-
Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugsitz zur Verwendung in mehreren, jeweils unterschiedlichen Fahrzeugtypen, mit einer Trägerstruktur zur Befestigung des Fahrzeugsitzes in der Fahrzeugkarosserie und mit zumindest einem Schaumpolster zur Bildung einer gepolsterten Sitz- oder Lehnenfläche. Dem Schaumpolster ist ein Unterfederungsmodul zugeordnet, das das Schaumpolster rückseitig federnd abstützt und die dabei auftretenden Haltekräfte auf die Trägerstruktur überträgt.
-
Weiter betrifft die Erfindung ein Sitzelement mit Schaumpolster und darin eingeschäumtem Unterfederungsmodul zur Herstellung eines solchen Fahrzeugsitzes.
-
In der Fahrzeugindustrie hat die Vielfalt von Fahrzeugtypen in den letzten Jahren stark zugenommen. So bietet jeder Fahrzeughersteller die unterschiedlichsten Fahrzeugausführungen an, die sich in Bauhöhe, Ausführung und Einsatzgebiet stark unterscheiden. Ein wesentliches Unterscheidungsmerkmal der einzelnen Fahrzeugtypen ist der Sitzkomfort der in die Fahrzeuge eingebauten Fahrzeugsitze. Dieser soll der Charakteristik des Fahrzeugs möglichst gut entsprechen. So zeichnet sich beispielsweise ein sportliches Fahrzeug durch einen straffen und harten Fahrzeugsitz und eine Großraumlimousine durch einen komfortableren und stärker abgefederten Fahrzeugsitz aus. Demgegenüber besteht die Tendenz der Fahrzeughersteller, nach Möglichkeit die verschiedensten Fahrzeugtypen auf einer gemeinsamen Plattform aufzubauen. Der Plattformgedanke spiegelt sich durch das Bestreben der Fahrzeughersteller wider, die unterschiedlichsten Fahrzeugtypen mit möglichst vielen Gleichteilen zu realisieren, um eine kostengünstige Produktion durch einen hohen Grad an Massenproduktion und flexible Einsatzmöglichkeiten der Gleichteile zu erreichen. Diese Produktionsweise erschwert allerdings die Ausgestaltung einer fahrzeugspezifischen Innenraumbestuhlung. So führt die konsequente Umsetzung des Plattformgedankens beispielsweise dazu, dass der Sitzkomfort einer komfortorientierten Reiselimousine dem Sitzkomfort eines sportlich abgestimmten Coupes gleicht. Dieser Verlust von fahrzeugtypischem Sitzkomfort ist an sich unerwünscht.
-
Daneben zeichnet sich in der Fahrzeugentwicklung die Tendenz zu immer geringeren Bauhöhen der Kraftfahrzeuge, insbesondere von sportlich ambitionierten Fahrzeugen, ab. Demgegenüber nimmt die Durchschnittsgröße der Menschen, die solche sportlichen Fahrzeuge benutzen, immer mehr zu. Dies führt in der Konsequenz zu immer niedrigeren Bauhöhen der verwendbaren Kraftfahrzeugsitze, um den Komfort der Fahrzeuginsassen nicht zu beschränken. Hierzu werden die Bauhöhen der Schaumpolster, die für die Kraftfahrzeugsitze verwendet werden, immer stärker reduziert. Da jedoch die Komforteigenschaften des Schaumpolsters unter anderem auch entscheidend von der zur Verfügung stehenden Schaumdicke abhängig sind, nimmt der Sitzkomfort von dünnen Schaumpolstern entsprechend ab. Um diesen Effekt zu kompensieren, wird deshalb immer mehr dazu übergegangen, die starren Blechstrukturen unter dem Sitzschaum zu unterfedern. Mit diesem Vorgehen kann ein Teil des Komfortverlustes aufgefangen werden. Jedoch verstößt diese Sonderanfertigung für bestimmte Fahrzeugtypen geringer Bauhöhe gegen die Idee des Plattformgedankens mit möglichst vielen Gleichteilen und wenig fahrzeugspezifischen Bauteilen. Aus diesem Grund sind Hersteller hochpreisiger Fahrzeuge teilweise dazu übergegangen, für jeden Fahrzeugtyp eine individuell aufgebaute Innenraumbestuhlung herzustellen. Naturgemäß treibt eine solche typenindividuelle Fahrzeugbestuhlung die Produktionskosten signifikant in die Höhe und lässt sich nur für einzelne, hochpreisige Fahrzeugtypen geringer Stückzahlen realisieren.
-
Die
DE 89 10 374 U1 beschreibt ein Polsterelement mit daran befestigter Unterfederung. Die metallische Unterfederung ist dabei in das Polsterelement integriert, was insbesondere durch Einschäumen des Federelements in den Schaumstoff des Polsterelements realisiert werden kann.
-
-
Die
US 3 724 144 A beschreibt eine Federung für eine Matratze oder ein Sitzkissen, deren Federcharakteristik mit Einstellvorrichtungen verstellt werden kann.
-
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Fahrzeugsitz zu schaffen, der das Ziel hat, mit möglichst vielen Gleichteilen einen fahrzeugtypenspezifischen Sitzkomfort zu erreichen, der dabei preisgünstig herzustellen und einfach einzubauen ist und dessen Einsatz in der Kfz-Industrie mit einer nur geringen Umstellung des Produktionsprozesses verbunden ist. Weiter ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Sitzelement zur Herstellung solcher Fahrzeugsitze vorzuschlagen.
-
Diese Aufgabe wird durch einen Kraftfahrzeugsitz bzw. ein Sitzelement nach der Lehre der unabhängigen Hauptansprüche gelöst.
-
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
-
Der Fahrzeugsitz dient der Verwendung in mehreren, jeweils unterschiedlichen Fahrzeugtypen und weist eine Trägerstruktur zur Befestigung des Fahrzeugsitzes in der Fahrzeugkarosserie auf. Weiter weist der Fahrzeugsitz mindestens ein Schaumpolster zur Bildung der gepolsterten Sitz- oder Lehnenfläche auf, wobei dem Schaumpolster ein Unterfederungsmodul zugeordnet ist, das das Schaumpolster rückseitig federnd abstützt und die dabei auftretenden Haltekräfte auf die Trägerstruktur überträgt.
-
Das Unterfederungsmodul des Fahrzeugsitzes ist in das Schaumpolster eingeschäumt und bildet so ein fahrzeugtypenspezifisches Sitzelement. Dieses Sitzelement kann unabhängig vom übrigen Fahrzeugsitz hergestellt werden. Die jeweils fahrzeugtypenspezifischen Eigenschaften des Sitzelements können dadurch eingestellt werden, dass am Unterfederungsmodul eine Einstelleinrichtung vorgesehen ist, durch deren Einstellung die Federeigenschaften des Unterfederungsmoduls veränderbar sind. Im Ergebnis kann also durch Einstellung des Unterfederungsmoduls die Sitzcharakteristik des Sitzelements und damit die Sitzcharakteristik des gesamten Fahrzeugsitzes auf die verschiedenen Fahrzeugtypen eingestellt werden. So können für verschiedene Fahrzeugtypen Gleichteile verwendet werden, wobei die fahrzeugspezifische Abstimmung des Sitzkomforts durch die Einstellung des Unterfederungsmoduls, das wiederum als Gleichteil ausgebildet werden kann, erfolgt.
-
Der Fahrzeugsitz ist weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass an ihm Verbindungselemente vorgesehen sind, mit denen das Sitzelement zur Herstellung eines fahrzeugtypenspezifischen Fahrzeugsitzes an einer als Gleichteil für alle Fahrzeugtypen ausgebildeten Trägerstruktur kraftübertragend befestigt werden kann. Zumindest im Sinne des Plattformgedankens ist die Herstellung einer fahrzeugtypenübergreifenden Trägerstruktur möglich, die in jede Karosserie der einzelnen Fahrzeugtypen eingebaut werden kann.
-
Im Ergebnis ist also nur das Sitzelement fahrzeugtypenspezifisch ausgebildet, wobei zur Anpassung des Sitzelements an die verschiedenen Fahrzeugtypen die Einstellung der Federeigenschaften am Unterfederungsmodul eingesetzt werden, so dass zur Herstellung des Sitzelements wiederum Gleichteile eingesetzt werden können. Die Erfindung beruht also auf dem Grundgedanken, dass die Unterfederung aus der Trägerstruktur des Sitzes in das Schaumteil übernommen wird, wobei das dazu verwendete Unterfederungsmodul wiederum als Gleichteil ausgebildet ist. Die typenspezifische Veränderung der Federeigenschaften erfolgt durch die an dem Unterfederungsmodul vorgesehene Einstelleinrichtung. Im Ergebnis verringert sich die Anzahl der fahrzeugtypenspezifischen Einzelteile signifikant, und die Produktionskosten des fahrzeugtypenspezifischen Sitzes werden erheblich gesenkt.
-
Es ist vorgesehen, dass das Unterfederungsmodul in das Schaumpolster des Sitzelements eingeschäumt wird. Da am Unterfederungsmodul eine Einstelleinrichtung zur Einstellung der Federeigenschaften des Unterfederungsmoduls vorgesehen ist, besteht prinzipiell die Gefahr, dass diese Einstelleinrichtung durch das Umschäumen mit dem Schaummaterial, beispielsweise PU-Schaum, in ihrer Funktion beeinträchtigt wird. Um dieses Problem auszuschließen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Unterfederungsmodul vor dem Einschäumen in einer schaumundurchlässigen Umhüllung, beispielsweise einer Vlieshülle, angeordnet wird. Dadurch wird gewährleistet, dass der Schaum beim Umschäumen des Unterfederungsmoduls nicht die Bewegungsfreiheit von beweglichen Teilen der Einstelleinrichtung behindert.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Unterfederungsmodul einen umlaufenden Stützrahmen auf, an dem zumindest ein mit der Einstelleinrichtung einstellbares Federelement und/oder die Verbindungselemente zur Befestigung des Unterfederungsmoduls an der Trägerstruktur angebracht sind. Gerade im Hinblick auf eine Massenproduktion von Unterfederungsmodulen kann ein solcher standardisierter Rahmen, der standardisierte Verbindungselemente, die fahrzeugtypenübergreifend gleich angeordnet sind, aufweist, den Produktionsprozess erheblich vereinfachen und kostengünstig gestalten.
-
In welcher Bauart das Unterfederungsmodul konstruktiv ausgebildet ist, ist grundsätzlich beliebig. Bei Verwendung eines umlaufenden Stützrahmens am Unterfederungsmodul ist nach einer ersten vorteilhaften Ausführungsform vorgesehen, dass das einstellbare Federelement in der Art einer Mäanderfeder ausgebildet ist, die zwischen zwei Lagerpunkten im Stützrahmen eingespannt wird. Um die Federeigenschaften verändern zu können, ist bei dieser Konstruktion eine Einstelleinrichtung vorgesehen, mit der der Abstand zwischen den beiden Lagerpunkten der Mäanderfeder veränderbar ist. Dazu kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass ein Ende der Mäanderfeder an einem drehbar gelagerten Exzenterelement befestigt ist, so dass durch Verstellung des Exzenterelements der Abstand zwischen den Lagerpunkten und die daraus resultierende Federspannung verändert werden kann.
-
Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist das einstellbare Federelement in der Art eines Profilstabs ausgebildet. Dieser Profilstab ist dabei dadurch charakterisiert, dass die Federeigenschaften von der Belastungsrichtung abhängen. Dies bedeutet mit anderen Worten, dass die Federsteifigkeit des Profilstabs von der jeweiligen Belastungsrichtung abhängt. Diese Profilstäbe werden dann drehbar am Stützrahmen gelagert, so dass durch Verdrehen der Profilstäbe die Federsteifigkeit verändert werden kann.
-
Nach einer dritten alternativen Ausführungsform ist das einstellbare Federelement in der Art eines Federstabs ausgebildet, der zwischen zwei Auflagerpunkten am Stützrahmen gelagert ist. Ein Auflagerpunkt sollte dabei als Festlager und ein Auflagerpunkt als Loslager ausgebildet sein. Der Abstand zwischen den beiden Auflagerpunkten kann dann mit der dafür vorgesehenen Einstelleinrichtung verändert werden, wobei ein kurzer Abstand zwischen den Auflagerpunkten zu einer hohen Federsteifigkeit und ein größerer Abstand zu einer geringeren Federsteifigkeit führt.
-
Ohne den Boden der Erfindung zu verlassen, ist es denkbar, dass die Verbindungselemente zusätzliche elastische Komponenten mit federnden und/oder dampfenden Eigenschaften aufweisen. Werden die Verbindungselemente, die zur Verbindung von fahrzeugtypenspezifischen Sitzelementen mit fahrzeugtypenübergreifend gleich ausgebildeten Trägerstrukturen dienen, mit zusätzlichen elastischen Komponenten versehen, so erweitern und ergänzen diese elastischen Komponenten die Feder- und Polsterwirkung des Fahrzeugsitzes. Dabei ist es unerheblich, ob diese zusätzlichen elastischen Komponenten an den an der Trägerstruktur angebrachten Verbindungselementen oder an den am Sitzpolster angebrachten Verbindungselementen oder an beiden Fahrzeugsitzteilen vorgesehen sind.
-
Sofern elastische Komponenten an den Verbindungselementen vorgesehen sind, ist es besonders vorteilhaft, wenn die elastischen Komponenten mit Hilfe einer Kunststoffverbindungstechnik, insbesondere einer Zweikomponententechnik, an den Verbindungselementen befestigbar sind. Durch eine solche einfache und kostengünstige Verbindungstechnik können die elastischen Komponenten schnell und problemlos mit den Verbindungselementen verbunden werden und garantieren eine stabile und langlebige Federwirkung.
-
Die Lage und die Ausführung der Verbindungselemente von Trägerstruktur und Unterfederungsmodul sind prinzipiell beliebig. In einer besonders vorteilhaften Ausführung sind die Art und die Lage der Verbindungselemente von Trägerstruktur und Unterfederungsmodul fahrzeugübergreifend baugleich ausgeführt. Dies hat den Vorteil, dass die Trägerstrukturen und die an ihnen angebrachten Verbindungselemente für alle Fahrzeugtypen vollkommen identisch ausgeführt werden können. Daneben ergibt sich die Möglichkeit, dass die fahrzeugtypenspezifischen Sitzelemente in jedes beliebige Fahrzeug eingebaut werden können, in dem die Trägerstruktur verankert ist. Hierdurch lässt sich beispielsweise der Sitzkomfort eines Sportsitzes durch Einbau des dafür ausgelegten Sitzelements in eine Großraumlimousine übertragen.
-
In Bezug auf Sitzkomfort und Fahrsicherheit ist eine kraftschlüssige Verbindung von Sitzelement und Trägerstruktur unabdingbar. Besonders vorteilhaft erscheint es, wenn die Verbindungselemente zur Befestigung des Sitzelements an der Trägerstruktur diese kraftschlüssige Verbindung zwischen Trägerstruktur und Sitzelement ohne zusätzliche Befestigungselemente bilden. Hierdurch werden vor allem der Montageaufwand und die Montagekosten deutlich gesenkt, da keine zusätzlichen Befestigungselemente bereitgestellt werden müssen.
-
Die Verbindungstechnik, mit der Sitzelement und Trägerstruktur mit Hilfe der Verbindungselemente verbunden werden, kann prinzipiell beliebig gewählt werden. Besonders vorteilhaft erscheint es jedoch, die Verbindungselemente zur Befestigung des Sitzelements an der Trägerstruktur als lösbare Verbindung auszugestalten. Eine lösbare Verbindung hat insbesondere den Vorteil, dass der Sitzkomfort durch Austauschen des Sitzelements verändert werden kann. So kann beispielsweise aus einem luxuriös weich gefederten Sitz ein harter Sportsitz durch Austauschen der Sitzelemente geschaffen werden. Daneben ergibt sich der Vorteil, dass das Sitzelement am Ende seiner Lebensdauer mittels der lösbaren Verbindung leicht ausgetauscht werden kann, beispielsweise wenn es durch Abnutzung, Verschmutzung oder Beschädigung unbrauchbar geworden ist.
-
In einer besonders ausgezeichneten Ausführungsform sind die Verbindungselemente dergestalt, dass sie eine werkzeugfreie Montage des Sitzelementes an der Trägerstruktur erlauben. Die Montage des Sitzelements an der Trägerstruktur wird dadurch erheblich einfacher, schneller und preisgünstiger durchführbar. Daneben lässt sich so problemlos der Sitzkomfort den jeweilig gegebenen Umständen anpassen.
-
Die konkrete Ausführung der Verbindungselemente zur Befestigung des Sitzelements an der Trägerstruktur kann grundsätzlich beliebig sein. Hierbei ist es jedoch besonders vorteilhaft, dass die Verbindungselemente als Haken-, Rast- oder Schnappelemente ausgeführt sind. Eine solche Ausführung der Verbindungselemente ermöglicht unter anderem eine werkzeugfreie und lösbare Verbindung ohne zusätzliche Befestigungselemente. Daneben lassen sich solche Verbindungselemente besonders preisgünstig und technisch einfach herstellen. Sie ermöglichen eine verlässliche kraft- und formschlüssige Verbindung zwischen Sitzelement und Trägerstruktur und in Bezug auf den Einschäumprozess eine leichte Fixierbarkeit des Unterfederungsmoduls in der Schäumform.
-
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Sitzelement mit Schaumpolster und darin eingeschäumtem Unterfederungsmodul, das eine Einstelleinrichtung aufweist, zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Fahrzeugsitzes.
-
Nachfolgend wird die Erfindung an Hand der schematisierten Zeichnungen beispielhaft erläutert.
-
Es zeigen:
-
1 eine erste Ausführungsform eines Unterfederungsmoduls in perspektivischer Ansicht;
-
2 eine vergrößerte Einzelheit des Unterfederungsmoduls gemäß 1 in Ansicht von oben;
-
3 das Sitzelement aus eingeschäumtem Unterfederungsmodul und Schaumpolster vor der Montage an einer Trägerstruktur zur Bildung eines Fahrzeugsitzes;
-
4 eine zweite Ausführungsform eines Unterfederungsmoduls in perspektivischer Ansicht;
-
5 verschiedene Einstellmöglichkeiten des Unterfederungsmoduls gemäß 5;
-
6 eine dritte Ausführungsform eines Unterfederungsmoduls in perspektivischer Ansicht.
-
1 zeigt eine erste Ausführungsform 01 eines Unterfederungsmoduls, das zum Einschäumen in ein Schaumpolster vorgesehen ist. Am Unterfederungsmodul 01 ist ein Stützrahmen 02 vorgesehen, in dem insgesamt vier Mäanderfedern 03, 04, 05 und 06 gelagert sind. Die beiden Mäanderfedern 03 und 05 sind mit einem fest vorgegebenen Abstand in jeweils zwei Lagerpunkten am Stützrahmen 02 befestigt, so dass die von den Mäanderfedern 03 und 05 resultierend aufgebrachte Federspannung nicht verändert werden kann. Bei den Mäanderfedern 04 und 06 ist nur ein Ende fest mit dem Stützrahmen 02 verbunden. Wie vergrößert in 2 dargestellt, ist das gegenüberliegende Ende der beiden Mäanderfedern 04 und 06 jeweils an einem Exzenterelement 07 befestigt, das seinerseits drehfest mit einer drehbar am Stützrahmen 02 gelagerten Achse 08 verbunden ist. Durch Verdrehen der Achse 08 und anschließendes Fixieren der Achse 08 kann somit der Abstand zwischen den Lagerpunkten an den Mäanderfedern 04 und 06 verändert und damit die von den Mäanderfedern 04 und 06 aufgebrachte Federspannung eingestellt werden. Somit kann die Federcharakteristik des Unterfederungsmoduls 01 fahrzeugtypenspezifisch verändert werden.
-
3 zeigt eine Trägerstruktur 09, die für verschiedene Fahrzeugtypen als Gleichteil ausgebildet ist. An der Trägerstruktur 09 kann werkzeuglos von oben ein Sitzelement 10 eingehängt werden. Das Sitzelement 10 besteht aus einem Schaumpolster 18, in das das Unterfederungsmodul 01 eingeschäumt ist. Durch entsprechende Einstellung der Achse 08 und der damit verbundenen Änderung der Federspannungen an den Mäanderfedern 04 und 06 kann das Unterfederungsmodul 01 und damit das Sitzelement 10 auf die unterschiedlichen Komfortanforderungen von verschiedenen Fahrzeugtypen abgestimmt werden. Diese fahrzeugtypenspezifische Abstimmung des Sitzkomforts kann dabei unter Verwendung ausschließlich von Gleichteilen für alle Fahrzeugtypen realisiert werden, da die fahrzeugtypenspezifische Einstellung durch Verdrehen der Einstellachse 08 erfolgt.
-
4 zeigt eine zweite Ausführungsform 11 eines Unterfederungsmoduls, das wiederum in ein Schaumpolster eingeschäumt werden kann, um dadurch ein Sitzelement zu bilden. An einem Stützrahmen 12 des Unterfederungsmoduls 11 sind vier Profilstäbe 13 drehbar gelagert. Die Profilstäbe 13 haben ein asymmetrisches, nämlich rechteckiges Querschnittsprofil, so dass ihre Federsteifigkeit von der jeweiligen Orientierung abhängt.
-
In 5 sind unterschiedliche Einstellmöglichkeiten des Unterfederungsmoduls 11 beispielhaft dargestellt. Mit der obersten in 5 dargestellten Variante sind alle Profilstäbe 13 mit horizontal verlaufender Querschnittsachse im Stützrahmen 12 befestigt, woraus sich die relativ weichste Federcharakteristik ergibt. In der mittleren Variante gemäß 5 ist ab der Mitte der mittlere Profilstabs 13 mit einer senkrecht verlaufenden Querschnittsachse im Stützrahmen befestigt, so dass sich eine etwas härtere Federcharakteristik ergibt. In der untersten Variante gemäß 5 sind alle Profilstäbe 13 mit senkrecht verlaufender Querschnittsachse im Stützrahmen befestigt, woraus sich die relativ härteste Federungscharakteristik ergibt.
-
In 6 ist eine dritte Ausführungsform 14 eines Unterfederungsmoduls schematisch dargestellt. Auch das Unterfederungsmodul 14 kann in ein Schaumpolster zur Bildung eines Sitzelements eingeschäumt werden. Am Stützrahmen 15 des Unterfederungsmoduls 14 sind vier Federstäbe 16 gelagert, wobei das in 6 dargestellte hintere Auflager am Stützrahmen 15 als Festlager ausgebildet ist, wohingegen der gegenüberliegende Auflagerpunkt als Loslager ausgebildet ist. Unmittelbar benachbart zu dem Loslager ist ein am Stützrahmen 15 verschiebbar gelagerter Stützstab 17 vorgesehen, der relativ zu der Längsachse der Federstäbe 16 verschoben werden kann. Je nach Lage des Stützstabes 17 verkürzt sich oder verlängert sich der Abstand zwischen den Auflagerpunkten der Federstäbe 16, was in einer entsprechenden Änderung der Federsteifigkeit der Federstäbe 16 resultiert. Um eine relativ harte Federcharakteristik einzustellen, wird der Stützstab 17 wie in 6 dargestellt ganz nach hinten geschoben, um einen relativ kurzen Abstand zwischen den Auflagerpunkten zu realisieren. Eine weichere Federungscharakteristik ergibt sich, wenn der Abstand zwischen den Auflagerpunkten am Stützrahmen 15 einerseits und am Stützstab andererseits entsprechend größer gewählt wird.
