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Dokumentenidentifikation DE102007027562A1 17.01.2008
Titel Verfahren und System für den computergestützten Fahrzeugsitzentwurf
Anmelder Lear Corporation, Southfield, Mich., US
Erfinder Ziolek, Scott, Ann Arbor, Mich., US;
O'Bannon, Terry, Royal Oak, Mich., US;
Galbreath, Ash, Troy, Mich., US;
Ali, Asad S., Troy, Mich., US
Vertreter Grünecker, Kinkeldey, Stockmair & Schwanhäusser, 80538 München
DE-Anmeldedatum 15.06.2007
DE-Aktenzeichen 102007027562
Offenlegungstag 17.01.2008
Veröffentlichungstag im Patentblatt 17.01.2008
IPC-Hauptklasse G06F 17/50(2006.01)A, F, I, 20070615, B, H, DE
Zusammenfassung Verfahren zum computergestützten Prüfen eines Sitzentwurfs. Das Verfahren kann auf verschiedene Sitze wie etwa Fahrzeugsitze in Kraftfahrzeugen, Schiffen, Flugzeugen usw. angewendet werden. Das Verfahren umfasst das optionale Überlegen eines Formdatenobjekts über eine schematische Zeichnung, sodass einfacher geprüft werden kann, ob die Komponenten innerhalb bestimmter struktureller Grenzen liegen.

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren und Systeme für den Fahrzeugsitzentwurf.

Fahrzeugsitze umfassen eine Anzahl von Komponenten wie etwa eine Sitzlehne und eine Sitzfläche. Die Komponenten können eine beliebige Anzahl von Elementen wie etwa einen Rahmen, eine Polsterung, eine Aufhängung usw. umfassen. Die Größe, die Form, das Gefühl, die Ausrichtung usw. derselben sowie andere Eigenschaften des Sitzes können den Komfort und andere Leistungsmerkmale des Sitzes beeinflussen.

Die vorliegende Erfindung wird durch die beigefügten Ansprüche definiert. Bestimmte Merkmale der Erfindung werden jedoch durch die folgende ausführliche Beschreibung mit Bezug auf die Zeichnungen verdeutlicht.

1 zeigt einen Fahrzeugsitz gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung.

2 zeigt eine Pfannenform gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung.

3 zeigt eine dreidimensionale CAD-Darstellung der Sitzfläche gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung.

4 zeigt einen unteren Teil einer Sitzfläche mit einem Pfannenform-Overlay gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung.

5 zeigt einen Querschnitt des unteren Teils und einer Pfannenform gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung.

6 ist eine detaillierte Ansicht des unteren Teils mit dem Pfannenform-Overlay gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung.

1 zeigt einen Fahrzeugsitz 10 gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung. Der Fahrzeugsitz 10 kann eine Anzahl von Merkmalen und Elementen zum Stützen eines Insassen umfassen. Der Fahrzeugsitz 10 kann für die Verwendung in verschiedenen Umgebungen wie etwa Kraftfahrzeugen, Schiffen, Flugzeugen usw. geeignet sein.

Der Fahrzeugsitz 10 kann eine beliebige Anzahl von Komponenten wie etwa einer Sitzlehne 12 und einer Sitzfläche 14 umfassen. Die Sitzlehne und die Sitzfläche können eine beliebige Anzahl von Elementen zum Stützen eines Insassen und/oder andere Elemente wie etwa einen Rahmen, eine Aufhängung, eine Schaumpolsterung, eine Lendenstütze usw. umfassen. Diese und andere Elemente können zusammenwirken, um die Komponenten 1214 zu bilden.

Dem Fachmann sollte deutlich sein, dass die Form und die Kontur des Sitzes 10 derart entworfen sein sollten, dass ein Komfort für den Insassen vorgesehen wird. In der Kraftfahrzeugbranche wird ein Hilfsmittel aus den frühen 1960er Jahren verwendet, das die als H-Punkt bezeichnete Position der Hüftknochen eines Insassen angibt. Dieses Hilfsmittel wird auch als „Oscar" bezeichnet und war ursprünglich nicht für den Sitzentwurf entwickelt worden, hat sich jedoch als Branchenstandard etabliert, um den Rumpf eines Insassen im Sitz zu lokalisieren.

Die durch Oscar definierte Form, das Gewicht und die Dimensionen werden gewöhnlich verwendet, wenn Sitzformen entworfen werden. Die Form und die Dimensionen von Oscar basieren jedoch auf Daten aus den 1960er Jahren, sodass sie nicht ideal sind, um Fahrzeugsitze für heutige Insassen zu entwerfen.

2 zeigt eine Pfannenform 20 gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung. Die Pfannenform 20 kann anstelle des Oscar-Modells für den Entwurf von Sitzflächen für heutige Insassen verwendet werden. Die Pfannenform 20 ist allgemein größer als das Oscar-Modell und weist Krümmungen auf, um verschiedene Drücke entlang der Beine des Insassen vorzusehen.

Zum Beispiel ist die Pfannenform 20 breiter und länger als Oscar und weist Krümmungen auf, die einen größeren Druck/Halt in Bereichen mit einem fokussierten/größeren Gewicht vorsehen. Das heißt, der Druck wird in Übereinstimmung damit variiert, wie das Skelett und das Gewebe mit der Sitzpfanne interagieren.

Die Pfannenform 20 kann in einem computerlesbaren Medium oder einer anderen elektronischen Wiedergabe eingebettet sein und kann zu einem Datenobjekt für die Verwendung in einer computergestützten Entwurfsanwendung (CAD-Anwendung) gewandelt werden. Das Datenobjekt kann auf dem Fachmann bekannte Weise verwendet werden, um die Pfannenform 20 als dreidimensionales Datenobjekt wiederzugeben, das in eine computergestützte Entwurfsanwendung importiert werden kann, um den Entwurf von Sitzflächen zu unterstützen.

Die vorliegende Erfindung kann also grafisch eine gewünschte Form wiedergeben, um einen Körper relativ zu einer idealisierten Sitzpfannenanordnung zu stützen. Das Datenobjekt kann elektronisch gespeichert und für CAD-Entwürfe für Sitzflächen verfügbar gemacht werden. Derartige Informationen können nützlich sein, um die Größe und die Form von verschiedenen Positionen der Sitzfläche 14 und der damit assoziierten Strukturglieder graphisch darzustellen.

Die Pfannenform 20 kann von den dimensionalen Anforderungen des Oscars abgeleitet werden. Zum Beispiel können die durch Oscar spezifizierten Dimensionen für die Länge der Polsterpfannenanordnung, den Radius der Quer- und Längsschnitte, die Breite der Polsterpfannenanordnung durch den H-Punkt und die Breite der Polsterpfannenanordnung 250 mm vor dem H-Punkt als Ausgangspunkt verwendet werden und entsprechend an die Gewebe- und Skelettdimensionen von heutigen Körpermustern angepasst werden, die aus verschiedenen anthropometrischen Quellen verfügbar sind.

Insbesondere können die durch Oscar spezifizierten Dimensionen in Übereinstimmung mit gewünschten Druckpunkten relativ zu einem Insassen korrigiert werden, um besser für heutige Insassen geeignet zu sein als die in den 1960er Jahren für Oscar spezifizierten Dimensionen. Dabei müssen unter Umständen auch der Umfang der Polsterung zwischen dem Insassen und der Sitzpfanne sowie die Größe und die Form der Sitzpfanne in Abhängigkeit von der Polsterung bestimmt werden, sodass eine gewünschte Körperdruckverteilung relativ zu einer Halteform erreicht wird, deren Form die Pfannenform 20 nachahmt bzw. spiegelt.

Die Pfannenform 20 kann auf einer Korrektur einer entsprechenden Oscar-Form basieren, um an die folgenden anthropometrischen Grenzwerte in Bezug auf das Skelett angepasst zu werden: das 95ste Perzentil der Breite an den Sitzbeinen einer sitzenden Frau; das 95ste Perzentil der Breite an den Rollhügeln einer sitzenden Frau; und das 95ste Perzentil der Breite an den Hüftknochen einer Frau. Die Pfannenform kann weiterhin an die folgenden anthropometrischen Höchstwerte in Bezug auf das Gewebe angepasst werden: das 95ste Perzentil der Hüftbreite einer sitzenden Frau; das 95ste Perzentil der Länge zwischen dem Gesäß und der Knikehle eines Mannes; das 5ste Perzentil der Länge zwischen dem Gesäß und der Kniekehle einer Frau; und das 50ste Perzentil der Beinspreizung eines Mannes.

Nachdem die Pfannenform 20 durch eine Korrektur der entsprechenden Oscar-Form in Übereinstimmung mit den oben genannten anthropometrischen Höchstwerten abgleitet wurde, kann sie weiter in Übereinstimmung mit anderen Merkmalen und Parametern für das Stützen von Insassen korrigiert werden. Zum Beispiel können Polster (sich allgemein nach oben krümmende Teile) zu der Sitzpfanne hinzugefügt werden, um eine laterale Stütze für den Insassen vorzusehen.

Die Pfannenform 20 der vorliegenden Erfindung wird also an größere Körperprofile angepasst, wobei gleichzeitig die Leistungs- und Sicherheitsanforderungen der Oscar-Spezifikation erfüllt werden. Dabei kann es sich um ein sehr nützliches Hilfsmittel für Sitzkonstruktionen entwerfende Ingenieure handeln, weil diese Sitze für heutige Insassen entwerfen können und gleichzeitig die vorgeschriebenen Bestimmungen einhalten können.

3 zeigt eine dreidimensionale CAD-Wiedergabe der Sitzfläche 14 gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung. Die Sitzfläche 14 umfasst einen oberen Polsterteil 22 und einen unteren Polsterteil 24. Der obere und der untere Polsterteil 2224 können eine beliebige Anzahl von dem Fachmann bekannten Merkmalen, Einrichtungen, Elementen usw. umfassen, die dabei helfen, einen Insassen zu stützen.

4 zeigt den unteren Teil 24 der Sitzfläche 14 mit einem Pfannenform-Overlay 20 gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung. Das Pfannenform-Overlay 20 kann ein CAD-Objekt sein, das über den unteren Sitzteil 24 gelegt ist. Das Overlay 20 gestattet es dem Ingenieur, die Krümmung, Form, Länge, Breite und andere Dimensionen des Stützteils relativ zu der Pfannenform 20 zu prüfen.

Die Teile des unteren Teils 24, die sich über oder unter der Pfannenform 20 erstrecken, geben an, dass der entsprechende Stützteil außerhalb der Grenzen der Pfannenform 20 liegt. Dadurch wird ein unerwünschter Druck gegen den Insassen erzeugt, d.h. ein zu großer oder zu kleiner Druck. Zum Beispiel erstreckt sich ein nach oben erstreckender Teil 26 des unteren Sitzteils 24 nach oben über die Pfannenform 20 hinaus. Dieser Teil entspricht einer Krümmung, die größer als die durch die Pfannenform 20 vorgeschriebene ist, was zu einem unerwünschten Druck führen kann.

Auf der Basis eines dreidimensionalen Vergleichs mit der Pfannenform 20 kann der Ingenieur Anpassungen an den Sitzteilen außerhalb der Grenzen der Pfannenform 20 vornehmen. Optional kann das CAD-Programm konfiguriert sein, um die Teile außerhalb der Grenzen der Pfannenform hervorzuheben, damit der Ingenieur einfacher Korrekturen vornehmen kann, wobei das CAD-Programm zusätzlich oder alternativ hierzu auch konfiguriert sein kann, um automatisch Anpassungen an der Form der Stützschichten vorzusehen, um die gewünschte Pfannenform zu erhalten.

5 zeigt einen Querschnitt des unteren und oberen Teils 2224 und der Pfannenform 20 gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung. Der Querschnitt gestattet eine inkrementelle Analyse der Teile 2224 relativ zu der Sitzpfanne. Dies kann hilfreich sein, um eine bessere Ansicht vorzusehen und um zu entscheiden, welche Elemente der Teile 2224 sich über die Grenzen der Pfannenform 20 hinaus erstrecken.

Wie gezeigt, liegt ein Teil 26 des unteren Teils 24 oberhalb der Pfannenform 20, und liegt ein Teil 28 des oberen Teils 22 unterhalb der Pfannenform. Diese Teile 2628 müssen entsprechend gesenkt und gehoben oder auf andere Weise angepasst werden, um den Pfannenform 20 zu entsprechen und einen unerwünschten Druck zu vermeiden. Der Computer und/oder Ingenieur können die entsprechenden Anpassungen zum Korrigieren der Form durchführen. Es können mehrere Querschnitte erfasst werden, um verschiedene Teile der Sitzfläche 14 zu betrachten und zu korrigieren.

6 ist eine detailreichere Ansicht des unteren Teils 24 mit dem Pfannenform-Overlay 20 gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung. In der Figur sind eine Anzahl von Elementen des unteren Teils 24 im größeren Detail gezeigt. Das Pfannenform-Overlay 20 ist relativ zu einer schematischen Wiedergabe der Sitzflächenelemente positioniert, um zu prüfen, ob die Formen und Konturen derselben der entworfenen Form und Kontur der Sitzfläche 24 entsprechen.

Auf diese Weise kann die vorliegende Erfindung die Sitzflächenentwurf dahingehend prüfen, ob sich die Sitzflächenelemente über die Pfannenform hinaus erstrecken. Im Gegensatz dazu zeigen die 45 einen Sitzflächenentwurf, in dem die Pfannenform 20 mit einer Stützschicht aus einem soliden Schaumpolster (einem unteren Teil 24) assoziiert ist, die ein Schaumpolster (einen oberen Tei 22) hält, wobei die Stützschicht zugeschnitten oder auf andere Weise angepasst wird, um die gewünschte Form zu erhalten.

Die Pfannenform 20 von 6 gibt an, dass sich ein Teil eines Polsterhalterahmens 30 über das Pfannenform-Overlay 20 hinaus erstreckt, sodass sich die entsprechenden Elemente über die Grenzen der Pfannenform 20 hinaus erstrecken und potentielle Ursachen für einen unerwünschten Druck sind. Das Overlay 20 gestattet es einem Ingenieur und/oder einer CAD-Anwendung, schnell auf diesen Umstand aufmerksam zu werden und entsprechende Korrekturen vorzunehmen, indem etwa die Positionierung oder Konfiguration der Polsterhalterahmen 30 angepasst wird.

Vorstehend wurden detaillierte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben, wobei die Erfindung jedoch nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist, die lediglich beispielhaft sind, sondern durch zahlreiche andere Ausführungsformen realisiert werden kann. Die Figuren sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu, wobei einige Merkmale vergrößert oder verkleinert dargestellt sein können, um Details von bestimmten Komponenten zu verdeutlichen. Die hier beschriebenen Details des Aufbaus und der Funktionen sind also nicht einschränkend aufzufassen, sondern als Basis für die Ansprüche und/oder für den die Erfindung realisierenden Fachmann.

Es wurden Ausführungsformen der Erfindung beschrieben und gezeigt, wobei die Erfindung nicht auf die beschriebenen und gezeigten Ausführungsformen beschränkt ist. Die Beschreibung ist beispielhaft und nicht einschränkend aufzufassen, wobei verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne dass deshalb der Erfindungsumfang verlassen wird.


Anspruch[de]
Verfahren zum computergestützten Prüfen eines Fahrzeugsitzflächenentwurfs, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:

Anzeigen einer mit dem Fahrzeugsitzflächenentwurf assoziierten Fahrzeugsitzflächenkomponenten-Infrastruktur in einer computergestützten Entwurfsanwendung (CAD-Anwendung),

Importieren eines Pfannenform-Datenobjekts, das für die Verwendung mit der CAD-Anwendung geeignet ist, wobei das Pfannenform-Datenobjekt verwendet wird, um Körperprofile mit Dimensionen anzugeben, die relativ zu den Oscar-Dimensionen korrigiert wurden, aber dennoch die Oscar-Leistungsanforderungen erfüllen, und

Überlegen des Pfannenform-Datenobjekts über die Fahrzeugsitzflächenkomponenten-Infrastruktur, um den Fahrzeugsitzflächenentwurf zu prüfen.
Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin gekennzeichnet durch das Identifizieren von unerwünschte Drücke verursachenden Elementen der Sitzfläche in Abhängigkeit davon, ob sich die Elemente über die Grenzen der Pfannenform hinaus erstrecken. Verfahren nach Anspruch 2, weiterhin gekennzeichnet durch das Hervorheben der unerwünschte Drücke verursachenden Elemente in der angezeigten Fahrzeugsitzflächenkomponenten-Infrastruktur. Verfahren nach Anspruch 2, weiterhin gekennzeichnet durch das Identifizieren der Elemente in Abhängigkeit von Benutzereingaben in die CAD-Anwendung. Verfahren nach Anspruch 2, weiterhin gekennzeichnet durch das automatische Identifizieren der Elemente in der CAD-Anwendung. Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin gekennzeichnet durch das Erfassen von Querschnitten der angezeigten Sitzfläche, sodass wenigstens ein Element und die Pfannenform im Querschnitt dargestellt werden, um den Fahrzeugsitzflächenentwurf prüfen zu können. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Pfannenform mit einem soliden Sitzflächenhalteteil assoziiert ist und das Verfahren weiterhin das Anpassen des soliden Teils an die Pfannenform umfasst. Verfahren nach Anspruch 7, weiterhin gekennzeichnet durch das Verwerfen von Teilen des soliden Sitzflächenhalteteils, die sich über die Pfannenform hinaus erstrecken. Verfahren für den computergestützten Sitzentwurf, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:

Anzeigen einer Strukturkomponentenzeichnung zu wenigstens einem Teil des Fahrzeugsitzentwurfs in einer computergestützten Entwurfsanwendung (CAD-Anwendung),

Importieren eines Formdatenobjekts, das für die Verwendung in der CAD-Anwendung geeignet ist, wobei das Formdatenobjekt die strukturellen Grenzen in der Komponentenzeichnung definiert, und

Anpassen der Komponentenzeichnung in der CAD-Anwendung in Abhängigkeit von dem überlagerten Formdatenobjekt, sodass sich die angeordneten Elemente der Zeichnung innerhalb der Grenzen des Formdatenobjekts befinden.
Verfahren nach Anspruch 9, weiterhin gekennzeichnet durch das Anpassen der Komponentenzeichnung durch Benutzereingaben in die CAD-Anwendung. Verfahren nach Anspruch 9, weiterhin gekennzeichnet durch das Identifizieren von Elementen in der Komponentenzeichnung, die außerhalb der Grenzen des Formdatenobjekts liegen. Verfahren nach Anspruch 11, weiterhin gekennzeichnet durch das automatische Identifizieren der Elemente in der CAD-Anwendung. Verfahren nach Anspruch 11, weiterhin gekennzeichnet durch das Identifizieren der Elemente durch Benutzereingaben in die CAD-Anwendung. Verfahren nach Anspruch 11, weiterhin gekennzeichnet durch das Definieren des Formdatenobjekts in Entsprechung zu einer Pfannenform, die für die Verwendung beim Entwurf einer Sitzfläche geeignet ist. Verfahren nach Anspruch 14, weiterhin gekennzeichnet durch das Definieren des Formdatenobjekts, um Körperprofile mit Dimensionen anzugeben, die relativ zu den Oscar-Dimensionen korrigiert wurden, aber dennoch die Oscar-Leistungsanforderungen erfüllen. Fahrzeugsitzkomponenten-Datenobjekt, das für die Verwendung in einer computergestützten Entwurfsanwendung (CAD-Anwendung) geeignet ist, wobei das Datenobjekt umfasst:

eine Angebe von Körperprofilen, deren Dimensionen größer als die Oscar-Dimensionen sind, aber dennoch die Oscar-Leistungsanforderungen erfüllen, wobei die Körperprofile über eine im Computer angezeigte Darstellung einer Fahrzeugsitzkomponenten-Infrastruktur gelegt werden kann, um Druckverteilungsmuster der Fahrzeugsitzkomponente zu prüfen.
Datenobjekt nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Datenobjekt Dimensionen angibt, die die Oscar-Länge einer Polsterpfannenanordnung, den Radius des Quer- und Längsschnitts, die Breite der Polsterpfannenanordnung durch einen H-Punkt und die Breite der Polsterpfannenanordnung 250 mm weiter vorne erfüllen. Datenobjekt nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Datenobjekt Dimensionen angibt, die anthropometrische Grenzwerte in Bezug auf das Skelett erfüllen, nämlich das 95ste Perzentil der Breite an den Sitzbeinen einer sitzenden Frau, das 95ste Perzentil der Breite an den Rollhügeln einer sitzenden Frau, und das 95ste Perzentil der Breite an den Hüftknochen einer Frau. Datenobjekt nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Datenobjekt Dimensionen angibt, die anthropometrische Grenzwerte in Bezug auf das Gewebe erfüllen, nämlich das 95ste Perzentil der Hüftbreite einer sitzenden Frau, das 95ste Perzentil der Länge zwischen dem Gesäß und der Knikehle eines Mannes, das 5ste Perzentil der Länge zwischen dem Gesäß und der Kniekehle einer Frau und das 50ste Perzentil der Beinspreizung eines Mannes. Datenobjekt nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Dimensionen in Abhängigkeit von einer gewünschten Körperdruckverteilung gewählt werden.






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