DE10063505A1

DE10063505A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Konstruktion eines Fahrzeugsitzes

Info

Publication number: DE10063505A1
Application number: DE10063505A
Authority: DE
Inventors: Jahn Georg; Erhard Moser; Klaus Bekemeier; Jakob Schneider; Ludwig Faerber
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2000-12-20
Filing date: 2000-12-20
Publication date: 2002-07-04
Also published as: JP2004516086A; WO2002049872A3; EP1343654A2; WO2002049872A2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Konstruktion eines Fahrzeugsitzes, bestehend aus einem Polsterkörper und einem Polsterbezug mittels einer Datenverarbeitungsanlage mit folgenden Verfahrensschritten: DOLLAR A È Einlesen von Daten zur Vorgabe einer Soll-Form des Polsterkörpers (Soll-Polsterkörper), DOLLAR A È Digitalisierung des Soll-Polsterkörpers zu einem Design-Modell, DOLLAR A È Berechnung des Zuschnittes des Polsterbezugs aufgrund des Design-Modells, DOLLAR A È Berechnung der notwendigen Modifizierung des Design-Modells abhängig von den Bezugskräften zur Erzeugung eines Werkzeug-Modells, das dem unbezogenen Polsterkörper entspricht und das mit dem Polsterbezug die vorgegebene Soll-Form des Polsterkörpers erhält.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Konstruktion eines Fahrzeugsitzes bestehend aus einem Polsterkörper und einem Polsterbezug. Grundproblem bei der Entwicklung eines Polsterkörpers sind die Bezugskräfte, die durch den Druck des Polsterbezugs auf den meistens als Schaumteil ausgebildeten Polsterkörper wirken. Der Konstrukteur eines Fahrzeugsitzes muss daher insbesondere an straffgezogenen Stellen (z. B. Wulst) das Schaumteil bzw. den Polsterkörper aufdicken, um die Schaumeindrückung zu kompensieren und damit die Designvorgabe zu erfüllen.

Bei den bisher bekannten Verfahren werden die Verfahrensschritte zur Konstruktion des Polsterkörpers und die Verfahrensschritte zur Konstruktion des Polsterbezugs, insbesondere zur Erzeugung der Bezugszuschnitte, nacheinander, d. h. auch getrennt voneinander, durchgeführt. Es wird also bisher basierend auf der Soll-Form eines Polsterkörpers unter Berücksichtung von Materialkenndaten, wie z. B. Bezugsmaterialstärke, Schaumfestigkeit usw., anhand von Erfahrungswerten zunächst ein unbezogener und damit entspannter Polsterkörper konstruiert. Gegebenenfalls wird der fertig konstruierte Polsterkörper in Form eines 3D- Modells digital als Eingangsgröße für die Verfahrensschritte zur Erzeugung des Polsterbezugs zur Verfügung gestellt. Aus diesem 3D-Modell werden 2D-Bezugszuschnitte für den Polsterbezug berechnet. Die einzelnen Bezugszuschnitte des Polsterbezugs werden ebenfalls getrennt voneinander berechnet. Eine Komfortbeurteilung wird manuell am tatsächlich mit dem Polsterbezug versehenen Polsterkörper vorgenommen. Ist der Komfort nicht akzeptabel, müssen meistens sowohl der Polsterkörper als auch der Polsterbezug modifiziert werden.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Konstruktion eines Fahrzeugsitzes bestehend aus einem Polsterkörper und einem Polsterbezug einerseits zu vereinfachen und andererseits zu optimieren.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentansprüche 1 und 2 gelöst.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung ist in der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Hierin werden insbesondere die durch die Erfindung entstehenden Zusammenhänge zwischen den Verfahrensschritten zur Konstruktion des Polsterkörpers (Prozesskette Polsterkörper) und den Verfahrensschritten zur Konstruktion des Polsterbezugs bzw. der Bezugszuschnitte (Prozesskette Polsterbezug) verdeutlicht.

Das Ausführungsbeispiel bezieht sich auf einen Fahrzeugsitz, dessen Polsterkörper aus einem Oberpolster und einem Unterpolster zusammengesetzt wird. Eine derartige zweiteilige Ausgestaltung eines Polsterkörpers mit seinen Vorteilen ist beispielsweise aus der DE 197 51 091 A1 bereits bekannt.

In der Zeichnung ist schematisch eine digitale Bibliothek 1 zur Auswahl eines sitzmechanik-angepassten Unterpolsters dargestellt. Die Ausgangsinformation der digitalen Bibliothek 1 ist ein digitalisiertes Unterpolster 2 zur Vorgabe einer Soll-Form des Unterteils des Polsterkörpers. Ausgangsinformation eines hier nicht dargestellten Design- Computers ist ein digitalisiertes Oberpolster 4 zur Vorgabe der Soll-Form des Oberteils des Polsterkörpers. Das digitalisierte Oberpolster 4 kann beispielsweise eine Fläche wiedergeben, die auch als parametrisierte A- Fläche bezeichnet wird. Das digitalisierte Unterpolster 2 kann beispielsweise ebenfalls eine Fläche darstellen, die auch als parametrisierte B-Fläche bezeichnet wird. Das digitalisierte Oberpolster 4, das digitalisierte Unterpolster 2, die Ausgangsinformation eines Nahtbilderzeugers 10 und Materialkenndaten, wie z. B. die Materialstärke des Polsterbezugs, die Nachgiebigkeit des Polsterbezugs, sowie die Nachgiebigkeit bzw. Festigkeit des Polsterkörpers in Form eines Schaumteils, sind Eingangsinformationen des Design-Modellerzeugers 3. Im Design-Modellerzeuger 3 wird unter Berücksichtigung der Eingangsinformationen der gesamte (überzogene) Soll-Polsterkörper zu einem Design-Modell digitalisiert. Ein derartiges digitalisiertes Design-Modell ist insbesondere ein 3-dimensionales FE- Modell, durch das Körper in Form von finiten Elementen 3-dimensional visualisiert werden können. Im Design-Modell können beispielsweise auch Schaumhärtezonen, mit dem Bezug vernähte bzw. nichtvernähte Blockschaumauflagen, Anbauteile und/oder Sitzbreiten-Verstellmöglichkeiten (als FE-Elemente) berücksichtigt werden.

Aufgrund des Design-Modells, zumindest aufgrund des dem Oberpolster entsprechenden Teils des Design-Modells, und vorzugsweise auch aufgrund der Ausgangsinformation des Nahtbilderzeugers 10 wird im Zuschnittaufteiler 5 ein vorteilhafter Zuschnitt des Polsterbezugs festgelegt. In einem Faltenberechner 6 kann ebenfalls unter Berücksichtigung des Design- Modells, eine Bezugsfaltenanalyse vorgenommen werden. Fällt die Bezugsfaltenanalyse negativ aus, da beispielsweise zu viele Falten oder Falten an ungewünschten Stellen auftreten, kann im Zuschnittaufteiler 5 eine Modifizierung vorgenommen werden. Es könnte auch eine Modifizierung an anderer Stelle, z. B. am Design-Modell bzw. an den Soll-Formen vorgenommen werden (hier nicht dargestellt). Fällt die Bezugsfaltenanalyse positiv aus, werden im Zuschnittsberechner 7 die Bezugskräfte, also die auf den Polsterkörper wirkenden Kräfte nach dem Bezug, eine exakte Randbespannung und der Bezugszuschnitt für die Zuschneidemaschine 8 (Cutter) berechnet.

Erfindungswesentlich ist, dass die im Zuschnittsberechner 7 der Prozesskette Polsterbezug ermittelten Bezugskräfte Eingangssignale des Werkzeug-Modellerzeugers 11 in der Prozesskette Polsterkörper sind. Im Werkzeug-Modellerzeuger 11 wird das Design-Modell des Polsterkörpers einschließlich den entsprechenden Materialkenndaten mit diesen Bezugskräften virtuell belastet. Hierdurch erhält das Design-Modell eine Geometrie, die durch das Beziehen mit dem Polsterbezug entsteht. Im optimalen Fall, insbesondere wenn die Bezugskräfte gegen Null gehen, wird das Design-Modell nicht verändert. In der Realität trifft dies jedoch meistens durch die teilweise Unnachgiebigkeit des Polsterbezugs nicht zu. Daher wird im Werkzeug-Modellerzeuger 11 das Design-Modell abhängig von den Bezugskräften modifiziert, insbesondere aufgedickt, um ein Werkzeug- Modell zu erhalten, das dem unbezogenen, also entspannten Polsterkörper entspricht und das im bezogenen Zustand, also mit dem Polsterbezug die vorgegebene Soll-Form des Polsterkörpers erhält. Die Modifizierung des Design-Modells im Werkzeug-Modellerzeuger 11 wird anhand bekannter FE- Verfahren durchgeführt. Der automatische Modifizierungsvorgang im Werkzeug-Modellerzeuger 11 kann mehrmals iterativ durchgeführt werden, bis eine vorher festgelegte Abweichung des virtuell bezogenen Werkzeug- Modells zum Design-Modell erreicht ist.

Optional können im Druckermittler 12 Informationen, wie z. B. der sogenannte H-Punkt oder die Sitzdruckverteilung, zur Erzeugung von Größen zur Komfortbeurteilung berechnet werden. Fällt die Komfortbeurteilung negativ aus, kann beispielsweise eine Veränderung oder eine andere Auswahl des digitalisierten Unterpolsters 2 vorgenommen werden. Fällt die Komfortbeurteilung positiv aus, werden die Daten des Werkzeug-Modells z. B. an einen Polsterkörperfräser (oder Werkzeugfräser) 13 weitergegeben. Im Polsterkörperfräser 13 wird der unbezogene Polsterkörper hergestellt, der in der Bezugseinheit 9 mit den von der Zuschneidemaschine 8 erhaltenen Zuschnitten fertig bezogenen wird.

Erfindungswesentlich an diesem Ausführungsbeispiel ist insbesondere, dass die Prozesskette Polsterkörper und die Prozesskette Polsterbezug sich gegenseitig beeinflussen. Insbesondere benötigt der Zuschnittsberechner 7 in der Prozesskette Polsterbezug Daten aus dem Design-Modellerzeuger 3 aus der Prozesskette Polsterkörper. Der Werkzeug-Modellerzeuger 11 aus der Prozesskette Polsterkörper wiederum benötigt die Ausgangssignale Bezugskräfte des Zuschnittsberechners 7 aus der Prozesskette Polsterbezug. Durch dieses erfindungsgemäße Verfahren werden virtuelle Optimierungsvorgänge durchgeführt, wodurch eine optimierte Konstruktion von Polsterkörper und Polsterbezug erreicht wird. Alle Verfahrensschritte können in einer einzigen Datenverarbeitungsanlage durchgeführt werden.

Eine Konvertierung von digitalisierten Daten entfällt. Weiterhin verkürzt sich aufgrund des erhöhten Automatisierungsgrades die Arbeitszeit.

Claims

1. Verfahren zur Konstruktion eines Fahrzeugsitzes bestehend aus einem Polsterkörper und einem Polsterbezug mittels einer Datenverarbei tungsanlage mit folgenden Verfahrensschritten:
Einlesen von Daten zur Vorgabe einer Soll-Form des Polsterkörpers (Soll-Polsterkörper),
Digitalisierung des Soll-Polsterkörpers zu einem Design-Modell,
Berechnung des Zuschnittes des Polsterbezugs aufgrund des Design-Modells,
Berechnung der Bezugskräfte, die auf das virtuell mit dem Polsterbe zug versehene Design-Modell wirken,
Berechnung der notwendigen Modifizierung des Design-Modells abhängig von den Bezugskräften zur Erzeugung eines Werkzeug- Modells, das dem unbezogenen Polsterkörper entspricht und das mit dem Polsterbezug die vorgegebene Soll-Form des Polsterkörpers erhält.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Konstruktion eines Fahrzeugsitzes nach Patentanspruch 1 mit einer Datenverarbeitungs anlage, die zumindest folgende Komponenten aufweist:
einen Design-Modell-Erzeuger (3) zum Einlesen von Daten zur Vor gabe einer Soll-Form (2, 4) des Polsterkörpers und zur Digitalisierung des Soll-Polsterkörpers zu einem Design-Modell,
einen Zuschnittsberechner (7) zur Berechnung des Zuschnittes des Polsterbezugs zumindest aufgrund des Design-Modells und zur Berechnung der Bezugskräfte, die auf das virtuell mit dem Polsterbezug versehene Design-Modell wirken, und
einen Werkzeug-Modell-Erzeuger (11) zur Berechnung der notwendigen Modifizierung des Design-Modells abhängig von den Bezugskräften, um ein Werkzeug-Modell zu erhalten, das dem unbezogenen Polsterkörper entspricht und das mit dem Polsterbezug die vorgegebene Soll-Form des Polsterkörpers erhält.