DE102008057913B4

DE102008057913B4 - A method and system for computer aided designing of vehicle seat assemblies

Info

Publication number: DE102008057913B4
Application number: DE102008057913.0A
Authority: DE
Inventors: Dr. Cakmak Mehmet
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2008-11-19
Filing date: 2008-11-19
Publication date: 2015-07-02
Anticipated expiration: 2028-11-20
Also published as: DE102008057913A1

Abstract

Verfahren zum computergestützten Entwickeln von Fahrzeugsitzanordnungen, wobei eine Fahrzeugsitzanordnung mindestens eine obere mit einem Gestell (16) des Fahrzeugsitzes verbundene Schiene (14) und eine untere an einer Fahrzeugkarosserie (10) befestigte Schiene (12) aufweist, die über Lagerelemente (22, 24, 26) verschiebbar miteinander gekoppelt sind, und das Verfahren folgende Schritte umfasst: Bereitstellen eines Finite-Elemente-Modells zur Beschreibung einer Fahrzeugsitzanordnung; Durchführen von Finite-Elemente-Analysen anhand des Modells zur Vorhersage bestimmter Eigenschaften der Fahrzeugsitzanordnung; wobei in dem Modell jedes Lagerelement (22, 24, 26) zumindest mittels eines elastischen Verbindungselements (40; 42, 44) beschrieben wird, wobei jedem elastischen Verbindungselement (40; 42, 44) eine vorbestimmte Anzahl von Parametern betreffend die elastischen und viskoelastischen Eigenschaften des Verbindungselements zugeordnet wird; dadurch gekennzeichnet, dass jedes Lagerelement (22, 24, 26) durch ein oberes Federelement (44) für die Verbindung des Lagerelements (22, 24, 26) zu der oberen Schiene (14) und ein unteres Federelement (42) für die Verbindung des Lagerelements (22, 24, 26) zu der unteren Schiene (12) beschrieben wird; wobei das Verfahren für jedes Lagerelement (22, 24, 26) folgende Schritte umfasst: Definieren eines oberen Anschlusselements (34) des Lagerelements für die obere Schiene (14) und eines unteren Anschlusselements (32) des Lagerelements für die untere Schiene (12); Definieren eines Knotens (36) für das untere Anschlusselement (32) und eines Knotens (38) für das obere Anschlusselement (34); Definieren einer Verbindung jedes Anschlusselements (32, 34) mit der entsprechenden Schiene (12, 14); Definieren eines Masseelements (46), wobei das Masseelement (46) zwischen dem oberen (34) und dem unteren Anschlusselement (32) angeordnet ist; Definieren eines oberen Federelements (44) zwischen dem Knoten (38) für das obere Anschlusselement (34) und dem Masseelement (46); und Definieren eines unteren Federelements (42) zwischen dem Masseelement (46) und dem Knoten (36) für das untere Anschlusselement (32), wobei die Knoten (36, 38) in einem bestimmten Abstand zu dem jeweiligen Anschlusselement (32; 34) in Richtung des jeweils anderen Anschlusselements (34; 32) angeordnet sind.A method of computer-aided development of vehicle seat assemblies wherein a vehicle seat assembly includes at least one upper rail (14) connected to a chassis (16) of the vehicle seat and a lower rail (12) secured to a vehicle body (10) which is supported by bearing members (22, 24, 26) are slidably coupled together, and the method comprises the steps of: providing a finite element model for describing a vehicle seat assembly; Performing finite element analyzes on the model for predicting certain characteristics of the vehicle seat assembly; wherein in the model each bearing element (22, 24, 26) is described at least by means of an elastic connecting element (40; 42, 44), each elastic connecting element (40; 42, 44) having a predetermined number of parameters relating to the elastic and viscoelastic properties the connection element is assigned; characterized in that each bearing element (22, 24, 26) is connected by an upper spring element (44) for connecting the bearing element (22, 24, 26) to the upper rail (14) and a lower spring element (42) for connecting the Bearing member (22, 24, 26) to the lower rail (12) is described; the method comprising for each bearing member (22, 24, 26): defining an upper terminal member (34) of the upper rail support member (14) and a lower terminal member (32) of the lower rail support member (12); Defining a node (36) for the lower terminal (32) and a node (38) for the upper terminal (34); Defining a connection of each terminal member (32, 34) with the corresponding rail (12, 14); Defining a mass member (46), wherein the mass member (46) is disposed between the upper (34) and lower terminal members (32); Defining an upper spring member (44) between the node (38) for the upper terminal (34) and the ground member (46); and defining a lower spring member (42) between the mass member (46) and the node (36) for the lower terminal member (32), the nodes (36, 38) spaced a certain distance from the respective terminal member (32; 34) in FIG Direction of the other connecting element (34, 32) are arranged.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum computergestützten Entwickeln von Fahrzeugsitzanordnungen, wobei eine Fahrzeugsitzanordnung mindestens eine obere mit einem Fahrzeugsitz verbundene Schiene und eine untere an einer Fahrzeugkarosserie befestigte Schiene aufweist, die über Lagerelemente verschiebbar miteinander gekoppelt sind, und das Verfahren folgende Schritte umfasst: Bereitstellen eines Finite-Elemente-Modells zur Beschreibung einer Fahrzeugsitzanordnung und Durchführen von Finite-Elemente-Analysen anhand des Modells zur Vorhersage bestimmter Eigenschaften der Fahrzeugsitzanordnung. Die Erfindung betrifft außerdem ein System zum computergestützten Entwickeln von Fahrzeugsitzanordnungen.The present invention relates to a method of computer-aided development of vehicle seat assemblies wherein a vehicle seat assembly includes at least one upper rail connected to a vehicle seat and a lower rail secured to a vehicle body slidably coupled to each other via bearing members, the method comprising the steps of: providing a vehicle seat assembly Finite element model for describing a vehicle seat assembly and performing finite element analysis on the model for predicting certain characteristics of the vehicle seat assembly. The invention also relates to a system for computer-aided development of vehicle seat assemblies.

Bei der Entwicklung von Fahrzeugen kommen heutzutage Methoden der rechnergestützten Entwicklung (Computer Aided Engineering = CAE) zum Einsatz. Dabei werden Modelle zur numerischen Beschreibung von Fahrzeugkomponenten entworfen, die als Grundlage für Berechnungen dienen, um Vorhersagen über deren Eigenschaften machen zu können. Für die Berechnungen wird vielfach die Methode der finiten Elemente verwendet, ein numerisches Verfahren zur Lösung von Differentialgleichungen, bei dem das Berechnungsgebiet in eine beliebig große, aber endliche Anzahl von Elementen unterteilt wird, die sich durch eine endliche Anzahl von Parametern beschreiben lassen.In the development of vehicles today methods of Computer Aided Engineering (CAE) are used. It develops models for the numerical description of vehicle components, which serve as the basis for calculations in order to make predictions about their properties. For the calculations the finite element method is often used, a numerical method for the solution of differential equations, in which the calculation area is subdivided into an arbitrarily large, but finite number of elements, which can be described by a finite number of parameters.

Bei der Entwicklung von Fahrzeugsitzanordnungen werden diese statischen und dynamischen Versuchen unterzogen. Dabei spielt die Verbindung einer oberen Sitzschiene mit einer unteren Sitzschiene, die ein Verstellen eines Fahrzeugsitzes in Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung ermöglicht, eine Rolle. Die Lagerung eines Fahrzeugsitzes mittels Sitzschienen ist in 1 an einem Beispiel dargestellt. Diese Figur zeigt einen Querschnitt durch eines der beiden Schienenpaare, die eine Fahrzeugsitzanordnung üblicherweise aufweist. Der Schnitt geht durch eine Stelle, an der die untere Schiene 12 mittels einer Schraube 11 an einer Fahrzeugkarosserie 10 befestigt ist. Die obere Schiene 14 ist mit einem Gestell 16 des Fahrzeugsitzes verbunden. In dem Schnitt sind auch verschiedene Lagerelemente zu erkennen, über die die obere Schiene 14 verschiebbar mit der unteren Schiene 12 gekoppelt ist. Rechts sind ein Kugellager 22 und ein erstes Nadellager 24A zu sehen. Links befinden sich ein Zylinderlager 26 und ein zweites Nadellager 24B. Es ist auch ein Kunststoffkäfig 28 zu sehen. Es handelt sich hierbei um eine so genannte Käfigschienenführung, bei der die Wälzkörper oder Lagerelemente in einem Wälzkörperkäfig gehalten werden. Durch einen Wälzkörperkäfig werden mehrere gleichartige Lagerelemente zu einem Lagerpaket zusammengefasst. Die Kraftübertragung zwischen der oberen Sitzschiene 14 und der unteren Sitzschiene 12 erfolgt über die eingepressten Lagerelemente 22, 24A, 24B und 26. In eingerasteter Sitzposition werden die Kräfte über Druck des Lagers übertragen. Üblicherweise befinden sich bei einem Schienenpaar jeweils vorne und hinten Lagerpakete.In the development of vehicle seat assemblies, these are subjected to static and dynamic tests. In this case, the connection of an upper seat rail plays with a lower seat rail, which allows an adjustment of a vehicle seat in the forward or reverse direction, a role. The storage of a vehicle seat by means of seat rails is in 1 illustrated by an example. This figure shows a cross section through one of the two pairs of rails, which usually has a vehicle seat assembly. The cut goes through a spot where the bottom rail 12 by means of a screw 11 on a vehicle body 10 is attached. The upper rail 14 is with a frame 16 connected to the vehicle seat. In the section also different bearing elements can be seen, on which the upper rail 14 slidable with the lower rail 12 is coupled. Right are a ball bearing 22 and a first needle bearing 24A to see. On the left are a cylinder bearing 26 and a second needle bearing 24B , It is also a plastic cage 28 to see. This is a so-called cage rail guide, in which the rolling elements or bearing elements are held in a Wälzkörperkäfig. By a rolling element cage several similar bearing elements are combined to form a stock package. The power transmission between the upper seat rail 14 and the lower seat rail 12 via the pressed-in bearing elements 22 . 24A . 24B and 26 , In locked seat position, the forces are transmitted via pressure of the bearing. Usually, there are bearing packs at the front and at the back of a pair of rails.

Um Vorhersagen über die Eigenschaften einer Fahrzeugsitzanordnung, insbesondere über deren Resonanzfrequenzen, machen zu können, werden im Rahmen der rechnergestützten Entwicklung Schwingungsanalysen durchgeführt. Da eine reale Abbildung der Lagerelemente bei der Verbindung der oberen Schiene 14 mit der unteren Schiene 12 in der Praxis mit üblichem Detaillierungsgrad der finiten Elemente nicht möglich ist, wird diese Verbindung bisher über starre Elemente beschrieben. Hierfür werden die beiden Sitzschienen 12 und 14 in eingerasteter Position als an den Lagerstellen fest verschweißt betrachtet. Für eine statische Betrachtung mag eine solche Vereinfachung ausreichend sein, da hier der Einfluss der Lager im Verhältnis zu den Sitzpolstern vernachlässigbar ist. Jedoch haben Versuche ergeben, dass ein Modell, bei dem die Verbindung der beiden Sitzschienen 12 und 14 über starre Elemente beschrieben wird, für dynamische Betrachtungen zu falschen Ergebnissen führt.In order to be able to make predictions about the properties of a vehicle seat arrangement, in particular about their resonance frequencies, vibration analyzes are carried out as part of the computer-aided development. Because a real picture of the bearing elements in the connection of the upper rail 14 with the lower rail 12 is not possible in practice with the usual level of detail of the finite elements, this connection is described so far about rigid elements. For this purpose, the two seat rails 12 and 14 considered in locked position as welded to the bearings. Such a simplification may be sufficient for a static view, since here the influence of the bearings in relation to the seat cushions is negligible. However, tests have revealed that a model in which the connection of the two seat rails 12 and 14 is described using rigid elements, which leads to false results for dynamic considerations.

Aus der WO 2004/069583 A2 ist ein Verfahren zum Auslegen von Fahrzeugsitzanordnungen bekannt, bei welchem mittels eines iterativen Durchführens von physikalischen Versuchen und Finite-Element-Analysen die Eigenschaften solcher Fahrzeugsitzanordnungen optimiert werden sollen. Die Verbindung der einzelnen Komponenten der Fahrzeugsitzanordnung wird hier jedoch als starr angenommen.From the WO 2004/069583 A2 a method for laying out vehicle seat arrangements is known, in which by means of an iterative execution of physical tests and finite element analyzes, the properties of such vehicle seat arrangements are to be optimized. However, the connection of the individual components of the vehicle seat assembly is assumed to be rigid here.

Aus der US 2004/0177520 A1 ist eine Positioniereinrichtung für mikrolithographische Systeme zur Belichtung von Halbleitern bekannt. Eine derartige Positioniereinrichtung umfasst eine X-Y-Stufe mit Führungsschienen und einem darauf geführten Schieber. Diese sind über Lager miteinander verbunden, die durch elastische Materialien modelliert werden. Die Lager werden insbesondere als eine Vielzahl von Federelementen simuliert, die über die gesamte Länge der Führungsschienen angeordnet ist.From the US 2004/0177520 A1 a positioning device for microlithographic systems for exposure of semiconductors is known. Such a positioning device comprises an XY stage with guide rails and a slide guided thereon. These are connected by bearings that are modeled by elastic materials. The bearings are in particular simulated as a plurality of spring elements, which is arranged over the entire length of the guide rails.

Aus der DE 10 2004 046 912 A1 geht hervor, bei der Mehrkörpersimulation zur Betriebsfestigkeitsanalyse von Fahrzeugteilanordnungen die Schnittstellen zwischen den Bauteilen bei der FE-Simulation als elastische Strukturen zu modellieren.From the DE 10 2004 046 912 A1 In the multi-body simulation for the fatigue analysis of vehicle subassemblies, it is apparent that the interfaces between the components are modeled as elastic structures in the FE simulation.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und ein System zum computergestützten Entwickeln von Fahrzeugsitzanordnungen anzugeben, die eine höhere Prognosesicherheit für das dynamische Verhalten von Fahrzeugsitzanordnungen ermöglichen. Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1 und durch ein System gemäß Patentanspruch 7.It is therefore the object of the present invention to provide a method and a system for computer-aided development of vehicle seat assemblies that allow greater predictive confidence for the dynamic behavior of vehicle seat assemblies. This task is solved by a method according to claim 1 and by a system according to claim 7.

Die vorliegende Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass die Genauigkeit von Vorhersagen erheblich verbessert werden kann, wenn in dem Finite-Elemente-Modell jedes Lagerelement zumindest mittels eines elastischen Verbindungselementes beschrieben wird, wobei jedem elastischen Verbindungselement eine vorbestimmte Anzahl von Parametern betreffend die elastischen und viskoelastischen Eigenschaften des Verbindungselements zugeordnet wird. Dadurch ist es möglich, das reale System numerisch gut abzubilden. Beispielsweise können auf diese Weise die Frequenzlagen der Moden sehr genau vorausberechnet werden. Die verbesserte Prognosesicherheit der numerischen Methode ermöglicht die Entwicklung von Sitzen und Fahrzeugen ohne Hardware. Insbesondere handelt es sich bei dem elastischen Verbindungselement um ein Federelement mit mehreren Freiheitsgraden und richtungsabhängigen physikalischen Eigenschaften.The present invention is based on the recognition that the accuracy of predictions can be significantly improved if in the finite element model each bearing element is described at least by means of an elastic connecting element, wherein each elastic connecting element has a predetermined number of parameters relating to the elastic and viscoelastic Properties of the connector is assigned. This makes it possible to represent the real system numerically well. For example, in this way the frequency positions of the modes can be calculated very accurately. The improved predictive safety of the numerical method allows the development of seats and vehicles without hardware. In particular, the elastic connecting element is a spring element having a plurality of degrees of freedom and direction-dependent physical properties.

Vorzugsweise werden die Werte der Parameter durch statische und dynamische Versuche an realen Fahrzeugsitzanordnungen ermittelt. Ausgehend von diesen Parametern werden dann Finite-Elemente-Analysen für neu zu entwerfende Fahrzeugsitzanordnungen durchgeführt.The values of the parameters are preferably determined by static and dynamic tests on real vehicle seat arrangements. Based on these parameters, finite element analyzes are then carried out for newly designed vehicle seat arrangements.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind jeweils mehrere gleichartige Lagerelemente zu Lagerpaketen zusammengefasst, wobei jedem Lagerelement des gleichen Lagerpakets dieselben Parameterwerte zugeordnet werden. Diese Vereinfachung beruht auf der Erkenntnis, dass man innerhalb eines Lagerpakets von gleichen Auflageflächen der einzelnen Lagerelemente an den Schienen ausgehen kann.According to a preferred embodiment of the invention, a plurality of identical bearing elements are combined to form bearing packages, wherein each bearing element of the same bearing package is assigned the same parameter values. This simplification is based on the knowledge that it is possible within a bearing package of the same bearing surfaces of the individual bearing elements on the rails.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung betrifft zumindest ein Teil der einem elastischen Verbindungselement zugeordneten Parameter richtungsabhängige Federsteifigkeiten. Dabei können die Federsteifigkeiten linear oder auch nichtlinear sein. Vorzugsweise betrifft ein weiterer Teil der einem elastischen Verbindungselement zugeordneten Parameter richtungsabhängige Dämpfungswerte. Besonders bevorzugt werden dem elastischen Verbindungselement jeweils drei Federsteifigkeiten und drei Dämpfungswerte zugeordnet. Man beschränkt sich hierbei auf die translatorischen Freiheitsgrade, da die rotatorischen Anteile sehr klein sind. Will man die Genauigkeit des Verfahrens noch weiter erhöhen, kann man neben den translatorischen Freiheitsgraden auch die rotatorischen Freiheitsgrade berücksichtigen, indem man dem elastischen Verbindungselement jeweils sechs Federsteifigkeiten und sechs Dämpfungswerte zuordnet.According to a further preferred embodiment of the invention, at least part of the parameters assigned to an elastic connecting element relates to direction-dependent spring stiffnesses. The spring stiffnesses can be linear or nonlinear. Preferably, a further part of the parameters assigned to an elastic connection element relates to direction-dependent attenuation values. Particularly preferably, three elastic stiffnesses and three damping values are assigned to the elastic connecting element. This limits itself to the translational degrees of freedom, since the rotational components are very small. If you want to increase the accuracy of the method even further, you can take into account in addition to the translational degrees of freedom and the rotational degrees of freedom by assigning the elastic connecting element six spring stiffness and six damping values.

Gemäß der Erfindung wird jedes Lagerelement durch ein oberes Federelement für die Verbindung des Lagerelements zu der oberen Schiene und ein unteres Federelement für die Verbindung des Lagerelements zu der unteren Schiene beschrieben. Dabei können dem oberen und dem unteren Federelement gleiche Parameterwerte zugeordnet werden. Es ist aber auch möglich, unterschiedliche Kontaktverhältnisse oder unterschiedliches Material der beiden Schienen zu berücksichtigen, indem man dem oberen und dem unteren Federelement unterschiedliche Parameterwerte zuordnet.According to the invention, each bearing element is described by an upper spring element for the connection of the bearing element to the upper rail and a lower spring element for the connection of the bearing element to the lower rail. In this case, the same parameter values can be assigned to the upper and the lower spring element. However, it is also possible to take account of different contact conditions or different material of the two rails by assigning different parameter values to the upper and the lower spring element.

Gemäß der Erfindung umfasst das Verfahren für jedes Lagerelement folgende Schritte: Definieren eines oberen Anschlusselements des Lagerelements für die obere Schiene und eines unteren Anschlusselements des Lagerelements für die untere Schiene; Definieren eines Knotens für das untere Anschlusselement und eines Knotens für das obere Anschlusselement; Definieren einer Verbindung jedes Anschlusselements mit der entsprechenden Schiene; Definieren eines Masseelements, wobei das Masseelement zwischen dem oberen und dem unteren Anschlusselement angeordnet ist; Definieren eines oberen Federelements zwischen dem Knoten für das obere Anschlusselement und dem Masseelement; und Definieren eines unteren Federelements zwischen dem Masseelement und dem Knoten für das untere Anschlusselement, wobei die Knoten in einem bestimmten Abstand zu dem jeweiligen Anschlusselement in Richtung des jeweils anderen Anschlusselements angeordnet sind. Die Definition eines Masseelements zwischen den Federn hat den Vorteil, dass dadurch die geometrischen Verhältnisse exakt wiedergegeben werden. Dem Masseelement ist ein die Masse des Lagerelements betreffender Parameter zugeordnet. Optional kann man dem Masseelement auch die Dimension und das Material des Lagerelements beschreibende Parameter zuordnen.According to the invention, the method comprises the following steps for each bearing element: defining an upper connection element of the upper rail support element and a lower connection element of the lower rail support element; Defining a node for the lower terminal and a node for the upper terminal; Defining a connection of each terminal with the corresponding rail; Defining a mass element, wherein the mass element is arranged between the upper and the lower connection element; Defining an upper spring member between the upper terminal node and the ground member; and defining a lower spring element between the mass element and the node for the lower connection element, wherein the nodes are arranged at a certain distance from the respective connection element in the direction of the respective other connection element. The definition of a mass element between the springs has the advantage that thereby the geometric conditions are reproduced exactly. The mass element is assigned a parameter relating to the mass of the bearing element. Optionally, it is also possible to assign parameters describing the dimension and the material of the bearing element to the mass element.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird durch die Finite-Elemente-Analysen das dynamische Schwingungsverhalten der Fahrzeugsitzanordnung ermittelt. Alternativ dazu können Finite-Elemente-Analysen auch zur Komfortanalyse, zur Crashanalyse und für statische Analysen durchgeführt werden.According to a further preferred embodiment of the invention, the dynamic vibration behavior of the vehicle seat assembly is determined by the finite element analyzes. Alternatively, finite element analyzes can also be performed for comfort analysis, crash analysis and static analysis.

Die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgestellten Vorteile und bevorzugten Ausführungsformen gelten in entsprechender Weise für die erfindungsgemäße Vorrichtung.The advantages and preferred embodiments presented in connection with the method according to the invention apply correspondingly to the device according to the invention.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen, die bevorzugte Ausführungsbeispiele darstellen, beschrieben.The invention will be described below with reference to the accompanying drawings, which illustrate preferred embodiments.

Es zeigen:Show it:

1 einen Querschnitt durch ein Paar von Sitzschienen zur Lagerung eines Fahrzeugsitzes; 1 a cross section through a pair of seat rails for mounting a vehicle seat;

2 eine Darstellung zur Veranschaulichung einer numerischen Beschreibung der Fahrzeugsitzlagerung gemäß einem ersten Beispiel; und 2 a representation for illustrating a numerical description of the vehicle seat storage according to a first example; and

3 eine Darstellung zur Veranschaulichung der numerischen Beschreibung der Verbindung der oberen Sitzschiene mit der unteren Sitzschiene gemäß einem zweiten Beispiel. 3 a representation for illustrating the numerical description of the connection of the upper seat rail with the lower seat rail according to a second example.

1 zeigt beispielhaft die Lagerung eines Fahrzeugsitzes mittels einer oberen Sitzschiene 14 und einer unteren Sitzschiene 12 an einer Karosserie 10. 1 shows an example of the storage of a vehicle seat by means of an upper seat rail 14 and a lower seat rail 12 on a body 10 ,

Die numerische Beschreibung der Verbindung der beiden Sitzschienen 12 und 14 über Lagerelemente 22, 24A, 24B und 26 wird anhand von 2 erläutert.The numerical description of the connection of the two seat rails 12 and 14 over bearing elements 22 . 24A . 24B and 26 is determined by 2 explained.

2 veranschaulicht die numerische Beschreibung der Fahrzeugsitzlagerung. Zuerst werden für jedes Lagerelement ein unteres Anschlusselement 32 zum Anschluss an die untere Schiene 12 und ein oberes Anschlusselement 34 zum Anschluss an die obere Schiene 14 definiert. Die Größe eines Anschlusselements entspricht der Auflagefläche des Lagerelements auf der Schiene. Danach wird eine Verbindung jedes Anschlusselements 32 und 34 mit der entsprechenden Schiene 12 bzw. 14 definiert. Insbesondere werden die Anschlusselemente über geeignete Kontaktdefinitionen oder andere Verbindungstechniken an die Schienen geklebt. Nun werden ein Knoten 36 für das untere Anschlusselement 32 und ein Knoten 38 für das obere Anschlusselement 34 definiert. Die Knoten 36 und 38 sind in einem bestimmten Abstand zu dem Anschlusselement 32 bzw. 34 in Richtung des anderen Anschlusselements angeordnet. Vorzugsweise sind die Knoten geometrisch identisch und befinden sich ober- bzw. unterhalb der Mitte des jeweiligen Anschlusselements 32 bzw. 34. Die Knoten 36 und 38 werden dann steif mit ihrem jeweiligen Anschlusselement 32 bzw. 34, bevorzugt mit dessen Mitte, verbunden. Schließlich wird ein elastisches Verbindungselement 40, dem richtungsabhängige Federsteifigkeiten zugeordnet werden können, insbesondere ein Federelement, zwischen den beiden Knoten 36 und 38 definiert. Um das Lagerelement zu veranschaulichen, kann noch zusätzlich ein Visualisierungselement mit einem der beiden Knoten 36 oder 38 starr verbunden werden. 2 illustrates the numerical description of the vehicle seat storage. First, for each bearing element, a lower connecting element 32 for connection to the lower rail 12 and an upper connection element 34 for connection to the upper rail 14 Are defined. The size of a connection element corresponds to the bearing surface of the bearing element on the rail. Thereafter, a connection of each connection element 32 and 34 with the appropriate rail 12 respectively. 14 Are defined. In particular, the connection elements are glued to the rails via suitable contact definitions or other connection techniques. Now become a knot 36 for the lower connection element 32 and a knot 38 for the upper connection element 34 Are defined. The knots 36 and 38 are at a certain distance to the connection element 32 respectively. 34 arranged in the direction of the other connection element. Preferably, the nodes are geometrically identical and are located above or below the center of the respective connection element 32 respectively. 34 , The knots 36 and 38 then become stiff with their respective connection element 32 respectively. 34 , preferably connected to its center. Finally, an elastic connecting element 40 , the direction-dependent spring stiffness can be assigned, in particular a spring element, between the two nodes 36 and 38 Are defined. In order to illustrate the bearing element, in addition, a visualization element with one of the two nodes 36 or 38 be rigidly connected.

Dem Federelement 40 können nun drei translatorische Federsteifigkeiten und Dämpfungswerte sowie drei rotatorische Federsteifigkeiten und Dämpfungswerte zugeordnet werden. Die rotatorischen Anteile sind jedoch meist vernachlässigbar. Die Steifigkeit hängt von der Kontaktfläche ab. Die Steifigkeitskurven können linear oder nichtlinear sein. Innerhalb eines Lagerpakets ordnet man den Federelementen der einzelnen Lagerelemente gleiche Federsteifigkeiten zu, da die Lagerelemente gleichartig sind und man innerhalb eines Lagerpakets auch von gleichen Auflageflächen der Lagerelemente an den Schienen ausgehen kann. Zur Ermittlung der Federsteifigkeiten und Dämpfungswerte werden Versuche an realen Fahrzeugsitzanordnungen durchgeführt und die Versuchsergebnisse mit den Ergebnissen von Finite-Elemente-Analysen für diese Fahrzeugsitzanordnungen verglichen. Für statische Versuche wird die Reaktion auf Kräfte an 24 Punkten der Fahrzeugsitzanordnung gemessen. Für dynamische Versuche setzt man die Fahrzeugsitzanordnung gezielten Schwingungen aus und misst die Antwort an verschiedenen Punkten über Beschleunigungssensoren. Für eine Validierung der Federsteifigkeiten und Dämpfungswerte muss man alle Sitzstellungen erfassen. Danach kann man mit den validierten Parametern Finite-Elemente-Analysen zur Simulation des Verhaltens neu zu entwickelnder Fahrzeugsitzanordnungen durchführen.The spring element 40 Now three translatory spring stiffnesses and damping values as well as three rotatory spring stiffnesses and damping values can be assigned. However, the rotatory components are usually negligible. The rigidity depends on the contact surface. The stiffness curves can be linear or non-linear. Within a bearing package assigns the spring elements of the individual bearing elements same spring stiffness, since the bearing elements are similar and you can assume the same bearing surfaces of the bearing elements on the rails within a bearing package. To determine the spring stiffnesses and damping values, tests are carried out on real vehicle seat arrangements and the test results are compared with the results of finite element analyzes for these vehicle seat arrangements. For static tests, the response to forces at 24 points of the vehicle seat assembly is measured. For dynamic tests, the vehicle seat arrangement is subjected to targeted vibrations and measures the response at various points via acceleration sensors. To validate the spring stiffness and damping values, you must record all seating positions. Then, with the validated parameters, one can perform finite element analyzes to simulate the behavior of newly designed vehicle seating arrangements.

3 dient zur Veranschaulichung der numerischen Beschreibung der Verbindung der oberen Sitzschiene 14 mit der unteren Sitzschiene 12 gemäß einem zweiten Beispiel. Statt ein Lagerelement durch ein Federelement zu beschreiben, werden hier die Verbindungen des Lagerelements mit den beiden Sitzschienen 12 und 14 durch je ein Federelement 42 und 44 beschrieben. Statt Federelementen, könnten auch andere Elemente, die zwei Flächen miteinander verbinden und denen richtungsabhängige Federsteifigkeiten zugeordnet werden können, verwendet werden. Das Definieren der Anschlusselemente 32 und 34 und deren Verbindung mit den Schienen 12 und 14 erfolgt wie im Zusammenhang mit 2 beschrieben. Im Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel erfolgt dann das Definieren eines Masseelements 46, das zwischen dem unteren Anschlusselement 32 und dem oberen Anschlusselement 34 angeordnet ist. Dem Masseelement 46 ist mindestens ein Parameter zugeordnet, der die Masse des Lagerelements angibt. Zusätzlich können dem Masseelement 46 noch zwei weitere Parameter zugeordnet werden, die die Dimension und das Material des Lagerelements betreffen. Zwischen dem Masseelement 46 und dem unteren Anschlusselement 32 wird nun ein unteres Federelement 42 definiert, während zwischen dem Masseelement 46 und dem oberen Anschlusselement 34 ein oberes Federelement 44 definiert wird. Diesen Federelementen 42 und 44 werden, wie im Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben, Federsteifigkeiten und Dämpfungswerte zugeordnet. Der Einfachheit halber können den beiden Federelementen 42 und 44 dieselben Federsteifigkeiten und Dämpfungswerte zugeordnet werden. Die Verwendung von zwei Federelementen statt einem bietet aber auch den Vorteil, unterschiedlichen Kontaktverhältnissen des Lagerelements zu der unteren Schiene 12 und der oberen Schiene 14 Rechnung zu tragen, indem den beiden Federelementen 42 und 44 unterschiedliche Parameter zugeordnet werden. Auf diese Weise kann man auch berücksichtigen, wenn die untere Schiene 12 und die obere Schiene 14 aus unterschiedlichen Materialien bestehen. Dadurch lassen sich die realen Verhältnisse sehr gut abbilden. 3 serves to illustrate the numerical description of the connection of the upper seat rail 14 with the lower seat rail 12 according to a second example. Instead of describing a bearing element by a spring element, here are the compounds of the bearing element with the two seat rails 12 and 14 by a respective spring element 42 and 44 described. Instead of spring elements, other elements that connect two surfaces together and can be assigned to direction-dependent spring stiffness, could be used. Defining the connection elements 32 and 34 and their connection to the rails 12 and 14 takes place as related to 2 described. In contrast to the first embodiment, the definition of a mass element then takes place 46 that is between the lower connection element 32 and the upper connection element 34 is arranged. The mass element 46 At least one parameter is assigned, which indicates the mass of the bearing element. In addition, the mass element can 46 two more parameters are assigned, which relate to the dimension and the material of the bearing element. Between the mass element 46 and the lower connection element 32 now becomes a lower spring element 42 defined while between the mass element 46 and the upper connection element 34 an upper spring element 44 is defined. These spring elements 42 and 44 are, as described in connection with the first embodiment, associated spring stiffness and damping values. For the sake of simplicity, the two spring elements 42 and 44 the same spring stiffness and damping values are assigned. However, the use of two spring elements instead of one also offers the advantage of different contact ratios of the bearing element to the lower rail 12 and the upper rail 14 Take into account by the two spring elements 42 and 44 different parameters are assigned. That way you can also take into account when the bottom rail 12 and the upper rail 14 made of different materials. As a result, the real conditions can be mapped very well.

Claims

Method for computer-aided development of vehicle seat arrangements, wherein a vehicle seat arrangement has at least one upper (1) with a frame ( 16 ) of the vehicle seat connected rail ( 14 ) and a lower one on a vehicle body ( 10 ) fixed rail ( 12 ), which via bearing elements ( 22 . 24 . 26 ) are slidably coupled together, and the method comprises the steps of: providing a finite element model for describing a vehicle seat assembly; Performing finite element analyzes on the model for predicting certain characteristics of the vehicle seat assembly; wherein in the model each bearing element ( 22 . 24 . 26 ) at least by means of an elastic connecting element ( 40 ; 42 . 44 ), each elastic connecting element ( 40 ; 42 . 44 ) is assigned a predetermined number of parameters relating to the elastic and viscoelastic properties of the connecting element; characterized in that each bearing element ( 22 . 24 . 26 ) by an upper spring element ( 44 ) for the connection of the bearing element ( 22 . 24 . 26 ) to the upper rail ( 14 ) and a lower spring element ( 42 ) for the connection of the bearing element ( 22 . 24 . 26 ) to the lower rail ( 12 ) is described; the method for each bearing element ( 22 . 24 . 26 ) comprises the following steps: defining an upper connection element ( 34 ) of the bearing element for the upper rail ( 14 ) and a lower connection element ( 32 ) of the bearing element for the lower rail ( 12 ); Defining a node ( 36 ) for the lower connection element ( 32 ) and a node ( 38 ) for the upper connection element ( 34 ); Defining a connection of each connection element ( 32 . 34 ) with the corresponding rail ( 12 . 14 ); Defining a mass element ( 46 ), wherein the mass element ( 46 ) between the upper ( 34 ) and the lower connection element ( 32 ) is arranged; Defining an upper spring element ( 44 ) between the node ( 38 ) for the upper connection element ( 34 ) and the mass element ( 46 ); and defining a lower spring element ( 42 ) between the mass element ( 46 ) and the node ( 36 ) for the lower connection element ( 32 ), where the nodes ( 36 . 38 ) at a certain distance to the respective connection element ( 32 ; 34 ) in the direction of the respective other connection element ( 34 ; 32 ) are arranged.

A method according to claim 1, characterized in that the values of the parameters are determined by static and dynamic tests on real vehicle seating arrangements.

A method according to claim 1 or 2, characterized in that in each case a plurality of identical bearing elements are combined into storage packages and each bearing element of the same storage package the same parameter values are assigned.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that at least a part of the one elastic connecting element ( 40 ; 42 . 44 ) associated parameters direction-dependent spring stiffness relates.

A method according to claim 4, characterized in that a further part of the one elastic connecting element ( 40 ; 42 . 44 ) associated with direction-dependent attenuation values.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the dynamic vibration behavior of the vehicle seat arrangement is determined by the finite element analyzes.

A system for computer-aided development of vehicle seat assemblies adapted to carry out a method according to any one of claims 1 to 6.