DE102023003734A1

DE102023003734A1 - Verfahren zur Erstellung eines individualisierten Fahrzeugsitzes zur Erhöhung des Sitzkomforts für einen Nutzer

Info

Publication number: DE102023003734A1
Application number: DE102023003734.6A
Authority: DE
Inventors: Jens Goedecke; Alexander Weiss; Andre Hein
Original assignee: Mercedes Benz Group AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2023-09-14
Filing date: 2023-09-14
Publication date: 2024-03-14

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erstellung eines individualisierten Fahrzeugsitzes zur Erhöhung des Sitzkomforts für einen Nutzer, bei welchem dem Nutzer ein optimaler Sitzkomfort während der Fahrt des Fahrzeuges ermöglicht wird. Bei dem Verfahren werden biometrische Daten des Nutzers zur Bestimmung einer späteren Druckverteilung auf dem Fahrzeugsitz erfasst, welche in einen 3D-Druckdatensatz übertragen werden, mittels dem ein optimiertes Sitzpolster in einem 3D-Druckvorgang erstellt wird, dass in dem Fahrzeugsitz integriert wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erstellung eines individualisierten Fahrzeugsitzes zur Erhöhung des Sitzkomforts für einen Nutzer.
Aus der DE 10 2018 202 088 A1 ist ein Fahrzeugsitz bekannt, welcher ein Sitzkissen und einen Sitzrücken aufweist. Das Sitzkissen ist konfiguriert, um den Sitzbereich einer Person, die auf dem Sitz sitzt, zu lagern. Der Sitzrücken ist schwenkbar an dem Sitzkissen angebunden, um sich aufrecht relativ zu dem Sitzkissen zu erstrecken. Der Sitz umfasst weiterhin eine Abdeckung, welche das Sitzkissen und den Sitzrücken überzieht. Zur Erfassung von biometrischen Daten der auf dem Sitz sitzenden Person sind piezoelektrische Sensoren über dem Sitz verteilt angeordnet, welche in Erwiderung einer mechanischen Spannung elektrische Signale abgeben.
Die DE 10 2021 111 475 A1 offenbart eine Sitzanordnung mit einem Sitzunterteil und einer Rückenlehne, wobei ein Sensor zur Prüfung von Müdigkeitserscheinungen bei der auf der Sitzanordnung sitzenden Person an oder in der Rückenlehne positioniert ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Erstellung eines individualisierten Fahrzeugsitzes anzugeben, bei welchem dem Nutzer ein optimaler Sitzkomfort während der Fahrt des Fahrzeuges ermöglicht wird.
Die Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, sowie der Erläuterung von Ausführungsbeispielen der Erfindung.
Die Aufgabe wird mit dem Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst.
Bei dem eingangs erläuterten Verfahren zur Erstellung eines individualisierten Fahrzeugsitzes zur Erhöhung des Sitzkomforts für einen Nutzer, werden biometrische Daten des Nutzers zur Bestimmung einer späteren Druckverteilung auf dem Fahrzeugsitz erfasst, die in einen 3D-Druckdatensatz übertragen werden, mittels welchem ein optimiertes Sitzpolster in einem 3D-Druckvorgang erstellt wird, dass in den Fahrzeugsitz integriert wird. Dies hat den Vorteil, dass der Nutzer schon bei der Bestellung des Fahrzeuges in einer Fahrzeugverkaufseinrichtung einen Sitz auswählen kann, der an seine Körperform optimal angepasst wird. Eine Vermessung mittels Probanden entfällt. Während der Fabrikation des Fahrzeuges wird der Sitz kundenspezifisch hergestellt, so dass der Nutzer später während der Fahrt im fertigen Fahrzeug einen optimalen Sitzkomfort genießen kann. Die Entwicklung des Sitzpolsters ist stufenweise möglich ohne Werkzeugeinsatz. Die Herstellung erfolgt vollautomatisch.
Vorteilhafterweise wird das Sitzpolster im 3D-Druckvorgang als Lattice-Polster ausgebildet. Ein solches Lattice-Polster ist auf Grund seiner Gitterstruktur nicht nur sehr leicht, was das Fahrzeuggewicht optimiert, sondern besitzt auch eine optimale Geometrie hinsichtlich Belüftungseigenschaften, Stoßdämpfung und individuellem Härtegrad. Diese Eigenschaften können entsprechend den Wünschen des Nutzers gezielt eingestellt werden.
In einer Ausgestaltung werden die biometrischen Daten des Nutzers mittels einer Sensormatte vermessen. Die flächige Ausdehnung der Sensormatte erlaubt die genaue Vermessung des gesamten Körpers des Kunden hinsichtlich Gewicht und Flächendruck.
In einer Alternative werden die biometrischen Daten des Nutzers durch ein Abformen des Körpers des Nutzers im Sitzen erfasst. Dabei ist das Abformen des Nutzers in einem Bauschaum besonders kostengünstig. Die Vertiefungen in dem Bauschaum werden ausgemessen und daraus auf die biometrischen Daten des Nutzers geschlossen.
In einer Variante werden bei der Erstellung des 3D-Druckdatensatzes zusätzliche Parameter, die Vorgaben des Nutzers zum individuellen Sitzkomfort umfassen, berücksichtigt. Dazu gehören Sportlichkeit, Stärke eines Seitenhaltes oder eine Belüftungsstärke.
In einer Ausführungsform wird der um die zusätzlichen Parameter erweiterte 3D-Druckdatensatz dem Nutzer visualisiert. Somit wird dem Nutzer die Möglichkeit gegeben, Änderungen vorzunehmen, bevor das Sitzpolster in Produktion geht. Auf eine Entwicklung eines Prototypen kann verzichtet werden.
Es ist von Vorteil, wenn die zusätzlichen Parameter Designmerkmale für das Sitzpolster umfassen. Dabei können Designwünsche hinsichtlich eines Namenszuges oder eines Tag-/Nachtdesigns oder eines speziellen Schriftzuges, wie beispielsweise eine Unterschrift des Nutzers, berücksichtigt werden.
In einer weiteren Ausgestaltung wird als Sitzpolster ein Sitzkissen ausgebildet. Das Sitzkissen ist separat unabhängig von Fahrzeug herstellbar und anschließend problemfrei in die Sitzschale einzulegen. Die Funktionsanpassung an die Wünsche des Nutzers erfolgt ohne Mehraufwand in der Fahrzeugproduktion.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der - gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung - zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Beschriebene und/oder bildlich dargestellte Merkmale können für sich oder in beliebiger, sinnvoller Kombination den Gegenstand der Erfindung bilden, gegebenenfalls auch unabhängig von den Ansprüchen, und können insbesondere zusätzlich auch Gegenstand einer oder mehrerer separater Anmeldung/en sein. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Das erfindungsgemäße Verfahren soll im Weiteren anhand der Entwicklung und Herstellung eines individuellen Sitzkissens für einen Fahrzeugsitz näher erläutert wird. Für einen Fahrzeugkauf kommt ein Kunde in ein Autohaus und wählt neben vielen anderen Details eine Sitzschale und einen Bezug für den Fahrzeugsitz aus. Für einen individualisierten Sitzkomfort des Nutzers wird zur Herstellung des auf der Sitzschale aufliegenden Sitzkissens im Autohaus eine Körperform des Nutzers im Sitzen ausgemessen. Zu diesem Zweck setzt sich der Nutzer auf eine Sensormatte, die einer Sitzeinstellung hinsichtlich Lenkrad und Pedalen nachgeformt ist. Dabei werden biometrische Daten des Nutzers erfasst. Dazu gehören Körpergewicht, Körpergröße, Körperproportionen, H-Punkt, Geschlecht, Körperform im Sitzzustand, Alter und evtl. Behinderungen.
Alternativ zur Sensormatte kann die Erfassung der biometrischen Daten auch mit einer Druckmatte, einem 3D-Scan, einem Abformkissen oder einem Vakuumkissen mit anschließender Vermessung der Eindrücke der Körperform erfolgen. Es kann aber auch ein spezieller Sensorsitz zur Formaufnahme aus Bauschaum verwendet werden.
Die so bestimmten biometrischen Daten werden zur Bestimmung der Druckverteilung auf dem Sitzkissen visualisiert. Anhand dieser Visualisierung hat der Nutzer weitere Voreinstellmöglichkeiten. So kann er über die Sportlichkeit, eine Stärke eines Seitenhalts und eine Belüftungsstärke entscheiden. Zusätzlich kann er Designelemente, wie einen Namenszug oder einem Tag-/Nachtdesign auswählen. Ein stärkerer Kundenbezug kann durch Anbringung einer Unterschrift des Nutzers an dem Sitzkissen hergestellt werden. Es können aber auch ein Wappen oder ein Emblem abgebildet werden. Bei einer wiederholten Visualisierung kann der Nutzer das Sitzkissen noch einmal betrachten und evtl. nochmals Veränderungen daran vornehmen.
Anschließend wird die Herstellung des individualisierten Sitzkissens durch ein 3D-Druckverfahren durch einen Fahrzeugzulieferer vorbereitet. Als Eingangsgrößen werden aus den ermittelten Daten eine Kraftvektormatrix, ein von der Sitzschale abhängiger Designraum, Designelemente und zusätzliche Konfigurationsparameter erstellt. Die kann dem Nutzer ein weiteres Mal visualisiert werden. Ist der Nutzer einverstanden, erfolgt ein Daten-Mapping und die Farbe auf einer 3D-Geometrie. Der Nutzer betrachtet den individualisierten Fahrzeugsitz mit dem Sitzkissen und bestätigt den Auftrag.
Nach der Auftragsbestätigung erfolgt eine Simulation bzw. Berechnung einer belastungsgerechten Struktur unter Verzicht auf eine händische Ingenieurleistung. Die Belastung wird durch eine ortabhängige Variation verschiedener Parameter, wie Wandstärke, Winkel, Elementgeometrie und Materialauswahl eingestellt. In einer weiteren Anpassung werden durch anisotrope Struktureigenschaften Wünsche des Nutzers nach einer angepassten Polsterfunktion, einem Crashrückhalt, einem Seitenhalt und/oder einer Sitzbelüftung Rechnung getragen. Anschließend werden die berechneten Daten auf einen Standard- 3D- Druckjob übertragen. Da sich lediglich eine Geometrie im inneren einer Hüllkontur, nicht aber ein Volumen und die Hüllkontur selbst ändert, können diese Daten auf einen Standdard-3D-Druckjob aufgebracht werden. Dadurch wird der Prozessschritt der Arbeitsvorbereitung automatisiert. Die so erstellten schichtbezogenen Druckdaten werden an den Fahrzeug-Zulieferer verschlüsselt versendet, so dass der Fahrzeug-Zulieferer das Sitzkissen nicht vervielfältigen kann, wodurch die Individualisierung für den Nutzer erhalten bleibt.
Der Fahrzeug-Zulieferer stellt das Sitzkissen in einem geeigneten Fertigungsverfahren der Technologiegruppe Additives Manufacturing mit einem geeigneten Polymer her. Das so hergestellte Sitzkissen, weist eine Lattice-Struktur auf. Unter einer Lattice-Struktur wird eine Gitterstruktur verstanden, in welcher Material an Stellen entfernt wird, wo es weder für Form noch Funktion notwendig ist. Das individualisierte Sitzkissen wird an den Fahrzeughersteller zurückgesendet. Dieser verbaut es während der Sitzendmontage in den Sitz, so dass der Nutzer sein neues Fahrzeug gemeinsam mit dem individualisierten Sitz entgegennehmen kann.
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

DE 102018202088 A1 [0002]
DE 102021111475 A1 [0003]

Claims

Verfahren zur Erstellung eines individualisierten Fahrzeugsitzes zur Erhöhung des Sitzkomforts für einen Nutzer, dadurch gekennzeichnet, dass biometrische Daten des Nutzers zur Bestimmung einer späteren Druckverteilung auf dem Fahrzeugsitz erfasst werden, welche in einen 3D-Druckdatensatz übertragen werden, mittels dem ein optimiertes Sitzpolster in einem 3D-Druckvorgang erstellt wird, das in den Fahrzeugsitz integriert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sitzpolster im 3D- Druckvorgang als Lattice-Polster ausgebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die biometrischen Daten des Nutzers mittels einer Sensormatte vermessen werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die biometrischen Daten des Nutzers durch ein Abformen des Körpers des Nutzers im Sitzen erfasst werden.
Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Erstellung des 3D-Druckdatensatzes zusätzliche Parameter, die Vorgaben des Nutzers zum individuellen Sitzkomfort umfassen, berücksichtigt werden.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der um die zusätzlichen Parameter erweiterte 3D-Druckdatensatz dem Nutzer visualisiert wird.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzlichen Parameter Designmerkmale für das Sitzpolster umfassen.
Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Sitzpolster ein Sitzkissen ausgebildet wird.