzgestell aufweisen, sowie ein Verfahren zur Herstellung
einer solchen Sitzeinlage.
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In
der Rückenlehne
von Sitzen, insbesondere von Kraftfahrzeugsitzen, ist häufig als
Sitzeinlage eine Gittermatte eingebaut, die die Polsterung geeignet
versteift, jedoch ein gewisses Nachgeben und damit eine Anpassung
an die Körperform
und -haltung des Benutzers ermöglicht.
Diese Gittermatte wird üblicherweise
durch ein Drahtgitter gebildet, das mit Druck- oder Zugfedern so
im Rahmen der Rückenlehne
aufgehängt
ist, daß die
Längsstäbe im wesentlichen
vertikal in der Ebene der Rückenlehne
verlaufen. Die Längsstäbe werden
zumeist durch Federstahldrähte
gebildet, die mit Kunststoff ummantelt sind. Die aus dünneren Drähten bestehenden
Querstäbe
sind an den Enden zu Ösen
gebogen, die die Längsstäbe eng umschlingen
und so zur Befestigung der Querstäbe an den Längsstäben dienen.
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Oft
ist an der Gittermatte zusätzlich
eine wölbungsverstellbare
Lordosenstütze
befestigt, die es ermöglicht,
die Kontur der Rückenlehne
noch besser an die Anatomie des Benutzers anzupassen und der Wirbelsäule des
Benutzers besseren Halt zu geben. Ein Stützelement der Lordosenstütze wird
durch eine mehr oder minder stark durchbrochene Platte aus Kunststoff
gebildet, deren obere und untere Ränder mit Hilfe eines Bowdenzuges
zusammengezogen werden können,
so daß die
Platte sich durchbiegt und dadurch ihre Wölbung verändert. Das Stützelement
ist im Bereich seiner oberen und unteren Ränder an den Querstäben der
Gittermatte befestigt, wie zum Beispiel in EP-A-0 780 262 beschrieben
wird.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Sitzeinlage zu schaffen, die sich einfacher
herstellen und in ihren elastischen Eigenschaften optimieren läßt.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
daß die
Querstäbe
aus Kunststoff bestehen und an die Längsstäbe angespritzt sind.
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Durch
die Erfindung erübrigt
sich die bisher sehr umständliche
Befestigung der durch dünne Drähte gebildeten
Querstäbe
an den Längsstäben. Statt
dessen werden die aus Kunststoff bestehenden Querstäbe nun einfach
an die Längsstäbe angespritzt,
so daß sich
die gesamte Gittermatte in einem Zuge im Spritzgießverfahren
herstellen läßt. Auf
diese Weise wird der Herstellungsprozeß beträchtlich vereinfacht.
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Zugleich
bietet die Erfindung die vorteilhafte Möglichkeit, die Form und die
elastischen Eigenschaften der Querstäbe so zu variieren, daß die Form und
Härte der
Gittermatte sowie die Größe der Unterstützungsfläche überall optimal
an die Körperanatomie
angepaßt
wird, so daß der
Sitzkomfort gesteigert und eine gesunde Sitzhaltung des Benutzers
erreicht wird. Zu diesem Zweck können
z. B. die Querstäbe mit
einer einheitlichen oder individuell an die jeweilige Einbauhöhe angepaßten Vorwölbung versehen
werden. Außerdem
können
die Querschnittsformen und damit die Größe der Unterstützungsfläche sowie
die elastischen Eigenschaften der Querstäbe von Querstab zu Querstab
sowie auf der Länge
jedes einzelnen Querstabes variiert werden.
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Ein
besonders zweckmäßiges Verfahren
zur Herstellung der Sitzeinlage ist dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche
Querstäbe
in einem Arbeitsgang in einem gemeinsamen Spritzgießwerk gespritzt
werden.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Wenn
auch die Längsstäbe der Gittermatte aus
Kunststoff bestehen, kann die gesamte Gittermatte in einem Stück im Spritzgießverfahren
hergestellt werden.
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Damit
eine ausreichende Gesamtstabilität erreicht
wird, sollten die Längsstäbe allerdings
eine relativ hohe Biegesteifheit besitzen. Andererseits sollten
die Querschnitte der Längsstäbe nicht übermäßig groß werden.
Aus diesem Grund wird es als vorteilhaft angesehen, die Längsstäbe aus einem härteren Material
als die Querstäbe
herzustellen.
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Beispielsweise
können
die Längsstäbe aus faserverstärktem Kunststoff
bestehen. In diesem Fall könnte
die Gittermatte im Mehrkomponentenverfahren aus Kunststoff gespritzt
werden.
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Gemäß einer
anderen Ausführungsform
werden die Längsstäbe wie bisher
durch Federstahldrähte
gebildet, die zumindest dort, wo sich die Querstäbe anschließen, mit dem Kunststoff der
Querstäbe
umspritzt sind. Wahlweise können
die Federstahldrähte auch
ganz in Kunststoff eingebettet werden, so daß es sich erübrigt, die
Federstahldrähte
in einem gesonderten Herstellungsschritt mit Kunststoff zu ummanteln.
Ebenso ist es auch möglich,
die aus Kunststoff bestehenden Querstäbe durch eingespritzte Metalldrähte zu versteifen.
Diese Metalldrähte
können
dann nach außen über die
Längsstäbe hinaus verlängert sein
und zugleich die Aufhänger
und/oder Federn, beispielsweise in Mäanderform, für die Aufhängung der
Matte im Gestell der Rückenlehne
bilden.
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Bei
der Herstellung der Gittermatte können die als Längsstäbe dienenden
Federstahldrähte
als Endlosmaterial in das Spritzgießwerk zugeführt, beim Schließen des
Werkzeugs mit an den Werkzeughälften
angeordneten Schneidorganen auf Länge geschnitten und dann ganz
oder teilweise mit Kunststoff umspritzt werden.
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Besonders
zweckmäßig ist
die Verwendung eines Etagenwerkzeugs, in den sich mehrere Gittermatten
in einem Arbeitsgang herstellen lassen.
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Die
Aufhänger,
die zum Aufhängen
der Gittermatte im Sitzgestell dienen, werden bisher dadurch gebildet,
daß die
Federstahldrähte
zu Haken oder Ösen
gebogen werden. Gemaß einer
Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens
können auch
diese Biegevorgänge
während
des Formschlusses oder nach dem Formschluß mit an dem Spritzgießwerkzeug
ausgebildeten Biegewerkzeugen durchgeführt werden.
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Alternativ
dazu ist es auch möglich,
die Aufhänger
beim Spritzgießen
der Querstäbe
aus Kunststoff herzustellen, entweder als Verlängerungen der Querstäbe oder
auch an anderer Stelle an den Längsstäben.
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Gemäß einer
Weiterbildung der Erfindung kann auch das ohnehin aus Kunststoff
bestehende Stützelement
der Lordosenstütze
in einem Arbeitsgang zusammen mit den Querstäben der Gittermatte hergestellt
werden. Beispielsweise kann das Stützelement in einem Stück mit den
sie tragenden Querstäben
ausgebildet werden. Diese Querstäbe
müssen
dann so elastisch sein, daß sie
die bei der Wölbungsverstellung
des Stützelements
auftretenden Längenänderungen ausgleichen
können.
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Alternativ
ist es denkbar, auf geeigneten, geraden Längsabschnitten der als Federstahldrähte ausgebildeten
Längsstäbe Gleitlager
anzuordnen, die dann im Spritzgießprozeß mit dem Kunststoff des Stützelements
umspritzt werden. Auf diese Weise erhält man eine Gittermatte, bei
der zumindest ein Ende des Stützelements
gleitend verschiebbar auf den Längsstäben geführt ist.
Wenn beide Enden des Stützelements
gleitend verschiebbar sind, läßt sich eine
sogenannte Vierwege-Lordosenstütze
herstellen, bei der das Stützelement
nicht nur in der Wölbung,
sondern auch in der Höhe
relativ zur Gittermatte verstellbar ist.
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Für Kraftfahrzeugsitze
sind aktive Kopfstützen
entwickelt worden, die bei einem Aufprall des Fahrzeugs selbsttätig nach
vorn schwenken, um den infolge des Aufpralls nach hinten geschleuderten Kopf
des Benutzers früher
aufzufangen und so ein Schleudertrauma zu verhindern. Die Schwenkbewegung
der aktiven Kopfstützen
wird durch ein Auslöseelement
ausgelöst,
das in die Rückenlehne
des Sitzes eingebaut ist und auf den vom Oberkörper des Benutzers erzeugten
Druck anspricht, wenn dieser bei dem Aufprall in die Rückenlehne
gepreßt
wird. Das Auslöseelement
weist ein Gehäuse
oder sonstige Funktionsteile aus Kunststoff auf, die die entsprechenden
Sensoren aufnehmen und die ähnlich
wie das Stützelement
der Lordosenstütze
an der Gittermatte zu befestigen sind. Auch dieses Gehäuse und/oder
die sonstigen Funktionsteile können
gemäß einer
Weiterbildung der Erfindung zusammen mit den Querstäben der
Gittermatte hergestellt werden.
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Im
folgenden werden Ausführungsbeispiele der
Erfindung anhand der Zeichnung näher
erläutert.
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Es
zeigen:
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1 eine Rückansicht einer Gittermatte
mit Lordosenstütze;
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2 ein Unterwerkzeug einer
Vorrichtung zur Herstellung der Gittermatte nach 1; und
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2 eine Gittermatte gemäß einem
anderen Ausführungsbeispiel.
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In 1 ist eine Gittermatte 10 mit
einer daran befestigten Lordosenstütze 12 gezeigt. Die
Gittermatte 10 wird durch zwei an den Enden umgebogene
Längsstäbe 14 gebildet,
die durch mehrere sprossenartig angeordnete Querstäbe 16, 18 miteinander
verbunden sind. Bei den Längsstäben 14 handelt
es sich im gezeigten Beispiel um Metalldrähte mit einem verhältnismaßig großen Querschnitt
und einer entsprechend hohen Biegesteifheit, während die Querstäbe 16, 18 aus
Kunststoff bestehen. Jeder der Längsstäbe 14 weist
zwei Ausbiegungen auf, die als Aufhänger 20 für nicht
gezeigte Zugfedern dienen, mit denen die Gittermatte 10 so
im Rahmen einer Rückenlehne
eines Sitzes aufgehängt
wird, daß sie
im wesentlichen in der Ebene der Rückenlehne in der Polsterung
liegt und der Rückenlehne
das geforderte Maß an
Steifheit und Nachgiebigkeit verleiht. Weitere Aufhänger 20 werden
durch die umgebogenen Enden der Längsstäbe 14 gebildet. Wahlweise
können die
Längsstäbe auch
als gelochte Flachbänder
ausgebildet sein, deren Löcher
zum Einhängen
der Zugfedern dienen.
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Die
Lordosenstütze 12 weist
ein im wesentlichen plattenförmiges
Stützelement 22 aus
Kunststoff auf, das auf beiden Seiten mehrere seitlich abstehende
Finger 24 bildet und in der Mitte mit Durchbrüchen 26 versehen
ist. Die Finger 24 sind an der Rückseite durch angeformte Rippen 28 versteift.
Durch rechtwinklig zu den Rippen 28 verlaufende, jedoch
unterbrochene Rippen 30 wird die Steifheit des Stützelements 22 so
eingestellt, daß es
sich um eine Querachse elastisch durchbiegen läßt und sich dabei in der Richtung
senkrecht zur Zeichenebene in 1 mehr
oder minder stark auswölbt.
Ein im wesentlichen vertikal verlaufender Hebel 32 ist
mittig auf der Rückseite
des Stützelements 22 angeordnet
und an seinem unteren Ende in einem Lager 34 schwenkbar an
dem Stützelement
gelagert. Das obere Ende des Hebels 32 bildet eine Verankerungsstelle 36 für das Außenkabel
eines nicht gezeigten Bowdenzuges. Eine Verankerungsstelle 38 für das zugehörige Innenkabel
ist in der Nähe
des oberen Randes des Stützelements 22 angeordnet.
Mit Hilfe des Bowdenzuges kann folglich das Stützelement 22 in vertikaler Richtung
auf Kompression beansprucht werden, so daß es sich in Richtung auf den
Rücken
des Benutzers durchwölbt.
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Zur
Befestigung am Drahtgitter 10 weist das Stützelement
an seinen oberen und unteren Rändern je
eine Verdickung 40 auf, die in einem Stück mit einem der Querstäbe 18 ausgebildet
ist. Auf diese Weise ist das Stützelement 22 stabil
und ausreißsicher an
der Gittermatte 10 gehalten. Wenn das Stützelement 22 durchgewölbt wird
und sich dabei in vertikaler Richtung verkürzt, werden die Quer stäbe 18 elastisch
durchgebogen.
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Zur
Herstellung der Gittermatte 10 dient ein Spritzgießwerkzeug,
dessen Unterwerkzeug 42 in 2 gezeigt
ist.
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Das
Unterwerkzeug 42 bildet einen Formhohlraum 22', mit dem die
in 1 sichtbare Rückseite
des Stützelements 22 geformt
wird. Die Bereiche des Formhohlraums 22', die die Finger 24 bilden, sind
leicht nach oben angewinkelt. Zu diesem Zweck bildet das Unterwerkzeug 42 schräg nach außen ansteigende
Plateaus 46. Außerhalb
des Formhohlraums 22' und
der Plateaus 46 weist das Unterwerkzeug 42 eine
flache Oberfläche
auf, die von Längsnuten 14' und von Formhohlräumen 16', 18' für die Querstäbe durchzogen
ist. Die Längsnuten 14' sind so tief,
daß sie
die untere Hälfte
des Querschnitts der Längsstäbe 14 aufnehmen
können,
während
die obere Hälfte
des Querschnitts durch entsprechende Nuten eines nicht gezeigten
Oberwerkzeugs aufgenommen wird.
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Die
Längsnuten 14' münden am
oberen Ende in 2 in
einen Freiraum, der durch einen Anschlag 48 begrenzt wird.
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Auf
ihrer Länge
sind die Längsnuten 14' stellenweise
zu Schablonen 50 erweitert, denen jeweils ein Biegewerkzeug 52 zugeordnet
ist.
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Der
in 2 untere Rand des
Unterwerkzeugs bildet eine Scherkante 54, die in Abstand
zu den dortigen Mündungen
der Längsnuten 14' liegt und an
der die Längsstäbe 14 mit
Schneidwerkzeugen 56 abgeschert werden können.
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Die
Längsstäbe 14 werden
zunächst
im nicht gebogenen Zustand axial in die Längsnuten 14' eingeführt und
gegen den Anschlag 48 geschoben und dann beim Schließen des
Werkzeugs abgelängt.
Anschließend
werden die Biegewerkzeuge 52 nach außen gezogen, so daß die Ausbiegungen
für die
Aufhänger 20 in
den Längsstäben 14 gebildet
werden. Die Biegewerkzeuge 52, die derselben Längsnut 14' zugeordnet
sind, werden vorzugsweise zeitlich nacheinander betätigt, damit
die Längsstäbe 14 sich
während
des Biegevorgangs axial in den Längsnuten 14 verschieben
können,
um den durch die Ausbiegungen bedingten Mehrbedarf an Material auszugleichen.
Anschließend
werden die Enden der Längsstäbe 14 in
der in 1 gezeigten Weise
umgebogen. Dazu weist das Unterwerkzeug 42 integrierte
Biegewerkzeuge 58 und zugehörige Biegestempel 60 auf.
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Wenn
das Werkzeug geschlossen ist und die Längsstäbe 14 in der gewünschten
Weise gebogen worden sind, wird Kunststoffschmelze gleichzeitig
in die Formhohlräume 16', 18' und 22' injiziert,
so daß die
Querstäbe 16, 18 und
das Stützelement 22 hergestellt
werden. Die Längsstäbe 14 werden
dabei fest in die etwas verdickten Enden der Querstäbe 16, 18 eingebettet.
Nach dem Öffnen
des Werkzeugs kann die fertige Gittermatte 10 entnommen
werden.
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In
dem in 1 gezeigten Beispiel
sind die Querstäbe 16,18 im
wesentlichen als flache Bänder ausgebildet,
die in der Richtung senkrecht zur Zeichenebene in 1 eine relativ geringe Biegesteifheit
haben, so daß sie
sich leicht durchbiegen können,
wenn sie durch den Rücken
des Benutzers belastet werden. Zugleich bilden die Querstäbe so eine relativ
breite Stützfläche, durch
die ein Einschneiden in das Polstermaterial der Rückenlehne
vermieden wird. Die Querstäbe 18,
die in einem Stück
mit dem Stützelement 22 ausgebildet
sind, haben eine geringere Breite als die Querstäbe 16, so daß sie auch
in der Richtung parallel zu den Längsstäben 14 elastisch verformbar
sind, wenn sich beim Wölben
des Stützelements 22 der
Abstand zwischen dessen oberen und unteren Rändern verändert.
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Das
Biegeverhalten der Längsstäbe 16 wird im
gezeigten Beispiel dadurch kontrolliert, daß jeweils im Mittelbereich
eine Versteifungsrippe 62 angebracht ist.
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3 zeigt eine Gittermatte 64 gemäß einem
anderem Ausführungsbeispiel.
Hier sind auch die Längsstäbe 14 aus
Kunststoff hergestellt, und sie bilden zusammen mit den Querstäben 16, 18 und dem
Stützelement 22 ein
einstückiges
Kunststoffteil. Die Längsstäbe 14 haben
einen flachen, linsenförmigen
Querschnitt und sind durch in das Kunststoffmaterial eingebettete
Federstahldrähte 66 versteift.
Die Federstahldrähte
ragen nur an den Enden aus dem Kunststoffmaterial heraus, so daß sie dort
im Formwerkzeug abgestützt
werden können.
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Die
Aufhänger 20 werden
hier durch Ösen und
Haken gebildet, die unmittelbar an das Kunststoffmaterial der Längsstäbe 14 angeformt
sind.
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Der
obere Querstab 16 weist hier angeformte Lappen 68 auf,
die für
eine bessere Kräfteverteilung sorgen.
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Die
wirksame Biegelänge
der Querstäbe 16, 18 läßt sich
bei dieser Ausführungsform
auch dadurch kontrollieren, daß die
Breite der Längsstäbe 14 variiert
wird. Im gezeigten Beispiel sind die Längsstäbe 14 in dem Abschnitt
zwischen dem oberen Querstab 18 und dem sich nach oben
anschließenden Querstab 16 nach
innen verbreitert. Dies hat insbesondere zur Folge, daß die beiden
Querstäbe 18 an den
oberen und unteren Rändern
des Stützelements 22 unterschiedliche
Biegesteifheiten haben. Auf diese Weise läßt sich die Verlagerung des
Wölbscheitels beim
Durchbiegen des Stützelements 22 kontrollieren.