DE10340559A1 - Seat, design and fabrication method, in which target design criteria are set, test measurements carried out and a seat model produced using the target criteria and test measurements to create a set of construction parameters - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Konstruktion eines Sitzes, vorzugsweise eines Fahrzeugsitzes, bei dem die konstruktiven Parameter des Sitzes automatisch mittels eines Modells ermittelt werden, dessen Eingangsgrößen komplexe Komfortkriterien und/oder Anforderungen an die mechanische Belastung/Festigkeit sind.The Invention relates to a method for constructing a seat, preferably a vehicle seat, wherein the constructive parameters of the seat are determined automatically by means of a model whose Input variables complex Comfort criteria and / or mechanical stress / strength requirements are.
Es bestehen für die Gestaltung von Sitzen, insbesondere für Sitze in Fahrzeugen, hohe Anforderungen bezüglich der Qualität, Festigkeit und des Sitzkomforts. Insbesondere der Sitzkomfort ist als subjektives, vom Empfinden der jeweiligen Person geprägtes Merkmal nur mit Hilfe einer komplexen Bewertung von Parametern, wie Einsitztiefe, Energieaufnahme des Sitzes, Einsitzweg etc. möglich. Eine Vielzahl von Einflussgrößen, wie Sitzunterbau, Polstersteife, Polsterdicke, Bezugsstoff, Lage und Anzahl von Nähten im Bezugsstoff etc., wirken auf die komfortbestimmenden Parameter.It insist for the design of seats, especially for seats in vehicles, high Requirements regarding the quality, Strength and seating comfort. In particular, the seating comfort is as a subjective characteristic of the individual's feelings only with the help of a complex evaluation of parameters, such as insertion depth, Energy absorption of the seat, one-way etc. possible. A variety of factors, such as Seat base, upholstery stiffness, upholstery thickness, upholstery fabric, layer and Number of seams in the fabric, etc., affect the comfort-determining parameters.
Bei der Konstruktion eines Sitzes müssen die vom Konstrukteur wählbaren Material- und konstruktiven Gestaltungsparameter so gestaltet werden, dass dem subjektiven Komfortempfinden sowie den Anforderungen an Dauerfestigkeit, geometrischer Gestaltung, Bauraumerfordernissen usw, genügt wird.at the construction of a seat those selectable by the designer Material and structural design parameters are designed so that the subjective sense of comfort as well as the requirements for fatigue strength, geometric design, space requirements, etc., is sufficient.
Bisher wurde bei der Konstruktion von Sitzen, insbesondere für Fahrzeuge, weitgehend auf subjektive Erfahrungswerte der Konstrukteure von Sitzen zurückgegriffen. Die so entstandenen Konstruktionen wurden nachfolgend getestet und optimiert bzw. angepasst.So far was used in the construction of seats, especially for vehicles, largely based on subjective experience of the designers of seats resorted. The resulting designs were subsequently tested and optimized or adjusted.
Für die nachfolgende
Bewertung der so konstruierten Sitze sind im Stand der Technik Verfahren zur
Messung einzelner Parameter beschrieben. Beispielsweise zeigen die
Schriften
Weiterhin
zeigt die
Der Stand der Technik zeigt ein Verfahren zur Messung der einzelnen Sitzparameter. Die beschriebenen Verfahren zeigen Möglichkeiten zur Aufnahme von Messwerten für den jeweils auskonstruierten Fahrzeugsitz.Of the Prior art shows a method for measuring the individual Seat parameters. The described methods show possibilities for recording measured values for the respectively designed vehicle seat.
Der Sitzkonstrukteur bekommt durch Anwendung der Messverfahren und anschließende Auswertung der Messdaten die Rückkopplung darüber, inwieweit der von ihm gestaltete Sitz den Anforderungen gerecht wird.Of the Seat designer gets by applying the measurement method and subsequent evaluation the measured data the feedback about that, To what extent does the seat he designed meet the requirements? becomes.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, das den Konstrukteur bei der Gestaltung des jeweiligen Sitzes unterstützt, wobei aus vorgegebenen Komfortkriterien Parameter für die Sitzgestaltung automatisch bestimmt werden. Des weiteren werden den Sitz hinsichtlich seines Komfortverhaltens beschreibende, mathematisch fassbare Komfortparameter gebildet.Of the Invention has for its object to provide a method which supports the designer in the design of the respective seat, wherein from given comfort criteria parameters for seating design automatically be determined. Furthermore, the seat in terms of its comfort behavior descriptive, mathematically tangible comfort parameters formed.
Diese Aufgabe wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren dadurch gelöst, dass die aus komplexen Komfortkriterien und/oder Anforderungen an die mechanische Belastung/Festigkeit gebildeten Zielkriterien für den zu konstruierenden Sitz einem Modell als Eingangsgröße vorgegeben werden und am Ausgang des Modells, bzw. als Ergebnis des Verfahrens, konstruktive Parameter für den zu konstruierenden Sitz bereitgestellt werden.These The object is achieved in the method according to the invention in that from complex comfort criteria and / or requirements to the mechanical load / strength formed target criteria for the too constructive seat are given to a model as input and on Output of the model, or as a result of the process, constructive Parameters for be provided to the seat to be constructed.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermittelt bei Vorgabe von sitzspezifischen Komfortkriterien, bzw. aus einzeln messbaren Vorgaben, wie Einsitzweg, Dissipationsenergie, maximaler Einsitzweg usw. geeignete Materialparameter, wie Bezugsstoffe, Anzahl von Absteppnähten, Polstersteifigkeit, geometrische Gestaltungskriterien der Sitzoberfläche etc. Erfindungsgemäß vorteilhaft wird dafür ein Modell genutzt, das aus Messwerten, die durch Versuche ermittelt wurden, erstellt wird. Das Modell kann mit mathematisch beschreibbaren Zusammenhängen, z. B. bekannten funktionalen Zusammenhang zwischen den einzelnen konstruktiven bzw. Materialparametern wie Polstermaterial, Polstergeometrie, Steifigkeit und den Komfortkennwerten ergänzt werden.The inventive method determined by specification of seat-specific comfort criteria, resp. from individually measurable specifications, such as single-seat path, dissipation energy, maximum Einsitzweg etc. suitable material parameters, such as fabrics, number of stitching, Upholstery stiffness, geometric design criteria of the seat surface etc. According to the invention advantageous will do it used a model that consists of readings obtained through experiments were created. The model can be described with mathematical Contexts z. B. known functional relationship between the individual constructive or material parameters such as upholstery material, upholstery geometry, stiffness and the comfort characteristics added become.
Es werden sitzspezifische Komfortkriterien gebildet, um die unscharfe Beschreibung Komfort mathematisch zu fassen. Diese Parameter sind z. B. der maximale Einsitzweg, die Breite der Hysterese bei einer bestimmten Kraft und die Dissipationsenergie. Auf der Grundlage von Daten, die in Testreihen mittels Versuchen an Sitzen mit verschiedenen Material- und Konstruktionsparametern aufgenommen werden, werden mathematische Einzelmodelle erstellt, die eine Zuordnung der Materialparameter zu dem jeweiligen Komfortkriterien erlauben.It Seat-specific comfort criteria are made to fuzzy the Description comfort mathematical to grasp. These parameters are z. B. the maximum Einsitzweg, the width of the hysteresis at a certain power and the dissipation energy. Based on of data obtained in test series by means of experiments on seats with different Material and design parameters are included created mathematical single models, an assignment of material parameters allow for the respective comfort criteria.
Die Anzahl der notwendig aufzunehmenden Daten kann dabei durch die Methode der statistischen Versuchsplanung minimiert werden bzw. das mit dieser Methode gewonnene Modell kann gleichzeitig als Modell für das erfindungsgemäße Verfahren dienen.The number of necessary data to be recorded can be determined by the method of statisti The experimental model can be minimized or the model obtained with this method can simultaneously serve as a model for the method according to the invention.
Erfindungsgemäß vorteilhaft kann zur Erstellung des Modells gleichfalls ein neuronales Netz verwendet werden, das aus den Messdaten angelernt in die Lage versetzt wird, als Rechenmodell für Bestimmung der einzelnen Konstruktionsparameter zu dienen.According to the invention advantageous can also create a neural network to create the model be used, which taught from the measured data in the situation becomes, as a calculation model for Determining the individual design parameters to serve.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden in den Ablaufplänen anhand von schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen beschrieben.Further Details of the invention will be described in the flowcharts described by schematically illustrated embodiments.
Hierbei zeigen:in this connection demonstrate:
Vom
Konstrukteur werden bestimmte Bereiche und/oder Kombinationen der
Komfortparameter des zu konstruierenden Sitzes als Zielgrößen des Prozesses
gesetzt. Das Modell
Das Verfahren zur Bildung eines Modells und zur Berechnung der konstruktiven Parameter kann mit Hilfe der statistischen Versuchsplanung unterstützt werden.The Method of forming a model and calculating the constructive Parameter can be supported by statistical experimental design.
Die statistische Versuchsplanung ist als mathematische Methode zur Minimierung der Anzahl von Messpunkten, insbesondere bei Experimenten mit einem hohen Aufwand an zu vermessenden Punkten oder einer Vielzahl von variierenden Parametern, bekannt. Es handelt sich um eine statistisch abgesicherte Methode, die unter Annahme eines bestimmten Prozessverhaltens die Auswahl der zu vermessenden Parameterkombinationen vorgibt. Die Auswertung der Messergebisse erfolgt ebenfalls unter statistischen Gesichtspunkten, so dass als Ergebnis Aussagen über die Signifikanz der Parameter, über Wechselwirkungen und Vertrauensbereiche vorliegen. Aufgrund der aufgenommenen Daten kann ein Regressionsmodell des zu untersuchenden Zusammenhangs erstellt werden. Für die vorliegende Aufgabe werden mit Hilfe der statistischen Versuchsplanung komplexe Komfortkriterien zur Beschreibung eines Sitzes aus den aufgenommenen Daten definiert und ein Modell erstellt, das es dem Konstrukteur erlaubt, bei Vorgabe der Zielgrößen des zu konstruierenden Sitzes die Definition von Materialeigenschaften, Polstersteifigkeit, Polsteroberfläche, Parameter des Bezugsstoffes etc. vorzunehmen.The statistical experimental design is as a mathematical method of minimization the number of measurement points, especially in experiments with one high expenditure on points to be measured or a multiplicity of varying parameters, known. It is a statistically validated Method that assumes the assumption of a certain process behavior Specifies selection of the parameter combinations to be measured. The evaluation the measurement results also take place statistically, so that as a result statements about the significance of the parameters, about Interactions and areas of confidence exist. Due to the recorded data may be a regression model of the examined Context are created. For The present task will be carried out with the help of statistical experimental design complex comfort criteria for describing a seat from the defined data and created a model that it the Designer allows, given the target sizes of the to be constructed Fit the definition of material properties, cushioning stiffness, Cushion surface, Parameter of the cover fabric etc. to make.
Nachfolgend wird beispielhaft das Vorgehen für die Erstellung eines Modells für die Konstruktion eines Fahrzeugsitzes beschrieben. Das Ausführungsbeispiel zeigt hierbei lediglich eine mögliche Ausführungsform und stellt insbesondere in der Wahl der zu untersuchenden Parameter eine beispielhafte Auswahl dar.following will exemplify the procedure for the creation of a model for the construction of a vehicle seat described. The embodiment shows here only one possible embodiment and in particular in the choice of the parameters to be examined an exemplary selection.
Zur Erstellung des Modells werden in einem ersten Schritt die zu untersuchenden konstruktiven Parameter, hier der Kennwert Rohdichte des Polsterschaumes, der Kennwert Dehnung des Bezugsstoffes, ausgewählt. Die Erstellung des Modells wird hier anhand der beiden Parameter beispielhaft erläutert. Für die Konstruktion des Sitzes können weitere Parameter genutzt werden. Das Modell kann gleichfalls mehrdimensional sein. Es wird ein Versuchsplan erstellt, der die zu realisierenden Parameterkombinationen, z. B. die Messpunkte für die einzelnen Werte für Stoffdehnung und Rohdichte des Polsterschaums festgelegt. Anschließend erfolgt die Aufnahme der einzelnen Kennwerte mit einem oder mehreren, der im Stand der Technik beschriebenen, Prüfverfahren.to Creation of the model will be the first to be examined constructive parameters, here the characteristic value gross density of the upholstery foam, the characteristic elongation of the cover fabric selected. The creation of the model is explained here by way of example using the two parameters. For the construction of the seat can additional parameters are used. The model can also be multi-dimensional be. An experimental design is created, which will be realized Parameter combinations, eg. For example, the measurement points for the individual values for material stretch and bulk density of the upholstery foam set. Then done the recording of the individual characteristic values with one or more, which in State of the art described test method.
Aus
den Messdaten wird für
jeden Kennwert ein mathematisches Modell in Abhängigkeit von den variierten
Parametern erstellt. Gezeigt sind in
Anstelle
des Modells
Als weiterer Komfortparameter kann die Steigung der Graphen G1 und G2 im Mittel bzw. an definierten Punkten der Messkurve bewertet werden. Diese erfindungsgemäßen Parameter eignen sich zur mathematischen Beschreibung des Sitzkomforts, der für die Modellbildung und die automatische Erzeugung der Material- bzw. Konstruktionsparameter des Sitzes nach den vorgegebenen Komfortparametern notwendig ist. Diese und weitere Komfortparameter werden in Versuchsreihen ermittelt, wobei die Material- bzw. Konstruktionsparameter des Sitzes variiert werden. Es werden z.B. Messungen der Komfortparameter an Sitzen mit unterschiedlich dichtem Schaum, mit verschiedenen Bezugsstoffen, unterschiedlichem Sitzunterbau etc. durchgeführt. Aus diesen Messungen entstehen jeweils Einzelmodelle für den jeweiligen Komfortparameter in Abhängigkeit von der variierten Messgröße. Durch die nachfolgende Vorgabe der Komfortparameter werden aus dem Modell die Parametersätze für die Material- bzw. Konstruktionsparameter des Sitzes bestimmt und durch eine nachfolgende Parameteroptimierung zu einem Optimum bzw. einem möglichst guten Kompromiss geführt.When Another comfort parameter is the slope of the graphs G1 and G2 be evaluated on average or at defined points of the measurement curve. These inventive parameters are suitable for the mathematical description of seating comfort, the for the Modeling and automatic generation of the material or Design parameters of the seat according to the given comfort parameters necessary is. These and other comfort parameters are being tested determined, with the material or construction parameters of the seat varies become. There are e.g. Measurements of comfort parameters on seats with different dense foam, with different cover fabrics, different seat substructure etc. performed. From these measurements arise each individual models for the respective comfort parameter depending on the varied Measured variable. By the subsequent specification of the comfort parameters are from the model the parameter sets for the Material or construction parameters of the seat determined and by a subsequent parameter optimization to an optimum or a preferably good compromise.
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DE10340559A DE10340559A1 (en) | 2003-09-01 | 2003-09-01 | Seat, design and fabrication method, in which target design criteria are set, test measurements carried out and a seat model produced using the target criteria and test measurements to create a set of construction parameters |
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DE10340559A Withdrawn DE10340559A1 (en) | 2003-09-01 | 2003-09-01 | Seat, design and fabrication method, in which target design criteria are set, test measurements carried out and a seat model produced using the target criteria and test measurements to create a set of construction parameters |
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DE102010005983A1 (en) * | 2010-01-28 | 2011-08-18 | Audi Ag, 85057 | Method for determining property of seat, involves entering data, and calculating geometric shape of seat with seated object in dependence of data for specified geometric dimensional shape of seat seated object |
DE102016210742A1 (en) * | 2016-05-30 | 2017-11-30 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Method and system for determining at least one load characteristic of a seat unit of a seat |
CN111452689A (en) * | 2019-01-22 | 2020-07-28 | 李尔公司 | Seat cushion design and manufacture |
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2003
- 2003-09-01 DE DE10340559A patent/DE10340559A1/en not_active Withdrawn
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