DE10142995A1

DE10142995A1 - Fahrzeugsitz, insbesondere Kraftfahrzeugsitz

Info

Publication number: DE10142995A1
Application number: DE10142995A
Authority: DE
Inventors: Werner Wittig; Holger Fischer
Original assignee: Keiper GmbH and Co
Current assignee: Adient Luxembourg Holding SARL
Priority date: 2001-09-01
Filing date: 2001-09-01
Publication date: 2003-03-27
Anticipated expiration: 2021-09-02
Also published as: DE10142995B4

Abstract

Bei einem Fahrzeugsitz, insbesondere einem Kraftfahrzeugsitz, mit einer Lehne (3), welche eine Lehnenstruktur (5) und eine an der Lehnenstruktur (5) angebrachte Polsterung (11) mit einer einem Insassen zugewandten Seite (9) aufweist, ist die dem Insassen zugewandte Seite (9) der Polsterung (11) gegenüber der Lehnenstruktur (5) in Längsrichtung der Lehne (3) leicht beweglich.

Description

Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugsitz, insbesondere einen Kraftfahrzeugsitz, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruches 1.
Der sitzende Mensch empfindet Vertikalschwingungen im Bereich von 4 bis 8 Hz besonders stark, da viele Körperresonanzen in diesem Bereich liegen. Je nach Dauer und Stärke sind diese Schwingungen unangenehm oder schädlich. Der Insasse eines Fahrzeugsitzes der eingangs genannten Art ist durch ein elastisches Sitzteil zumindest etwas von derartigen Schwingungen abgeschirmt, die aufgrund der Fahrweise des Fahrzeugs entstehen und auf den Fahrzeugsitz übertragen werden. Die Schwingungsisolierung wird jedoch durch den zwischen dem Rücken des Insassens und der nicht mitschwingenden Lehne vorhandenen Reibkontakt beeinträchtigt, welcher die Relativbewegung des Insassens behindert, so daß die erste Eigenfrequenz des Schwingungssystems Insasse-Fahrzeugsitz in den ungünstigen Frequenzbereich fällt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Fahrzeugsitz der eingangs genannten Art zu verbessern, insbesondere hinsichtlich der Schwingungsisolierung für den Insassen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Fahrzeugsitz mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Dadurch, daß die dem Insassen zugewandte Seite der Polsterung gegenüber der Lehnenstruktur in Längsrichtung der Lehne leicht beweglich ist, kann der Insasse, der mit dieser durch den Bezug gebildeten Seite in Kontakt steht, relativ zur Lehnenstruktur schwingen, wobei die Polsterung oder ihre Anbringung entsprechend nachgiebig ausgebildet sind, d. h. eine geringe Steifigkeit aufweist. Vorzugsweise ist die folglich anisotrope Steifigkeit in der Normalenrichtung, also senkrecht zur Ebene der Lehne, höher als in der Längsrichtung der Lehne; zur Verhinderung von seitlicher Nachgiebigkeit, beispielsweise in Kurvenfahrten, ist sie auch in Querrichtung höher als in Längsrichtung.
Die anisotrope Steifigkeit für die Schwingungsisolierung kann auf konstruktiv einfach zu verwirklichende Weise durch eine geeignete räumliche Strukturierung der Polsterung erreicht werden, beispielsweise als Formteil oder gefaltete Tragstruktur, welche entsprechende Wände, Leisten, Rippen, Säulen und Hohlräume aufweist, die symmetrisch oder unsymmetrisch angeordnet sind. Ein derartiges Formteil kann einstückig ausgebildet sein oder aus Fasern bestehen, die als Gewebe, Gewirke oder Vlies eine räumliche Struktur bilden. Die erforderliche Strukturierung der Polsterung kann auch durch mehrere einzelne Stützelemente erreicht werden, die für sich die anisotrope Steifigkeit aufweisen.
Die anisotrope Steifigkeit kann auch auf ebenfalls konstruktiv einfach zu verwirklichende Weise durch eine Funktionstrennung der Polsterung und ihrer Anbringung erreicht werden. Die beweglich, vorzugsweise mittels elastischer Elemente aufgehängte Polsterung sorgt für die notwendige Steifigkeit in Normalenrichtung, während die Aufhängung die Nachgiebigkeit und leichte Beweglichkeit in Längsrichtung der Lehne bewirkt.
Im folgenden ist die Erfindung anhand von sieben in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugsitzes,
Fig. 2A einen Teil eines Längsschnitts der Lehne gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
Fig. 2B einen Teil eines Längsschnitts der Lehne gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
Fig. 2C einen Teil eines Längsschnitts der Lehne gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel,
Fig. 2D einen Teil eines Längsschnitts der Lehne gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel,
Fig. 2E einen Teil eines Längsschnitts der Lehne gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel entlang der Linie E-E ind Fig. 2F,
Fig. 2F eine Darufsicht auf einen Teil der Lehne gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel,
Fig. 3 eine perspektivische Teilansicht der Polsterung der Lehne gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel, und
Fig. 4 einen schematischen Längsschnitts der Lehne gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel.
Ein Fahrzeugsitz 1 ist in allen Ausführungsbeispielen als Vordersitz eines Kraftfahrzeuges ausgebildet, kann aber auch als Fondsitz dienen, wobei ein wenigstens teilweise elastisches Sitzteil 2 in an sich bekannter Weise ausgebildet ist. Der Fahrzeugsitz 1 ist mit einer Lehne 3 versehen, welche eine Lehnenstruktur 5 als tragende Struktur aufweist. Auf der dem Insassen zugewandten, in der Regel nach vorne weisenden Seite der Lehnenstruktur 5 ist eine nachfolgend näher beschriebene Polsterung vorgesehen, deren dem Insassen zugewandte Seite durch einen kaschierten Bezug 9 gebildet wird. Die längste Abmessung der Lehne 3 definiert ihre Längsrichtung und die bei eingebautem Fahrzeugsitz 1 horizontale Richtung die Querrichtung, während die Normalenrichtung senkrecht zu der durch Längsrichtung und Querrichtung aufgespannten Ebene der Lehne 3 ausgerichtet ist.
Im ersten Ausführungsbeispiel besteht die Polsterung aus einem Formteil 11, welches aus Schaumstoff oder aus gebundenen Fasern, beispielsweise als Vlies oder als Gewebe, besteht. Diese Fasern können durch anorganische Bindemittel mit Nanopartikeln verstärkt werden. Das Formteil 11 ist auf seiner der Lehnenstruktur 5 zugewandten Seite fest auf der Lehnenstruktur 5 abgestützt, beispielsweise über eine lehnenstrukturfeste Schale. Zum Bezug 9 hin weist das Formteil 11 mehrere Rippen 12 auf, welche horizontal, also quer zur Längsrichtung der Lehne 3, verlaufen. Zwischen den Rippen 12 entstehen dadurch Hohlräume 13, welche zugleich Teile eines Sitzbelüftungssystems sein können. An ihrem freien, in der Regel nach vorne weisenden Ende liegen die Rippen 12 am gespannten Bezug 9 an.
Erfolgt durch den Kontakt mit dem schwingenden Körper eine Relativbewegung zwischen der durch den Bezug 9 definierten Seite der Polsterung und der an der Lehnenstruktur 5 angebrachten Seite der Polsterung in Längsrichtung der Lehne 3, so setzt das Formteil 11 aufgrund des Verlaufs der Hohlräume 13 dieser tangentialen Bewegung (Scherbewegung) nur einen geringen Widerstand entgegen. Die Wirksamkeit der Federung des Sitzteils 2 wird in Bezug auf die Schwingungsisolierung dadurch weniger beeinträchtigt. Bei Bewegungen quer zur Längsrichtung oder normal zur Lehne 3, d. h. auf diese zu, ist dagegen das Formteil 11 in bekannter Weise als Polsterung wirksam, d. h. die Steifigkeit der Polsterung ist anisotrop.
Das zweite Ausführungsbeispiel stimmt in Aufbau und Funktion weitgehend mit dem ersten Ausführungsbeispiel überein. Das abweichend ausgebildete Formteil 11' weist jedoch Hohlräume 13' auf, welche vollständig vom Material des Formteils 11' umschlossen sind, aber die gleiche Ausrichtung wie im ersten Ausführungsbeispiel aufweisen. Die leichte Beweglichkeit zwischen Lehnenstruktur 5 und Bezug 9 in Längsrichtung der Lehne 3 ist daher für eine Schwingungsisolierung in gleicher Weise vorhanden.
Im dritten Ausführungsbeispiel besteht die Polsterung aus einer flächig gewellten Tragstruktur 15, welche in Längsrichtung der Lehne 3 mäanderähnlich und quer dazu in horizontaler Richtung gleichförmig ausgebildet ist. Die Tragstruktur 15 kann aus den gleichen Materialien wie die Formteile 11 und 11' bestehen, oder aus Metall oder Kunststoff ausgebildet sein. Bei einer Ausbildung aus einem weitmaschigen Gewebe wird der Betrieb eines Belüftungssystems unterstützt. Wie in den ersten beiden Ausführungsbeispielen ist eine Relativbewegung zwischen Bezug 9 und Lehnenstruktur 5 in Längsrichtung der Lehne 3 mittels einer Scherbewegung der Tragstruktur 15 leicht möglich, während in den anderen Bewegungsrichtungen, insbesondere normal zur Ebene der Lehne 3, eine Polsterwirkung der Tragstruktur 15 auftritt.
Im vierten Ausführungsbeispiel besteht die Polsterung aus einzelnen elastischen Elementen 16, welche winkelförmig oder Z-förmig gebogen sind und in horizontaler Richtung, d. h. quer zur Längsrichtung der Lehne 3, an der Lehnenstruktur 5 angebracht sind. Die freien Enden tragen den Bezug 9, eventuell unter Zwischenlage einer zusätzlichen Polsterschicht. Die elastischen Elemente 16 können sich über die gesamte Breite der Lehnenstruktur 5 erstrecken oder eine kürzere Länge aufweisen.
In letzterem Falle können die elastischen Elemente 16 beispielsweise aus einer metallischen Platte zungenförmig ausgestanzt und aus der Ebene heraus gebogen sein. Wie in den ersten drei Ausführungsbeispielen ist eine Relativbewegung zwischen der durch den Bezug 9 definierten Seite der Polsterung und der Lehnenstruktur 5 in Längsrichtung der Lehne 3 mittels einer Scherbewegung der elastischen Elemente 16 leicht möglich, während in den anderen Bewegungsrichtungen, insbesondere normal zur Ebene der Lehne 3, durch entsprechend gewählte Winkelverhältnisse bei der Anordnung der elastischen Elemente 16 eine Polsterwirkung der elastischen Elemente 16 auftritt.
In einem gegenüber dem vierten Ausführungsbeispiel abgewandelten, fünften Ausführungsbeispiel sind die vergleichbar ausgebildeten, elastischen Elemente 16' aus einem ansonsten plattenförmigen Kunststoffspritzteil 16" geformt, bei dem durch eine unterschiedliche Dickenverteilung bei besserer Materialausnützung ein besserer Spannungsverlauf erreicht wird. Im Wirbensäulenbereich kann durch dünneres Material eine weichere Polsterwirkung und im Schulter- und Beckenbereich durch dickeres Material eine härtere Polsterwirkung erzielt werden.
Im sechsten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 sind als hintere Polsterung mehrere gleiche Stützelemente 18 vorgesehen, welche regelmäßig in der Ebene der Lehne 3 angeordnet sind. Jedes der Stützelemente 18 verjüngt sich von einem tellerförmig ausgebildeten Ende, im folgenden als Stößelteller 18' bezeichnet, zu einem Ende mit geringstem Durchmesser, im folgenden als Stößelspitze 18" bezeichnet. Mit ihren Stößelspitzen 18" sind die regelmäßig angeordneten Stützelemente 18 an einer - gegebenenfalls gitterförmigen - Trägerplatte 19 angebracht, beispielsweise in eine Matte eingehängt. Die Trägerplatte 19 ist dann an der Lehnenstruktur 5 befestigt. Auf den Stößeltellern 18' liegt eine nicht dargestellte, vordere Polsterung auf, die den Bezug 9 trägt.
Die Stützelemente 18 weisen eine hohe axiale Steifigkeit, aufgrund derer hohe Normalkräfte aufnehmbar sind, und einen geringen Biegewiderstand auf, welcher vom Durchmesser an der Stößelspitze 18" und der Höhe der Stützelemente 18 abhängt. Durch einen ovalen Querschnitt kann das Verhältnis der Längssteifigkeit zur Quersteifigkeit angepasst werden. Das Material der Stützelemente 18 wird entsprechend den Anforderungen an die axiale Tragkraft und die Biegesteifigkeit gewählt. In Bezug auf die Beweglichkeit in Längsrichtung der Lehne 3 weist die aus den Stützelementen 18 gebildete Polsterung die gleiche Funktion auf wie die Polsterungen der vorhergehenden Ausführungsbeispiele auf.
Das siebte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich hinsichtlich der Polsterung von den vorangegangenen Ausführungsbeispielen. Gleiche und gleichwirkende Bauteile sind jedoch mit um 100 höheren Bezugszeichen versehen. Bei der Lehne 103 ist eine Lehnenstruktur 105 vorgesehen, welche am oberen und am unteren Ende und an den Seiten mit nach vorne, zum Insassen hin weisenden Stützstrukturen 106 versehen ist. In dem durch die Stützstrukturen 106 definierten Bauraum ist ein Lehnenkissen 108 angeordnet, welches auf der zum Insassen weisenden Seite mit einem Bezug 109 bezogen ist und auf der der Lehnenstruktur 105 zugewandten Seite einen - beispielsweise schalenförmigen - Polsterträger 110 aufweist. Spalte zwischen dem Lehnenkissen 108 und den Stützstrukturen 106 sind jeweils durch eine elastische Spaltabdeckung 114 geschlossen.
Das Lehnenkissen 108 ist über seinen Polsterträger 110 mittels elastischer Elemente 117, vorzugsweise Schraubenfedern, Blattfedern oder Elastomerfedern, an den Stützstrukturen 106 aufgehängt, wobei sich die Einhängestellen nach der Lehnenstruktur 105 richten. Das Lehnenkissen 108 kann sich dadurch relativ zur Lehnenstruktur 105 bewegen, steht aber über die elastischen Elemente 117 weiterhin in Verbindung mit der Lehnenstruktur 105. Durch eine geeignete Anordnung der elastischen Elemente 117 und gegebenenfalls einer Kombination von Druck- und Zugelementen kann die Relativbewegung von Lehnenstruktur 105 und Lehnenkissen 108 (und damit Bezug 109) in Längsrichtung der Lehne 103 leichtgängig, in den übrigen Richtungen aber schwergängig gestaltet werden. Dadurch wird wieder eine Schwingungsisolierung erreicht. Bezugszeichenliste 1 Fahrzeugsitz
2 Sitzteil
3, 103 Lehne
5, 105 Lehnenstruktur
9, 109 Bezug
11, 11' Formteil
12 Rippe
13, 13' Hohlraum
15 Tragstruktur
16, 16' elastisches Element
16" Kunststoffspritzteil
18 Stützelement
18' Stößelteller
18" Stößelspitze
19 Trägerplatte
106 Stützstruktur
108 Lehnenkissen
110 Polsterträger
114 Spaltabdeckung
117 elastisches Element

Claims

1. Fahrzeugsitz, insbesondere Kraftfahrzeugsitz, mit einer Lehne (3; 103), welche eine Lehnenstruktur (5; 105) und eine an der Lehnenstruktur (5; 105) angebrachte Polsterung (11; 11'; 15; 16; 16'; 18; 108) mit einer einem Insassen zugewandten Seite (9; 109) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Insassen zugewandte Seite (9; 109) der Polsterung (11; 11'; 15; 16; 16'; 18; 108) gegenüber der Lehnenstruktur (5; 105) in Längsrichtung der Lehne (3; 103) leicht beweglich ist.

2. Fahrzeugsitz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Polsterung (11; 11'; 15; 16; 16'; 18; 108) und/oder ihre Anbringung (117) in Längsrichtung der Lehne (3; 103) nachgiebiger als in Normalenrichtung der Lehne (3; 103) ausgebildet ist.

3. Fahrzeugsitz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Polsterung (11; 11'; 15; 16; 16'; 18; 108) und/oder ihre Anbringung (117) in Längsrichtung der Lehne (3; 103) nachgiebiger als in Querrichtung, der Lehne (3; 103) ausgebildet ist.

4. Fahrzeugsitz nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Polsterung (11; 11'; 15) eine räumliche Struktur mit einer anisotropen Steifigkeit aufweist.

5. Fahrzeugsitz nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Polsterung (11; 11'; 15) als strukturiertes Formteil (11; 11') oder als gefaltete Tragstruktur (15) ausgebildet ist, welches bzw. welche Hohlräume (13; 13') aufweisen.

6. Fahrzeugsitz nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das strukturierte Formteil (11; 11') bzw. die Tragstruktur (15) aus Fasern aufgebaut ist.

7. Fahrzeugsitz nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern mittels anorganische Nanopartikel enthaltender Bindemittel verstärkt sind.

8. Fahrzeugsitz nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Polsterung in der Ebene der Lehne (3) mehrere Stützelemente (16, 16', 18) mit jeweils anisotroper Steifigkeit aufweist.

9. Fahrzeugsitz nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützelemente (16, 16', 18) untereinander gleich ausgebildet und regelmäßig angeordnet sind.

10. Fahrzeugsitz nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Polsterung (108) mittels elastischer Elemente (117) beweglich an der Lehnenstruktur (105) aufgehängt ist.

11. Fahrzeugsitz nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Polsterung (11; 11'; 15; 16; 16'; 18; 108) auf der Lehnenstruktur (5; 105) beweglich abgestützt ist.