DE102005036713A1

DE102005036713A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Komfortbewertung eines Sitzes

Info

Publication number: DE102005036713A1
Application number: DE200510036713
Authority: DE
Inventors: Andreas Dipl.-Ing. Baur (Fh); Vasilios Dipl.-Ing. Orizaris
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2005-08-04
Filing date: 2005-08-04
Publication date: 2006-09-28
Also published as: WO2007014634A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ermitteln eines Komfortmaßes beim Sitzen auf einem Sitz. Dieser Sitz weist eine Tragstruktur auf. Ein Bereich des Sitzes wird durch eine Person, die auf dem Sitz sitzt, verformt. Eine Oberflächen-Kontur des verformten Bereichs wird ermittelt. Aus dieser Kontur wird eine rechnerverfügbare Beschreibung der Oberfläche des verformten Bereichs erzeugt. Vorgegeben wird ein Konstruktionsmodell des Sitzes mit einem Konstruktionsmodell der Tragstruktur. Die Oberflächen-Beschreibung wird relativ zum Tragstruktur-Konstruktionsmodell positioniert. Ein Komfortmaß für den Sitz wird unter Verwendung der positionierten Oberflächen-Beschreibung und des Tragstruktur-Konstruktionsmodells berechnet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ermitteln eines Komfortmaßes beim Sitzen auf einem Sitz. Auf dem Sitz sitzt vorzugsweise ein Insasse eines Kraftfahrzeugs. Ein Komfortmaß gibt an, wie komfortabel oder unkomfortabel der Insasse das Sitzen empfindet.

Ein Verfahren und eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 bzw. Anspruch 14 sind aus DE 10255445 A1 bekannt. Zwei Konturen werden ermittelt, nämlich eine Kontur des unbelasteten und eine Kontur des belasteten Sitzes. Aus den beiden Konturen wird die Verformung des Sitzes abgeleitet. Weiterhin werden die räumliche Druckverteilung und die Druckbelastung beim Sitzen auf dem Sitz ermittelt. Ein Komfortmaß wird unter Verwendung der beiden Konturen sowie der Druckbelastung und Druckverteilung berechnet.

Aus DE 19601572 C2 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erfassen der Oberflächenkontur eines verformbaren Sitzpolsters bekannt. Eine Matte wird auf den unbelasteten Sitz positioniert. Durch das Sitzen wird die Matte gemeinsam mit dem Sitz verformt. Die verformte Matte wird in ihrer Form fixiert, bevor der Sitz wieder entlastet wird. Die Kontur der verformten und fixierten Matte wird vermessen.

In DE 10108372 A1 wird vorgeschlagen, einen verformbaren Bereich eines Sitzes mit einer definierten Kraft zu beaufschlagen. Die daraus resultierende Verformung wird ermittelt und ausgewertet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 14 bereitzustellen, bei denen die Komfort-Kenngröße abhängig von einer vorgegebenen nicht verformbaren Tragstruktur des Sitzes berechnet wird.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 14 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung bezieht sich auf einen Sitz, der eine Tragstruktur umfaßt. Der Sitz weist einen Leerzustand, in dem der Sitz nicht durch das Sitzen belastet wird, und einen Lastzustand, in dem der Sitz durch das Sitzen belastet wird, auf. Mindestens ein Bereich des Sitzes wird beim Übergang vom Leerzustand in den Lastzustand verformt. Die Tragstruktur ist nicht durch das Sitzen verformbar.

Vorgegeben wird ein rechnerverfügbares Konstruktionsmodell des Sitzes. Dieses Sitz-Konstruktionsmodell umfaßt ein rechnerverfügbares Konstruktionsmodell der Tragstruktur.

Ermittelt wird eine Kontur derjenigen Oberfläche, die der Bereich im Lastzustand aufweist. Aus der ermittelten Oberflächen-Kontur wird eine rechnerverfügbare Beschreibung der Oberfläche, die der Bereich im Lastzustand aufweist, erzeugt. Unter Verwendung des Sitz-Konstruktionsmodells und der ermittelten Oberflächen-Position und Oberflächen-Orientierung wird die erzeugte Oberflächen-Beschreibung relativ zum Tragstruktur-Konstruktionsmodell positioniert.

Das Komfortmaß beim Sitzen auf einem Sitz wird unter Verwendung

– der positionierten Oberflächen-Beschreibung und
– des Tragstruktur-Konstruktionsmodells

berechnet.

Das erfindungsgemäße Verfahren liefert ein objektives und nachvollziehbares Komfortmaß. Dieses Komfortmaß hängt von den Geometrien von Flächen und Körpern ab, aber nicht vom empfundenen Komfort. Die Berechnung des Komfortmaßes erfordert daher nicht, dass Personen nach ihren subjektiven Eindrücken während des Sitzens befragt werden.

Im Gegensatz zu bekannten Verfahren berücksichtigt das erfindungsgemäße Verfahren nicht nur die Oberflächen-Kontur des belasteten Bereichs, sondern auch dessen Position relativ zur Tragstruktur. Gerade diese Relativ-Position trägt entscheidend zu dem Komfort bei, den eine Person beim Sitzen auf dem Sitz empfindet.

Das erfindungsgemäße Verfahren erfordert keine Ermittlung von Druckbelastung und Druckverteilung. Dies ist vor allem deshalb ein Vorteil, weil ansonsten mehrere Drucksensoren und Auswerteeinheiten erforderlich wären und solche Geräte aufwendig sein können. Möglich ist es aber, neben der Kontur separat die Druckbelastung und die Druckverteilung zu ermitteln.

Das Verfahren erfordert es nicht, dass am Sitz gemessen wird, wie die Oberfläche des Bereichs relativ zur Tragstruktur positioniert ist. Weder eine Messung der Relativposition im Lastzustand noch eine im Leerzustand des Sitzes sind erforderlich. Eine solche Messung wäre in der Regel aufwendig und birgt die Gefahr von Fehlern in sich, weil sich zwischen der Oberfläche des Bereichs und der Tragstruktur oft mehrere Lagen von Polsterungen befinden. Optische Meßverfahren scheiden meistens aus, weil diese Lagen in der Regel undurchsichtig sind.

Das erfindungsgemäße Verfahren erfordert nicht, ein dynamisches Simulationsmodell des Sitzes aufzustellen, das die Verformung des Bereichs im Lastzustand nachbildet. Um ein solches Modell aufzustellen, müssen in der Regel mehrere Federkonstanten von elastischen Bestandteilen des Sitzes ermittelt werden. Das Aufstellen und Validieren dieses Modells ist zeitaufwendig und fehleranfällig.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben.
Im Ausführungsbeispiel wird ein Komfortmaß für einen Sitz, der in ein Kraftfahrzeug einbaubar ist, berechnet. Dieser Sitz umfaßt in diesem Beispiel einen Sitzkissenbereich, der mit dem Kraftfahrzeug verbunden wird, eine Lehne und eine Tragstruktur aus Metall. Der Sitzkissenbereich besteht aus einer Unterfederung, einen Schäumling, Abstandsgewirke und einen strapazierfähigen Sitzbezug. Auch die Lehne ist gepolstert und weist einen strapazierfähigen Bezug auf. Die Tragstruktur befindet sich im Inneren von Sitzkissenbereich und Lehne. Die Lehne des Sitzes ist gegenüber dem Sitzkissenbereich drehbar gelagert. Außerdem läßt sich die Lehne horizontal gegenüber dem Sitzkissenbereich verstellen. Nach Einbau in ein Kraftfahrzeug läßt sich der Sitz vertikal und horizontal verstellen. Ist der Sitz für den Fahrer bestimmt, so läßt sich außerdem das Lenkrad verstellen, was die Position eines auf dem Sitz sitzenden Fahrers beeinflußt.
In diesem Beispiel wird als Komfortmaß der minimale Abstand zwischen dem Gesäß einer Person, die auf dem Sitz sitzt, und der Tragstruktur berechnet. Dieses Komfortmaß wird auch als „meat to metal" bezeichnet. Beispielsweise wird geprüft, ob der minimale Abstand größer als eine vorgegebene untere Schranke ist, z. B. 50 mm oder 60 mm. Diese untere Schranke kann von dem Material abhängen, aus dem die verformbaren Schichten gefertigt sind.
Die Tragstruktur ist nicht durch das Sitzen verformbar. Weil sich zwischen der sitzenden Person und der Tragstruktur mehrere verformbare Lagen z. B. aus Schaumstoff befinden, verformen sich sowohl der Sitzkissenbereich als auch die Lehne beim Sitzen. Weil die sitzende Person sich in flächigem Kontakt mit der Oberfläche befindet, ist das Komfortmaß gleich dem minimalen Abstand zwischen der der Person zugewandten Oberfläche des Sitzkissenbereichs und der Tragstruktur. In diesem Ausführungsbeispiel wird die Lehne also bei der Berechnung des Komfortmaßes außer Acht gelassen. Ihre Oberflächen-Kontur braucht daher nicht vermessen zu werden. Als der verformte Bereich wird der Sitzkissenbereich verwendet.
Ein Bezugssystem für die Position des Sitzes im Kraftfahrzeug wird vorgegeben. Vorzugsweise umfaßt dieses Bezugssystem ein dreidimensionales Koordinatensystem, das im Folgenden „Sitz-Koordinatensystem" genannt wird. Die Position eines Referenzpunkts sowie eine x-Richtung, eine y-Richtung und eine z-Richtung relativ zum Sitz werden vorgegeben. Der Referenzpunkt („seat reference point") fungiert als Ursprung dieses Koordinatensystems, die drei Richtungen als Koordinatenachsen. Dadurch ist der Sitz im Sitz-Koordinatensystem positioniert und orientiert. Beispielsweise wird als Referenzpunkt der „Hüftpunkt" einer auf dem Sitz sitzenden Person vorgegeben.
Die Kontur der verformten Sitzkissenbereich-Oberfläche wird ermittelt. Bevorzugt setzt sich hierfür eine Person auf den Sitz, und die durch das Sitzen bewirkte Verformung der Kontur wird gemessen. Diese Ausgestaltung berücksichtigt den Umstand, dass auch der Körper der Person sich beim Sitzen leicht verformt. Möglich ist auch, auf den Sitz eine Puppe zu setzen, die etwa die gleiche Größe und das gleiche Gewicht wie die Person aufweist. Diese Puppe ist beispielsweise ein „crash dummy" oder ist aus einem verformbaren Kunststoff gefertigt.
In einer Ausgestaltung werden mehrere Personen nacheinander auf den Sitz gesetzt. Beispielsweise wird eine erste Person auf den Sitz gesetzt, deren Größe und/oder Körpergewicht der durchschnittlichen Größe oder Gewicht der Bevölkerung gleicht. Eine zweite Person, die größer und/oder schwerer als 95% der Bevölkerung ist, wird anschließend auf den Sitz gesetzt. Anschließend wird eine dritte Person, die kleiner und/oder leichter als 95% der Bevölkerung ist, auf den Sitz gesetzt. Für jede dieser drei Personen wird jeweils ein einzelnes Komfortmaß berechnet. Diese drei einzelnen Komfortmaße werden zu einem Gesamt-Komfortmaß zusammengefaßt, beispielsweise als minimaler Abstand bei allen drei Personen.
Zu lösen ist das Problem, dass der Sitzkissenbereich überwiegend elastisch ist und daher das Sitzen im wesentlichen nur eine temporäre, aber keine dauerhafte Verformung bewirkt. Daher läßt sich die Kontur des verformten Sitzkissenbereichs nur während der Belastung ermitteln.
In einer Ausgestaltung wird die Kontur der verformten Oberfläche mit Hilfe einer fixierbaren Matte gemessen. Eine solche Matte ist beispielsweise aus DE 19601572 C2 bekannt. Die Matte wird auf den unbelasteten und daher nicht verformten Sitzkissenbereich gelegt. Dadurch wird ein flächiger Kontakt zwischen der Matte und der Oberfläche des Sitzkissenbereichs hergestellt. Die Person setzt sich auf die Matte. Die Matte wird gemeinsam mit dem Sitzkissenbereich verformt. Die verformte Matte wird fixiert, indem sie in einen Zustand überführt wird, in welchem sie sich nicht weiter verformen läßt. Die Person erhebt sich wieder vom Sitz. Die fixierte Matte wird vom Sitz genommen und vermessen.
Eine Vorrichtung zur Berechnung des Komfortmaßes umfaßt ein zweidimensionales oder dreidimensional arbeitendes Vermessungsgerät sowie ein Meßwertverarbeiter.
Vorzugsweise wird die fixierte Matte mit einem dreidimensional arbeitenden Vermessungsgerät vermessen.
Dieses Gerät liefert die Positionen einer Vielzahl von Punkten auf der Oberfläche des Sitzkissenbereichs. Ein zweidimensionales Vermessungsgerät vermißt auf vorgegebenen Linien, die z. B. einen Abstand von 10 mm zueinander haben. Das Gerät liefert Punkte auf diesen Linien, z. B. in einem Abstand von 3 mm.
Eine andere Ausgestaltung wird vorzugsweise vor allem dann angewendet, wenn der Sitz in ein Kraftfahrzeug eingebaut ist und Verformungen des Sitzkissenbereichs während der Fahrt gemessen werden sollen. Weil das Kraftfahrzeug und damit die sitzende Person sich horizontal und vertikal bewegen, übt die sitzende Person während der Fahrt auf horizontale und/oder vertikale Kräfte auf den Sitzkissenbereich aus. Daher können die Verformungen des Sitzkissenbereichs und damit das Komfortmaß während der Fahrt variieren. Die Kontur des verformten Sitzkissenbereichs läßt sich während der Fahrt nicht mit Hilfe einer fixierbaren Matte ermitteln.
Vorzugsweise wird daher einmal vor Beginn der Fahrt die Oberflächen-Kontur des unbelasteten und daher nicht verformten Sitzkissenbereichs vermessen, vorzugsweise mit einem üblichen Vermessungs- oder Abtastgerät. Anschließend werden auf der Oberfläche des Sitzkissenbereichs viele flache Wegsensoren angebracht. Protokolliert werden die Positionen dieser Sensoren relativ zur Oberfläche des nicht verformten Sitzkissenbereichs. Vorzugsweise wird eine relative Position eines Sensors dadurch protokolliert, dass der jeweilige Versatz des Sensors gegenüber einem definierten Punkt auf der Oberfläche, z. B. gegenüber dem Mittelpunkt, in x-Richtung, in y-Richtung und in z-Richtung protokolliert wird.
Die Person setzt sich auf den Sitz und damit auf die Sensoren. Jeder Sensor nimmt laufend seine aktuelle Positions-Veränderung gegenüber der Position im Leerzustand oder gegenüber der jeweils zuvor aufgenommenen Position auf. Diese Meßwerte werden protokolliert. Die vor Beginn der Fahrt aufgezeichneten relativen Positionen der Sensoren auf der Oberfläche des nicht verformten Sitzkissenbereichs sowie die zeitlich veränderlichen Verschiebungsvektoren liefern die zeitlich veränderlichen Positionen der Sensoren auf der Oberfläche des verformten Sitzkissenbereichs. Hieraus wird die zeitlich veränderliche Oberflächen-Kontur des verformten Sitzkissenbereichs berechnet.
Die Meßergebnisse des Vermessungsgeräts haben die Form einer Punktwolke im Raum. Wird ein zweidimensional arbeitendes Vermessungsgerät verwendet, so liegen diese Punkte auf Linien, die z. B. einen Abstand von 10 mm zueinander haben. Der Meßwertverarbeiter erzeugt aus den Meßergebnissen des Vermessungsgeräts eine rechnerverfügbare Beschreibung der Oberflächen-Kontur des verformten Sitzkissenbereichs. Vorzugsweise wird die Oberflächen-Kontur in Form einer Punktwolke hierfür in ein CAD-Standard-Datenformat, z. B. STEP, VDA oder STL, überführt. Nach der Überführung liegt eine rechnerverfügbare Beschreibung derjenigen Oberfläche, die der Sitzkissenbereich im verformten Zustand aufweist, vor.
Weiterhin ermittelt der Meßwertverarbeiter die Position und Orientierung der Oberflächen-Kontur des verformten Sitzkissenbereichs im Sitz-Koordinatensystem. Vorzugsweise werden hierfür mindestens drei Punkte auf der Oberfläche des nicht verformten Sitzkissenbereichs ausgewählt. Die Auswahl geschieht, indem die relativen Positionen der drei Oberflächen-Punkte relativ zur Oberfläche festgelegt werden. Vorzugsweise wird eine Position eines Punkts festgelegt, indem der Versatz des Punkts gegenüber einem definierten Punkt auf der Oberfläche, z. B. dem Oberflächen-Mittelpunkt, in x-Richtung, in y-Richtung und in z-Richtung vorgegeben wird.
Vorgegeben oder von dem Vermessungsgerät ermittelt wird, welche Positionen im Bezugssystem des Sitzes diese Oberflächen-Punkte im Sitz-Koordinatensystem vor der Verformung haben. Das Vermessungsgerät ermittelt, welche Positions-Veränderungen diese drei Oberflächen-Punkte durch die Verformung des Sitzkissenbereichs erfahren. Aus den Richtungsvektoren dieser Positions-Veränderungen sowie den Positionen der Oberflächen-Punkte vor der Verformung leitet der Meßwertverarbeiter die Position der ermittelten Oberflächen-Kontur des verformten Sitzkissenbereichs im Sitz-Koordinatensystem her.
In der Ausführungsform mit der fixierbaren Matte wird die Matte in den mindestens drei Oberflächen-Punkten mit der Oberfläche des Sitzkissenbereichs verbunden, bevor der Sitzkissenbereich verformt wird. Beispielsweise werden in diesen drei Punkten Gewichte auf die Matte gelegt. In einer Ausgestaltung werden die mindestens drei Punkte so ausgewählt, dass ihre Positionen durch die Verformung des Sitzkissenbereichs nur vernachlässigbar wenig verändert werden und ihre Positions-Veränderungen daher kleiner als eine vorgegebene Toleranz ist. Dann liegt ein Oberflächen-Punkt auch nach der Verformung auf der Oberfläche, und die Position eines Oberflächen-Punkts relativ zur verformten Oberfläche ist gleich der Position des Punkts relativ zur nicht verformten Oberfläche.
In einer anderen Ausgestaltung wird die Positions-Veränderung jedes der drei Oberflächen-Punkte direkt ermittelt, beispielsweise durch einen Wegsensor.
Die Vorrichtung zur Berechnung des Komfortmaßes umfaßt in dem Ausführungsbeispiel eine elektronische Konstruktionsvorrichtung, die mittels einer Datenverarbeitungsanlage realisiert ist. Diese Datenverarbeitungsanlage besitzt Eingabegeräte, z. B. mindestens eine DV-Maus und eine Tastatur, sowie ein Bildschirmgerät. Sie umfaßt weiterhin eine Recheneinheit. Auf der Recheneinheit läuft ein Software-Werkzeug zum rechnerunterstützten Konstruieren (CAD-Werkzeug) ab.
Dieses Software-Werkzeug besitzt Lesezugriff auf einen Datenspeicher, in dem ein rechnerverfügbares dreidimensionales Konstruktionsmodell des Sitzes abgespeichert ist. Dieses Sitz-Konstruktionsmodell umfaßt ein rechnerverfügbares dreidimensionales Konstruktionsmodell der Tragstruktur. Dieses Tragstruktur-Konstruktionsmodell legt die Oberfläche der Tragstruktur fest.
Das Sitz-Konstruktionsmodell bezieht sich vorzugsweise auf ein vorgegebenes dreidimensionales Koordinatensystem, das im folgenden CAD-Koordinatensystem genannt wird. Das Sitz-Konstruktionsmodell umfaßt eine rechnerverfügbare Beschreibung des vorgegeben Bezugssystems für den Sitz. Das CAD-Koordinatensystem ist mit dem Sitz-Koordinatensystem in Beziehung gesetzt, vorzugsweise indem die Position des Ursprungs des Sitz-Koordinatensystems im CAD-Koordinatensystem und die Richtungen der Koordinatenachsen des Sitz-Koordinatensystems in CAD-Koordinatensystem festgelegt und abgespeichert sind. Beispielsweise stimmen Ursprung und Koordinatenachsen überein.
Vorzugsweise wird das Tragstruktur-Konstruktionsmodell in dem CAD-Koordinatensystem positioniert. Beispielsweise wird die Position der Tragstruktur im CAD-Koordinatensystem durch drei Fixpunkte gekennzeichnet. Das Konstruktionsmodell der Tragstruktur umfaßt die relativen Positionen dieser drei Fixpunkte relativ zum Tragstruktur-Konstruktionsmodell. Die Fixpunkte werden im CAD-Koordinatensystem positioniert. Weil drei Punkte die Position und Orientierung eines starren Körpers eindeutig festlegen, ist damit das Tragstruktur-Konstruktionsmodell positioniert.
Wie oben beschrieben, läßt sich der Sitz im Kraftfahrzeug verstellen. Außerdem lassen sich Lehne und Sitzkissenbereich relativ zueinander verstellen.
Die Oberflächen-Beschreibung des verformten Sitzkissenbereichs wird in das Sitz-Konstruktionsmodell importiert. Beispielsweise schreibt der Meßwertverarbeiter die Oberflächen-Beschreibung im CAD-Standard-Datenformat in eine Datei, auf die das CAD-Werkzeug lesend zugreift.
Weiterhin liest das CAD-Werkzeug die ermittelte Position und Orientierung der Oberflächen-Beschreibung im Sitz-Koordinatensystem ein. Das CAD-Werkzeug positioniert und orientiert die Oberflächen-Beschreibung im CAD-Koordinatensystem. Hierfür verwendet es die Beziehung zwischen Sitz-Koordinatensystem und CAD-Koordinatensystem.
Jetzt sind sowohl das Tragstruktur-Konstruktionsmodell als auch die Oberflächen-Beschreibung im CAD-Koordinatensystem positioniert und orientiert. Dadurch sind die beiden Objekte auch relativ zueinander positioniert. Das Komfortmaß wird in Abhängigkeit von diesen beiden relativ zueinander positionierten Objekten berechnet. Beispielsweise wird der minimale Abstand zwischen dem Tragstruktur-Konstruktionsmodell und der Oberflächen-Beschreibung im CAD-Koordinatensystem berechnet. Hierfür bieten CAD-Werkzeuge Standard-Funktionalitäten an.
Eine alternative Ausführungsform erfordert nicht, die Position der ermittelten Oberflächen-Kontur im Sitz-Bezugssystem zu ermitteln. Der Meßwertverarbeiter liefert die Oberflächen-Kontur sowie deren Position relativ zu den mindestens drei ausgewählten Punkten auf der nicht verformten Oberfläche des Sitzkissenbereichs. Er liefert nicht notwendigerweise die Position und Orientierung der Oberflächen-Kontur im Sitz-Koordinatensystem.
In der alternativen Ausführungsform umfaßt das Sitz-Konstruktionsmodell je ein Oberflächenmodell des Sitzkissenbereichs und der Lehne. Diese Oberflächenmodelle legen die Oberflächen des Sitzkissenbereichs und der Lehne fest, und zwar wenigstens die Oberflächen, die einer auf dem Sitz sitzenden Person zugewandt sind. Beispielsweise bildet das Oberflächenmodell des Sitzkissenbereichs die Oberfläche des Sitzkissenbereichs näherungsweise durch dreieckige und/oder viereckige Flächenelemente nach.
Das Oberflächenmodell des Sitzkissenbereichs umfaßt die Positionen der drei ausgewählten Oberflächen-Punkte relativ zur Oberfläche. Damit legt das Oberflächenmodell die Positionen dieser drei Oberflächen-Punkte im CAD-Koordinatensystem fest.
Die Oberflächenmodelle des Sitzkissenbereichs und der Lehne sind im CAD-Koordinatensystem positioniert und orientiert. Dadurch sind auch die relativen Positionen und Orientierungen der beiden Oberflächenmodelle relativ zum Tragstruktur-Konstruktionsmodell festgelegt.
Das Sitz-Konstruktionsmodell wird in Übereinstimmung mit dem Sitz gebracht. Hierbei werden die Oberflächenmodelle von Lehne und Sitzkissenbereich in dieselbe Position gebracht wie die reale Lehne und der reale Sitzkissenbereich. Beispielsweise werden Sitz und Sitz-Konstruktionsmodell in eine definierte Konstruktionslage gebracht. Bei Bedarf wird die Lehne relativ zum Sitzkissenbereich verstellt. Oder das Oberflächenmodell der Lehne und/oder das des Sitzkissenbereichs wird mit den Eingabegeräten der Datenverarbeitungsanlage anders im Koordinatensystem positioniert oder orientiert.
Die Recheneinrichtung positioniert und orientiert die importierte Oberflächen-Beschreibung im CAD-Koordinatensystem. Hierfür verwendet sie die Positionen der drei Oberflächen-Punkte im CAD-Koordinatensystem und die Positionen der Oberflächen-Beschreibung relativ zu den drei Oberflächen-Punkten. Nach der Positionierung und Orientierung ist die relative Position der Oberflächen-Beschreibung relativ zum Tragstruktur-Konstruktionsmodell festgelegt. Anschließend wird wie oben beschrieben das Komfortmaß berechnet.

Claims

Verfahren zum Ermitteln eines Komfortmaßes beim Sitzen auf einem Sitz, wobei der Sitz einen Leerzustand, in dem der Sitz nicht durch das Sitzen belastet wird, und einen Lastzustand, in dem der Sitz durch das Sitzen belastet wird, aufweist, mindestens ein Bereich des Sitzes beim Übergang vom Leerzustand in den Lastzustand verformt wird, eine Kontur derjenigen Oberfläche, die der Bereich im Lastzustand aufweist, ermittelt wird und das Komfortmaß unter Verwendung der ermittelten Oberflächen-Kontur berechnet wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Sitz eine Tragstruktur, die nicht durch das Sitzen verformbar ist, aufweist, die Position und die Orientierung derjenigen Oberfläche, die der Bereich im Lastzustand aufweist, relativ zur Tragstruktur ermittelt wird, ein rechnerverfügbares Konstruktionsmodell des Sitzes vorgegeben wird, wobei das Sitz-Konstruktionsmodell ein rechnerverfügbares Konstruktionsmodell der Tragstruktur umfaßt, aus der ermittelten Oberflächen-Kontur eine rechnerverfügbare Beschreibung der Oberfläche, die der Bereich im Lastzustand aufweist, erzeugt wird, unter Verwendung des Sitz-Konstruktionsmodells und der ermittelten Oberflächen-Position und Oberflächen-Orientierung die erzeugte Oberflächen-Beschreibung relativ zum Tragstruktur-Konstruktionsmodell positioniert wird und das Komfortmaß unter Verwendung – der positionierten Oberflächen-Beschreibung und – des Tragstruktur-Konstruktionsmodells berechnet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – ein flächiger Kontakt zwischen dem im Leerzustand befindliche Bereich und einer verformbaren Matte hergestellt wird, – die Matte durch das Sitzen gemeinsam mit dem Bereich verformt wird, – die verformte Matte durch Überführung in einen Zustand, in dem sie nicht mehr verformbar ist, fixiert wird, – die Oberfläche des Kontaktbereichs der fixierten Matte vermessen wird und – die Oberflächen-Kontur des verformten Bereichs unter Verwendung der vermessenen Matten-Oberfläche ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontur derjenigen Oberfläche, die der Bereich im Leerzustand aufweist, sowie die Positionen mehrerer Punkte auf dieser Oberfläche ermittelt werden die Positions-Veränderungen dieser Oberflächen-Punkte bei der Verformung des Bereichs ermittelt werden und die Oberflächen-Kontur des Bereichs im Lastzustand unter Verwendung – der Oberflächen-Kontur des Bereichs im Leerzustand und – der ermittelten Positionen und Positions-Veränderungen der Oberflächen-Punkte ermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Position und Orientierung der Oberfläche des Bereichs im Lastzustand in einem vorgegebenen Bezugssystem für den Sitz ermittelt wird, das Sitz-Konstruktionsmodell – ein vorgegebenes Konstruktionsmodell-Bezugssystem, – eine Abhängigkeit zwischen dem Sitz-Bezugssystem und dem Konstruktionsmodell-Bezugssystem und – die Position und Orientierung des Tragstruktur-Konstruktionsmodells im Konstruktionsmodell-Bezugssystem umfaßt, die Oberflächen-Beschreibung in Abhängigkeit von der Oberflächen-Position und Oberflächen-Orientierung im Konstruktionsmodell-Bezugssystem positioniert wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Referenzpunkt und drei Richtungen relativ zum Sitz vorgegeben werden und das Bezugssystem ein dreidimensionales Koordinatensystem umfaßt, dessen Ursprung der Referenzpunkt und dessen Koordinatenachsen die Richtungen sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Sitz-Konstruktionsmodell – ein vorgegebenes Konstruktionsmodell-Bezugssystem, – die Position und Orientierung des Tragstruktur-Konstruktionsmodells im Konstruktionsmodell-Bezugssystem und – die Positionen von mindestens drei Punkten auf derjenigen Oberfläche, die der Bereich im Leerzustand aufweist, im Konstruktionsmodell-Bezugssystem umfaßt, die Position und Orientierung der Oberflächen-Kontur relativ zu den mindestens drei Oberflächen-Punkten ermittelt wird und die Oberflächen-Beschreibung im Konstruktionsmodell-Bezugssystem in Abhängigkeit von – der ermittelten relativen Position und Orientierung der Oberflächen-Kontur und – den Positionen der Oberflächen-Punkten im Konstruktionsmodell-Bezugssystem positioniert wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Oberflächen-Punkte ein Punkt ist, dessen Position bei der Verformung des Bereichs um weniger als eine vorgegebene Toleranz verändert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Abstand zwischen der positionierten Oberflächen-Beschreibung und dem Tragstruktur-Konstruktionsmodell berechnet wird und das Komfortmaß in Abhängigkeit von diesem Abstand berechnet wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der minimale Abstand berechnet und als das Komfortmaß verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Sitz einen ersten Lastzustand und einen zweiten Lastzustand aufweist, als erste Kontur eine Kontur derjenigen Oberfläche, die der Bereich im ersten Lastzustand aufweist, ermittelt wird, als zweite Kontur eine Kontur derjenigen Oberfläche, die der Bereich im zweiten Lastzustand aufweist, ermittelt wird, aus der ersten ermittelten Oberflächen-Kontur eine erste rechnerverfügbare Beschreibung der Oberfläche, die der Bereich im ersten Lastzustand aufweist, erzeugt wird, aus der zweiten ermittelten Oberflächen-Kontur eine zweite rechnerverfügbare Beschreibung der Oberfläche, die der Bereich im zweiten Lastzustand aufweist, erzeugt wird, die beiden erzeugten Oberflächen-Beschreibungen relativ zum Tragstruktur-Konstruktionsmodell positioniert werden und das Komfortmaß unter Verwendung der beiden positionierten Oberflächen-Beschreibungen berechnet wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Sitz sich dann im ersten Lastzustand befindet, wenn sich eine erste Person oder ein erster Gegenstand auf dem Sitz befindet, und der Sitz sich dann im zweiten Lastzustand befindet, wenn sich eine zweite Person oder ein zweiter Gegenstand auf dem Sitz befindet.
Verfahren nach Anspruch 10 oder Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Sitz sich dann im ersten Lastzustand befindet, wenn sich zu einem ersten Zeitpunkt eine Person oder ein Gegenstand auf dem Sitz befindet, und der Sitz sich dann im zweiten Lastzustand befindet, wenn sich zu einem zweiten Zeitpunkt die Person oder der Gegenstand auf dem Sitz befindet.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Sitz in eine mobile Vorrichtung eingebaut wird und die mobile Vorrichtung während einer Zeitspanne bewegt wird, die die beiden Zeitpunkte umfaßt.
Vorrichtung zum Ermitteln eines Komfortmaßes beim Sitzen auf einem Sitz, wobei der Sitz einen Leerzustand, in dem der Sitz nicht durch das Sitzen belastet wird, und einen Lastzustand, in dem der Sitz durch das Sitzen belastet wird, aufweist, mindestens ein Bereich des Sitzes im Lastzustand im Vergleich zum Leerzustand verformt ist, die Vorrichtung – ein Vermessungsgerät zum Ermitteln einer Kontur derjenigen Oberfläche, die der Bereich im Lastzustand aufweist, – und eine Recheneinheit zum Berechnen des Komfortmaßes unter Verwendung der ermittelten Oberflächen-Kontur umfaßt, dadurch gekennzeichnet, dass der Sitz eine Tragstruktur, die nicht durch das Sitzen verformbar ist, aufweist, die Vorrichtung Lesezugriff auf ein rechnerverfügbares Konstruktionsmodell des Sitzes umfaßt, wobei das Sitz-Konstruktionsmodell ein rechnerverfügbares Konstruktionsmodell der Tragstruktur umfaßt, das Vermessungsgerät zum Ermitteln der Position und Orientierung derjenigen Oberfläche, die der Bereich im Lastzustand aufweist, relativ zur Tragstruktur ausgestaltet ist, die Vorrichtung einen Meßwertverarbeiter zum Erzeugen einer rechnerverfügbaren Beschreibung derjenigen Oberfläche, die der Bereich im Lastzustand aufweist, aus der ermittelten Oberflächen-Kontur aufweist und die Recheneinrichtung – zum Positionieren der erzeugten Oberflächen-Beschreibung relativ zum Tragstruktur-Konstruktionsmodell unter Verwendung des Sitz-Konstruktionsmodells und der ermittelten Oberflächen-Position und Oberflächen-Orientierung und – zum Berechnen des Komfortmaßes unter Verwendung der positionierten Oberflächen-Beschreibung und des Tragstruktur-Konstruktionsmodells ausgestaltet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Vermessungsgerät eine durch das Sitzen verformbare Matte aufweist, wobei die Matte – nach Herstellen eines flächigen Kontakt mit dem im Leerzustand befindlichen Bereich – durch das Sitzen gemeinsam mit dem Bereich verformbar ist und – nach der Verformung durch Überführung in einen Zustand, in dem sie nicht mehr verformbar ist, fixierbar ist und das Vermessungsgerät – zum Vermessen der Oberfläche des Kontaktbereichs der verformten und fixierten Matte und – zum Ermitteln der Oberflächen-Kontur unter Verwendung der vermessenen Matten-Oberfläche ausgestaltet ist.