DE69912765T2

DE69912765T2 - Fahrzeugsitzaufbau mit warmumgeformter faseriger sitzaufhängungsplatte

Info

Publication number: DE69912765T2
Application number: DE69912765T
Authority: DE
Inventors: Silvio San Luis Obispo AEBISCHER; J. Thomas DELLINGER; E. Eric Dearborn Heights BURMEISTER; J. Neil BUSH
Original assignee: Johnson Controls Technology Co
Current assignee: Johnson Controls Technology Co
Priority date: 1998-05-12
Filing date: 1999-04-07
Publication date: 2004-07-29
Anticipated expiration: 2019-04-08
Also published as: DE69912765D1; US6409269B1; WO1999058363A1; EP1077830A1; EP1077830B1; US6213557B1

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Kraftfahrzeugsitz-Baugruppe nach dem Oberbegriff der Ansprüche 1 oder 2.
Fahrzeugsitzbaugruppen nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 oder 2 verkörpern den allgemeinen Stand der Technik. Zum Beispiel offenbart die Publikation EP 02 76 769 A3 eine Fahrzeugsitzbaugruppe mit einem Sitzkissen aus einem Schaumstoffwerkstoff, das auf einer Federunterlage positioniert ist, welche zwischen den Sitzrahmenwänden angeordnet ist. Die Federunterlage ist eine Kunststoffplatte, die an den Kanten zwischen den Rahmenabschnitten sicher befestigt ist. Außerdem offenbart die Publikation EP 03 72 338 A2 eine Fahrzeugsitzbaugruppe mit einem Rahmen für eine Kissenträgerschale. Der Rahmen besteht aus zwei hochfesten Trägerschienen aus Thermoplast und ist mit Stahlqerstreben verbunden. Die hintere Querstrebe wird von Halterungen aufgenommen, die in Führungsschienen verstellbar sind.
In der Automobilindustrie werden Anstrengungen unternommen, um die negativen Auswirkungen von Kraftfahrzeugen auf die Umwelt zu verringern. Eine diesbezügliche Möglichkeit ist die verstärkte Nutzung von wiederverwerteten Materialien für neue Kraftfahrzeuge. Eine andere Möglichkeit ist das Wiederverwerten der Baugruppen von Kraftfahrzeugen am Ende ihrer Nutzungsdauer. Eine dritte Möglichkeit zur Verringerung der negativen Auswirkungen von Kraftfahrzeugen auf die Umwelt besteht in der Verringerung der Anzahl von einzelnen Baugruppen in einem Fahrzeug, indem Baugruppen konstruiert werden, die mehrere Funktionen statt einer einzelnen Funktion ausführen. Dadurch können die Menge des für ein Fahrzeug verwendeten Ausgangsmaterials sowie die für die Produktion des Fahrzeugs aufgewandte Zeit und Energie verringert werden.
Beim Wiederverwerten der Sitzbauteile werden mehrere untersichiedliche Verfahren in Erwägung gezogen. Am ehesten zu bevorzugen ist das Verfahren, bei dem Sitzbauteile ohne Änderungen der ursprünglichen Form wieder verwendet werden. Die nächste Stufe besteht in der Regenerierung von Bauteilen und Umarbeitung in andere nützliche Bauteile. Das geschieht regelmäßig mit den meisten Metallen, wobei die regenerierten Teile eingeschmolzen und dann zu einem neuen Bauteil umgearbeitet werden. Die nachfolgende Stufe umfasst das Schreddern der Bestandteile, z. B. die Zerkleinerung von Schaumstoffkissen, die für andere Produkte, wie beispielsweise beschichteten Teppichunterlagen, erneut verwendet werden können. Dies ist weniger wünschenswert insofern, als die Teppichunterlagen nach ihrer Nutzung nicht wieder verwendet und auf die Deponie ausgebracht werden. Viertens, und zuletzt anzuwenden ist das Schreddern der Sitzbauteile mit anschließender Ausbringung auf die Deponie.
Dieses Ziel wird durch die Merkmale nach Anspruch 1 oder 2 erreicht.
Die Sitzbaugruppe dieser Erfindung erleichtert das Wiederverwerten der Fahrzeugsitzbaugruppe, indem eine Tragplatte zur Auflage des Sitzkissens geschaffen wird, die aus einem wiederverwerteten Material hergestellt und nach der Nutzungsdauer der Sitzbaugruppe regeneriert und zu einem neuen Bauteil umgearbeitet werden kann. Wenn die Tragplatte auch als hintere Verkleidung einer Rückenlehne verwendet wird, kann man von Multifunktion sprechen, indem ein einziges Bauteil sowohl eine tragende als auch eine Verkleidungsfunktion in Bezug auf die Rückseite erfüllt. Dadurch wird die Anzahl der Bauteile für eine Sitzbaugruppe verringert.
Die Tragplatte dieser Erfindung wird aus einem mit Harz oder einem thermoplastischen Material imprägnierten verdichteten Faserflor hergestellt. Kunststofffasern wie Polyethylen-Terephthalat (PET) aus wiederverwerteten Getränkedosen, PET-Originalfasern oder Polypropylenaltstoffen werden bevorzugt. Alternativ kann Abfall aus verschiedenen Fertigungsprozessen verwendet werden, wie Abfall aus der Herstellung von Auskleidungen für den Fahrzeughimmel. Andere Fasern können ebenfalls verwendet werden. Kunststofffasern werden gegenüber Naturfasern wie Baumwolle oder Holzzellstoff auf Grund ihrer Wasseraufnahmefestigkeit bevorzugt. Bei der Tragplatte können jedoch auch Baumwollfasern und andere Naturfasern verwendet werden.
Die Platten sind mit Riffelungen und anderen Konturen ausgebildet, die unterschiedliche Anpassungsgrade in der Platte an verschiedenen Stellen ermöglichen. Bei jeder speziellen Sitzkonstruktion kann die Tragplatte individuell gestaltet werden, um spezifische Durchbiegungswerte zu erhalten. Die Durchbiegungswerte werden passend zu dem Sitzkissen festgelegt, um den gewünschten Komfort zu erzielen.
Die Tragplatte kann während des Thermoformprozesses warmgeformt und mit einem Bezugsstoff verbunden werden, um der Tragplatte eine dekorative Außenfläche zu geben. Dies ist besonders nützlich, wenn die Platte auch als Sitzschale dient und die Außenfläche der Rückenlehne bildet. Eine Textilfläche, die mit der Sitzverkleidung, welche das Sitzkissen überspannt, zusammenpasst, kann direkt mit der Tragplatte verbunden werden. Weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung und den Ansprüchen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
In den Zeichnungen zeigen:
1 eine perspektivische Rückansicht des Fahrzeugsitzes nach dieser Erfindung mit einer geformten Tragplatte und einer hinteren Verkleidungsplatte,
2 eine auseinander gezogene, perspektivische Ansicht der Sitzbaugruppe nach dieser Erfindung,
3 eine perspektivische Ansicht einer alternativen Ausführungsform der geformten Tragplatte und
4 eine perspektivische Ansicht einer anderen Ausführungsform der geformten Tragplatte mit einer Vielzahl von Riffelungen in der Mitte der Platte.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Eine Fahrzeugsitzbaugruppe nach dieser Erfindung mit einer geformten Tragplatte ist in 1 dargestellt und allgemein mit 10 bezeichnet. Die Sitzbaugruppe 10 umfasst ein unteres, normalerweise waagerechtes Sitzunterteil 12 und eine normalerweise auf recht stehende Rückenlehne, die sich am hinteren Ende des Sitzunterteils 12 nach oben erstreckt. Das Sitzunterteil 12 umfasst einen Rahmen 16 (2), der auf einem Gleitgestell 18 befestigt ist. Das Gleitgestell 18 besteht aus einer feststehenden Schiene 20, die zur Befestigung an einer Fahrzeugkarosserie vorgesehen ist, und einer Gleitschiene 22, die auf der feststehenden Schiene 20 zur Einstellung der Längsposition der Sitzbaugruppe innerhalb des Kraftfahrzeugs hin- und herbewegt werden kann.
Unter Bezugnahme auf die 1 und 2 umfasst die Rückenlehne einen Lehnenrahmen 24, der, wie in 2 dargestellt, an jeder Seite des Sitzes aufrecht stehende Rahmenseitenteile 26 und am oberen Ende eine Rückenlehnen-Querstrebe 28 hat. Der Sitzunterteilrahmen 16 ist. ähnlich mit Rahmenseitenteilen 30, die entlang jeder Seite des Sitzes verlaufen, und einer vorderen Querstrebe 32 versehen. Der Sitzunterteilrahmen und der Rückenlehnenrahmen sind durch einen Lehnenverstellmechanismus miteinander verbunden, der mit 34 schematisch dargestellt ist. Die Erfindung erfordert für das Sitzunterteil und die Rückenlehne keine besondere Rahmenkonstruktion. Die dargestellten Konstruktionen sind lediglich beispielhaft für eine Vielzahl von möglichen Rahmenkonfigurationen.
Das Sitzunterteil umfasst eine geformte Tragplatte 36, die am Rahmen 16 angebracht ist. Die Tragplatte 36 trägt ein federndes Sitzkissen 38. Eine Verkleidung 40 bedeckt das Kissen 38 und ist in dieser Ausführungsform als um den Rahmen 16 gewickelt und an der Unterseite des Rahmens mittels einer von vielfältigen bekannten Befestigungsvarianten angebracht dargestellt.
Die Rückenlehne ist in ähnlicher Weise mit einer Verkleidung 42, einem federnden Kissen (nicht dargestellt) und einer Tragplatte 44 konstruiert. Die Tragplatte 44 der Rückenlehne ist am Rückenlehnenrahmen 24 angebracht und dient als Auflage für das federnde Kissen der Rückenlehne. Die Platte 44 wird mit einem nach vorn überstehenden Unterteil 46 im Lendenbereich der Rückenlehne gebildet, um für das Kissen im Lendenbereich der Rückenlehne eine zusätzliche Auflage zu schaffen. Wie in 1 dargestellt, geht das nach vorn überstehende untere Teil 46 der hinteren Platte am unteren Ende der hinteren Platte, bei Betrachtung von einer Stelle hinter der Sitzbaugruppe, in eine entsprechende Vertiefung über. Dadurch wird für eine Person, die hinter der Sitzbaugruppe 10 sitzt, mehr Kniefreiheit geschaffen. Es können andere erhabene oder nach vorn stehende Teile der Platte vorgesehen werden, um unterschiedliche Auflagegrade für das Kissen an verschiedenen Stellen innerhalb der Rückenlehne zu ermöglichen. Zum Beispiel kann die Platte entlang der Seitenkanten der Rückenlehne erhöht werden, um die Auflage im Polsterbereich der Rückenlehne zu verbessern.
Die Platte 44 ist am Rahmen mit einem beliebigen aus einer Vielzahl bekannter Mittel einschließlich der Befestigungselemente 48 befestigt, die auf der Rückseite der Sitzbaugruppe in 1 dargestellt sind. Die Befestigungselemente 48 können geschraubt sein, mit Druckknopf versehen sein, usw. Zusätzlich kann die Platte 44 mit integralen Vorsprüngen gefertigt werden, die nach Bedarf in Öffnungen in der Rückenlehne eingesetzt werden können. Die Rückenlehnen-Tragplatte 44 dient als Abstützung und Auflage für das Sitzkissen und bildet eine hintere Verkleidungsplatte für die Rückenlehne. Dadurch wird die Anzahl der Bauteile für die Sitzbaugruppe verringert. Eine separate Federdrahtaufhängung für die Rückenlehne wird nicht mehr benötigt. Dafür dient die Tragplatte 44 gleichzeitig als Abstützung sowie als dekorative Verkleidung für die Rückseite der Rückenlehne.
Im Falle des Sitzunterteils bietet die Platte 36 die stützende Auflage für das Sitzkissen 38. Die Platte 36 wird mit verschiedenen Rillen oder Riffelungen 50 gebildet, um für die Platte 36 verschiedene Auflagemöglichkeiten und Flexibilitatsgrade zu schaffen. Alternative Ausführungsformen sind in den
3 und 4 dargestellt, wo die Sitzunterteil-Tragplatte in den verschiedenen Konfigurationen dargestellt ist, um für das Sitzkissen unterschiedliche Grade der Flexibilität und stützenden Auflage zu schaffen.
Der Flexibilitätsgrad bei der Platte wird in Verbindung mit Größe, Form, Dicke, Dichte, usw. des federnden Sitzkissens ausgelegt, um einen gewünschten Grad an Federung und Komfort für eine darauf sitzende Person zu erreichen. Es kann eine Vielfalt von Konfigurationen wie in den 2, 3 und 4 dargestellt verwendet werden.
Unter Bezugnahme auf 3 wird eine alternative Ausführungsform der Sitztragplatte der vorliegenden Erfindung dargestellt. Es wird eine Tragplatte 52 dargestellt, die aus einem Stück gebildet wird und ein Sitzunterteil 54 und ein Rückenlehnenteil 56 hat. Die zwei Teile sind durch einen beweglichen Drehachsbereich 58 miteinander verbunden, wodurch es möglich ist, das Unterteil und die Lehne gegeneinander zu verstellen, wenn die Rückenlehne in vielfältige Stellungen gebracht wird. Das Sitzunterteil wird mit einem normalerweise U-förmig ausgesparten Teil 60 konfiguriert, welches dem Gesäßbereich des Sitzenden entspricht, um in diesem Bereich der Platte einen größeren Flexibilitätsgrad im Vergleich zu anderen Bereichen der Platte zwecks verbesserten Komforts zu schaffen. Die Rückenlehne hat wiederum ein am unteren Ende nach vorn überstehendes Teil 62, um eine bessere Lendenauflage zu schaffen.
Die Tragplatte besteht aus einem Faserflor, der mit einem Harzbinder oder thermoplastischen Fasern imprägniert ist. Die Fasern bilden vorzugsweise ein Vlies und sind zufällig orientiert. Die Fasern sind genadelt, damit sie ineinander greifen und sich normalerweise quer zur Ebene der Flächen des Faserflors orientieren. Die bei dem Faserflor verwendeten Fasern sind vorzugsweise thermoformbar. Es ist wünschenswert, dass sie aushärten, wenn sie in eine erwärmte Form im Fall des hitzehärtbaren Harzes oder in eine kalte Form bei thermoplastischem Kunststoff gebracht werden, so dass sie eine dreidimensionale Konfiguration halten. Thermoplastische Fasern werden bevorzugt, obwohl ihr Schmelzpunkt wesentlich höher sein sollte als die Temperaturen, denen das Endprodukt bei der vorgesehenen Nutzung ausgesetzt sein kann. Vliesstoff-Polyesterfasern sind ein besonders bevorzugtes Material bei der Bildung des Vlies-Faserflors auf Grund ihrer ausgezeichneten Dehnungs- und Formeigenschaften bei Formtemperaturen. Andere Fasern, die verwendet werden können, sind Nylon, Polypropylen und Polyethylen, wie beispielsweise Polyethylen-Terephthalat (PET).
Das Bindeharz, mit dem der Faserflor imprägniert ist, bindet die Fasern aneinander. Das Bindeharz muss thermoformbar sein, um in dem Formprozess verwendet werden zu können. Dieser erfordert ein thermoplastisches oder äquivalentes Material. Ein Bindeharz kann aus einer Gruppe gewählt werden, zu der gehören: wasserdispergiertes Urethan, Acryl, Ethylen-Vinyl-Acetat-Acryl, Styren-Butadien-Kautschuk, Polyvinyl-Acetat, Polyvinyl-Acryl-Copolymer, Epoxidharz und Styren auf Wasserbasis.
Das imprägnierende Bindeharz des Faserflors kann auch ein hitzehärtbares Harz sein, das insofern einen Vorteil bietet, als es nach der Aushärtung über eine sehr Gute Wärmebeständigkeit verfügt. Das hitzehärtbare Harz ist vorzugsweise von seiner Natur her ein Elastomer, so dass die Tragplatte elastische Eigenschaften hat. Ein bevorzugtes hitzehärtbares elastomeres Harz ist elastomeres Urethan.
Ein alternatives Material für die Tragplatte, bei dem es sich nicht um einen mit Harz imprägnierten Faserflor handelt, ist eine Mischung aus organischen Fasermaterialien, bekannt unter der Bezeichnung Kenaffaser, die aus den zerkleinerten Stängelfasern der Hibiskuspflanze besteht. Diese Fasern werden mit Polypropylen zu einer Mischung vermengt, die von etwa 40 Masseprozent Kenaf- bis 60 Masseprozent Polypropylenfasern bis zu einer Mischung von etwa 60 Masseprozent Kenaf- und 40 Masseprozent Polypropylenfasern reichen kann. Das Polypropylen liegt in faseriger Form vor, und die Kenaf- und Polypropylenfasern werden in einem herkömmlichen Stiftzylindermischer gemischt und nachfolgend orientiert und zu einem Vlies geformt, wobei ein herkömmlicher Düsentrockner verwendet wird, um die Fasern zunächst in Längsrichtung auszurichten, und danach eine standardisierte Vernadelungsmaschine, um die Fasern zu verhaken. Das Ergebnis ist ein Vlies aus einem ziemlich flockigen Faserflor, das dann erhitzt wird, um die Polypropylenfasern zu schmelzen. Das erhitzte Vlies wird dann in ein kaltes Werkzeug gegeben, verdichtet und in die gewünschte Form gebracht. Anstelle von Kenaffasern können andere Kunststofffasern verwendet werden, die einen höheren Schmelzpunkt als die Polypropylenfasern haben.
Während des Formprozesses der Tragplatte kann vor dem Thermoformen der Platte ein dekorativer Überzug auf die Platte aufgebracht werden. Zum Beispiel kann an der Rückseite der Platte, die für die Rückenlehne verwendet wird, ein dekorativer Stoff verwendet werden, um der Rückseite der Rückenlehne ein attraktives Aussehen zu verleihen. Die Faser des dekorativen Überzugs sollte vorzugsweise auch aus einem thermoformbaren Material bestehen, so dass der Überzug vor dem Thermoformen auf dem ungehärteten Harz des Faserflors aufgebracht werden kann. Sobald das Harz ausgehärtet ist, dient es als Haftmittel zum Abbinden des dekorativen Überzugs auf der Tragplatte. Ein besonders bevorzugtes thermoformbares polymeres Überzugsmaterial besteht aus einer Nylon- oder Polyesterwirkware.
Es versteht sich, dass die Erfindung nicht auf die oben dargestellte und beschriebene Ausführungsform beschränkt ist. Sie kann auf verschiedene Weise modifiziert werden, ohne dass dadurch von ihrem Schutzumfang gemäß der folgenden Ansprüche abgewichen wird.

Claims

Fahrzeugsitzbaugruppe (10), bestehend aus: einem im Wesentlichen waagerechten Sitzunterteil (12); einer Rückenlehne (14), die sich am hinteren Ende des Sitzunterteils (12) im Wesentlichen nach oben erstreckt; und wobei das Sitzunterteil (12) einen Rahmen (16) mit zwei zueinander beabstandeten Rahmenseitenteilen (30), eine Tragplatte (52), die an den Rahmenseitenteilen (30) befestigt ist und sich zwischen den Rahmenseitenteilen (30) quer über das Sitzunterteil (12) erstreckt, und ein Sitzkissen (38) aufweist, das von der Tragplatte (52) so gehalten wird, dass die Tragplatte (52) die Sitzlast vom Sitzkissen (38) zum Rahmen (16) überträgt, wobei die Tragplatte (52) aus einem mit Harz imprägnierten verdichteten Faserflor gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragplatte ein Sitzunterteil (54) enthält, das mit einem im Wesentlichen U-förmigen zurückgesetzten Teil (60) konfiguriert ist, wobei die Tragplatte (52) geformt ist, um an verschiedenen Stellen der Platte (52) unterschiedliche Flexibilitätsgrade zu schaffen.
Fahrzeugsitzbaugruppe (10), bestehend aus: einem im Wesentlichen waagerechten Sitzunterteil (12); einer Rückenlehne (14), die sich am hinteren Ende des Sitzunterteils (12) im Wesentlichen nach oben erstreckt; und wobei die Rückenlehne (14) einen Rahmen (24) mit zwei zueinander beabstandeten Rahmenseitenteilen (26), eine Tragplatte (44), die an den Rahmenseitenteilen (26) befestigt ist und sich zwischen den Rahmenseitenteilen (26) quer über die Rückenlehne (14) erstreckt, und ein Sitzkissen aufweist, das von der Tragplatte (44) so gehalten wird, dass die Tragplatte (44) die Sitzlast vom Sitzkissen zum Rahmen (24) überträgt, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragplatte (44) aus einem mit Harz imprägnierten verdichteten Faserflor gebildet ist und einen unteren nach vorn vorstehenden Endabschnitt (46) hat, um dem Sitzkissen im Lendenbereich des Sitzenden einen erhöhten Halt zu geben.
Fahrzeugsitzbaugruppe nach Anspruch 2, bei der die Tragplatte (44) an der Rückenlehne (14) eine rückseitige Trimmplatte bildet.
Fahrzeugsitzbaugruppe nach Anspruch 3, bei der die Tragplatte (44) mit einer dekorativen Deckschicht laminiert ist.
Fahrzeugsitzbaugruppe nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei der die Tragplatte (44) im Bereich des unteren, nach vorn vorstehenden Endabschnittes (46), von hinten gesehen, eine entsprechende Vertiefung am unteren Ende hat, wodurch für eine Person auf einem hinter der Sitzbaugruppe befindlichen Sitz ein vergrößerter Kniefreiraum geschaffen wird.
Fahrzeugsitzbaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der die Fasern des Faserflors thermoformbare Fasern sind.
Fahrzeugsitzbaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der die Fasern des Faserflors thermoplastische Fasern sind.
Fahrzeugsitzbaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der die Fasern des Faserflors aus der Gruppe Polyester, Nylon, Polypropylen und Polyethylen ausgewählt sind.