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Die Erfindung betrifft ein Sitzpolster zur Verwendung bei einem Fahrzeugsitz, wobei das Sitzpolster einen Polsterkörper sowie zumindest ein Versteifungselement umfasst, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Sitzpolster mit geschäumten Polsterkörpern sind in vielfältiger Art aus dem Stand der Technik bekannt. Vorliegend betrifft dies diejenigen Ausführungsformen, bei denen über die Sitzoberfläche verteilt unterschiedliche Sitzhärten erforderlich sind. Dies betrifft insbesondere Randbereiche bzw. Seitenwangen der Sitzpolster. In einer ersten bekannten Ausführungsvariante werden hierzu die Sitzpolster aus mehreren Polsterkörpern verschiedener Stauchhärte zusammengesetzt. Alternativ hierzu wird in einem geschäumten Polsterkörper in dem auszusteifenden Bereich ein Versteifungselement im Polsterkörper eingeschäumt. Hierbei besteht das Versteifungselement ebenfalls aus einem elastisch verformbaren Material. Dieses kann insofern ebenfalls ein geschäumter Polsterkörper mit jedoch höherer Steifigkeit sein. Alternative Materialien werden ebenso im Stand der Technik eingesetzt.
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Das Versteifungselement wird zur geforderten örtlichen Aussteifung individuell entsprechend der jeweiligen Konturierung der Sitzoberfläche des Sitzpolsters hergestellt. Aufgrund der vielfältigen Formgebungen der Sitzoberfläche bei verschiedenen Fahrzeugmodellen bedarf es folglich im Stand der Technik zu jeder abweichenden Gestaltung der Sitzoberfläche jeweils eines individuellen Versteifungselements.
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Wenngleich mit den aus dem Stand der Technik bekannten Ausführungsformen eines Sitzpolsters mit integriertem Versteifungselement eine optimale Aussteifung entsprechender Bereiche erzielt werden kann, so erfordert jedoch jede Sitzkontur ein jeweils zugehöriges Werkzeug zur Herstellung des entsprechenden Versteifungselements. Dies führt insbesondere bei geringen Stückzahlen jedoch zur Problematik hoher anteiliger Werkzeugkosten für das Versteifungselement.
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Weiterhin ist es zur lokalen Versteifung eines Sitzpolsters aus den Druckschriften
DE 100 09 941 A1 sowie
DE 10 2011 009 089 A1 bekannt, im Schaumteil ein elastisches Einlegeteil einzuschäumen. Hierbei wird als Einlegeteil ein Zuschnitt aus einem flächigem Gewebematerial gewählt. Dieses Einlegeteil kann sodann im Abstand zur Oberfläche des Sitzpolsters eingeschäumt werden. Hierdurch wird insbesondere die Haltbarkeit an kritisch belasteten Stellen des Sitzpolsters deutlich erhöht. Weiterhin kann hierdurch die Steifigkeit beeinflusst werden.
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Bei der Verwendung eines Gewebes wird zwar in Erstreckung des Gewebes eine Erhöhung der Steifigkeit und deutliche Verbesserung hinsichtlich der Gefahr eines Aufreißens erzielt, jedoch kann hierdurch keine nennenswerte Erhöhung der Steifigkeit in der Druckbelastung senkrecht zum Gewebe erzielt werden, ohne dass es zu nachteiligen Querverformungen und Komfortbeeinträchtigungen kommt.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Sitzpolster mit Versteifungselement zur Verfügung zu stellen, welches eine den Erfordernissen angepasste Beeinflussung der Steifigkeit ermöglicht und hierbei mit geringeren Kosten, insbesondere bei Kleinserien, herstellbar ist.
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Die gestellte Aufgabe wird durch eine erfindungsgemäße Ausführungsform eines Sitzpolsters gemäß dem Anspruch 1 gelöst.
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Ein erfindungsgemäßes Versteifungselement zur Realisierung entsprechender Sitzpolster ist im Anspruch 12 angegeben. Ein neues erfindungsgemäßes Verfahren wird in Anspruch 13 angegeben.
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Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Ein gattungsgemäßes Sitzpolster dient zunächst einmal zur Verwendung bei einem Fahrzeugsitz. Hierbei wird das Sitzpolster mehrheitlich von einem geschäumten Polsterkörper gebildet. Unerheblich für die vorliegende Erfindung ist es, ob im Sitzpolster weitere Elemente eingeschäumt bzw. angebaut sind. Maßgeblich ist hierbei das Vorhandensein eines geschäumten Polsterkörpers zur Realisierung der Polsterung des Fahrzeugsitzes. Weiterhin umfasst das Sitzpolster zumindest ein Versteifungselement, welches eine gegenüber dem Polsterkörper höhere Steifigkeit aufweist. Hierbei ist das Versteifungselement im geschäumten Polsterkörper eingeschäumt, so dass hierdurch die Sitzoberfläche des Sitzpolsters an der Position des Versteifungselements lokal versteift wird. Die Positionierung des Versteifungselements im Polsterkörper erfolgt weiterhin derart, dass das Versteifungselement zur Außenkontur der Sitzoberfläche des Sitzpolsters, d. h. zum Fahrgastinnenraum weisend, über die gesamte Erstreckung des Versteifungselements mit einem Abstand zur Sitzoberfläche angeordnet ist.
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Weiterhin ist vorgesehen, dass das Versteifungselement in einem nicht eingeschäumten unverformten Rohzustand eine von der Außenkontur der Sitzoberfläche unabhängige Form aufweist. D. h., dass vor dem Einschäumen des Versteifungselements im Rohzustand dieses eine Formgebung aufweist, bei der im Wesentlichen die Außenkontur der Sitzoberfläche keine Berücksichtigung findet. Zur Realisierung der lokalen Versteifung des Sitzpolsters unter Berücksichtigung der Außenkontur der Sitzoberfläche ist hierbei das Versteifungselement in einer der Außenkontur der Sitzoberfläche entsprechenden Verformung in den Polsterkörper eingeschäumt. Hieraus folgernd weist das Versteifungselement im Polsterkörper eingeschäumt eine vom Rohzustand abweichende Formgebung auf.
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Durch die Realisierung eines Versteifungselements mit einem Rohzustand losgelöst von der Außenkontur der Sitzoberfläche wird ein erheblicher Kostenvorteil bei der Herstellung des Sitzpolsters, insbesondere bei Kleinserien, erzielt. Hierdurch entfällt vollständig die individuelle Herstellung eines Werkzeugs zur Herstellung eines individuellen Versteifungselementes entsprechend der Außenkontur der Sitzoberfläche. Vielmehr kann ein standardisiertes Bauteil für eine Vielzahl verschiedener Außenkonturen der Sitzoberfläche hergestellt und eingesetzt werden.
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Unabhängig von der gewählten Positionierung und Einschäumung des Versteifungselements im Polsterkörper weist das Versteifungselement auf einer zur Sitzoberfläche des Sitzpolsters weisenden Oberseite eine Oberseitenkontur auf, wobei zunächst unerheblich ist, ob diese Oberseitenkontur im Rohzustand und/oder im eingeschäumten Zustand auf der Länge des Versteifungselements kontinuierlich durchgehend ist, Sprünge oder Unterbrechungen aufweist.
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Erfindungsgemäß weist das Versteifungselement nunmehr gegenüberliegend der Oberseite eine Unterseite auf, wobei an der Unterseite in einer regelmäßigen oder unregelmäßigen Abfolge Erhebungen und Vertiefungen vorhanden sind. Hieraus resultierend führt dies zu einer variierenden Profilhöhe in einer Richtung von der Oberseite des Versteifungselements zur Unterseite des Versteifungselements bei Betrachtung des Rohzustands.
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Durch die endgültige Formgebung des Versteifungselements mit variierender Profilhöhe beim Einschäumen in den Polsterkörper kann ebenso wie bei der Verwendung eines ansonsten dreidimensional geformten Versteifungselements unvermindert die geforderte lokale Aussteifung des Sitzpolsters entsprechend der Außenkontur der Sitzoberfläche vorgenommen werden, wenngleich dies nicht in dem Maße exakt sein kann, wie es bei einem konturgeformten Versteifungselement möglich ist. Dennoch sind aufgrund der Nachgiebigkeit des geschäumten Polsterkörpers sowie aufgrund der unvermindert gegebenen Nachgiebigkeit des Versteifungselementes geringfügige Abweichungen unerheblich für den Sitzkomfort.
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Dennoch werden im Gegensatz zum konturgeformten Versteifungselement unvermindert die besonderen Kostenvorteile erzielt, welche durch den Einsatz eines im Rohzustand von der Sitzkontur unabhängigen Versteifungselements resultieren.
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Zur Realisierung der Aussteifung der Sitzoberfläche des Sitzpolsters in lokalen begrenzten Bereichen ist es besonders vorteilhaft, wenn das Versteifungselement in einem näherungsweise gleichbleibenden Abstand eingeschäumt wird. Aufgrund der Nachgiebigkeit des Versteifungselements und der Einschäumung in einer vom Rohzustand abweichenden verformten Gestalt kann in der Regel der Abstand zur Sitzoberfläche nicht exakt konstant sein. Diesbezüglich bedarf es in vorteilhafter Ausführung vielmehr einer Einschäumung dergestalt, dass der maximale Abstand der Oberseitenkontur des Versteifungselements zur Außenkontur der Sitzoberfläche höchstens in einem begrenzten Bereich schwankt, wobei Einschnitte oder Unterbrechungen unberücksichtigt bleiben. In Bezug auf einen minimalen Abstand des Versteifungselements zur Außenkontur der Sitzoberfläche beträgt der maximale Abstand zwischen dem Versteifungselement und der Außenkontur der Sitzoberfläche höchsten das Doppelte des minimalen Abstands, d. h. der maximale Abstand beträgt höchstens 200% des minimalen Abstands. Besonders vorteilhaft ist es, den maximalen Abstand auf höchstens 150% des minimalen Abstands zu begrenzen. Somit wird eine gleichmäßige Aussteifung der Sitzoberfläche bestmöglich gewährleistet.
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Hinsichtlich der Gestaltung des Versteifungselements stehen verschiedenste Ausführungsformen zur Verfügung. In einer ersten vorteilhaften Ausführungsform wird die Oberseitenkontur des Versteifungselements im Rohzustand mit einer im Wesentlichen ebenen Gestalt ausgeführt. Aufgrund der nachfolgenden Verformung des Rohzustands zur Realisierung des eingeschäumten Versteifungselements zur Aussteifung des Sitzpolsters an lokalen Bereichen ist eine im Rohzustand ebene Gestalt der Oberseitenkontur einerseits vorteilhaft zur Realisierung eines gleichbleibenden Abstands zwischen dem Versteifungselement und der Sitzoberfläche und andererseits vorteilhaft bei der Verwendung des Rohzustands für verschieden geformte Versteifungselemente bei verschiedenen Sitzkonturen.
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Aus welchem Material das Versteifungselement gebildet wird, ist gleichfalls zunächst unerheblich, sofern eine gegenüber dem geschäumten Polsterkörper höhere Steifigkeit gewährleistet wird und dennoch eine notwendige Elastizität verbleibt. Besonders vorteilhaft ist es, wenn hierbei das Versteifungselement aus einem geflockten und/oder geschäumten Kunststoff hergestellt wird. Besonders vorteilhaft ist es hierbei, ein Recyclingmaterial einzusetzen, wodurch eine ökologisch und ökonomisch besonders vorteilhafte Lösung realisiert werden kann.
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Wenngleich es in einfacher Weise möglich ist, den Rohzustand des Versteifungselements im Einzelverfahren herzustellen, so ist es jedoch besonders vorteilhaft, wenn der Rohzustand des Versteifungselements durch Ablängen von einem Endlosformkörper hergestellt wird. Durch Einsatz eines Endlosformkörpers können besonders geringe Herstellungskosten realisiert werden, wobei die individuelle Anpassung an das jeweilige Sitzpolster unvermindert durch eine entsprechende Ablängung des Endlosformkörpers möglich ist zur Realisierung des jeweiligen Rohzustandes des Versteifungselements in individueller Länge.
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Weiterhin vereinfacht sich sowohl die Herstellung des Versteifungselements im Rohzustand bzw. als Endlosformkörper, als auch ebenso eine unvermindert vorteilhafte Verwendung des Rohzustands des Versteifungselements in verformter Stellung zur Einschäumung im Polsterkörper gegeben ist, wenn das Versteifungselement zwischen einer linken Seitenfläche und einer rechten Seitenfläche eine im Rohzustand im Wesentlichen konstante Profildicke aufweist.
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In Abweichung von einer konstanten Profildicke kann jedoch ebenso vorgesehen sein, die Profilstärke ausgehend von der Oberseite des Versteifungselements hin zur gegenüberliegenden Unterseite des Versteifungselements mit einer variablen bzw. sich kontinuierlich ändernden Profildicke auszuführen. Bei Einsatz eines Endlosformkörpers ist in besonders vorteilhafter Weise die Profildicke entlang der Längserstreckung konstant. Dennoch ist es auch hier ebenso alternativ denkbar, in regelmäßig wiederkehrenden Intervallen die Profildicke beispielsweise in Wellenform zu variieren.
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In besonders vorteilhafter Weise sind die Erhebungen und Vertiefungen in regelmäßigen Intervallen geformt, wobei im einfachsten Fall und zugleich vorteilhafter Weise sowohl alle Erhebungen als auch Vertiefungen jeweils identisch ausgeführt sind. Dies führt in besonders vorteilhafter Weise zur Gestaltung der Erhebungen zwischen den Vertiefungen in der Art von gleichmäßigen Zähnen und/oder Wellen und/oder dergleichen. Alternativ kann jedoch vorgesehen sein, dass wiederkehrend eine Mehrzahl verschieden geformter Erhebungen in regelmäßigen Intervallen aufeinander folgt, beispielsweise wechselnd eine kleinere und eine größere Erhebung.
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Durch diese Formgebung des Versteifungselements mit Erhebungen und Vertiefungen wird die vom Rohzustand ausgehende Verformung besonders begünstigt und die Einschäumung im Polsterkörper ermöglicht. Hierbei führen die regelmäßigen Erhebungen zur einfachen Wiederholverwendung eines Versteifungselements im Rohzustand für insbesondere verschiedene Sitzpolster. Weiterhin wird die geforderte Aussteifung an lokalen Bereichen unvermindert, insbesondere durch die an den Erhebungen größere Profilhöhe, gewährleistet.
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Hierbei hat es sich besonders bewährt, die in Form von Zähnen gebildeten Erhebungen mit einem Zahnwinkel zwischen 5° und 30° auszuführen und somit im Rohzustand eine Art Zahnstangenprofil zu realisieren.
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Weiterhin ist es hinsichtlich der Herstellung besonders vorteilhaft, wenn im Rohzustand die Vertiefungen regelmäßig und formkomplementär zu den Erhebungen ausgeführt sind. Dies führt insbesondere zu der Möglichkeit, bei der Herstellung aus einem plattenförmigen Material durch einen wellen- bzw. zahnförmigen Schnitt zugleich zwei Versteifungselemente im Rohzustand bzw. zwei Endlosprofile herzustellen.
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Da die geforderte Aussteifung in aller Regel an einer konvex geformten Außenkontur der Sitzoberfläche erforderlich ist, ist es zur Ermöglichung der entsprechend notwendigen Verformung des Rohzustands zur Einschäumung des Versteifungselements im verformten Zustand besonders vorteilhaft, wenn an der Oberseite des Versteifungselements den Erhebungen gegenüberliegend Einschnitte angebracht werden. Wenngleich hierdurch die Aussteifung im eingeschäumten Zustand durch das Versteifungselement nicht mit einer durchgehenden Oberseitenkontur gegeben ist, so ist dennoch eine hinreichende Aussteifung vorhanden und gegebenenfalls keilförmige Einschnitte im verformten Zustand sind diesbezüglich weitestgehend unerheblich. Hierbei sind die durch die Einschnitte bedingten Unterbrechungen der Oberseitenkontur unerheblich für den betrachteten Abstand des Versteifungselements zur Außenkontur der Sitzoberfläche.
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Zur Ermöglichung einer verformten Stellung des Versteifungselements im Polsterkörper für die Dauer des Herstellungsprozesses ist es besonders vorteilhaft, wenn das Versteifungselement eine Mehrzahl von Fixierpunkten aufweist. Hierdurch kann das Versteifungselement an den Fixierpunkten in einer zur Außenkontur der Sitzoberfläche entsprechenden Verformung in einer Schäumform fixiert werden. Diesbezüglich eigenen sich insbesondere Durchbrüche zur Minimierung der Herstellkosten.
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Die gestellte Aufgabe – Minimierung der Herstellkosten eines Sitzpolsters – wird weiterhin erfindungsgemäß durch ein neuartiges Versteifungselement realisiert, welches in einem Rohzustand vor einem Einschäumen in einen Polsterkörper eine von der Formgebung im eingeschäumten Zustand unabhängige Formgebung aufweist. Hierbei weist ein Versteifungselement in vorteilhafter Weise die zuvor beschriebenen Merkmale auf und dient entsprechend zur Verwendung in einem zuvor beschriebenen Sitzpolster.
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Weiterhin wird ein neuartiges erfindungsgemäßes Verfahren geschaffen, bei dem zur Herstellung des Sitzpolsters ein Versteifungselement eingesetzt wird, welches in einem nicht eingeschäumten, unverformten Rohzustand eine von der Außenkontur der Sitzoberfläche des Sitzpolsters unabhängige Form aufweist. Hierbei wird zur Herstellung des Sitzpolsters das Versteifungselement in einer gegenüber dem Rohzustand verformten Gestalt in einer Kavität eines Schäumwerkzeugs eingesetzt und hierbei mit zwei oder mehreren Fixierpunkten des Versteifungselements an Fixiermitteln des Schäumwerkzeugs positioniert. Nachfolgend wird das Versteifungselement entsprechend mit einem Kunststoffmaterial unter Bildung des Polsterkörpers umschäumt. Hierdurch erfolgt ein Einschluss des Versteifungselements in der gegenüber dem Rohzustand des Versteifungselements verformten Gestalt unter Bildung eines Sitzpolsters mit lokaler Aussteifung.
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In besonders vorteilhafter Verfahrensweise wird ein Versteifungselement im Rohzustand bzw. ein Endlosformkörper mit zuvor beschriebenen Merkmalen eingesetzt. Weiterhin wird in vorteilhafter Weise das Versteifungselement gemäß zuvor beschriebener Merkmale im Polsterkörper, d. h. im Schäumwerkzeug, positioniert.
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In den nachfolgenden Figuren werden eine exemplarische Ausführung eines erfindungsgemäßen Sitzpolsters sowie Variationsmöglichkeiten für ein erfindungsgemäßes Versteifungselement im Rohzustand skizziert.
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Es zeigen:
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1 einen Schnitt durch ein Sitzpolster mit einem Versteifungselement;
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2 einen Endlosformkörper zur Bildung eines Versteifungselements;
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3 Variationen für die Profilierung eines Versteifungselements im Rohzustand.
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In der 1 wird in einem Schnitt schematisch ein Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Sitzpolster 01 mit integriertem erfindungsgemäßen Versteifungselement 03 skizziert. Zu erkennen ist die Formgebung des Polsterkörpers 02 im betrachteten Bereich mit an der Oberseite, d. h. zum Fahrgastinnenraum, liegender Sitzoberfläche 07. Von dieser beabstandet ist im auszusteifenden Bereich das entsprechende Versteifungselement 03 eingeschäumt. Hierbei ist dieses in einem mehr oder weniger gleichmäßigen Abstand 08 zur Sitzoberfläche im Polsterkörper 02 eingeschäumt, wobei Einschnitte 13 unbeachtet bleiben. Aufgrund des Schäumprozesses selber und der Nachgiebigkeit des Versteifungselements 03 wird sich die Formgebung des Versteifungselements 03 ausgehend von dem nicht eingeschäumten Zustand mit geringfügigen Modifikationen im Sitzpolster 01 abbilden. Dies ist jedoch funktionell unbeachtlich, da nicht die Formgebung sondern die Aussteifung maßgeblich für die Funktionseigenschaften des Versteifungselements ist. Weiterhin ist zu erkennen, dass das Versteifungselement 03 in einer verformten Stellung in Bezug auf den geradlinigen Rohzustand 04 eingeschäumt ist. Zur Realisierung der Positionierung des Versteifungselements 03 im Polsterkörper 02 wird zu diesem Zwecke das Versteifungselement 03 mittels darin eingebrachter Durchbrüche 14 auf Fixiermitteln 26 des Werkzeugs positioniert und in seiner vorgegebenen Verformung für die Dauer des Schäumprozesses gehalten. Weiterhin zu erkennen ist die Formgebung des Versteifungselements 03 mit der Oberseitenkontur 10 durchbrochen von Einschnitten 13 sowie gegenüberliegend die Abfolge von Erhebungen 11 mit Vertiefungen 12.
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In der 2 wird nunmehr ein Endlosformkörper 05 zur Herstellung eines Versteifungselements 03 im Rohzustand 04 skizziert. Die Realisierung des Rohzustands 04 kann hierbei in einfacher Weise durch Ablängen, d. h. beispielsweise durch Abschneiden, ausgehend vom Endlosformkörper 05 erfolgen. Die Realisierung des Versteifungselements 03 erfolgt wie bei vorheriger 1 erläutert durch eine entsprechende Umformung des Rohzustands 04 beim Einschäumen in den Polsterkörper 02. Zu erkennen ist in 2 weiterhin die Gestaltung des Endlosformkörpers 05 in Art eines Zahnstangenprofils. Hierbei bilden die Erhebungen 11 Zähne mit einem Zahnwinkel 15 mit circa 20°. Hierzu komplementär sind die Vertiefungen 12 geformt und insofern können im Herstellungsprozess durch schneidendes Trennen zugleich zwei Endlosformkörper 05 hergestellt werden. An der Oberseite 21 ist die Oberseitenkontur 10 in einer Ebene ausgebildet. Dies stellt sowohl eine zweckmäßige Formgebung zur Verwendung in verformter Form im Polsterkörper 02 dar als auch ebenso die Herstellung besonders kostengünstig realisierbar ist. Die Verformung des entsprechenden Rohzustands 04 wird durch Einschnitte 13 auf der Oberseite 21 begünstigt.
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Weiterhin zu erkennen ist die konstante Profildicke 16 zwischen einer linken Seitenfläche 23 und einer unterhalb (nicht erkennbar) liegenden rechten Seitenfläche 24. Weiterhin zu erkennen ist eine Mehrzahl von Durchbrüchen 14 zur Ermöglichung der Positionierung des Versteifungselements 03 in verformter Gestalt im Schäumwerkzeug zur Herstellung des Sitzpolsters 01. Die Zahnform, d. h. die Formgebung der Erhebungen 11 und Vertiefungen 12, ist derart gewählt, dass ausgehend von der gesamten Profilhöhe 17 von der Oberseite 21 zur Unterseite 22 eine verbleibende Steghöhe 18 an der Position der Vertiefungen 12 eine Größenordnung von circa 30% der gesamten Profilhöhe 17 aufweist. Vorteilhaft sind diesbezüglich Steghöhen 18 in Bezug auf Profilhöhen 17 im Bereich zwischen 20% und 40%.
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In den nachfolgenden Figuren werden alternative Ausführungsformen für die Profilierung des Versteifungselements im Rohzustand 04 bzw. des Endlosformkörpers 05 skizziert. Zu erkennen ist in 3a ein Rohzustand 04a in Abweichung zur 2 mit einer Abflachung an den Erhebungen 11a, welche die Stützwirkung verbessern kann, jedoch zu einer nicht komplementären Formgebung führt.
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Hierzu abweichend skizziert die 3b einen Rohzustand 04b, mit einer Realisierung der Erhebungen 11b und Vertiefungen 12b in Form von Rechtecken.
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Abweichend hierzu skizzieren die 3c und 3d die Erhebungen und Vertiefungen mit einer Wellenform, wobei zugleich an der Oberseite die Oberseitenkontur 10c bzw. 10d gleichfalls in Wellenform mit geringer Amplitude realisiert ist. Hierbei kann sowohl vorgesehen sein, dass das Tal der Welle der Oberseitenkontur 10c bzw. 10d mit der Erhebung 11c oder mit der Vertiefung 12d zusammenfällt.
