DE102022125353A1

DE102022125353A1 - Sitzpolster mit Härtegradient

Info

Publication number: DE102022125353A1
Application number: DE102022125353.8A
Authority: DE
Inventors: Abdulghani Al Nabulsi; Frank Stoewesand; Martin Bahnemann; Asad Ali
Original assignee: Lear Corp
Current assignee: Lear Corp
Priority date: 2022-09-30
Filing date: 2022-09-30
Publication date: 2024-04-04
Also published as: US20240109467A1; CN117799510A

Abstract

Sitzanordnungen, die ein oder mehrere Gradientenschaumstoffkissen aufweisen, sind offenbart. Die Schaumstoffkissen können einen kontinuierlichen Härte-, Dichte- und/oder Verformungsgradienten aufweisen, so dass ein erstes Ende weicher und weniger dicht ist als ein zweites Ende. Das Kissen aus Schaumstoff kann aus einem einzigen Stück Schaumstoff bestehen und nicht aus Schichten verschiedener Schaumstoffe, die miteinander verbunden sind.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft Sitzanordnungen, die Materialien wie Schaumstoffkissen aufweisen, um einem Insassen des Sitzes Komfort zur Verfügung zu stellen, sowie entsprechende Verfahren. Genauer gesagt, betrifft die vorliegende Offenbarung die Vereinfachung von Anordnungen mit mehreren Komponenten unter Beibehaltung des Komforts.
HINTERGRUND
Traditionell wurden in Sitzanordnungen Polsterauflagen verwendet, um einem Insassen zusätzlichen Komfort zur Verfügung zu stellen, wie in 3 dargestellt. Sitzanordnungen sind im US-Patent Nr. 10.736.435 offenbart, das am 11. August 2020 an die Lear Corporation erteilt wurde.
ZUSAMMENFASSUNG
Eine Ausführungsform einer Sitzanordnung für ein Fahrzeug ist offenbart. Die Sitzanordnung umfasst einen Sitzrahmen, ein Gradientenschaumstoffkissen, das so konfiguriert ist, dass es von dem Sitzrahmen gestützt wird, und einen Verkleidungsbezug, der für den Kontakt mit einem Insassen konfiguriert ist. Der Verkleidungsbezug ist so konfiguriert, dass er über dem Gradientenschaumstoffkissen angeordnet werden kann. Das Gradientenschaumstoffkissen weist drei Zonen auf (beispielsweise eine erste Zone, eine zweite Zone und eine dritte Zone), die zwischen einer ersten Oberfläche und einer zweiten Oberfläche angeordnet sind. Die erste Oberfläche liegt nahe an der Abdeckung der Verkleidung und die zweite Oberfläche liegt der ersten Oberfläche gegenüber. Die erste Zone grenzt an die erste Oberfläche und die dritte Zone grenzt an die zweite Oberfläche, so dass die zweite Zone schichtartig zwischen der ersten und der dritten Zone angeordnet ist. Die erste Zone weist eine geringere Härte auf als die zweite Zone, die eine geringere Härte aufweist als die dritte Zone.
In einigen Ausführungsformen weist die Sitzanordnung ein Härte-Delta zwischen der ersten und der dritten Zone von wenigstens 1,0 kPa gemäß ISO 3386-1 auf. Zum Beispiel weist die erste Zone eine Härte von höchstens 5,0 kPa nach ISO 3386-1 auf und die dritte Zone eine Härte von wenigstens 7,0 kPa nach ISO 3386-1. In wenigstens einer Ausführungsform beträgt die Härte der zweiten Zone wenigstens 4,0, aber nicht mehr als 6,0 kPa nach ISO 3386-1.
In einer oder mehreren Ausführungsformen weist die erste Zone eine Verformung auf, die größer ist als die Verformung der zweiten Zone, und die zweite Zone weist eine Verformung auf, die größer ist als die dritte Zone (d. h. die zweite Zone weist eine Verformung auf, die kleiner ist als die erste Zone, und die dritte Zone weist eine Verformung auf, die kleiner ist als die zweite Zone) gemäß ASTM D3574 oder ISO 2439. Zum Beispiel beträgt der Unterschied in der Verformung zwischen der ersten und der dritten Zone wenigstens 20% bei einer Spannung von 5 kPa. In einer Verfeinerung weist die erste Zone eine Verformung von mehr als 40% bei 5 kPa auf. In einer weiteren Ausführungsform beträgt die Verformung der ersten Zone bei 10 kPa mehr als 60%, während die Verformung der dritten Zone (bei 10 kPa) weniger als 60% beträgt.
In einer Verfeinerung weist das Gradientenschaumstoffkissen einen Hystereseverlust von wenigstens 23,5 % gemäß ASTM D3574-17 Test N nach Verfahren B auf.
In einer Variante ist das Gradientenschaumstoffkissen ein Polyurethanschaumstoffkissen.
In einer anderen Ausführungsform ist eine Sitzanordnung offenbart. Die Sitzanordnung umfasst einen Rahmen, ein Kissen, das so konfiguriert ist, dass es von dem Rahmen gestützt wird, und eine Verkleidungsabdeckung, die so konfiguriert ist, dass sie über dem Kissen und dem Rahmen angeordnet wird. Das Kissen weist einen kontinuierlichen Dichtegradienten von einem ersten Ende zu einem zweiten Ende auf, so dass das erste Ende eine geringere Dichte aufweist als das zweite Ende. Das erste Ende ist so konfiguriert, dass es näher am Insassen angeordnet ist als das zweite Ende.
In einer Variante ist der kontinuierliche Dichtegradient durch eine Differenz von wenigstens 5,0 kg/m³ gemäß ISO 845 definiert. In einer Verfeinerung wird der kontinuierliche Dichtegradient durch eine Differenz von wenigstens 7,5 kg/m³ definiert. Zum Beispiel weist ein erstes Volumen des Kissens eine Dichte von 60,0 bis 66,0 kg/m³ auf, ein zweites Volumen des Kissens hat eine Dichte von 64,0 bis 71,0 kg/m³ und ein drittes Volumen des Kissens hat eine Dichte von 69 bis 81 kg/m³. Das erste Volumen liegt an einer ersten Oberfläche des Kissens und das dritte Volumen liegt an einer zweiten Oberfläche, die der ersten Oberfläche gegenüberliegt, so dass das zweite Volumen schichtartig zwischen dem ersten und dem dritten Volumen liegt.
In noch einer anderen Ausführungsform ist ein Gradientenschaumstoffkissen für einen Fahrzeugsitz offenbart. Der Fahrzeugsitz umfasst eine Sitzlehne und einen Sitzboden. Das Gradientenschaumstoffkissen ist als ein Abschnitt der Sitzlehne und/oder des Sitzbodens angeordnet. Das Gradientenschaumstoffkissen ist ein Polyurethanschaumstoffkissen, das einen ersten Bereich, einen zweiten Bereich und einen dritten Bereich aufweist. Der dritte Bereich weist eine höhere Härte auf als der zweite Bereich, der eine höhere Härte aufweist als der erste Bereich. Der erste Bereich ist so konfiguriert, dass er näher an einem sitzenden Insassen angeordnet ist, und der zweite Bereich ist sandwichartig zwischen dem ersten und dem dritten Bereich angeordnet.
In einer Variante weist jeder Bereich eine Dicke zwischen 10 und 40 mm auf. In einer Verfeinerung weist der erste Bereich eine Härte von nicht mehr als 5,0 kPa auf und/oder der dritte Bereich eine Härte von wenigstens 7,0 kPa. Bei einer weiteren Verfeinerung beträgt der Unterschied in der Verformung zwischen dem ersten Bereich und dem dritten Bereich wenigstens 10 % bei einer Spannung von 5 kPa.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist eine perspektivische Ansicht einer Sitzanordnung mit einer Schnittdarstellung des Verkleidungsbezugs und des Schaumpolsters.
2 ist eine schematische Schnittdarstellung einer Ausführungsform eines Kissens, das eine Steigung aufweist.
3 ist eine Schnittdarstellung einer herkömmlichen Sitzanordnung, die ein Topper-Polster aufweist.
4 ist eine Schnittdarstellung einer anderen Ausführungsform eines Kissens mit Gefälle.
5 ist eine schematische Querschnittsdarstellung eines weiteren Sitzbodenpolsters mit Gefälle.
6 ist eine schematische Schnittdarstellung einer anderen Ausführungsform eines Kissens, das einen Gradienten aufweist.
7 ist ein Verformungsprofil, das drei Zonen der Ausführungsform von 2 zeigt.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden hier beschrieben. Es ist jedoch zu verstehen, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und andere Ausführungsformen verschiedene und alternative Formen annehmen können. Die Figuren sind nicht unbedingt maßstabsgetreu. Einige Merkmale könnten übertrieben dargestellt oder minimiert sein, um Einzelheiten bestimmter Komponenten zu zeigen. Daher sind die hier offenbarten spezifischen strukturellen und funktionellen Details nicht als einschränkend zu verstehen, sondern lediglich als repräsentative Grundlage, um dem Fachmann zu zeigen, wie er die Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung auf verschiedene Weise einsetzen kann. Diejenigen, die sich mit der Technik auskennen, werden verstehen, dass verschiedene Merkmale, die unter Bezugnahme auf eine der Figuren dargestellt und beschrieben sind, mit Merkmalen kombiniert werden können, die in einer oder mehreren anderen Figuren dargestellt sind, um Ausführungsformen zu erzeugen, die nicht ausdrücklich dargestellt oder beschrieben sind. Die dargestellten Merkmalskombinationen stellen repräsentative Ausführungsformen für typische Anwendungen zur Verfügung. Verschiedene Kombinationen und Modifikationen der Merkmale, die mit den Lehren dieser Offenbarung übereinstimmen, könnten jedoch für bestimmte Anwendungen oder Implementierungen erwünscht sein.
Sofern nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben ist, sind alle numerischen Größen in dieser Offenbarung so zu verstehen, dass sie durch das Wort „ungefähr“ modifiziert werden, um den breiteren Umfang dieser Offenbarung zu beschreiben. Die Praxis wird im Allgemeinen innerhalb der angegebenen numerischen Grenzen bevorzugt. Sofern nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben ist, sind auch Prozent, „Teile von“ und Verhältniswerte beziehen sich auf das Gewicht; der Begriff „Polymer“ umfasst „Oligomer“, „Copolymer“, „Terpolymer“ und dergleichen; die Beschreibung einer Gruppe oder Klasse von Materialien als für einen bestimmten Zweck geeignet oder bevorzugt impliziert, dass die Mischungen von zwei oder mehr Elementen der Gruppe oder Klasse gleichermaßen geeignet oder bevorzugt sind; die für Polymere zur Verfügung gestellten Molekulargewichte beziehen sich auf das zahlenmittlere Molekulargewicht; die Beschreibung von Bestandteilen in chemischer Hinsicht bezieht sich auf die Bestandteile zum Zeitpunkt der Zugabe zu einer in der Beschreibung angegebenen Kombination und schließt nicht unbedingt chemische Wechselwirkungen zwischen den Bestandteilen eines Gemisches aus, sobald diese gemischt sind; die erste Definition eines Akronyms oder einer anderen Abkürzung gilt für alle nachfolgenden Verwendungen derselben Abkürzung und gilt mutatis mutandis für normale grammatikalische Variationen der ursprünglich definierten Abkürzung; und sofern nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben ist, wird die Messung einer Eigenschaft durch dieselbe Technik bestimmt, auf die zuvor oder später für dieselbe Eigenschaft Bezug genommen wurde.
Diese Offenbarung ist nicht auf die nachstehend beschriebenen spezifischen Ausführungsformen und Verfahren beschränkt, da bestimmte Komponenten und/oder Bedingungen variieren können. Außerdem wird die hier verwendete Terminologie nur zur Beschreibung bestimmter Ausführungsformen verwendet und soll in keiner Weise beschränkend wirken.
Der Begriff „im Wesentlichen“ oder „im Allgemeinen“ kann hier verwendet werden, um offenbarte oder beanspruchte Ausführungsformen zu beschreiben. Der Begriff „im Wesentlichen“ kann einen Wert oder eine relative Eigenschaft modifizieren, die in der vorliegenden Offenbarung offenbart oder beansprucht wird. In solchen Fällen kann „im Wesentlichen“ bedeuten, dass der Wert oder die relative Eigenschaft, die er modifiziert, innerhalb von ± 0 %, 0,1 %, 0,5 %, 1 %, 2 %, 3 %, 4 %, 5 % oder 10 % des Wertes oder der relativen Eigenschaft liegt.
Es sollte auch verstanden werden, dass ganzzahlige Bereiche ausdrücklich alle dazwischen liegenden ganzen Zahlen umfassen. Zum Beispiel umfasst der ganzzahlige Bereich 1-10 ausdrücklich 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 und 10. In ähnlicher Weise umfasst der Bereich 1 bis 100 die Zahlen 1, 2, 3, 4 ... 97, 98, 99, 100. In ähnlicher Weise können bei der Angabe eines beliebigen Bereichs die dazwischen liegenden Zahlen, die Inkremente der Differenz zwischen der oberen Grenze und der unteren Grenze geteilt durch 10 sind, als alternative obere oder untere Grenzen verwendet werden. Beträgt der Bereich beispielsweise 1,1 bis 2,1, so können die folgenden Zahlen 1,2, 1,3, 1,4, 1,5, 1,6, 1,7, 1,8, 1,9 und 2,0 als untere oder obere Grenzen gewählt werden.
Unter Bezugnahme auf die Ausführungsform von 1 wird eine Sitzanordnung 100 für ein Fahrzeug offenbart. In einer oder mehreren Ausführungsformen umfasst die Anordnung 100 einen Sitzrahmen 200, der so konfiguriert ist, dass er ein Gradientenschaumstoffkissen 300 und eine Verkleidungsabdeckung 400, die über dem Gradientenschaumstoffkissen angeordnet ist, stützt. Der Rahmen 200, das Gradientenschaumstoffkissen 300 und die Abdeckung 400 bilden eine Sitzlehne 102 und/oder einen Sitzboden 104 der Sitzanordnung 100.
In einer Variante ist der Sitzrahmen 200 aus einem starren Material wie Metall oder Kunststoff gefertigt. In einer Verfeinerung unterstützt der Sitzrahmen 200 das Schaumstoffkissen 300, andere Sitzanordnungen (beispielsweise Massageanordnung, Belüftungsanordnung, elektronische Komponenten) und/oder einen Insassen. Zum Beispiel wird ein Sitzrahmen 200 aus Aluminium verwendet.
In einigen Ausführungsformen ist das Gradientenschaumstoffkissen 300 ein Kissen für die Sitzlehne 102 und/oder den Sitzboden 104. In wenigstens einer Ausführungsform weist das Gradientenschaumstoffkissen 300 einen kontinuierlichen Härte- und/oder Dichtegradienten auf, wie schematisch durch Schattierung in 2 dargestellt. In einer Variante besteht das Gradientenschaumstoffkissen 300 aus einem beliebigen Material, das geeignet ist, einen kontinuierlichen Gradientenschaumstoff auszubilden, wie beispielsweise, aber nicht beschränkt auf einen Polyurethanschaumstoff. In einer Verfeinerung umfasst das Gradientenschaumstoffkissen 300 eine erste äußere Oberfläche 302 an einem ersten Ende, die so konfiguriert ist, dass sie nahe an der Verkleidungsabdeckung 400 liegt, und eine zweite äußere Oberfläche 304 an einem zweiten Ende gegenüber der ersten äußeren Oberfläche 302. In einer oder mehreren Ausführungsformen ist ein Zwischenabschnitt oder ein voluminöser Abschnitt dazwischen angeordnet (d.h. zwischen der ersten und der zweiten Oberfläche 302, 304). In einer Variante weist das zweite Ende eine größere Härte und/oder Dichte auf als das erste Ende. Bei einer Verfeinerung weist der Zwischenabschnitt eine Härte und/oder Dichte auf, die zwischen der des ersten und des zweiten Endes liegt.
Im Gegensatz zu herkömmlichen Systemen wie dem in 3 gezeigten Sitzkissen, das mehrere Schichten (beispielsweise Vliesabdeckung/Polyestergewebe 10, Abdeckung/Webkleber 20, Oberschaum 30, Schaumkleber 40, Sitzschaum 50) aufweisen kann, von denen jede ihren eigenen Herstellungs- und Anordnungsprozess hat, ist das in 2 und 4-6 gezeigte Gradientenschaumstoffkissen 300 beispielsweise ein einheitlicher, monolithischer, integrierter, einzelner und/oder solitärer Schaumabschnitt, der einen kontinuierlichen Härtegradienten von der ersten Oberfläche 302 zur zweiten Oberfläche 304 aufweist. Mit anderen Worten: Zwischen der ersten Oberfläche 302 und der zweiten Oberfläche 304 gibt es keine nennenswerten konstruierten Spalte, Unterteilungen oder Diskontinuitäten, so dass Abschnitte des Schaumstoffkissens getrennt werden können, ohne den Schaumstoff zu zerstören. Es versteht sich von selbst, dass Schaumstoffe von Natur aus Zellen aufweisen, die Spalträume einkapseln. Die Zellen sind eine offene oder geschlossene Struktur. Daher sind Unregelmäßigkeiten und die inhärente Zellstruktur zulässig und werden nicht als Diskontinuitäten betrachtet, die den Schaumstoff nicht einheitlich, monolithisch, integriert, einzeln und/oder zu einem solitären Schaumstoffabschnitt machen würden. Solange der Schaumstoff beispielsweise ein kontinuierliches polymeres Netzwerk ist, das ein integriertes Teil ausbildet, sollte er geeignet sein.
Mit anderen Worten, das Gradientenschaumstoffkissen besteht aus einem einzigen Stück und nicht aus mehreren diskreten Schaumstoffstücken, die zusammen angeordnet sind. Bestimmte Arten von herkömmlichen Sitzanordnungen können beispielsweise ein separates Oberpolster aus Schaumstoff umfassen, das weicher und weniger dicht ist als das primäre Sitzpolster. Das Oberpolster wird dann mit dem Schaumstoffkissen verbunden, beispielsweise durch Kleben. Der Kleber führt jedoch zur Bildung einer harten Zone zwischen dem weicheren Oberpolster und dem härteren Kissen. Die durch den Kleber ausgebildete harte Zone ist härter als sowohl das Oberpolster als auch das Kissen. In einer Ausführungsform des Gradientenschaumstoffkissens 300 gibt es keine derartigen harten Zwischenzonen, so dass es einen sanften Übergang von einem weichen Schaumstoffabschnitt zu einem härteren Sitzkissenabschnitt zur Verfügung stellt. Mit anderen Worten, die Härte sollte in der Nähe der ersten Oberfläche 302 am geringsten und in der Nähe der zweiten Oberfläche 304 am größten sein, mit allen Zwischenabschnitten dazwischen. Das Zusammenkleben mehrerer Schaumstoffteile würde beispielsweise eine Zwischenhärtezone an der Schnittstelle der Schaumstoffteile erzeugen, die einen kontinuierlichen Gradienten von der ersten Oberfläche 302 zur zweiten Oberfläche 304 unterbrechen oder von ihm abweichen würde.
Ein kontinuierlicher Gradient bezieht sich auf eine Härte und/oder Dichte, die im Allgemeinen von der ersten Oberfläche 302 zur zweiten Oberfläche 304 kontinuierlich zunimmt (d. h. von der zweiten Oberfläche 304 zur ersten Oberfläche 302 kontinuierlich abnimmt). Dementsprechend wird jede Schaumstoffprobe, die sich näher an der ersten Oberfläche 302 befindet, eine geringere Härte und/oder Dichte aufweisen als eine gleichwertige Probe, die weiter von der ersten Oberfläche 302 entfernt entnommen wurde (d. h. jede Probe, die näher an der zweiten Oberfläche 304 entnommen wurde, wird eine größere Härte und/oder Dichte aufweisen als eine gleichwertige Probe, die weiter von der zweiten Oberfläche 304 entfernt entnommen wurde).
Unter Bezugnahme auf die Ausführungsform von 2 umfasst das Gradientenschaumstoffkissen 300 einen ersten Bereich/Region/Segment/Anteil/Volumen 306, einen zweiten Bereich/Region/Segment/Anteil/Volumen 308 und einen dritten Bereich/Region/Segment/Anteil/Volumen 310. Im Folgenden wird sie als Zone bezeichnet, obwohl sie auch als Bereich, Segment, Abschnitt und/oder Volumen bezeichnet werden kann.
In einer oder mehreren Ausführungsformen befindet sich die erste Zone 306 neben der ersten Oberfläche 302 und die dritte Zone 310 neben der zweiten Oberfläche 304. In einer Verfeinerung ist die zweite Zone 308 zwischen der ersten und dritten Zone 306, 310 angeordnet. In einer Variante weist das Gradientenschaumstoffkissen 300 eine Dicke von der ersten Oberfläche 302 bis zur zweiten Oberfläche 304 auf, die 10 bis 350 mm, oder noch bevorzugter 25 bis 250 mm, oder noch bevorzugter 50 bis 175 mm beträgt. In einigen Ausführungsformen weist die erste Zone 306 eine geringere Härte und/oder Dichte auf als die zweite Zone 308, die eine geringere Härte und/oder Dichte aufweist als die dritte Zone 310.
In einer oder mehreren Ausführungsformen macht jede Zone 20 bis 45 % des Gesamtvolumens und/oder der Gesamtdicke des Schaumstoffkissens 300 aus, oder noch bevorzugter wenigstens 25 bis 40 %, oder noch bevorzugter wenigstens 30 bis 35 %. In einer Verfeinerung weist jede Zone ein einheitliches Volumen/Dicke auf. Zum Beispiel macht jede Zone etwa 33 % des Volumens des Gradientenschaumstoffkissens 300 aus. In einem weiteren Beispiel weist jede Zone eine Dicke von etwa 33,33 mm auf, wenn das Gradientenschaumstoffkissen 300 100 mm dick ist. In einer Verfeinerung ist jede Zone zwischen 10 und 80 mm, vorzugsweise zwischen 20 und 65, noch bevorzugter zwischen 30 und 55 mm dick. In einer anderen Ausführungsform ist jede Zone zwischen 10 und 40 mm dick. In einigen Varianten weist jede Zone eine unterschiedliche Dicke und/oder ein unterschiedliches Volumen auf, so dass sie nicht einheitlich ist. Es sollte klar sein, dass Gradientenschaumstoffkissen mit geringeren Dicken möglich sind, jedoch können die hier beschriebenen Unterschiede und Effekte weniger ausgeprägt sein oder erscheinen als bei Kissen mit einer Dicke von beispielsweise wenigstens 30 mm. Bei einem Kissen mit einer Gesamtdicke von 30 mm weist beispielsweise die erste Zone (beispielsweise etwa 10 mm) eine Härte von höchstens 3,5 kPa auf, die dritte Zone hat eine Härte von wenigstens 5 kPa, und die zweite Zone hat eine Härte dazwischen.
Es versteht sich, dass das Sitzpolster oder der Sitzboden 104 Schaumstoffabschnitte ohne Gradient aufweist. Beispielsweise weist das Gradientenschaumstoffkissen 300 für einen Sitzboden 104 einen Härte-/Dichtegradientenabschnitt 312 und Polsterabschnitte 314 auf, die sich von den Seiten 305 aus erstrecken (oder angrenzend an die Seiten 305 angeordnet sind), wie in 3 gezeigt. In wenigstens bestimmten Ausführungsformen weisen die Polsterabschnitte 314 keinen Gradienten auf. In anderen Ausführungsformen weisen die Abschnitte der Nackenrolle 314 eine Steigung auf. Zum Beispiel weist das Kissen eine Steigung auf, wie hier beschrieben. Der Gradient ist der gleiche oder ein anderer als der des Gradientenschaumstoffkissens 300. In einer Verfeinerung weisen die Polsterabschnitte eine Härte auf, die der dritten Zone 310 entspricht oder größer ist als die dritte Zone. Zum Beispiel weisen die Abschnitte des Polsters eine Härte von wenigstens 7,5 kPa, oder noch bevorzugter von wenigstens 8,5 kPa, oder noch bevorzugter von wenigstens 10,0 kPa, oder noch bevorzugter von wenigstens 12,0 kPa gemäß ISO 3386-1 auf.
In einigen Ausführungsformen weisen die erste Zone 306 und die dritte Zone 310 einen Härteunterschied (d.h. Δ-Härte oder Härte-Delta) von wenigstens 0,5 kPa, oder noch bevorzugter von wenigstens 1 kPa, oder noch bevorzugter von wenigstens 3 kPa, oder noch bevorzugter von wenigstens 4 kPa gemäß ISO 3386-1 auf. In einer Variante beträgt der Härteunterschied 0,5 bis 10 kPa, oder noch bevorzugter 1 bis 7 kPa, oder noch bevorzugter 3 bis 5 kPa gemäß ISO 3386-1. In einer Variante definieren die erste Zone 306 und die dritte Zone 310 einen Dichteunterschied von wenigstens 5,0 kg/m³, oder noch bevorzugter von wenigstens 7,5 kg/m³, oder noch bevorzugter von 10,0 kg/m³ nach ISO 845.
In einer oder mehreren Ausführungsformen weist die erste Zone 306 eine Härte von nicht mehr als 5,0 kPa, oder mehr bevorzugt nicht mehr als 4,5 kPa, oder noch mehr bevorzugt nicht mehr als 4,0 kPa gemäß ISO 3386-1 auf. In einer Variante weist die erste Zone 306 eine Härte von 1,0 bis 5,0 kPa, oder noch bevorzugter von 2,5 bis 4,5 kPa, oder noch bevorzugter von 3,0 bis 4,0 kPa nach ISO 3386-1 auf. In einer Verfeinerung weist die erste Zone 306 eine Dichte von nicht mehr als 66,0 kg/m³, oder mehr bevorzugt nicht mehr als 65,0 kg/m³, oder noch mehr bevorzugt nicht mehr als 64,0 kg/m³ nach ISO 845 auf. Beispielsweise beträgt die Dichte 60,0 bis 66,0 kg/m³, oder vorzugsweise 61,0 bis 65,0 kg/m³, oder noch bevorzugter 62,0 bis 64,0 kg/m³ gemäß ISO 845.
In einigen Varianten weist die zweite Zone eine Härte zwischen der ersten Zone 306 und der dritten Zone 310 auf. Zum Beispiel weist die zweite Zone 308 eine Härte von wenigstens 4,0 kPa, oder noch bevorzugter von wenigstens 4,5 kPa, oder noch bevorzugter von wenigstens 5,0 kPa gemäß ISO 3386-1 auf. In einer Verfeinerung weist die zweite Zone 308 eine Härte von nicht mehr als 9,0 kPa, oder nicht mehr als 8,0 kPa, oder bevorzugter nicht mehr als 7,5 kPa, oder noch bevorzugter nicht mehr als 7,0 kPa nach ISO 3386-1, und noch bevorzugter nicht mehr als 6,0 kPa auf. In einer Variante weist die zweite Zone 308 eine Dichte von höchstens 71,0 kg/m³, oder noch bevorzugter von höchstens 70,0 kg/m³, oder noch bevorzugter von höchstens 69,0 kg/m³ und/oder wenigstens 64,0 kg/m³, oder noch bevorzugter von wenigstens 65,0 kg/m³, oder noch bevorzugter von wenigstens 66,0 kg/m³ gemäß ISO 845 auf.
In einer oder mehreren Ausführungsformen weist die dritte Zone 310 eine Härte von wenigstens 7,0 kPa, oder mehr bevorzugt von wenigstens 7,5 kPa, oder noch mehr bevorzugt von wenigstens 8,0 kPa gemäß ISO 3386-1 auf. In einer Variante weist die dritte Zone 310 eine Härte von 6,5 bis 12,0 kPa, oder noch bevorzugter von 7,0 bis 10,0 kPa, oder noch bevorzugter von 7,5 bis 8,5 kPa gemäß ISO 3386-1 auf. In einer Verfeinerung weist die dritte Zone 306 eine Dichte von wenigstens 69,0 kg/m³, oder mehr bevorzugt von wenigstens 72,0 kg/m³, oder noch mehr bevorzugt von wenigstens 74,0 kg/m³ nach ISO 845 auf. Die Dichte beträgt beispielsweise 69,0 bis 81,0 kg/m³, oder noch bevorzugter 72,0 bis 78,0 kg/m³, oder noch bevorzugter 74,0 bis 76,0 kg/m³ gemäß ISO 845.
In einer oder mehreren Ausführungsformen weist das Gradientenschaumstoffkissen 300 eine Gesamtdichte von nicht mehr als 70 kg/m³ oder vorzugsweise nicht mehr als 65 kg/m³ oder noch bevorzugter nicht mehr als 60 kg/m³ auf. Beispielsweise beträgt die Gesamtdichte 50 bis 75 kg/m³, oder mehr bevorzugt 55 bis 70 kg/m³, oder noch mehr bevorzugt 60 bis 65 kg/m³.
Es sollte verstanden werden, dass aufgrund der Natur eines kontinuierlichen Gradienten das Kissen so definiert werden kann, dass es beispielsweise 4, 5, 10 oder 20 Zonen aufweist, wobei jede Zone in der Härte und/oder Dichte mit zunehmendem Abstand von der ersten Oberfläche 302 und näher zur zweiten Oberfläche 304 zunimmt. Mit anderen Worten, in verschiedenen Ausführungsformen ist jede schichtartige Zone härter und/oder dichter als eine erste benachbarte Zone, die näher an der ersten Oberfläche 302 liegt, und weniger hart und/oder weniger dicht als eine zweite benachbarte Zone, die näher an der zweiten Oberfläche 304 liegt. In einigen Varianten weist die erste Zone, die der ersten Oberfläche 302 am nächsten ist, die geringste Härte und/oder Dichte auf und/oder die letzte Zone, die der zweiten Oberfläche 304 am nächsten ist, hat die höchste Härte und/oder Dichte.
Alternativ oder in Kombination kann der Gradient durch die Verformung dargestellt werden, wie in 6 gezeigt. Zum Beispiel ist die Verformung der ersten Zone 306 größer als die der zweiten Zone 308, die größer ist als die der dritten Zone 310 (d.h. die Verformung der dritten Zone ist kleiner als die der zweiten Zone, die kleiner ist als die der ersten Zone).
In einem anderen Beispiel beträgt die Differenz in der Verformung (d.h. Δ-Verformung oder Verformungsdelta) zwischen der ersten Zone 306 und der dritten Zone 310 wenigstens 10 %, bevorzugter wenigstens 20 %, noch bevorzugter wenigstens 25 % oder noch bevorzugter wenigstens 30 % bei einer Spannung von 5 kPa gemäß ASTM D3574. In einigen Varianten beträgt die Differenz in der Verformung zwischen der ersten Zone 306 und der dritten Zone 310 bei 10 kPa wenigstens 11%, oder mehr bevorzugt wenigstens 13%, oder noch mehr bevorzugt wenigstens 15% gemäß ASTM D3574. In einer Verfeinerung beträgt der Unterschied in der Verformung bei 15 kPa zwischen der ersten Zone 306 und der dritten Zone 310 wenigstens 6 %, oder mehr bevorzugt wenigstens 7,5 %, oder noch mehr bevorzugt wenigstens 9 %. In verschiedenen Ausführungsformen weist die erste Zone 306 die geringste Verformung, die dritte Zone 310 die größte Verformung und die zweite Zone 308 eine Verformung dazwischen auf.
Zum Beispiel weist die erste Zone 306 bei einer Spannung von 5 kPa eine Verformung von mehr als 40 % auf, die dritte Zone 310 hat eine Verformung von weniger als 20 %, und die zweite Zone 308 hat eine Verformung dazwischen (beispielsweise etwa 10-30 %) gemäß ASTM D3574. Bei einer Spannung von 10 kPa weist die erste Zone 306 eine Verformung von mehr als 60 % auf, während die dritte Zone 310 eine Verformung von weniger als 60 % und die zweite Zone 308 eine Verformung von etwa 60 % gemäß ASTM D3574 aufweist.
In einigen Ausführungsformen weist das Gradientenschaumstoffkissen 300 einen Hysterese-Energieverlust von wenigstens 23,5 %, oder noch bevorzugter von wenigstens 25 %, oder noch bevorzugter von wenigstens 28 % gemäß ASTM D3574-17 Test N unter Verwendung von Verfahren B mit einer Probe mit einer Dicke von 90-100 mm auf. Ein herkömmliches Polyurethanschaumstoffkissen ohne Gradienten weist dagegen einen Hystereseenergieverlust von weniger als 23,5 % auf. Mit anderen Worten: Das Gradientenschaumstoffkissen 300 weist eine größere Fähigkeit zur Energieabsorption auf und ist daher komfortabler als die herkömmlichen Schaumstoffkissen. In einer Verfeinerung weist die erste Zone einen Hystereseverlust von wenigstens 19 % oder noch bevorzugter von wenigstens 19,5 % oder noch bevorzugter von wenigstens 20 % gemäß ISO 3386 auf. Zum Beispiel weist die erste Zone einen Hystereseverlust von wenigstens 20,4 % gemäß ISO 3386 auf.
In einer oder mehreren Ausführungsformen fühlt sich das Gradientenschaumstoffkissen weicher an und bietet gleichzeitig einen höheren Langzeitkomfort, beispielsweise bei Langstreckenfahrten. Der weichere Abschnitt in der Nähe des Insassen vermittelt den Eindruck von Weichheit, bietet aber die Unterstützung härterer Schaumstoffe. Auf herkömmlichen weichen Kissen beispielsweise sinkt ein Insasse während einer langen Fahrt immer weiter ein, bis er von den härteren Oberflächen wie dem Sitzrahmen gestützt wird. Bei einem Gradientenschaumstoffkissen 300 sinkt der Insasse im Laufe der Zeit durch die weicheren Abschnitte, bis er einen Schaumstoff-Abschnitt erreicht, der die nötige Festigkeit, Härte und/oder Dichte aufweist, um ihn zu unterstützen. Dementsprechend wird der Insasse niemals nur von den Komponenten unter dem Schaumstoff gestützt, wie beispielsweise dem Sitzrahmen - auch nicht bei langen Fahrten oder längerem Gebrauch.
In verschiedenen Ausführungsformen ist das Gradientenschaumstoffkissen 300 umweltfreundlicher oder nachhaltiger, da weniger Komponenten wie beispielsweise Klebstoffschichten benötigt werden. Der gesamte Aufprall durch Herstellung, Transport und Montage der verschiedenen Komponenten (beispielsweise Polyestergewebe, Oberpolster, Klebstoffschichten usw.) herkömmlicher Anordnungen vergrößert den Kohlenstoff-Fußabdruck solcher Technologien. Des Weiteren entriegeln Klebstoffe oder ähnliche Technologien während der Herstellung und Anordnung oft flüchtige Komponenten direkt in die Umwelt. Das hier beschriebene einzelne und einheitliche Schaumstoffkissen erfordert weniger Herstellungs-, Transport- und Anordnungsaufwand. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das Gradientenschaumstoffkissen 300 den gesamten Kohlenstoff-Fußabdruck reduziert, umweltfreundlicher und/oder nachhaltiger ist als herkömmliche Technologien.
In bestimmten Varianten verbessert das Gradientenschaumstoffkissen 300 die Fertigungseffizienz und/oder senkt die Kosten, da zusätzliche Schritte und Materialien für die Anordnung und Befestigung mehrerer Schaumstoffteile oder -schichten nicht erforderlich sind. Stattdessen wird das Gradientenschaumstoffkissen in einem einzigen Schritt in die Sitzanordnung eingebaut.
In verschiedenen Ausführungsformen ist die Verkleidungsabdeckung 400 über dem Sitzpolster 300 und/oder dem Sitzrahmen 200 angeordnet. In einer Verfeinerung ist der Verkleidungsbezug 400 so konfiguriert, dass er den Insassen berührt. Beispielsweise ist der Verkleidungsbezug 400 aus Leder, Kunstleder, Polyurethan und/oder Polyester hergestellt.
In einer weiteren Ausführungsform ist ein Verfahren 500 zur Herstellung einer Sitzanordnung mit einem Gradientenschaumstoffkissen offenbart. Das Verfahren umfasst das Bereitstellen einer Mischung von Reaktanten, die in der Lage sind, zu reagieren, um ein Gradientenschaumstoffkissen auszubilden (d.h. Schritt 510), das Einbringen der Mischung in eine Form oder ein Werkzeug (d.h. Schritt 520), das Erhitzen der Mischung, um eine erste Temperatur zu erreichen (d.h., Schritt 530) und Aufrechterhalten der Temperatur innerhalb eines vorbestimmten Temperaturbereichs (d.h. Schritt 540) für eine bestimmte Zeitspanne, bis sie ausgehärtet ist, um ein Gradientenschaumstoffkissen auszubilden, Entfernen des Gradientenschaumstoffkissens (d.h. 550) und Einbauen des Gradientenschaumstoffkissens in eine Fahrzeugsitzanordnung (d.h. 560). Zum Beispiel werden die Rubiflex-Systeme von Huntsman (beispielsweise Rubiflex HR GH) verwendet.
In einigen Varianten werden die Reaktanten bei der Dosierung in das Gemisch gemischt, um Probleme mit der Topfzeit zu verringern. Alternativ kann auch ein Blockierungsmechanismus verwendet werden, so dass die Reaktanten erst reagieren, wenn die Blockierung aufgehoben wird. Bei einer Verfeinerung wird das Gemisch der Form oder dem Werkzeug in einem Muster zugeführt, um einen gleichmäßigeren Gradienten von der ersten Oberfläche zur zweiten Oberfläche zur Verfügung zu stellen.
In einigen Ausführungsformen wird die Form oder das Gesenk erhitzt, um eine erste Temperatur zu erreichen, die die Schaumstoffreaktion aktiviert. In einer Verfeinerung werden die Reaktanten erhitzt, wenn sie in die Form oder das Gesenk eingespritzt oder gegossen werden. In verschiedenen Ausführungsformen wird die Temperatur der Form oder des Gesenks gemessen, erwärmt und/oder gekühlt, um die Temperatur in einem vorgegebenen Temperaturbereich zu halten, beispielsweise zwischen 45 und 70°C, vorzugsweise zwischen 55 und 68°C oder noch bevorzugter zwischen 60 und 65°C. In einer Variante wird die Temperatur innerhalb des vorbestimmten Temperaturbereichs für eine solche Zeitdauer gehalten, dass der Schaumstoff aushärtet und ein Gradientenschaumstoffkissen in der Form ausbildet.
Obwohl oben beispielhafte Ausführungsformen beschrieben sind, ist nicht beabsichtigt, dass diese Ausführungsformen alle möglichen Formen beschreiben, die von den Ansprüchen umfasst sind. Die in der Beschreibung verwendeten Worte sind eher beschreibend als einschränkend, und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Umfang der Offenbarung abzuweichen. Wie zuvor beschrieben, können die Merkmale verschiedener Ausführungsformen kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Offenbarung auszubilden, die möglicherweise nicht ausdrücklich beschrieben oder abgebildet sind. Während verschiedene Ausführungsformen Vorteile aufweisen oder gegenüber anderen Ausführungsformen oder Implementierungen nach dem Stand der Technik in Bezug auf eine oder mehrere gewünschte Eigenschaften bevorzugt werden könnten, ist dem Fachmann klar, dass ein oder mehrere Merkmale oder Eigenschaften kompromittiert werden können, um gewünschte Gesamtsystemattribute zu erreichen, die von der spezifischen Anwendung und Implementierung abhängen. Diese Eigenschaften können Festigkeit, Haltbarkeit, Marktfähigkeit, Aussehen, Verpackung, Größe, Wartungsfähigkeit, Gewicht, Herstellbarkeit, einfache Anordnung usw. umfassen, sind aber nicht darauf beschränkt. Ausführungsformen, die in Bezug auf ein oder mehrere Merkmale als weniger wünschenswert als andere Ausführungsformen oder Implementierungen nach dem Stand der Technik beschrieben werden, liegen daher nicht außerhalb des Anwendungsbereichs der Offenbarung und können für bestimmte Anwendungen wünschenswert sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 10736435 [0002]

Claims

Sitzanordnung für ein Fahrzeug, umfassend: eine Verkleidungsbezug, der so konfiguriert ist, dass er einen Insassen berührt; ein Gradientenschaumstoffkissen mit einer ersten Oberfläche nahe dem Verkleidungsbezug und einer zweiten Oberfläche gegenüber der ersten Oberfläche, wobei das Gradientenschaumstoffkissen eine erste Zone, eine zweite Zone und eine dritte Zone zwischen der ersten und der zweiten Oberfläche umfasst, so dass die erste Zone an die erste Oberfläche und die dritte Zone an die zweite Oberfläche angrenzt, wobei die zweite Zone schichtartig zwischen der ersten und der dritten Zone angeordnet ist, wobei die erste Zone eine geringere Härte aufweist als die zweite Zone und die zweite Zone eine geringere Härte aufweist als die dritte Zone.
Sitzanordnung nach Anspruch 1, wobei das Schaumstoffkissen ein Härte-Delta zwischen der ersten Zone und der dritten Zone von wenigstens 0,5 kPa gemäß ISO 3386-1 aufweist.
Sitzanordnung nach Anspruch 2, wobei die Härte der ersten Zone gemäß ISO 3386-1 nicht mehr als 5,0 kPa beträgt.
Sitzanordnung nach Anspruch 3, wobei die Härte der dritten Zone wenigstens 7,0 kPa nach ISO 3386-1 beträgt.
Sitzanordnung nach Anspruch 4, wobei die Härte der zweiten Zone wenigstens 4,0 kPa und nicht mehr als 8,0 kPa nach ISO 3386-1 beträgt.
Sitzanordnung nach Anspruch 1, wobei die erste Zone eine erste Verformung aufweist, die zweite Zone eine zweite Verformung aufweist, die kleiner als die erste Verformung ist, und die dritte Zone eine dritte Verformung aufweist, die kleiner als die zweite Verformung ist.
Sitzanordnung nach Anspruch 6, wobei die erste Zone und die dritte Zone eine Differenz in der Verformung von wenigstens 20% bei einer Spannung von 5 kPa gemäß ASTM D3574 aufweisen.
Sitzanordnung nach Anspruch 7, wobei die erste Zone eine Verformung von mehr als 40% bei 5 kPa nach ASTM D3574 aufweist.
Sitzanordnung nach Anspruch 1, wobei die erste Zone eine Verformung von mehr als 60 % aufweist und die dritte Zone eine Verformung von weniger als 60 % bei 10 kPa gemäß ASTM D3574 aufweist.
Sitzanordnung nach Anspruch 7, wobei das Gradientenschaumstoffkissen eine Hysterese von wenigstens 23,5 % gemäß ASTM D3574-17 Test N mittels Verfahren B aufweist.
Sitzanordnung nach Anspruch 1, wobei das Sitzpolster ein integrierter Polyurethanschaum ist.
Sitzanordnung, umfassend: einen Rahmen; ein Kissen, das von dem Rahmen gestützt wird und einen kontinuierlichen Dichtegradienten von einem ersten Ende zu einem zweiten Ende aufweist, so dass das erste Ende eine geringere Dichte als das zweite Ende aufweist, wobei das erste Ende näher an einem Insassen angeordnet ist als das zweite Ende; einen Verkleidungsbezug, der über dem Kissen und dem Rahmen angeordnet ist.
Sitzanordnung nach Anspruch 12, wobei der kontinuierliche Dichtegradient durch eine Differenz von wenigstens 5,0 kg/m³ gemäß ISO 845 definiert ist.
Sitzanordnung nach Anspruch 12, wobei der kontinuierliche Dichtegradient durch eine Differenz von wenigstens 7,5 kg/m³ definiert ist.
Sitzanordnung nach Anspruch 12, wobei das Kissen ein erstes, an eine erste Oberfläche angrenzendes Volumen mit einer Dichte von 60,0 bis 66,0 kg/m³, ein zweites, an das erste Volumen angrenzendes Volumen mit einer Dichte von 64,0 bis 71,0 kg/m³ und ein drittes, an eine zweite, der ersten Oberfläche gegenüberliegende Oberfläche angrenzendes Volumen mit einer Dichte von 69 bis 81 kg/m³ aufweist, wobei das zweite Volumen schichtartig zwischen dem ersten und dem dritten Volumen gemäß ISO 845 angeordnet ist.
Fahrzeugsitzpolster, umfassend: ein monolithisches Polyurethanschaumstoffkissen, das einen ersten Bereich, einen zweiten Bereich und einen dritten Bereich aufweist, wobei der dritte Bereich eine höhere Härte als der zweite Bereich und der zweite Bereich eine höhere Härte als der erste Bereich aufweist, wobei der erste Bereich näher an einem sitzenden Insassen angeordnet ist und der zweite Bereich schichtartig zwischen dem ersten und dem dritten Bereich angeordnet ist.
Fahrzeugsitzpolster nach Anspruch 16, wobei der erste Bereich eine Härte von nicht mehr als 5,0 kPa aufweist.
Fahrzeugsitzpolster nach Anspruch 17, wobei der dritte Bereich eine Härte von wenigstens 7,0 kPa aufweist.
Fahrzeugsitzpolster nach Anspruch 18, wobei jeder Bereich zwischen 10 und 80 mm groß ist.
Fahrzeugsitzpolster nach Anspruch 19, wobei der erste Bereich und der dritte Bereich eine Differenz in der Verformung von wenigstens 10 % bei einer Spannung von 5 kPa gemäß ASTM D3574 aufweisen.