-
1. Gebiet der Erfindung
-
Die
Erfindung bezieht sich auf eine Stützmatte, wie sie im Sitz eines
Kraftfahrzeuges verwendet werden kann und zur Lagerung des Sitzpolsters dient.
-
2. Stand der Technik
-
Aus
dem Stand der Technik sind Stützmatten aus
Draht bekannt, die das Sitzpolster eines Kraftfahrzeugsitzes tragen.
Solche Stützmatten
sind üblicherweise
in einen metallenen Sitzrahmen des Kraftfahrzeugsitzes eingehängt. Die
Stützmatten
bestehen üblicherweise
aus geformten Drähten,
die miteinander geeignet verbunden sind, um eine Stütz- bzw.
Federungswirkung bereitzustellen. Das Polsterverhalten eines Fahrzeugsitzes
wird maßgeblich
von der Federungswirkung der Stützmatte
beeinflusst. Dabei ist das Federungsverhalten der bekannten Stützmatten
in der Regel über
die gesamte Fläche des
Kraftfahrzeugsitzes konstant.
-
Aus
der
DE 37 02 262 A1 ist
ein einer Stützmatte
entsprechendes Auflageelement für
den Sitz eines Kraftfahrzeuges bekannt, das aus einer Kunststoffplatte
besteht und zwischen zwei Rahmenkonstruktionen gehalten ist. Dieses
bekannte Auflageelement weist Ausnehmungen auf, mit denen die Gesamtelastizität des Auflageelements
beeinflussbar ist. Weiterhin weist der bekannte Kraftfahrzeugsitz vertikal
bewegliche Rahmenteile auf, um die Sitzhärte des Kraftfahrzeugsitzes
in Abhängigkeit
von der Belastung zu verändern.
Abgesehen davon, dass dieser Stand der Technik im Aufbau kompliziert
und daher teuer ist und auch die Montage Schwierigkeiten bereitet,
erlaubt dieser bekannte Kraftfahrzeugsitz auch keine Anpassung der
Sitzfläche
an die ergonomischen Gegebenheiten der Fahrzeuginsassen.
-
Eine
weitere Stützmatte
aus einem Kunststoffmaterial ist aus der
WO 2008/041868 A2 bekannt.
-
Die
US 2003/0062758 A1 zeigt
eine Stützstruktur
für ein
Sitzkissen, welche aus mehreren gebogenen und miteinander verbundenen
Drähten
besteht. Dabei sind die Drähte
so geformt, dass Bereiche unterhalb der Sitzhöcker und ein Bereich unterhalb
des Steißbeins
eines Insassen von Drähten
umgeben sind.
-
Es
ist daher das Problem der vorliegenden Erfindung, eine Stützmatte
für einen
Kraftfahrzeugsitz bereitzustellen, die punktuell unterschiedliche Federungseigenschaften
aufweist, um die Federwirkung der Stützmatte auf die Anatomie des
Insassen anpassen zu können.
Dadurch soll insbesondere der Sitzkomfort gesteigert werden.
-
Ein
weiteres Problem dieser Erfindung ist es, eine besonders kostengünstige Sitzmatte
herzustellen. Weiterhin soll die Stützmatte, verglichen mit dem Stand
der Technik, auch auf einfache Weise montierbar sein.
-
3. Zusammenfassung der Erfindung
-
Die
oben genannten Probleme werden durch eine Stützmatte gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Im Speziellen
werden sie gelöst
durch eine Stützmatte für ein Kraftfahrzeugssitzkissen,
die eine einteilige elastische Platte aufweist, wobei die elastische
Platte mit dem zugehörigen
Sitzrahmen über
Befestigungsmittel verbindbar ist und wobei die elastische Platte im
Sitzbereich Ausnehmungen aufweist, die so angeordnet sind, dass
die beiden Bereiche der elastischen Platte unterhalb der Sitzhöcker der
Insassen eine weichere Dämpfung
aufweisen als dazu benachbarte Bereiche. Jeder der beiden Bereiche
weicherer Dämpfung
weist eine Mehrzahl, insbesondere vier, dieser Ausnehmungen auf,
deren Form an ein gleichschenkliges Dreieck angenähert ist
und die jeweils um den fiktiven Mittelpunkt des jeweiligen Sitzhöckers des
Insassen herum angeordnet sind, so dass ihre Spitze jeweils in Richtung
dieses fiktiven Mittelpunkts gerichtet ist.
-
Dadurch
werden bestimmte Bereiche der Sitzpolsterung, die auf der Stützmatte
aufliegen besonders gestützt
und andere Bereiche weniger. Damit stellt die Stützmatte eine gewollt ungleichmäßige Stützwirkung
und Federungswirkung des Kraftfahrzeugsitzes bereit, um den Sitzkomfort
zu erhöhen.
Im Besonderen ist die Stützwirkung
auf die Anatomie des Fahrzeuginsassen abgestimmt.
-
Beim
Sitzen wird das Gewicht des Fahrzeuginsassen im Wesentlichen über zwei
nach unten abstehende Fortsätze
des Beckenknochens, nämlich den
Sitzbeinen, auch Sitzhöcker
genannt, auf die Sitzfläche übertragen.
Im Gebiet der Sitzhöcker
tritt daher die höchste
Belastung des Sitzes auf. Um nun die punktuelle und damit hohe Druckbelastung
auf größere Teile
des Gesäßes zu verteilen,
weist die Stützmatte
in Bereichen unterhalb der Sitzhöcker eine
weichere Dämpfung
auf, als in benachbarten Bereichen. Dadurch können sich die Sitzhöcker verstärkt in die
Sitzpolsterung eindrücken,
wodurch sich die punktförmige
Druckbelastung auf andere Bereiche des Gesäßes verteilt und sich der Sitzkomfort deutlich
verbessert.
-
Weiterhin
führt ein
stärkeres
Eindrücken
der Sitzhöcker
in Verbindung mit der Stützwirkung
der Rückenlehne
zu einer Streckung der Wirbelsäule, wodurch
bei längeren
Autofahrten Verspannungen der Muskeln vermieden werden können.
-
Durch
die überraschend
einfache Konstruktion der erfindungsgemäßen Stützmatte wird somit eine übermäßige Beanspruchung
in den Kontaktbereichen der Abstützflächen vermieden.
Weiterhin werden Sitzbeschwerden durch ungünstige Druckverteilung in den
Kontaktbereichen, insbesondere bei längeren Reisen, verhindert und
der so genannte H-Punkt der Insassen gesichert und auftretende Vibrationen
gedämpft.
-
Weiterhin
läßt sich
die erfindungsgemäße Stützmatte
kostengünstig
und leicht herstellen. Die einteilige elastische Platte ersetzt
bislang verwendete Federstahlstützdrähte mit
entsprechenden Federstahl klammern zwischen den Stützdrähten. Die
erfindungsgemäße einteilige
elastische Platte kann durch Spritzgießen aus kostengünstigen
Rohmaterialien leicht hergestellt werden. Ebenso ist es möglich, die erfindungsgemäße Platte
aus Metall herzustellen. Schließlich
ermöglicht
die erfindungsgemäße Ausgestaltung
der Stützmatte
eine Verringerung des Gewichts derartiger Stützmatten, was im Kraftfahrzeugbau
ein wesentlicher Gesichtspunkt ist, um Energiekosten zu sparen.
-
Die
einteilige Ausbildung verhindert auch, dass die erfindungsgemäße Stützmatte
bei Benutzung unerwünschte
Quietschgeräusche
verursacht, wie sie bei bisher bekannten Stützmatten mit mehrteiligen,
miteinander verbundenen Einzelteilen entstehen können.
-
Ein
weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass die Produkteigenschaften
auf einfache Weise durch lediglich zwei Parameter gesteuert werden können, nämlich zum
einen durch die Geometrie der elastischen Platte und zum anderen
durch die Art des Werkstoffes. Damit ist es möglich, durch eine gezielte Auswahl
der Ausgangsmaterialien den Komfort der Sitzelemente auf einfacher
Weise sicherzustellen. So wird z. B. eine einstückige aus Kunststoff hergestellte elastische
Platte andere Federungseigenschaften haben, als eine Platte, die
mit beschichteten Stützdrähten verstärkt ist
oder eine Platte, die aus einem Metallblech besteht oder Platten,
die aus unterschiedlichen Plastikmaterialien hergestellt sind.
-
Auch
mit der Auswahl des Stahls bzw. des Kohlenstoffsgehaltes des Stahls,
aus dem die Stützdrähte hergestellt
sind, können
die Eigenschaften der Stützmatte
beeinflusst werden.
-
Aufgrund
der einfachen Konstruktion der erfindungsgemäßen Stützmatte kann diese allein durch die
Wahl ihrer Abmessungen an jede Art von Sitzrahmen angepasst werden.
-
Weiterhin
erlaubt die erfindungsgemäße Ausführung der
Stützmatte
aufgrund der vorgesehenen Ausnehmungen eine Luftzirkulation durch
die Sitzfläche
bei Belastung.
-
Außerdem kann
durch die besondere geometrische Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Stützmatte
ein verbesserter Dämpfungseffekt
erzielt werden.
-
Zusammenfassend
kann festgestellt werden, dass die Erfindung aufgrund der einfachen
Konstruktion und Herstellungsweise und der damit möglichen leichten
Art der Veränderung
der beiden Parameter Geometrie und Material, in einfacher Weise
allen unterschiedlichen Anforderungen gerecht werden kann, was einen
hohen Wettbewerbsvorteil darstellt.
-
Bevorzugt
füllt die
einteilige elastische Platte im Wesentlichen die gesamte freie Fläche des
Sitzrahmens aus.
-
Dabei
besteht die elastische Platte bevorzugt aus Kunststoff oder aus
einem Metallblech. Das Metallblech kann mit Kunststoff beschichtet
sein.
-
In
einer bevorzugten Ausführungsform
sind in die elastische Platte parallel zur Sitzebene Stützdrähte eingebettet,
welche beschichtet sein können.
-
Um
den Sitzkomfort weiter zu erhöhen,
ist vorgesehen, dass jeder der beiden Bereiche weicherer Dämpfung nach
unten gewölbt
ist.
-
Bevorzugt
ist die elastische Platte mit Löchern,
Fenstern oder Clipsen versehen, um die Befestigungsmittel aufzunehmen.
-
Aus
Sicherheitsgründen
weist die elastische Platte zumindest entlang der im montierten
Zustand quer zur Fahrrichtung liegenden Ränder Verstärkungen zum Anbringen der Befestigungsmittel
auf.
-
Bevorzugt
umfassen die Befestigungsmittel Schrauben, Nieten oder jede andere
Art von Verbindungsmitteln zwischen Kunststoff und Metall.
-
Bei
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
sind die Stützdrähte als
Stahldrähte
mit einem Kohlenstoffgehalt zwischen 0,45% und 1% ausgebildet.
-
In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
weist die einteilige elastische Platte eine weitere, vorzugsweise
dreieckige Ausnehmung auf, die jeweils in Fahrtrichtung etwa symmetrisch
zwischen den beiden Bereichen weicherer Dämpfung nach hinten versetzt
angeordnet ist.
-
Ein
Verfahren zum Herstellen einer Stützmatte mit eingebetteten Stützdrähten weist
die folgenden Schritte auf, nämlich
Einlegen der Stützdrähte in eine
Spritzgussform, Einspritzen von Kunststoff in die Spritzgussform,
vollständiges
Umspritzen der Stützdrähte und
Erzeugen der Ausnehmungen.
-
Durch
den Spritzgussvorgang wird ohne weitere Montageschritte unmittelbar
eine fertige Stützmatte
erhalten. Dadurch sinken die Produktionskosten im Vergleich zu konventionell
hergestellten Stützmatten
aus Drähten
oder verstellbaren Teilen.
-
In
bevorzugter Weise kann dabei das Erzeugen der Ausnehmungen sowohl
nach dem Einspritzen des Kunststoffs in die Spritzgussform erfolgen, als
auch gleichzeitig mit dem Einspritzen.
-
Schließlich werden
die Stützdrähte in bevorzugter
Weise vor dem Einlegen in die Spritzgussform beschichtet.
-
4. Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
Im
Folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen
in den begleitenden Zeichnungen dargestellt.
-
Es
zeigen:
-
1:
schematisch den Aufbau einer Stützplatte
für einen
Kraftfahrzeugsitz, wobei die elastische Platte mit Löchern oder
Fenstern zum Anbringen der Befestigungsmittel versehen ist;
-
2:
eine weitere Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Stützmatte,
wobei die elastische Platte Verstärkungen zum Anbringen der Befestigungsmittel
aufweist;
-
3:
eine der in der 2 dargestellten ähnliche,
weitere Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Stützmatte;
-
4:
eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Stützmatte,
bei der die elastische Platte aus Kunststoff mit Stützdrähten versehen ist;
-
5:
eine der in 4 dargestellten ähnliche,
weitere Ausführungsform
mit Verstärkungen
an den Rändern.
-
5. Detaillierte Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsformen
-
Im
Folgenden werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen bevorzugte
Ausführungsformen der
vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben. Es wird angemerkt,
dass die einzelnen Merkmale der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung
beliebig miteinander kombiniert werden können.
-
1 zeigt
eine erste Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Stützmatte
in Form einer einteiligen elastischen Platte 1 aus Kunststoff.
An den im eingebauten Zustand der Platte und des Sitzes in Fahrtrichtung
F vorne und hinten liegenden Rändern
der elastischen Platte sind Langlöcher 2 angeordnet,
die der Befestigung an einem nicht dargestellten Sitzrahmen mittels
bestimmter nicht näher dargestellter
Befestigungsmittel dienen.
-
Bei
dieser ersten Ausführungsform
sind zwei auf einer quer zur Fahrtrichtung liegenden Linie angeordnete,
symmetrisch zur Sitzmitte liegende Bereiche 3 weicherer
Dämpfung
vorgesehen, die durch bevorzugt jeweils vier Ausnehmungen 4 dargestellt sind,
welche jeweils um die fiktiven Mittelpunkte der jeweiligen Sitzhöcker eines
Insassen herum angeordnet sind. Dabei entspricht die Form dieser
Ausnehmungen 4 annähernd
einem gleichschenkligen Dreieck, dessen Spitze jeweils zum besagten
fiktiven Mittelpunkt eines Insassensitzhöckers gerichtet ist.
-
Weiterhin
weist die dargestellte elastische Platte eine zusätzliche
Ausnehmung 6 auf, die einem gleichschenkligen Dreieck angenähert ist.
Dabei verläuft
die Grundlinie dieses Dreiecks parallel zum benachbarten Rand der
Sitzplatte und die Spitze des Dreiecks ragt zwischen die beiden
nebeneinander angeordneten Bereiche 3 weicherer Dämpfung hinein.
Die gezeigte elastische Platte ist vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt,
wobei die Fenster oder Langlöcher 2 zur
Aufnahme der Befestigungsmittel mit Verstärkungswülsten ausgestattet sind.
-
2 zeigt
eine weitere bevorzugte Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Stützmatte.
Die Geometrie der Ausnehmungen 4, 6 ist mit der
in 1 gezeigten identisch. Unterschiedlich ist jedoch die
Art der Befestigung. Anstelle der in 1 gezeigten
Langlöcher 2 oder
fensterartigen Ausnehmungen sind bei der Ausführungsform gemäß 2 an
den Stellen der Ränder
der elastischen Platte, an denen die Befestigungsmittel angreifen
sollen, Verstärkungen 7 vorgesehen,
um mit dem zugeordneten Sitzrahmen zusammenwirken zu können. In
bevorzugter Weise besteht die elastische Platte gemäß 2 aus Metallblech
und die Verstärkungen 7 sind
demgemäß durch
das Aufbringen von kleinen, bevorzugt im Wesentlichen quadratischen
Blechteilen dargestellt. Sowohl in der 1 als auch
in der 2 wird mit dem Pfeil F die Fahrtrichtung im eingebauten
Zustand dargestellt.
-
3 zeigt
eine andere bevorzugte Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Stützmatte,
die im Wesentlichen der Ausführungsform
entspricht, die in 2 dargestellt ist. Unterschiedlich
ist lediglich die Gestaltung der Bereiche 3 weicherer Dämpfung, die
gemäß der in 3 gezeigten
Ausführungsform bereits
im unbelasteten Zustand zur Aufnahme der Sitzhöcker nach unten gewölbt sind.
-
4 zeigt
eine weitere bevorzugte Ausführungsform,
deren Aufbau im Prinzip dem der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen
gleicht, bei der jedoch in das Kunststoffmaterial vor dem eigentlichen
Spritzvorgang Stützdrähte 5 eingelegt
sind. Diese bevorzugt aus Stahldraht bestehenden Stützdrähte 5,
die einen Kohlenstoffgehalt von 0,45% bis 1% aufweisen können, dienen
dazu, das Elastizitätsverhalten
und das Dämpfungsverhalten
der erfindungsgemäßen Stützmatte
zusätzlich
variieren zu können.
Dabei sind bevorzugt mehrere Stützdrähte 5 konzentrisch
jeweils um die beiden nebeneinander liegenden Bereiche 3 weicherer
Dämpfung
angeordnet. In bevorzugter Weise können weiterhin zusätzliche
Stützdrähte 5 vorgesehen
sein, die sich im Wesentlichen in Fahrtrichtung F zwischen den beiden Rändern der
elastischen einteiligen Platte 1 erstrecken und sich an
die beiden jeweils außen
liegenden Teile der weicheren Bereiche 3 anschmiegen. Darüber hinaus
sind bei der in 4 dargestellten Ausführungsform
weitere Stützdrähte 5 vorgesehen,
die wiederum in Fahrtrichtung F sich vom hinteren Befestigungsrand
in Richtung der weiteren, dreieckförmigen Ausnehmung 6 erstrecken.
Diese Stützdrähte 5 enden
dabei an den in quer zur Fahrtrichtung F liegenden Enden der Grundlinie
des gleichschenkligen Dreiecks der Ausnehmung 6. Schließlich sind
noch weitere Stützdrähte 5 vorgesehen,
die sich ebenfalls in Fahrtrichtung F erstrecken und zwar von einer Stelle
der elastischen Platte 1, die durch die Berührung der
beiden Bereiche 3 weicherer Dämpfung bestimmt ist zu dem
in Fahrtrichtung F gesehen vorne liegenden Rand der Platte 1.
Die in Fahrtrichtung vorne und hinten gelegenen Befestigungslöcher 2 oder Fenster
sind hier bei ähnlich
der in 1 dargestellten Ausführungsform mit Verstärkungswülsten versehen.
-
5 schließlich stellt
eine weitere Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Stützmatte
dar, die der in 4 dargestellten Ausführungsform
im Wesentlichen gleicht. Zur Befestigung am Sitzrahmen sind hier
jedoch anstelle von Löchern 2 oder Fenstern
Verstärkungen 7 vorgesehen,
wie sie in den 2 und 3 dargestellt
sind.
-
Weiterhin
können
bei einem Verfahren zur Herstellung einer Stützmatte eine Mehrzahl von Stützdrähten 5 in
eine Spritzgussform eingelegt werden. Danach wird Kunststoff in
die Spritzgussform eingespritzt, wobei simultan alle Stützdrähte 5 vollständig umspritzt
werden. Die die unterschiedlichen Dämpfungsbereiche der elastischen
Platte bewirkenden ergonomischen Ausnehmungen 4, 6 können gleichzeitig
mit dem Einspritzen des Kunststoffs in die Spritzgussform erzeugt
werden, d. h. die Spritzgussform ist entsprechend ausgebildet, um
diese Ausnehmungen zu erzeugen. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, diese
Ausnehmungen 4, 6 nach dem Einspritzen des Kunststoffs
in die Spritzgussform zu erzeugen, indem die halbfertige Platte 1 außerhalb
der Spritzgussform entsprechend perforiert wird.
-
Bevorzugt
werden dabei die Stützdrähte 5 vor
dem Einlegen in die Spritzgussform beschichtet, um die Haftung zwischen
den Stützdrähten 5 und dem
sie umgebenden Kunststoffmaterial zu verbessern.
-
Durch
diese Verfahrensschritte wird der Herstellungsvorgang für eine erfindungsgemäße Stützmatte
stark vereinfacht.
-
- 1
- einteilige,
elastische Platte
- 2
- Löcher, Fenster
- 3
- Bereiche
weicherer Dämpfung
- 4
- Ausnehmungen
- 5
- Stützdrähte
- 6
- dreieckförmige Ausnehmung