CN101054069B - 一种可调座架高度的车辆座椅 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车辆座椅，其包括可调节高度的座架(2)，所述座架(2)具有至少两个座架部分(3，4)，所述座架部分彼此之间能够相对移动，所述两个座架部分之间设置有至少一个用于调节高度的气弹簧(10)；所述车辆座椅还包括至少一个控制装置(12)，所述控制装置(12)对气弹簧(10)起作用，其包括至少一个连接到第一座架部分(3)的气门装置(14)以及用于控制所述气弹簧(10)的气体流动的控制阀(15，16)，所述控制装置(12)还包括位于第二座架部分(4)上的控制构件(17)，所述控制构件(17)由调节装置(18)通过所述第二座架部分(4)的相对运动来调节，与所述座架部分(3，4)相互之间的相对位置无关，所述调节装置(18)控制所述第二座架部分(4)，所述控制构件(17)相对于第二底座部分(4)的相对运动引起所述车辆座椅(1)的高度变化。

Description

一种可调座架高度的车辆座椅 

技术领域

本发明涉及车辆座椅，更具体地说，涉及一种可调节高度的车辆座椅。 

背景技术

德国专利DE 43 35 199 C1公开了一种弹性车辆座椅，这种车辆座椅具有剪刀型的座架，该剪刀型的座架具有可绕着共同的剪刀轴转动的剪式部件。气弹簧被应用于调节剪刀型的座架，这当中，第一气门装置用于调节驾驶位的高度，第二气门装置通过联接器根据驾驶位承受的重量调节驾驶位的高度。该联接器包括弓形件，该弓形件能绕着剪刀轴旋转，具有弧形的齿割面以及能够与齿割面啮合的具有齿的旋转臂。旋转臂连接到其中一个剪式臂，可由连接到第一气门装置的驱动装置驱动。另外，拉杆转动地安装在剪刀轴上，用于触发第二气门装置备，拉杆可移动到弓形件的极限位置。 

发明内容

本发明的目标是提供一种简易的高度可调的、与承重无关的水平控制的车辆座椅。 

本发明是通过以下技术方案实现该发明目的的：通过调节装置引起相对于第二底架部分的相对运动，来实现对控制构件的调节，这种调节与座架部分的相对位置无关，控制构件由调节装置引起的相对于第二座架部分的运动引起车辆座椅的高度调节。所以，本发明的车辆座椅能够以简单的方式调节高度。车辆座椅的使用者可通过调节装置尤其是起动杆来改变控制构件相对于第二座架部分的位置，这样，气门装置的起动由所对应的控制构件的位置变化而引起，气门装置的起动引起高度的变化，从而实现车辆座椅高度的降低或升高。一旦通过气弹簧设定了车辆座椅的新高度，控制装置再次仅仅对 水平控制起作用，以确保对车辆座椅进行与承重无关的高度调节。从气门装置而言，控制构件由调节装置引起的位置变化仅仅是稳定位置(neutralposition)的偏离，这种稳定位置的偏离同样可以由车辆座椅上的承重引起。通过使用与这种高度调节装置、控制构件相同的装置于机理，可以经济地实现对车辆座椅的高度调节。 

在本发明的一个实施例中，控制构件是一种能量存储装置，其预应力与调节装置的驱动力相反。所述能量存储装置优选扭簧，这确保了能够通过弹性索缆来简单地驱动控制构件，索缆可以自由地位于车辆座椅和起动杆上。因为，在使用索缆的情况下，通常只有张力转移到控制构件上，以存储能量形式的复位装置是优选的，复位装置存储控制构件的调节运动过程中产生的驱动能量，并以相反方向释放能量。 

在本发明的一个实施例中，控制构件转动地铰接到座架部分，控制构件的某些部位具有凸轮，所述凸轮优选地具有至少两个平行的控制路径。在车辆座椅的高度调节中，两个座架之间发生相对运动，尤其是转动，这样两个座架可被设计成诸如平行四边形或者剪刀型框架。这有利于应用在车辆座椅的控制构件所进行的旋转运动中。控制构件最好是凸轮的形式，就是说，具有某些部位具有弧形的外部轮廓。为了执行所需的对车辆座椅的高度调节，凸轮也照样被驱动，其相对于座架部分转动，以引起气门装置相对于稳定位置的偏离，从而触发气门装置引起相应的压缩气体流进或者流出气弹簧。凸轮具有至少两个平行的控制路径，所述控制路径优选地绕着共同的旋转轴转动，优选采用同心的方式。控制路径以控制凸轮的形式提供，用于触发气门装置，从而能够确保车辆座椅的高度调节，以及实现与座椅承重无关的水平控制。 

在本发明的另一个实施例中，气门装置包括两个控制阀，这两个控制阀采用拉杆的形式，由平行的控制路径驱动。这样，即可采用简单的方式实现凸轮的双重功能，因为相同的控制路径用于加压或者连通气弹簧，而与任何时刻要完成的任务，如高度调节或者与高度无关的水平控制无关。第一控制阀用于堵塞或者允许压缩源尤其是压缩机使用压缩空气流。第二控制阀用于 连通气弹簧，从而允许降低车辆座椅。 

在本发明的再一个实施例中，控制构件的控制路径设计为弧形的圆周体，不同部位具有不同的半径。这种圆弧型的设置最好是与控制构件的转轴同心，因为这种圆弧形的配置，所以可以确保相应的控制构件的控制状态，也就是完全闭合或者完全打开。控制路径的两个圆弧部之间的变换通过节板来实现。节板应用到拉杆的几何轮廓上，位于圆弧部之间最小的角度切断处，以确保控制阀的快速响应。 

在本发明的另一个实施例中，控制构件的控制路径在一些部位具有基本相同的半径。这允许气门装置具有对称结构，并确保应用到平行控制路径的两个控制阀具有相同的响应。在一个特定的优选实施例中，控制路径具有理想的、相对大的斜剖面，与朝向不同圆周方向的节板的较小半径的位置啮合。两个控制路径具有与稳定位置对应的相同的半径、这样在两个控制阀都闭合时就没有压缩空气流过或流经气弹簧。当凸轮相对于气门装置旋转出稳定位置时，无论控制构件的位置相对于座架的位置是否变化，也无论座架是否因为承重的变化而彼此间发生相对运动，控制阀的拉杆都被引导沿着斜面朝向较大的半径，这样的结果是，拉杆偏离，对应的控制阀被触发，触发的控制阀反过来影响压缩空气流入或流出气弹簧。 

在本发明的另一个实施例中，控制构件至少一些部位上具有碾轧表面，调节装置设计成弹性牵引装置，最好是索缆。碾轧表面，优选地与控制构件或者凸轮同心，能够对牵引装置进行线性或非线性的运动转换。在同心的定向碾轧表面情况下，牵引装置的运动是以线性或均衡的方式转换成相应的控制构件的转动角度。在采用偏心碾轧表面的情况下，牵引装置的运动与控制构件的旋转角度之间是非线性的，这可应用到有特殊要求的控制构件上，尤其是对气门装置的响应有特殊要求的情况。 

在本发明的另一个实施例中，控制构件旋转地连接安装到剪刀型架的中心轴。剪刀型框架能够紧凑稳健地构造出可调节高度的车辆座椅。将控制构件设置在剪刀型框架的中心轴上，以及将气门装置设置在剪刀型框架的至少一个剪式臂上，能够特别紧凑地安置用于车辆座椅的高度调节和水平控制的 控制装置。 

在本发明的另一个实施例中，气门装置设置有截止阀，用于允许或者堵塞气弹簧与控制阀之间的连通。通过截止阀，可以允许或者堵塞压缩空气流进或者流出气弹簧。在所述“允许”位置下发生自动的水平控制；而在“堵塞”位置下，没有发生高度调节或者水平调节，这时候气弹簧成为密封的气垫。通常，当用户希望降低车辆座椅的振动时，例如具有引擎的车辆行驶在不平坦的表面上，尤其是驶在坑洼的地面、泥路、旷野或者工地上之时，截止阀处于堵塞位置，这对于车辆座椅的悬挂特性将很有利。 

在本发明的另一个实施例中，截止阀具有附加的用于快速连通气弹簧的排气位置，这用于快速降低车辆座椅。当用户上车或者离开安装有这种可调节高度的座椅的车辆之时，较低高度的座椅位置能够保证快速入座或者离座。在排气位置下，气弹簧的排气没有被控制阀上的节流阀减慢。相反，在截止阀处于排气位置下，气弹簧的排气速度仅仅由气弹簧和截止阀之间的压缩空气管的横截面以及截止阀的排气通道的横截面所限制。 

在本发明的一个实施例中，控制构件被设计用于停止调节动作，并约束车辆座椅的振幅，具体地，控制构件与其中一个剪式臂活动连接。调节动作的制动位置取决于车辆座椅的高度设置，调节动作的制动位置用于防止车辆出现强烈振幅的振动，振幅强烈的振动对用户而言是不舒服的，尤其是在高位置时。相反，优选地，振幅在车辆座椅的整个调节范围中保持相同，这可通过运动制动器实现，可根据控制构件的位置调节运动制动。为此，控制构件具有传动装置，具体地，是齿结构，这种齿结构能够将转动转换成可调节的运动制动。 

其他的优点、特征可从权利要求以及下面结合附图介绍的具体实施例中得到。 

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明者作进一步说明，附图中： 

图1是本发明的具有高度可调座架的车辆座椅的侧面示意图；

图2是图1中座架的透视图； 

图3是图1和图2中座架组件的透视图，所述座架组件用于调节高度； 

图4是图3中座架组件的局部示意图，该座架组件具有调节高度的装置； 

图5是图4中调节高度的装置的透视图； 

图6是图5中调节高度的装置处于第一控制位置的示意图； 

图7是图5中调节高度的装置处于第二控制位置的示意图； 

图8是图5中调节高度的装置处于第二控制位置的示意图。 

下面是附图中各附图标号与所表示的零部件的对照： 

1   车辆座椅 

2   座架(即：剪刀型的架) 

3   第一座架部分(即：第一剪式臂) 

4   第二座架部分(即：第二剪式臂) 

5   座椅表面 

6   靠背 

7   底架 

8   滑轨 

9   座椅表面架 

10  气弹簧 

11  剪刀轴 

12  控制装置 

13  载板 

14  气门装置 

15  第一控制阀 

16  第二控制阀 

17  控制构件(即：凸轮) 

18  调节装置(即：索缆) 

19  外壳 

20  支柱 

21  旋转轴 

22  滚筒 

23  铰链 

24  底架(即：回转轨道) 

25  座架(即：回转轨道) 

26  连接杆 

27  连接杆 

28  排气阀(截止阀) 

29  拉簧 

30  控制表面 

31  控制凸轮 

32  控制凸轮 

33  拉杆 

34  拉杆 

35  连接器 

36  空气排放连接器 

37  横向支承件(第二剪式臂) 

38  倾斜表面(第一控制凸轮) 

39  倾斜表面(第二控制凸轮) 

40  连接器(排气阀) 

41  齿 

42  支承表面(凸轮) 

43  支承区域(载板) 

具体实施方式

如图1所示，车辆座椅1包括设计成剪刀型框架2的可调节高度的座架，以在图1所示中向上或向下的垂直方向上调节高度，该座椅具有座椅表面5以及靠背6，所述剪刀型的框架2设置在滑轨8上以进行纵向调节，即，指向图中的左或者右方向调节。 

图2到图4是剪刀型框架2的具体结构。在一个实施例中，剪刀型框架2由一对剪式臂3和一对剪式臂4组成。两对剪式臂3、4各自的一对臂彼此平行，互相隔开一段距离；剪式臂3、4通过剪刀轴11可转动地连接。剪式臂对3的连接轴26的末端安装有滚筒22，该滚筒22形成了第一座架部分。第二剪式臂4第一末端区域向外突出的铰销23用于可转动地、稳定地铰接到底架7，底架7安装在滑轨8上，绞销23形成第二座架部分。第二剪式臂4的第二末端的连接杆27的末端安装有滚筒22，该滚筒22即使在相对高的负载下也能够在座椅表面架9的U型、内开的回转轨道25中移动，例如在有人坐在车辆座椅1上之时。第一剪式臂3的滚筒22同样用于将座椅表面架9的往来轨道25中以及底架7的内开的回转轨道24中移动。 

第一和第二剪式臂3、4之间是长度可调的气弹簧10，气弹簧10能够改变剪式臂3和4的角度位置，从而允许设置底架7与座椅表面架9之间的距离，从而相对于固定在车辆地板(未示出)的底架7调节车辆座椅的座椅表面5的高度。 

对于不受高度约束和具有阻尼振动抑制的可调节高度的车辆座椅1，控制装置12用于改变气弹簧10的长度，控制装置12包括分配在第一座架部分，即第一剪式臂3上的气门装置14、控制阀15、16以及用于起动气弹簧10中的气流以及控制凸轮17的排气阀28，该凸轮17设置在由第二剪式臂4组成的第二座架部分上，用于起动控制阀15和16。控制阀15、16以及排气阀28安装在载板13的侧面，彼此之间隔而又互相连接，所以它们之间是通气的。控制阀15、16以及排气阀28的运行模式将在后面描述。载板13的末端安装有钩，通过该钩将载板13安装到连接杆26。载板13上朝向钩的末端具有U型的凹口，该凹口用于与剪刀轴11紧密连接。 

凸轮17可枢轴地安装在剪刀轴11上，且凸轮17连接在索缆18上。索缆18作为调节工具与起动杆(未示出)连接并能够枢轴地转动凸轮17，其转动与扭簧(未示出)的复原力矩、作用在剪刀轴11的力矩相反。如图3的细节所示，索缆18操纵凸轮17的控制表面30，控制表面30在凸轮枢转时能够碾轧索缆18。横向支撑件37的支柱20支撑索缆18的外壳19。横向支撑件37连接第二剪式臂4，并可安装在支柱20和起动杆(未示出)之间的任何位置。起动杆和索缆18安装在凸轮17和相关的扭簧上的方式是：起动杆的调节运动会导致凸轮17的枢轴运动。其中，凸轮的位置由起动杆决定，与剪式臂3、4两者之间的相对位置无关；以及在剪式臂3、4相对运动时保持该位置，否则会导致凸轮17的意外运动。具体地，能够预设或者预选的座椅高度，即车辆座椅的高度设置，所需要的气压。凸轮17具有“C”型嘴状的支承面42枢轴地安装在载板13的支承区域43，该支承区域43的某段是圆柱形的。支承面42的嘴宽与剪刀轴11的直径对应，这样，可将凸轮17推到剪刀轴11上，并在剪刀轴11上以相应的形式与载板13活动连接。在这里，载板13首先安装在连接杆26和剪刀轴11上，接着将凸轮17朝向安装位置推到支承区域43上，再接着将凸轮17转到控制位置，所述安装位置与图6至8所示的控制位置不同。就这样，实现了所需的对剪刀轴11的合体锁定。 

控制装置12主要由气门装置14组成，凸轮17使控制装置12能够保持车辆座椅的预定高度并与车辆座椅1的承重无关。控制阀15、16分配给气门装置14，分别具有拉杆33和34，拉杆33和34可在凸轮17的控制凸轮31和32上滑行。控制阀15、16作为开关阀，用于阻止或者允许压缩空气流入或者流出气弹簧10。控制阀15、16在未被对应的拉杆33、34起动时，位于堵塞位置，在这种位置下没有压缩空气流动。被设计成排气阀28的截止阀同样安装在载板13上，用于允许或者阻塞控制阀15、16之间的气体流通，其中，从气弹簧10释放的压缩空气的通气道由位于堵塞位置的排气阀28提供，该通气道不受控制阀15、16限制。排气阀28可被活动地连接在起动杆(未示出)上的索缆(未示出)所起动。排气阀28设置有拉簧29，拉簧29与索缆的拉力相反，在拉力较小时将排气阀28保持在打开位置。排气阀28上具有连接器40，连接器40用于连接到气弹簧。 

第一控制阀15的连接器35通过压缩空气软管(未示出)连接到压缩空气源(未示出)，从而实现为气弹簧10提供压缩空气。在这里，拉杆33在凸轮17作用下向第一控制阀15的开口偏转，这样，压缩空气能够流入气弹簧10，从而增加了气弹簧的内部压力，导致气弹簧10长度扩展，因此，座椅表面架9以垂直方向向上运动。第二控制阀16设置有释放空气连接器36，连接器36接到压缩空气软管(未示出)，压缩空气软管远离控制阀16的末端具有节流阀(未示出)。可通过打开第二控制阀16来使气弹簧10中内部压力发生变化而释放气弹簧10中的压缩空气；同时，座椅表面架9在垂直方向上下降的速率由节流阀来控制。 

凸轮17周围的控制凸轮31、32彼此平行排列。这两个控制凸轮的半径与凸轮17的圆周相对应，使得在第二位置时，也就是图5和图7所示的稳定位置(neutral position)时，控制阀15和16都是闭合的，气弹簧10的内部压力没有发生变化。在凸轮17和气门装置14之间由于索缆18的起动或者车辆座椅1上的重量的改变而发生相对运动时，拉杆33、34沿着控制凸轮31、32滑动。凸轮17的相对运动，导致拉杆33和拉杆34其中之一偏转，并起动相应的控制阀15、16。拉杆33、34的起动由跳线(jump)触发，该跳线位于对应的控制凸轮31、32的辐条上，作为控制凸轮31、32上的倾斜面，允许拉杆33、34无摩擦地滑动。拉杆33、34连接到控制阀15、16以按照不同的方向转动，控制凸轮31、32和拉杆33、34之间的适配方式如下：在图5和图7所示的稳定位置中，它们能发生转动角度小于5度的转动，在5度的转动角度范围内不会起动控制15和16。因为控制阀15、16是偏移的，以及拉杆33、34相反设置的，所以实现了特别紧凑地安装气门装置与凸轮17。 

通过上述的控制装置12，可调节高度的车辆座椅1实现了自动的、不受重量约束的高度调节。控制装置12以如下方式配置：气弹簧10可在任何时间起动，从而确保了图5和图7所示的控制阀15、16的稳定位置。如果作用在索缆18的拉杆从外面引起凸轮17相对于气门装置14转动，以引起车辆座椅的高度发生变化，那么拉杆33和34中其中一者会因为凸轮17的相对转动而发生偏移。如果凸轮17的转动是打算升高车辆座椅1的高度，如图8所示，那么，第一控制阀15的控制凸轮31的轮廓会引起拉杆33的起动，于是第一控制阀15打开并允许压缩空气从压缩空气源流入气弹簧10，这导致气弹簧 10的长度发生变化，从而导致车辆座椅1向上调节，直到两个剪式臂3、4转动让凸轮17相对于控制阀14处于稳定位置。如果凸轮以相反方向转动，如图6所示，拉杆34倾斜并打开第二控制阀16，直到凸轮7以及气门装置14再次处于图5和图7所示的稳定位置，在稳定位置中，没有压缩空气流入气弹簧10。在车辆座椅1上的重量移走时，例如，人体离开车辆座椅1下车时，就达到了一个理想的状态。剪式臂3、4由于气弹簧10内的内部压力而发生相对运动，导致凸轮17相对于气门装置14发生运动，第二控制阀16被起动以允许压缩空气从气弹簧10中释放，从而将车辆座椅1降低到凸轮17预定的座椅高度。当加载在车辆座椅1上的负荷增加时，气弹簧10首先被压缩，第一控制阀15由于剪式臂3、4、凸轮17的相对运动而起动，从而能够引起气弹簧10内部压力增加，直到达到稳定装置。 

上述的调节过程需要排气阀28处于开口位置。只有在排气阀28处于开口位置下，气弹簧10和控制阀15、16之间才有通气连接。排气阀28也可以进入堵塞位置，在这种情况下没有气体流进或者流出气弹簧10。在这种堵塞位置下，水平控制(level control)被抑制，车辆座椅的弹性仅仅来自于密封在气弹簧10中的气垫。在这种堵塞位置下，也不会发生重量的自适应。排气阀28进而也能设定在通气位置，在通气位置下，气弹簧10内的内部压力直接释放，无节流地释放到外界环境，而不经过控制阀15、16。在通气位置下，控制阀15、16和气弹簧10之间的通气连接被中断。相反，排气阀28打开适当的通气通道允许内部压力释放。这样，车辆座椅1可以快速地降低，方便用户、物件下车。当用户坐到车辆座椅上时，通过起动连接到排气阀28的杆，能够终止气弹簧10的直接通气，并重新建立气弹簧10与控制阀15、16之间的通气连接。因此，压缩空气能够流入气弹簧10，直到气门装置14相对于调节凸轮17达到的稳定位置。 

如图3至图8所示，凸轮17的末端具有锯齿，锯齿用于与齿轮(未示出)的啮合连接。齿轮可转动地安装在第二剪式臂4的支承轴颈上。高度档块连接在齿轮上，高度档块同样旋转地安装在支承轴颈上，偏离齿轮的旋转轴，高度档块限定与重量无关的偏转，根据凸轮17相对于第二旋转臂的旋转位置补偿车辆座椅1的运动。所以，可以根据选择的高度设置限制车辆座椅1的运动范围，这是为了防止车辆座椅1的过度振动，尤其是在较高的座椅高度时。 

本说明书公开的所有特征中，只要它们本身及其组合相对于现有技术具有新颖性，都被声明为本发明的实质性内容。 

Claims (10)

1.一种车辆座椅(1)，包括：

可调节高度的座架(2)，所述座架(2)具有至少两个座架部分(3，4)，所述座架部分彼此之间能够相对移动，所述两个座架部分之间设置有至少一个用于调节高度的气弹簧(10)；

至少一个控制装置(12)，所述控制装置(12)对气弹簧(10)起作用，并包括至少一个连接到第一座架部分(3)的气门装置(14)以及用于控制所述气弹簧(10)的气体流动的控制阀(15，16)，所述控制装置(12)还包括位于第二座架部分(4)上以用于起动所述控制阀(15，16)的控制构件(17)，所述控制构件(17)由调节装置(18)通过所述第二座架部分(4)的相对运动来调节，与所述座架部分(3，4)相互之间的相对位置无关，所述调节装置(18)控制所述控制构件(17)相对于所述第二座架部分(4)的相对运动引起所述车辆座椅(1)的高度变化；

其特征在于，所述控制构件(17)旋转地安装在所述座架(2)的中心轴上。

2.根据权利要求1所述的车辆座椅，其特征在于，所述控制构件(17)转动地连接到所述座架部分(3，4)，所述控制构件(17)的一部分具有凸轮，所述凸轮具有至少两个独立的平行的控制路径(31，32)。

3.根据权利要求2所述的车辆座椅，其特征在于，所述凸轮的预应力经由扭簧与所述调节装置(18)的驱动力相反。

4.根据权利要求2所述的车辆座椅，其特征在于，所述气门装置(14)包括两个所述控制阀(15，16)，所述控制阀分别具有由所述平行的控制路径驱动的拉杆(33，34)。

5.根据权利要求2所述的车辆座椅，其特征在于，所述控制构件(17)的所述控制路径的截面为弧形的圆周，在部分剖面具有不同的半径。

6.根据权利要求2所述的车辆座椅，其特征在于，所述控制构件(17)的所述控制路径至少在一些剖面具有相同的半径。

7.根据权利要求1所述的车辆座椅，其特征在于，所述控制构件(17)包含控制表面(30)，所述控制表面(30)环绕该控制构件，且所述控制表面的至少一部分被设计成作为调节装置(18)的弹性牵引装置。

8.根据权利要求1所述的车辆座椅，其特征在于，所述气门装置(14)设置有截止阀(28)，该截止阀(28)允许或者禁止所述气弹簧(10)和所述控制阀(15，16)之间的连通。

9.根据权利要求8所述的车辆座椅，其特征在于，所述截止阀(28)具有附加的通气位置，所述通气位置用于快速连通所述气弹簧(10)而快速地降低所述车辆座椅(10)。

10.根据权利要求1所述的车辆座椅，其特征在于，所述控制构件(17)用于在与任意一个座架部分(3，4)活动连接时引发对可调节的用于限制所述车辆座椅(1)振幅的运动的截止。

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