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Die Erfindung betrifft einen Sitz für ein Kraftfahrzeug mit einem einteiligen Rahmen und einem Polstermaterial, das an die Körperkonturen einer darauf sitzenden Person genau angepasst werden kann.
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Sitze für Kraftfahrzeuge sind häufig kompliziert aufgebaut und sind entsprechend nur aufwändig herzustellen. Dementsprechend kostenintensiv sind Fahrzeugsitze. Herkömmliche Fahrzeugsitze weisen ein Unterteil (auf dem eine Person sitzt, auch als Sitzfläche bezeichnet) und eine Rückenlehne auf, für die jeweils ein Stahlrahmen bereitgestellt wird. Die Sitzfläche und die Rückenlehne umfassen weiterhin jeweils ein oder mehrere Polster und einen Bezug, der häufig aus gewebtem Material bereitgestellt wird. Die Herstellung herkömmlicher Fahrzeugsitze ist kostenaufwändig in Bezug auf das Design, Material und den eigentlichen Herstellungsprozess. Dabei kann nicht grundsätzlich gewährleistet werden, dass die Sitze durch Verwenden aller Einstellmöglichkeiten an die Körpermaße jedes beliebigen Fahrzeuginsassen angepasst werden können.
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Es besteht die Aufgabe, Fahrzeugsitze und die Herstellung von Fahrzeugsitzen effektiver zu gestalten.
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Diese Aufgabe wird durch einen Sitz für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Neben- und Unteransprüchen, den Figuren und den Ausführungsbeispielen. Die Ausführungsformen der Erfindung sind in vorteilhafter Weise miteinander kombinierbar.
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Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft einen Sitz für ein Fahrzeug, umfassend einen Rahmen für Sitzfläche und Rücklehne aus einem ersten Material und ein am Rahmen abnehmbar angeordnetes Polster aus einem zweiten Material. Der Rahmen besteht aus einem einzigen Bauteil, dessen Abmessungen mit den annähernden Körpermaßen eines zu erwartenden Fahrzeuginsassen korrelieren und bei dem das Polstermaterial den genauen Körpermaßen und Körperkonturen eines für den Sitz vorgesehenen Fahrzeuginsassen angepasst ist.
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Der erfindungsgemäße Sitz ist vorteilhaft, weil er kostengünstig zu produzieren ist, denn das Erzeugen eines polymeren Rahmens ist weniger arbeits- und materialintensiv wie ein Stahlrahmen. Durch das Material ist der erfindungsgemäße Sitz auch leichter als ein herkömmlicher Fahrzeugsitz mit Stahlrahmen. Zudem wird der Rahmen in einem Stück bereitgestellt, so dass keine Verbindung zwischen Rahmenteilen bereitgestellt werden muss. Weiterhin erzeugt ein angepasster Fahrzeugsitz eine hohe Zufriedenheit beim Insassen. Zudem benötigt der erfindungsgemäße Sitz auch weniger Raum als herkömmliche Sitze, wodurch im Fahrzeuginnenraum mehr Platz für Stauraum oder Passagiere zur Verfügung steht. Weiterhin kann der Sitz für jede Körperform und besonders für jeden individuellen Fahrzeuginsassen bereitgestellt werden, was zur Kundenzufriedenheit beiträgt.
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Der Begriff der Körpergröße bezieht sich auf die Länge einer Person, also die Körperhöhe. Der Begriff der Körperkonturen bezieht sich auf Eigenschaften wie Körperbreite, Muskelformen, Skelettausbildung etc.
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Vorzugsweise ist der erfindungsgemäße Sitz der Fahrersitz des entsprechenden Fahrzeugs. Das Fahrzeug ist insbesondere ein Kraftfahrzeug. Die Erfindung ist auch für andere Fahrzeuge geeignet, z.B. für Schienenfahrzeug, Wasserfahrzeug oder Flugzeuge.
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Vorzugsweise ist das erste Material ein faserverstärkter polymerer Kunststoff. Die Fasern werden dabei in eine Matrix aus dem Kunststoff eingebettet, weshalb das entsprechende Material auch als Faser-Kunststoff-Verbund bezeichnet werden kann. Als Fasern werden z.B. Polyethylenfasern, Aramidfasern oder Kohlenstofffasern (Carbonfasern) verwendet. Als Kunststoff kann jedes geeignete Polymer verwendet werden. Wesentliche Merkmale des ersten Materials sind mechanische und thermische Stabilität. Vorteilhafterweise wird darum besonders ein duroplastisches Material für die Matrix, z.B. Epoxidharz, ungesättigtes Polyesterharz, Vinylesterharz, Phenol-Formaldehydharz, Polyurethan und Aminoharze. Es kann aber auch ein thermoplastisches Material für die Matrix verwendet werden, das eine geeignete thermische Stabilität aufweist, z.B. Polyetheretherketon, Polyphenylensulfid, Polysulfon, Polyetherimid und Polytetrafl uorethen.
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Das zweite Material ist vorzugsweise ein thermoplastisches elastomeres Schaumstoffmaterial. Diese verhalten sich bei Raumtemperaturen wie klassische Elastomere, werden beim Erhitzen jedoch verformbar. Daher eignet sich ein entsprechendes Schaumstoffmaterial als Polster, das vorteilhaft nach einem Erhitzen an die Körperformen einer darauf sitzenden Person angepasst werden soll. Ein bevorzugtes zweites Material ist z.B. Polyurethan-Schaum.
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Vorzugsweise weist das erste Material eine höhere Thermostabilität auf als das zweite Material. Vorteilhafterweise kann dadurch das zweite Material im erwärmten, verformbaren Zustand an dem Rahmen angeordnet werden, ohne dass dieser verformt wird.
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Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Sitz.
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Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines erfindungsgemäßen Sitzes, mit den Schritten:
- - Erzeugen eines einteiligen Rahmens für den Sitz, umfassend Strukturen für Sitzfläche und Rückenlehne, aus dem ersten Material,
- - Erzeugen eines Polsters für Sitz und Rückenlehne, das in den Rahmen eingefügt wird, aus dem zweiten Material,
- - Erwärmen des Polsters auf eine Temperatur, bei der das Material des Polsters verformbar wird,
- - Anordnen eines wärmeisolierenden flächigen Materials auf dem Polster,
- - Platzieren einer ersten Person auf dem wärmeisolierenden Material und Formgebung des Polsters entsprechend den Körperkonturen der sitzenden ersten Person,
- - Abkühlen des Materials des Polsters.
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Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens entsprechen den Vorteilen des erfindungsgemäßen Sitzes.
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Der Sitz wird dabei nach dem Herstellen des Rahmens und des Polsters in einer vorläufigen Form, oder einer Rohform, bereitgestellt. Zum Erwärmen wird das Polster des Sitzes herausgenommen und in einer geeigneten Einrichtung bis zum Erreichen des Glaspunktes des Materials des Polsters erwärmt. Nach dem Verformen durch die Körperkonturen der ersten Person wird das Material abgekühlt, wonach es fest wird. Der Sitz kann dann verwendet werden.
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Vorzugsweise wird in dem Verfahren der Rahmen in einer Größe gefertigt, die in etwa mit den Körpermaßen eines zu erwartenden Fahrzeuginsassen korreliert. Dabei wird ein statistisch ermittelter Wert, der über die durchschnittliche Körperhöhe zu erwartender Benutzer eines entsprechenden Fahrzeugs ermittelt wird, als Grundlage genommen. Auf diese Weise kann ein Rahmen gewählt werden, für einen Sitz in einer passenden Größe geeignet ist. Besonders bevorzugt wird der Rahmen dabei in einer bestimmten Anzahl verschiedener Standardgrößen hergestellt. Es werden z.B. bevorzugt drei Rahmengrößen, bevorzugter vier Rahmengrößen und besonders bevorzugt fünf Rahmengrößen hergestellt. Die entsprechende Anzahl der Rahmen mit einer bestimmten Größe kann auch auf der Basis von Vorbestellungen erfolgen, worin die Kunden ihre Körpergröße angeben. Auf diese Weise können auch für Personen mit sehr großen oder kleinen Körpermaßen geeignete Rahmen bereitgestellt werden. Die Einsätze werden entsprechend der Rahmengrößen bereitgestellt.
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Vorzugsweise wird das Polster zum Anpassen an die Körpermaße mindestens einer zweiten Person wieder verformt. Dabei werden die Schritte des Verfahrens vom Erwärmen des Polsters an wiederholt. Vorteilhafterweise kann auf diese Weise die Form des Sitzes an die Körperkonturen eines neuen Käufers angepasst werden.
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Die Erfindung wird anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen
- 1 eine angeschnittene Darstellung einer Ausführungsform eines Sitzes gemäß der Erfindung.
- 2 ein Fließdiagramm einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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In einer Ausführungsform der Erfindung gemäß der Darstellung von 1 weist ein Sitz 1 eines Kraftfahrzeugs einen einstückig ausgebildeten Rahmen 2 auf. Der Rahmen 2 weist einen faserverstärkten polymeren Kunststoff auf. Das polymere Material des Rahmens 2 bildet dabei eine Matrix. Für die Matrix wird Epoxidharz, ein an sich bekanntes duroplastisches Polymer, verwendet. Es können alternativ auch andere Polymere, wie ungesättigtes Polyesterharz, Vinylesterharz, Phenol-Formaldehydharz, Polyurethan und Aminoharze, gewählt werden. Als Matrix kann alternativ auch ein thermoplastisches Material verwendet werden, das eine entsprechende Temperaturstabilität aufweist, z.B. Polyetheretherketon, Polyphenylensulfid, Polysulfon, Polyetherimid und Polytetrafluorethen. In die Matrix werden Kohlefasern (Carbonfasern) eingebettet. Alternativ können auch Fasern aus einem anderen Material gewählt werden, z.B. Glasfasern.
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In den Rahmen 2 ist mit einem Polster 3 verbunden, das in die Struktur des Rahmens 2 eingefügt ist. Das Polster 3 kann einteilig sein, so dass die Polsterung von Sitzfläche 4 und Rückenlehne 5 des Sitzes 1 durchgängig von einem Polster gebildet werden. Das Polster 3 kann auch zweiteilig bereitgestellt werden, so dass ein Polsterteil für die Sitzfläche 4 und ein Polsterteil für die Rückenlehne 5 angeordnet wird. Das Material des Polsters 3 ist Polyurethan-Schaum (PUR) oder ein anderes geeignetes thermoplastisches Elastomer. Wesentlich ist, dass das Material des Polsters 3 einen niedrigeren Schmelzpunkt aufweist als das Material des Rahmens 2.
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Das Polster 3 ist mit einem an sich bekannten Material überzogen, z.B. einem gewebten Stoff oder einem Lederbezug. Weiterhin kann das Polster 3 seitliche Erhöhungen aufweisen, sogenannte Wangen. Weiterhin können im Polsterbereich funktionelle Sitzkomponenten wie Airbags angeordnet sein, die fest am Rahmen 2 befestigt sind.
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Der Sitz 1 ist in Größe des Rahmens 2 und Konturen des Polsters 3 der Größe und Form des Körpers einer darauf sitzenden Person angepasst. Der Rahmen 2 weist dabei vorgefertigt eine geeignete Größe auf. Auch das Polster 3 weist vorgefertigt eine geeignete Größe auf, die zum Rahmen passt. Das Polster 3 weist Konturen 6 auf, die der genauen Körperform der darauf sitzenden Person angepasst ist. Der Sitz 1 ist dabei besonders ein Fahrersitz eines Kraftfahrzeugs, kann aber auch ein Sitz für einen Beifahrer oder andere Passagiere sein. Der Sitz 1 weist übliche Adapter auf, die zum Befestigen des Sitzes 1 an der Struktur des entsprechenden Kraftfahrzeugs dienen.
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In einem Verfahren zum Herstellen eines Sitzes 1 gemäß 1 wird in einer Ausführungsform des Verfahrens gemäß 2 in einem ersten Schritt S1 ein einteiliger Rahmen 2 für den Sitz 1 erzeugt, der die Rahmenstrukturen für eine Sitzfläche 4 und eine Rückenlehne 5 aus einem ersten Material, das ein wie oben beschrieben für den Rahmen geeigneter Faser-Kunststoff-Verbund ist. Der Rahmen wird in einer geeigneten Formeinrichtung hergestellt, die dem Fachmann geläufig ist.
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In einem zweiten Schritt S2 wird ein Polster für Sitz und Rückenlehne, der in den Rahmen eingefügt wird, aus einem zweiten Material, das wie oben beschrieben ein PUR-Schaumstoff oder ein anderer geeignetes thermoplastisches Elastomer ist, hergestellt. Das Polster bildet das Polster 3. Zum Anpassen an die Körperkonturen einer für den Sitz 1 geplanten Person wird das Polster in einem dritten Schritt S3 auf eine Temperatur erwärmt, bei der das Material des Polsters verformbar wird. Dazu wird das Polster 3 von dem Rahmen 2 getrennt und in einen Wärmeofen oder andere geeignete Einrichtung überführt und darin auf eine Temperatur oberhalb der Glastemperatur des Polstermaterials erwärmt. Dann wird das Polster aus der Erwärmungseinrichtung entnommen und wieder mit dem Rahmen verbunden.
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In einem vierten Schritt S4 wird ein wärmeisolierendes flächiges Material auf dem Polstermaterial angeordnet. Das wärmeisolierende flächige Material ist z.B. eine Folie, die in der Dicke dem späteren Bezug des Polstermaterials entspricht und wärmereflektierende Eigenschaften aufweist. In einem fünften Schritt S5 wird dabei eine Person, für einen Fahrersitz des entsprechenden Kraftfahrzeugs also der zukünftige Fahrer, auf dem Sitz mit dem wärmeisolierenden Material platziert. Dabei wird die Person mit einem Sicherheitsgurt angeschnallt, so wie es in dem entsprechenden Kraftfahrzeug auch der Fall sein würde. Die Person bleibt etwa 10 min auf dem Sitz 1 sitzen. Dabei erhält der Sitz die Form entsprechend den Körperkonturen der sitzenden Person. In einem sechsten Schritt S6 wird das Material des Sitzes und damit der Sitz 1 als Ganzes passiv bei Umgebungstemperatur abgekühlt. Alternativ kann zum aktiven Abkühlen auch eine Kühleinrichtung bereitgestellt werden.
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In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens kann das Polster 3 an die Körperkonturen einer weiteren Person neu angepasst werden. Dazu wird das Verfahren von Schritt S3 an wiederholt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Sitz
- 2
- Rahmen
- 3
- Polster
- 4
- Sitzfläche
- 5
- Rückenlehne
- 6
- Konturen
