DE10063505A1

DE10063505A1 - Method and device for constructing a vehicle seat

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: WO2002049872A2; WO2002049872A3; EP1343654A2; JP2004516086A

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.The invention relates to a method and a device for constructing a vehicle seat, consisting of an upholstery body and an upholstery cover by means of a data processing system with the following method steps: DOLLAR A È reading in of data for specifying a desired shape of the upholstery body (desired upholstery body), DOLLAR A È Digitization of the target upholstery body to a design model, DOLLAR A È calculation of the cut of the upholstery cover based on the design model, DOLLAR A È calculation of the necessary modification of the design model depending on the reference forces to generate a tool model that is unrelated Upholstery body corresponds and that receives the specified target shape of the upholstery body with the upholstery cover.

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.The invention relates to a method and a device for construction a vehicle seat consisting of a cushion body and a Upholstery. Basic problems in the development of an upholstered body are the reference forces caused by the pressure of the cushion cover on most of the time act as a foam part formed cushion body. The designer of one The vehicle seat must therefore be tightened in particular (e.g. Bead) thicken the foam part or the cushion body to the To compensate for foam indentation and thus the design specification fulfill.

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.In the previously known methods, the method steps become Construction of the upholstered body and the process steps for the construction the upholstery cover, in particular to produce the cover blanks, successively, d. H. also carried out separately. So it will previously based on the target shape of a cushion body Consideration of material characteristics, such as B. reference material thickness, Foam strength, etc., based on past experience unrelated and thus relaxed upholstered body constructed. If necessary, the fully constructed upholstered body is in the form of a 3D Model digital as an input variable for the process steps for generation of the upholstery cover provided. From this 3D model become 2D cover blanks calculated for the upholstery cover. The single ones Cover cuts of the upholstery cover are also separated from each other calculated. A comfort assessment is actually done manually with the Upholstered upholstered body made. Isn't comfort acceptable, usually both the upholstery body and the Upholstery cover can be modified.

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.It is an object of the invention, a method and an apparatus for Construction of a vehicle seat consisting of a cushion body and to simplify upholstery on the one hand and on the other hand to optimize.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentansprüche 1 und 2 gelöst.This object is achieved by the features of claims 1 and 2 solved.

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.For a more detailed explanation of the invention is in the drawing Embodiment of the invention shown. Herein, in particular the relationships between the Process steps for the construction of the upholstered body (process chain Upholstery body) and the process steps for the construction of the Upholstery cover or the cover cut (process chain upholstery cover) clarified.

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. The embodiment relates to a vehicle seat, the Upholstery body consisting of an upper cushion and a lower cushion is put together. Such a two-part design of a Upholstered body with its advantages is for example from DE 197 51 091 A1 already known.

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.In the drawing, a digital library 1 for the selection of a seat cushion adapted to the seat mechanism is shown schematically. The output information from the digital library 1 is a digitized sub-cushion 2 for specifying a desired shape of the lower part of the cushion body. The output information of a design computer, not shown here, is a digitized upper cushion 4 for specifying the desired shape of the upper part of the cushion body. The digitized top cushion 4 can, for example, represent a surface that is also referred to as a parameterized A surface. The digitized sub-cushion 2 can, for example, also represent an area which is also referred to as a parameterized B area. The digitized upper cushion 4 , the digitized lower cushion 2 , the output information of a seam image generator 10 and material characteristics, such as. B. the material thickness of the upholstery cover, the resilience of the upholstery cover, as well as the resilience or strength of the upholstery body in the form of a foam part, are input information of the design model generator 3 . In the design model generator 3 , taking into account the input information, the entire (covered) target upholstery body is digitized into a design model. Such a digitized design model is in particular a 3-dimensional FE model, through which bodies in the form of finite elements can be visualized in 3 dimensions. In the design model, for example, foam hardness zones, with the cover sewn or non-sewn block foam pads, attachments and / or seat width adjustment options (as FE elements) can also be taken into account.

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.On the basis of the design model, at least on the basis of the part of the design model corresponding to the upper cushion, and preferably also on the basis of the output information from the seam image generator 10 , an advantageous cutting of the cushion cover is defined in the cut-out divider 5 . A reference fold analysis can also be carried out in a fold calculator 6 , taking into account the design model. If the reference fold analysis turns out to be negative, for example because too many folds or folds occur at undesired locations, a modification can be carried out in the blank divider 5 . A modification elsewhere, e.g. B. on the design model or on the target shapes (not shown here). If the reference wrinkles analysis is positive, the reference forces, so the forces acting on the cushion body after the reference, a precise edge covering and the reference blank for the cutting machine to be 8 (Cutter) calculated in Zuschnittsberechner. 7

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. It is essential to the invention that the reference forces determined in the cutting calculator 7 of the upholstery process chain are input signals of the tool model generator 11 in the upholstery process chain. In the tool model generator 11 , the design model of the upholstery body, including the corresponding material data, is virtually loaded with these reference forces. This gives the design model a geometry that is created by covering it with the upholstery. In the optimal case, especially when the reference forces approach zero, the design model is not changed. In reality, however, this is mostly not the case due to the partial intransigence of the cushion cover. Therefore, in the tool model generator 11, the design model is modified depending on the reference forces, in particular thickened, in order to obtain a tool model which corresponds to the unrelated, that is to say relaxed, upholstery body and which, in the related state, that is to say with the upholstery cover, the predetermined target Shape of the upholstered body is preserved. The modification of the design model in the tool model generator 11 is carried out using known FE methods. The automatic modification process in the tool model generator 11 can be carried out iteratively several times until a predefined deviation of the virtually related tool model from the design model has been reached.

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.In print investigators optional 12 information such can. B. the so-called H-point or the seat pressure distribution can be calculated to generate variables for comfort assessment. If the comfort assessment is negative, a change or a different selection of the digitized sub-cushion 2 can be carried out, for example. If the comfort rating is positive, the data of the tool model are e.g. B. passed on to an upholstered body milling cutter (or tool milling cutter) 13 . In the upholstery body milling cutter 13 , the unrelated upholstery body is produced, which is finished in the reference unit 9 with the blanks obtained from the cutting machine 8 .

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.Essential to the invention in this exemplary embodiment is, in particular, that the process chain cushion body and the process chain cushion cover mutually influence one another. In particular, the cutting calculator 7 requires data from the design model generator 3 in the process body upholstery in the process chain upholstery cover. The tool model generator 11 from the upholstery body process chain in turn requires the output signals reference forces of the cutting computer 7 from the upholstery process chain. Virtual optimization processes are carried out by this method according to the invention, whereby an optimized construction of the upholstery body and upholstery cover is achieved. All process steps can be carried out in a single data processing system.

Eine Konvertierung von digitalisierten Daten entfällt. Weiterhin verkürzt sich aufgrund des erhöhten Automatisierungsgrades die Arbeitszeit.There is no conversion of digitized data. It also shortens due to the increased degree of automation, the working time.

Claims

1. Method for the construction of a vehicle seat consisting of a cushion body and a cushion cover by means of a data processing system with the following method steps:
Reading in data for specifying a target shape of the cushion body (target cushion body),
Digitization of the target upholstery body into a design model,
Calculation of the cut of the upholstery cover based on the design model,
Calculation of the reference forces that act on the design model that is virtually covered with the upholstery,
Calculation of the necessary modification of the design model depending on the reference forces to produce a tool model that corresponds to the unrelated upholstery body and that receives the specified target shape of the upholstery body with the upholstery cover.

2. Device for carrying out the method for constructing a vehicle seat according to claim 1 with a data processing system which has at least the following components:
a design model generator ( 3 ) for reading in data for specifying a target shape ( 2 , 4 ) of the cushion body and for digitizing the target cushion body into a design model,
a cutting calculator ( 7 ) for calculating the cut of the upholstery cover at least on the basis of the design model and for calculating the reference forces which act on the design model virtually provided with the upholstery cover, and
a tool model generator ( 11 ) for calculating the necessary modification of the design model depending on the reference forces in order to obtain a tool model that corresponds to the unrelated upholstery body and that receives the predetermined desired shape of the upholstery body with the upholstery cover.