DE68913122T2 - Sitz mit einer Mehrschichtenstruktur, insbesondere für Kraftfahrzeuge. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Sitze und ist mit besonderer Beachtung ihrer möglichen Verwendung bei der Herstellung von Kraftfahrzeugsitzen entwickelt worden, insbesondere der Rück- (Bank) Sitze von Kraftwagen.
• Gemäß einer Lösung, welche durch praktisch alle Kraftfahrzeughersteller angenommen ist, sind diese Sitze im wesentlichen durch ein Tragrahmenwerk gebildet (herkömmlicherweise mit zugeordneten Mitteln zum Verändern der relativen Stellungen des Sitzteils und der Rückenlehne und/oder der Position des Sitzes als Ganzes), auf welchem ein wiederum durch eine Polsterungsgesamtheit (Polstermaterial) bedeckter gefederter Aufbau montiert ist.
• Die Herstellung eines Sitzaufbaus dieser Art erfordert beträchtliche Kosten, welche ebenso auf die Schwierigkeit der vollständigen Automatisierung des Herstellungsvorgangs zurückzuführen sind. In dein speziellen Fall von Rücksitzen für Kraftwagen ist es ebenso erforderlich, ihre Dicke und ihr Volumen zu minimieren (insbesondere was das Sitzteil betrifft), so daß es eine entsprechende Zunahme des im Fahrgastraum zur Verfügung stehenden, nützlichen Raums geben kann.
• Für einige Typen sehr billiger Fahrzeuge werden tatsächlich einfache Aufbauten verwendet, wie z.B. Metallrahmenwerke, welche aus Gewebe hergestellte Lagerflächen tragen; selbstverständlich bilden Lösungen dieses Typs, obwohl sie für einige Mitglieder der Öffentlichkeit akzeptabel sein können, im allgemeinen keine gute Marktalternative zu herkömmlicheren Lösungen: Tatsächlich führt die Vereinfachung des Aufbaus zu einer Verringerung der Einstellbarkeit des Sitzes und/oder seines Komforts zum Fahren oder Reisen. Die Verwendung eines Schichtaufbaus ist in der Vergangenheit vorgeschlagen worden, um zu versuchen, einen Kompromiß zwischen dem Erfordernis, den Aufbau des Sitzes zu vereinfachen, und dem Erfordernis, ein hohes Niveau von Fahr- und Reisekomfort sowie die Einstellbarkeit der Position des Sitzes beizubehalten, zu erreichen.
• Zum Beispiel sind einige Kraftwagen (das Bluebird-Modell der japanischen Firma Nissan) mit einem Sitz ausgestattet worden, in welchem das Sitzteil durch zwei Schichten aus elastischem Synthetikmaterial verschiedener Härten gebildet ist, zwischen welchen sich eine Zwischen-Imprägnierschicht befindet. Die Oberfläche des Sitzteils ist durch eine weiche Schicht festgelegt, so daß der Sitz sich selbst an Fahrer verschiedener Größen anpaßt. Die untere Schicht, welche kompakter ist, wirkt im wesentlichen als ein Trageaufbau. Die obere weiche Schicht ist in dem Bereich, auf welchem im Gebrauch der linke Oberschenkelsbereich des Fahrers ruht, dicker gemacht, während die Dikke der unteren Schicht entsprechend verringert ist. Die nach unten gerichtete Bewegung des Oberschenkelbereichs des Fahrers wird somit erleichtert, wenn er das Kupplungspedal nach unten drückt.
• Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Sitz her zustellen, vorzugsweise umfassend einen Sitzteil und eine Rükkenlehne, in welchem gemäß einer bekannten Lösung die Verwendung eines Schichtaufbaus beabsichtigt ist.
• Das Hauptkennzeichen des Sitzes gemäß der Erfindung, wie im Anspruch 1 angegeben, ist die Tatsache, daß der Schichtaufbau, welcher nur für das Sitzteil, nur für die Rückenlehne oder für beide diese Elemente verwendet werden kann, wenigstens eine relativ inelastische Schicht mit plastischem Gedächtnis umfaßt.
• Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis der Tatsache, daß entsprechend durch die Anmelderin durchgeführten Experimenten die Lösung, in welcher eine obere oder äußere weiche, elastische Schicht einfach mit einer unteren oder Basistrageschicht kombiniert ist, welche ebenso elastisch jedoch geringfügig härter ist (wie in dem Fall der Kombination zweiter Polyurethanschichten), an sich ungeeignet zum Vorsehen einer ergonomisch effektiven Lösung ist: Tatsächlich ist es bei dieser Lösung unmöglich, das Erfordernis des Sicherstellens eines Fahr- oder Reisekomforts mit dem Erfordernis des Verhinderns, daß die Schicht-Sitzteileinheit beim Vorhandensein sehr hoher Belastungen, wie z.B. diejenigen, die sich beim Fahren über rauhen Untergrund ergeben, zusammengedrückt wird (sie wird sozusagen "verdichtet"), bis ihre Funktion der mechanischen Isolation von dem darunterliegenden starren Aufbau (dem Rahmenwerk des Sitzes) verloren geht, was eine Situation hervorruft (sogenanntes "Stoßen"), die für den Fahrer sehr unangenehm ist, zu verbinden.
• Mit anderen Worten, eine sehr weiche obere Schicht sieht einen guten Fahr- und Reisekomfort vor, zeigt jedoch eine deutliche Tendenz beim Vorhandensein hoher Belastungen deformiert zu werden. Eine härtere untere Schicht vermeidet andererseits das Risiko einer Verformung oder "Verdichtung" des Schichtaufbaus beim Vorhandensein einer hohen Belastung, aber sie ist im allgemeinen ziemlich hart und unter normalen Fahrbedingungen unkomfortabel.
• Das obige gilt ebenso was den Seitenhalt des den Sitz einnehmenden Körpers betrifft (entweder durch das Sitzteil oder die Rückenlehne): Ein zu harter Aufbau erreicht in der Praxis überhaupt kein Seitenhalt. Um diesen Effekt zu erreichen, muß eine weichere elastische Schicht verwendet werden, welche jedoch die oben beschriebenen Nachteile aufweist.
• In der US-A-3833259 ist ein Sitz für Fahrzeuge, wie z.B. Schneemobile, offenbart, welcher drei Schaumstoffschichten umfaßt, worin die oberen und unteren Schichten Polyurethan sind und die Mittelschicht Polyethylen ist. Diese Schichten sind derart angeordnet, daß sie mit einem Beeinträchtigungsmodell zusammenwirken, um die Verformung und die Beeinträchtigung der Wirbelsäule zu minimieren, welche durch das Aufprallen des Körpers des Fahrers auf den Sitz verursacht werden.
• Das wesentliche Element der Lösung gemäß der Erfindung ist jedoch das Vorhandensein einer relativ inelastischen Schicht, welche ein plastisches Gedächtnis aufweist.
• Bei der vorliegenden Beschreibung und in den folgenden Ansprüchen ist der Ausdruck "mit plastischem Gedächtnis" dazu gedacht, eine Schicht aus Material zu definieren, welche dazu neigt, nach einer mechanischen Beanspruchung ihre deformierte Form in einem bestimmten Ausmaß beizubehalten, und welche direkt, nachdem die Beanspruchung für eine bestimmte Zeitperiode aufgehört hat, z.B. einige Sekunden, elastisch in ihre ursprüngliche, undeformierte Form zurückkehrt.
• Wie in der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung besser beschrieben wird, ist die Verwendung von Materialien, wie z.B. Polyethylenschaumstoff (z.B. das Dow Chemical Produkt ETAFOAM) besonders vorteilhaft für die Herstellung der Schicht.
• Bei einer ungefähr 0,5 - 1,5 cm dicken Schicht mit den Gesamtabmessungen des Bereichs, welcher eine auf einem normalen Kraftfahrzeugsitz sitzende Person trägt, neigt dieser Schaumstoff dazu in zwischen ungefähr 0,1 und ungefähr 1 Sekunde nachdem der verformende Druck aufgehört hat, in seinen unverformten Zustand zurückzukehren, wobei bevorzugte Werte um das obere Ende dieses Bereichs liegen.
• Experimente zeigen, daß, wenn der Sitz besetzt ist, eine Zwischenschicht dieses Typs dazu neigt, eine Schalenform anzunehmen, welche sich selbst in einer komplementären Art und Weise an den Körper der den Sitz einnehmenden Person anpaßt, was einen effektiven Seitenhalt sicherstellt. Diese Auswahl ermöglicht es, daß die weiche, elastische Basisschicht mit Charakteristiken hergestellt werden kann, welche das verdichtende Zusammendrücken des Schichtaufbaus als ein Ergebnis einer hohen Belastung in jedem Maß verhindern. Dies gibt jedoch der den Sitz einnehmenden Person nicht irgendein Gefühl einer übermäßigen Härte oder eines Unbehagens.
• Die Erfindung wird nun lediglich anhand eines nicht einschränkenden Beispiels mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in welchen:
• Figur 1 eine allgemeine perspektivische Ansicht (teilweise weggeschnitten) eines Sitzes gemäß der vorliegenden Erfindung ist,
• Figuren 2 und 3 zwei Mittelquerschnitte des Sitzteils der Figur 1 entlang der Linie II-II dieser Figur sind, welche den fraglichen Sitz in der unverformten Ruheposition bzw. der verformten Position zeigen, welche er unter dem Gewicht einer sitzenden Person einnimmt, und
• Figur 4 ein weiterer Querschnitt ist, welcher im wesentlichen der Figur 2 entspricht und in einem geringfügig vergrößerten Maßstab wiedergegeben ist, und welcher eine mögliche alternative Ausführungsform der Erfindung zeigt.
• In den Zeichnungen ist ein allgemein mit 1 bezeichneter Sitz dazu gedacht, im Fahrgastraum eines Kraftfahrzeugs, wie z.B. eines Kraftwagens (nicht als Ganzes dargestellt), angebracht zu werden. Genauer gesagt betrifft dies einen Rück- (Bank) Sitz, welcher auf einem mit Versteifungsrippen P&sub1; versehenen, angehobenen Abschnitt des Bodens P des Fahrgastraums des Kraftwagens befestigt ist.
• Der Sitz 1 als Ganzes weist einen Sitzbereich (oder kurz gesagt ein "Sitzteil") 2 sowie einen vertikalen Bereich oder eine Rückenlehne 3 auf, welche sich von dem hinteren Bereich des Sitzteils 2 nach oben erstreckt.
• Selbstverständlich beziehen sich die Begriffe "vorne" und "hinten" und "unterer" und "oberer" wie sie in dieser Beschreibung verwendet werden, auf die normale Montageposition des Sitzes 1 in dem Fahrgastraum des Kraftfahrzeugs, bezüglich der normalen Fahrrichtung des letzteren.
• Sowohl das Sitzteil 2 als auch die Rückenlehne 3 (oder möglicherweise nur eines von diesen, vorzugsweise das Sitzteil 2) sind im wesentlichen durch einen Aufbau oder "Körper" 4 aus steifem oder halbsteifem Material gebildet (z.B. geformter Kunststoff oder Metall), welcher dazu gedacht ist, auf dem Boden P (oder auf einem Trageaufbau, welcher von diesem hervorragt) zu ruhen, und tragen eine angeordnete Polsterungsgesamtheit 5 mit einem Schichtaufbau.
• Wenn man vom Basisbereich (in Kontakt mit dem Körper 4) in Richtung des oberen Bereichs (d.h. der "äußere" Bereich, welcher dazu gedacht ist, dem Körper der den Sitz einnehmenden Person gegenüberzuliegen) fortschreitet, kann man in der Schichtgesamtheit 5 erkennen:
• - eine weiche, elastische untere oder Basisschicht 6,
• - eine relativ inelastische Zwischenschicht 7 mit einem gewissen Maß an plastischem Gedächtnis, und
• - eine weiche obere oder "äußere" Schicht 8.
• Bezüglich der Bedeutung des Begriffs "relativ inelastisch mit einem Maß an plastischem Gedächtnis " relativ zur Zwischenschicht 7 sei auf die in der Einleitung der vorliegenden Beschreibung getroffene therminologische Aussage Bezug genommen.
• Sofern die Auswahl der Materialien, welche die drei Schichten 6, 7 und 8 bilden (welche in den Figuren 2 und 3 aus Gründen der Klarheit der Darstellung nicht maßstabsgetreu dargestellt sind) betroffen ist, können auf der Grundlage experimenteller Befunde verschiedene Möglichkeiten vorgeschlagen werden.
• Zum Beispiel kann zur Herstellung der Basisschicht 6 ein Material wie z.B. der expandierte Polyurethanschaumstoff verwendet werden, welcher unter dem Handelsnamen PURFOAM (hergestellt durch Padana Plastici) verkauft wird.
• Die Auswahl einer Dicke im Bereich von ungefähr 5 bis ungefähr 7,1 cm hat sich als besonders effektiv für die Schicht 6 erwiesen.
• Mit Hinblick auf die Zwischenschicht 7 hat es sich jedoch als möglich erwiesen, den Polyethylenschaumstoff zu verwenden, welcher unter dem Handelsnamen ETAFOAM (hergestellt durch Dow Chemical) verkauft wird.
• Dieses Material weist ein im allgemeinen elastoplastisches Verhalten auf, was bedeutet, daß es dazu neigt, den als Ergebnis einer Belastung angenommenen verformten Zustand beizubehalten, und erst nachdem die Belastung für eine bestimmte Zeitperiode aufgehört hat, in ihren ursprünglichen, unverformten Zustand zurückzukehren. In den Ausführungsformen, welche sich bis jetzt als am effektivsten erwiesen haben, hat diese Periode eine Dauer von ungefähr 0,1 bis ungefähr 1 Sekunde, vorzugsweise um das obere Ende dieses Bereichs. Für die aus diesem Material hergestellte Schicht 7 hat sich die Auswahl einer Dicke im Bereich von ungefähr 0,5 bis ungefähr 1,5 cm als besonders effektiv erwiesen, wenigstens für den Bereich, welcher eine auf einem normalen Kraftfahrzeugsitz sitzende Person trägt.
• Sofern schließlich die weiche obere Schicht 8 betroffen ist, ist es z.B. möglich, ein im wesentlichen mit dem die Schicht 6 bildenden Material identisches Material zu verwenden, vorzugsweise mit einer ausgewählten Dicke im Bereich von ungefähr 1 bis ungefähr 1,5 cm, was die Gesamtdicke der Schichtgesamtheit 5 auf einen Wert im Bereich von 6-10 cm bringt.
• Die obere oder äußere Schicht 8 kann durch eine Schutzschicht 9 bedeckt sein, welche z.B. aus Tuch (möglicherweise gepolstert), synthetischem Material (z.B. Vinylleder o. dgl.) oder sogar aus einer Schicht aus natürlichem Leder hergestellt ist.
• Als mögliche Alternative kann die Schutzschicht 9 durch einen oberen Bereich der Schicht 8 gebildet sein (welche, wie man gesehen hat, normalerweise ein geschäumtes oder Schwammaterial ist), welche, gemäß bekannten Kriterien, einer Kondensationsbehandlung unterzogen worden ist, welche dazu gedacht ist, diese mit einer kompakteren Struktur zu versehen, die dazu geeignet ist, die Funktion einer Schutzschicht auszuüben.
• Ein Vergleich der Figuren 2 und 3 zeigt, daß die obere oder äußere Schicht 8 fast vollständig durch eine Person M, welche den Sitz einnimmt, verformt ist, so daß sie auf der Zwischenschicht 7 liegt. Die letztere nimmt daher eine im allgemeinen schalenartige Form an, welche in einer komplementären Art und Weise an die anthropometrischen Charakteristiken der Person M angepaßt ist, um den erforderlichen Halt zu erreichen. Dies tritt alles auf, ohne die komplette Verformung der Basisschicht 6 zu verursachen, welche daher ihre Kapazität für eine weitere Verformung als ein Ergebnis plötzlicher Belastungen, wie z.B. diejenigen die aus Stößen resultieren, etc., beibehält.
• Die obige Beschreibung des Sitzteils 2 trifft in gleicher Weise auf die Rückenlehne 3 zu, in welcher die Basisschicht 6 und die äußere Schicht 8 jeweils hinter bzw. vor der Zwischenschicht 7 angeordnet sind.
• Die in Figur 4 dargestellte alternative Ausführungsform sieht die Verwendung einer zusätzlichen Tuchschicht 10 vor, welche ziemlich steif ist, und (z.B. durch Kleben) auf die obere oder die untere Oberfläche der Zwischenschicht 7 aufgebracht ist.
• Wie bereits gesehen wird, die Zwischenschicht 7 unter der Wirkung des Gewichts der den Sitz einnehmenden Person verbogen, und die Last wird über eine größere Oberfläche verteilt, als die durch die das Sitzteil berührenden Körperteile wiedergegebene.
• Die Tuchschicht 10 ist zweckmäßig beim Erhalten einer noch größeren Oberfläche, was einen größeren Bereich des Sitzteils in die Federwirkung einbezieht.
• Somit stellt das Einführen der Tuchschicht 10, welche selbst im wesentlichen undehnbar ist, die folgenden Vorteile sicher:
• - eine weitere Verteilung der Last auf die Sitzteiloberfläche;
• - minimale Gewichtszunahme;
• - verringerte Kosten und, in jedem Fall, Kosten welche geringer sind, als mögliche Alternativen;
• - Synergismus (d.h. gemeinsames Zunehmen) des gewünschten Effekts, in Kontakt zwischen der plastischen Schicht 7 und der Tuchschicht 10; und
• - keine bemerkenswerte Zunahme der Dicke.
• Wenn die Tuchschicht 10 unter der plastischen Schicht 7 angeordnet ist (wie in Figur 4 dargestellt), dann arbeitet letztere unter Kompressionsbelastung.
• Wenn im Gegensatz dazu das Tuch 10 über der plastischen Schicht 7 angeordnet ist, dann arbeitet letztere unter einer Zugbelastung.
• Beide Lösungen sind möglich, da, wie durch die durchgeführten Tests gezeigt, eine Haftung zwischen der plastischen Schicht 7 und dem Tuch 10 äußerst effektiv ist, auch wenn herkömmliche Klebstoffe verwendet werden, welche zum Verkleben verschiedener Schichten geschäumter Materialien verwendet werden.

Claims (9)

1. Sitz (1) umfassend eine Polsterungsgesamtheit (5) mit einem Schichtaufbau, dadurch gekennzeichnet, daß der Schichtaufbau umfaßt:

- eine weiche, elastische Basisschicht (6), welche im wesentlichen aus Polyurethanschaumstoff mit einer Dicke von zwischen ungefähr 5 und ungefähr 7,1 cm hergestellt ist,

- eine Zwischenschicht (7) mit plastischem Gedächtnis, welche im wesentlichen aus Polyethylenschaumstoff mit einer Dicke von zwischen ungefähr 0,5 und ungefähr 1,5 cm hergestellt ist, und

- eine weiche Außenschicht (8), welche im wesentlichen aus Polyurethanschaumstoff mit einer Dicke von zwischen ungefähr 1 und ungefähr 1,5 cm hergestellt ist,

worin die Schicht (7) mit Plastischem Gedächtnis ihren nicht verformten Zustand zwischen ungefähr 0,1 und ungefähr 1 Sekunde, nachdem die verformende Belastung aufgehört hat, wieder einnimmt, und vorzugsweise um das obere Ende dieses Bereichs.

2. Sitz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schichtaufbau ferner eine obere Schutzschicht (9) umfaßt, welche zum Abdecken der Außenschicht (8) angeordnet ist.

3. Sitz nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht (9) aus einem Material hergestellt ist, das aus einer Gruppe ausgewählt ist, welche aus: Tuch, Kunststoffmaterial und Naturleder besteht.

4. Sitz nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß nur das Sitzteil (2) die Schicht (7) mit Plastischem Gedächtnis (6) umfaßt.

5. Sitz nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl das Sitzteil (2) als die Rückenlehne (3) die Schicht (7) mit plastischem Gedächtnis umfassen.

6. Sitz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er ferner eine im wesentlichen undehnbare zusätzliche Schicht (10) umfaßt, welche in Kontakt mit der Zwischenschicht (7) angeordnet ist.

7. Sitz nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Schicht (10) aus Tuch besteht ist.

8. Sitz nach Anspruch 6 oder Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Schicht (10) in einer anhaftenden Beziehung zur Zwischenschicht (7) angeordnet ist.

9. Sitz nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Schicht (10) unter der Zwischenschicht (7) angeordnet ist.