CN101224713B - 汽车座椅及其气弹簧 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种汽车座椅的气弹簧，所述气弹簧包括定义出至少一个气弹簧腔的多个气弹簧组件(18)，其中所述气弹簧形成进气连接(20)和排气连接(22)，用于控制汽车座椅的高度和/或水平度，其中，所述气弹簧还包括集成在所述气弹簧或者至少一个气弹簧组件(18)中的阀门装置(26，28)，用于控制汽车座椅的高度和/或水平度。本发明还公开了一种设有上述气弹簧的汽车座椅。

Description

汽车座椅及其气弹簧
技术领域
本发明涉及汽车座椅，更具体的说，本发明涉及一种汽车座椅的气弹簧以及设有这种气弹簧的汽车座椅。
背景技术
已知的汽车座椅型的气弹簧系统通常带有控制元件(阀门控制)，它与气弹簧分开并用于调节进入的空气量和排出的空气量。这种控制系统一方面用于调节气弹簧中的空气量以承受对应的座椅负载/重量，另一方面用于改变座椅的高度，从而能够使它单独适应各个用户身体的大小。在已知的这种类型的实施例中，空气弹动司机的座椅要求具有气弹簧、控制单元(水平控制单元和高度控制单元)、位于气弹簧和控制单元之间的至少一根连接线、以及电源线的组合。
已知实施例的例子在专利文献DE 4025183C2、DE 3517503C2、DE3517504C2、DE3517505C2、DE 19902224C1中已有公开。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种结构简单、紧凑的汽车座椅的气弹簧以及包括这种气弹簧的汽车座椅，在节约悬挂式汽车座椅的成本同时，能够进行调节。
根据本发明，提供了一种汽车座椅的气弹簧。所述气弹簧包括多个气弹簧组件，所述多个气弹簧组件一起限定出至少一个气弹簧腔。所述气弹簧形成进气连接和排气连接，用于控制汽车座椅的高度和/或水平度。
所述气弹簧还包括集成在所述气弹簧或者至少一个气弹簧组件中的阀门装置，用于控制汽车座椅的高度和/或水平度。讨论中的气弹簧组件最好是气弹簧的活塞下部，或者活塞上部，或者汽缸下部，或者汽缸上部。
本发明还提供了一种设有这种气弹簧的汽车座椅。该汽车座椅可例如带有剪式系统或者剪式框架，可采用例如DE 4025183C1、DE3517504C2、DE3517505C2、DE 19902224C1中公开的方式来设计所述剪式系统或者剪式框架。本申请进一步的优选实施例参考了这些专利文献，并将这些参考文件中的对应段落引入本申请中。所述汽车座椅可以是例如拖拉机座椅、重型货车座椅、商用车座椅或者公共汽车座椅，在每种情况下都被称为司机座椅。
特别提供的是，用于调节悬挂的所有功能都集成在活塞下部和/或活塞上部，或者集成在汽缸上部和/或汽缸下部。这特别便于形成模块。
在这种情况下，该模块带有或包括水平度控制滚轴(roller)、水平度控制杆、高度调节控制滚轴和快速降低系统。
通过控制滚轴、控制盘或类似物的方式来进行水平度的调节，所述控制滚轴、控制盘或类似物容纳在所述活塞下部和/或活塞上部或者汽缸上部和/或汽缸下部内，且在一个优选实施例中，当发生旋转时，打开和关闭进气通道或排气通道。
也可提供有水平度控制杆。在这种情况下，所述水平度控制杆连接在剪式系统和水平度控制滚轴之间。水平度控制滚轴上的力通过控制杆进行传输，这种传输以最高速度(频率)发生，所述最高速度由惯性元件决定，且远低于惯常的振动频率。
还可提供有阻尼元件或阻尼器。通过决定控制滚轴的最高旋转速度的阻尼元件(阻尼器)的优点，可以获得取决于频率的水平度校正，因此不必对水平度进行“不必要”的后续调节。在一个优选实施例中，这样的阻尼元件的惯性(切换频率)低于系统的通常操作频率(例如，0.5Hz)。
在一个特定的优选实施例中，在水平区域周围的相同振动(例如，0.5Hz)下，由于在一个优选实施例中设置了弹性飞轮(spring free wheel)，不必进行后续的调节(进气/排气)，也就是，水平度控制装置保持关闭，摇杆的运动可在飞轮中单独实现。
采用相对于零线(水平面)更持久的对称偏离，阻尼元件或上述阻尼元件允许控制滚轴进行缓慢的继续旋转，从而释放入口或出口截面，以校正水平度。
控制滚轴在相对较长或者永久偏离零线(水平面)的情况下，以最高速度继续旋转，并打开控制孔以进气或者排气(更换司机，自适应体重)。
通过改变水平度滚轴的截面，能使进气量或排气量适应不正确的位置(例如，大的偏离＝大的横截面)。
在一个优选实施例中，为了改变座椅高度，所述高度调节控制滚轴相对于水平度滚轴转动，这导致或可能导致水平度滚轴的可感知(期望的)的不正确位置，之后该不正确的位置可通过一定方式被校正，以致能够实现或者导致期望的高度适配。在一个优选实施例中，精确的高度校正在动态范围内发生(例如，在一个方向上永久地超出该位置)。
可通过例如波顿(Bowden)缆线或者不同类型的致动元件来驱动高度调节控制滚轴，可通过拉伸弹簧来进行复位。
在一个优选实施例中，可实现快速降低。在一个优选实施例中，快速降低通过第二根杆(按钮)来实现，该第二根杆(按钮)可通过飞轮来操作高度调节波顿缆线。通过旋转高度调节滚轴(尽可能快地向下调节高度)，可以从上方太远处偏离，而校正通过向下方向上的最大气流截面来实现。当触发快速降低时，可(类似地)尽快地找准水平面。特别地，通过在接近高度调节位置(水平面)的过程中改变截面，可降低校正速度。
也可通过预置高度调节来进行快速降低，虽然在这种情况下之前的高度调节位置必须是重新选择的。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是根据本发明的第一实施例的局部分解示意图；
图2是根据本发明的第二实施例的局部分解示意图；
图3-6分别是图1和2所示的实施例中活塞下部或者汽缸下部的不同视图；
图7-12分别是图1和2所示的实施例中高度控制滚轴或者高度调节模块的不同视图；
图13-24分别是图1和2所示的实施例中水平度控制滚轴或水平度控制装置的不同视图；
图25-29分别是图1和2所示的实施例中高度调节控制杆的不同视图；
图30-32分别是图1和2所示的实施例中阻尼器或者频率调节器的不同视图；
图33-37分别是图1所示的实施例中梃杆的不同视图；
图38-43分别是图1所示的实施例中阀杆的不同视图；
图44-47分别是图2所示的实施例中驱动轮的不同视图；
图48-49分别是图1和2所示实施例的3D视图；
图50-56分别是图1和2所示实施例的不同位置的示意图，在每种情况下都示出了局部剖视图和局部剖视图的放大图；
图57a)-c)分别是根据本发明实施例的其它视图，其中两个截面图示出了根据本发明实施例的位置；
图58a)-e)分别是图1和2所示实施例的不同位置的示意图；
图59a)-e)分别是图1和2所示实施例的不同位置的示意图；
图60a)-e)分别是图1和2所示实施例的不同位置的示意图；
图61a)-e)分别是图1和2所示实施例的不同位置的示意图；
图62a)-e)分别是图1和2所示实施例的不同位置的示意图。
附图标号说明：
1     气弹簧
10    梃杆
12    阀杆
16    气弹簧腔
18    气弹簧组件或活塞下部或汽缸下部
20    进气连接
22    排气连接
24    通道
26    高度调节模块或高度控制滚轴
28    水平度控制装置或水平度控制滚轴
30    气弹簧组件或活塞下部或汽缸下部的底部
32    第一通孔
34    第二通孔
36    第一环形槽
38    第二环形槽
40    第三通孔
42    第四通孔
44    第五通孔
46    第六通孔
48    第三环形槽
50    第四环形槽
52    第七通孔
54    第八通孔
56    第九通孔
58    第十通孔
60    排气腔
62    进气腔
64    塞子
66    高度调节杆
68    阻尼器或者频率调节器
70    梃杆
72    阀杆
74    中央突出部
76    轴向突出部
78    连接板
80    狭槽
82    驱动轮
具体实施方式
图1是根据本发明的气弹簧1的第一实施例的局部分解示意图，所述气弹簧用于弹动和调节，尤其是控制气动(air-sprung)汽车座椅的高度和/或水平度，其中图1所示的实施例集成有飞轮。
图2是根据本发明的气弹簧1的第二实施例的局部分解示意图，所述气弹簧用于弹动和调节，尤其是控制气动汽车座椅的高度和/或水平度，其中图2所示的调节装置带有外部飞轮。
因此图1和图2所示的气弹簧1的区别在于，在图1所示的气弹簧1中设置了梃杆10、阀杆12和旋转弹簧(未图示)，而在图2所示的实施例中设置了驱动轮82。
除此之外，图1和图2所示的实施例彼此基本没有区别，因此一起对两个实施例进行描述。
图1和图2所示的气弹簧1包括多个气弹簧组件，用于限定出气弹簧腔16，气弹簧腔16可充满空气，其中一个气弹簧组件18设计为活塞下部或者汽缸下部，如图1和图2所示。
气弹簧组件18，作为单独的部分在图3-6的不同视图中示出，带有进气连接20和排气连接22，用于控制汽车座椅的高度和/或水平度。进气连接20平行于排气连接22延伸。气弹簧组件18还带有贯穿的通道24，横穿进气连接20和排气连接22，进气连接20和排气连接22向通道24开启。
在组合状态下，高度调节模块或高度控制滚轴26、以及水平度控制装置或水平度控制滚轴28延伸通过或者进入通道24。高度调节模块或者高度控制滚轴26是空心圆柱形，这样便在高度调节模块或者高度控制滚轴26内形成贯通的通道，水平度控制装置或水平度控制滚轴28容置在该通道内并可旋转地配合。
高度控制滚轴或者高度调节模块26作为单独的部分在图7-12的不同视图中示出，水平度控制滚轴或水平度控制装置28在图13-24的不同视图中示出。
两个通孔32、34以轴向偏移的方式--相对于通道24的纵向轴--设置在气弹簧组件或活塞下部或汽缸下部18的底部30。这两个通孔(为了便于参照也被称为第一通孔32和第二通孔34)从用于容纳弹动气体量的气弹簧腔16内部延伸到通道24。
第一通孔32用于使空气从气弹簧腔16中流出，第二通孔34用于使空气填充或者流入气弹簧腔16。
高度调节模块或高度控制滚轴26的外表面设有用于排放空气的第一环形槽36和用于进入空气的第二环形槽38。在第一环形槽36的底部至少设有第三通孔40，在第二环形槽38的底部至少设有第四通孔42。
第五通孔44以相对于带有第三通孔40的第一环形槽36轴向偏移的方式(相对于高度调节模块或高度控制滚轴26以及水平度控制装置或水平度控制滚轴28的轴向)，径向延伸通过高度调节模块或高度控制滚轴26，并且在轴向和圆周方向上加宽(例如，±27.5°)，例如径向向外。与第三通孔40类似，第五通孔44也用于排放空气。
第六通孔46以相对于带有第四通孔42的第二环形槽38轴向偏移的方式(相对于高度调节模块或高度控制滚轴26以及水平度控制装置或水平度控制滚轴28的轴向)，径向延伸通过高度调节模块或高度控制滚轴26，并且在轴向和圆周方向上加宽(例如，±27.5°)，例如径向向外。与第四通孔42类似，第六通孔46也用于进入空气。
水平度控制装置或水平度控制滚轴28是空心的或者空心圆柱形。水平度控制装置或水平度控制滚轴28的外表面设有用于排放空气的第三环形槽48，并以轴向偏移的方式设有用于进入空气的第四环形槽50。第七通孔52从第三环形槽48延伸到水平度控制装置或水平度控制滚轴28的径向内部，第八通孔54从第四环形槽50延伸到水平度控制装置或水平度控制滚轴28的径向内部。
第九通孔56以相对于带有第七通孔52的第三环形槽48轴向偏移的方式(相对于高度调节模块或高度控制滚轴26以及水平度控制装置或水平度控制滚轴28的轴向)，径向延伸通过水平度控制装置或水平度控制滚轴28，并且在轴向和圆周方向上加宽，例如径向向外。与第七通孔52类似，第九通孔56用于排放空气。
第十通孔58以相对于带有第八通孔54的第四环形槽50轴向偏移的方式(相对于高度调节模块或高度控制滚轴26以及水平度控制装置或水平度控制滚轴28的轴向)，径向延伸通过水平度控制装置或水平度控制滚轴28，并且在轴向和圆周方向上加宽，例如径向向外。与第八通孔54类似，第十通孔58用于进入空气。
高度调节模块或高度控制滚轴26可相对于气弹簧组件或活塞下部或汽缸下部18旋转，并相对于水平度控制装置或水平度控制滚轴28旋转。水平度控制装置或水平度控制滚轴28可相对于气弹簧组件或活塞下部或汽缸下部18旋转。
相对于高度调节模块或高度控制滚轴26以及水平度控制装置或水平度控制滚轴28的轴向，第一通孔32、第五通孔44和第九通孔56在轴向上位于同一水平高度上，因此在高度调节模块或高度控制滚轴26以及水平度控制装置或水平度控制滚轴28的对应旋转位置上，它们是气流相通的。
相对于高度调节模块或高度控制滚轴26以及水平度控制装置或水平度控制滚轴28的轴向，第一环形槽36、第三通孔40、第三环形槽48、以及第七通孔52在轴向上位于同一水平高度上，因此它们是气流相通的。
相对于高度调节模块或高度控制滚轴26以及水平度控制装置或水平度控制滚轴28的轴向，第二通孔34、第六通孔46和第十通孔58在轴向上位于同一水平高度上，因此在高度调节模块或高度控制滚轴26以及水平度控制装置或水平度控制滚轴28的对应旋转位置上，它们是气流相通的。
相对于高度调节模块或高度控制滚轴26以及水平度控制装置或水平度控制滚轴28的轴向，第二环形槽38、第四通孔42、第四环形槽50以及第八通孔54在轴向上位于同一水平高度上，因此它们是气流相通的。
进气连接20向第二环形槽38内开口。排气连接22向第一环形槽36内开口。
在水平度控制装置或水平度控制滚轴28的内部，第七通孔52和第九通孔56通过排气腔60相通。此外，在水平度控制装置或水平度控制滚轴28的内部，第八通孔54和第十通孔58通过进气腔62相通。
引入了塞子64，以形成腔室60、62。
在图1和图2所示的实施例中，还设置有高度调节杆66。该高度调节杆66连接到水平度控制装置或水平度控制滚轴28，从而随之旋转。高度调节杆66可以以旋转或者绕轴旋转的方式致动，也就是例如通过波顿缆线的方式。图25-29示出了高度调节杆的不同视图。
在图1和图2所示的实施例中，还设置有阻尼器或者频率调节器68，它连接到水平度控制装置或者水平度控制滚轴28。在图30-32中示出了阻尼器或频率调节器68的不同视图。
在图1所示的实施例中，还设置有梃杆70和阀杆72。梃杆70通过其中央的突出部74插入阀杆12。梃杆70还形成有偏心设置的轴向突出部76，用于与扭簧(leg spring)(未图示)配合，梃杆70还形成连接板78，这将在下面讨论。
阀杆在其外表面设有狭槽80，狭槽80沿着圆周方向延伸，且该狭槽被上述连接板78中断。
扭簧(未图示)绕着中央突出部74延伸，其端脚以一定的方式连接在轴向突出部76和连接板78后方，当施加扭矩使阀杆72相对于梃杆70旋转时，弹簧受力，也就是不管扭矩的旋转方向。
图33-37示出了梃杆70的不同视图。图38-43示出了阀杆72的不同视图。
在该实施例中，提供了驱动轮82。代替图1中虽未示出但设置的弹簧，在图2中设置了与驱动轮啮合的波顿缆线。驱动轮的不同视图在图44-47中示出。
特别设置有阀门，可通过旋转高度调节模块或高度控制滚轴26、以及水平度控制装置或水平度控制滚轴28来特别设置阀门的位置。
图50-56是图1和2所示实施例的不同位置的示意图，在每种情况下都示出了局部剖视图和各局部剖视图的放大图。
图50示出了“高度调节底部”的位置；图51示出了“高度调节中部”的位置；图52示出了“高度调节顶部”的位置。
图53示出了“水平度正好(关闭)”的位置；图54示出了“精调/高度调节中部”的位置；图55示出了“水平度太高”(排气打开)的位置；图56示出了“水平度太低”(进气打开)的位置。
图57a)-c)是根据本发明实施例的其它视图，其中两个截面图示出了根据本发明实施例的位置。
图58a)-e)、图59a)-e)、图60a)-e)、图61a)-e)和图62a)-e)是图1和2所示实施例的不同位置的示意图。
图58a)-e)示出的位置中，高度调节处于“中部”位置，水平度处于中间，因此进气关闭、排气也关闭。
图59a)-e)示出的位置中，高度调节处于“中部”位置，水平度太低，因此进气打开、排气关闭。
图60a)-e)示出的位置中，高度调节处于“中部”位置，水平度太高，因此进气关闭、排气打开。
图61a)-e)示出的位置中，高度调节处于“底部”位置，水平度处于中间，因此进气关闭、排气打开。
图62a)-e)示出的位置中，高度调节处于“顶部”位置，水平度处于中间，因此进气关闭、排气关闭。
飞轮也可通过拉伸弹簧的方式形成。
特别地，与实施例中的例子类似，本发明将背景技术中提及的组合(数量为四个)减少为两个组合，也就是带有集成控制单元的气弹簧(水平度控制单元和高度控制单元)和电源线(电源网络)。
在此，包括有高度调节系统和水平度控制装置的完整的控制单元集成在气弹簧活塞中。
与其他已知的系统类似，水平度控制单元的致动通过摇杆/剪式的直接连接进行，例如，推杆、齿条或者类似物。
控制系统由司机座椅上的悬挂(导向系统)的垂直运动来触发，在这种情况下示为X形的剪式系统。
悬挂系统的高度调节通过高度控制滚轴的旋转来执行，它通过波顿缆线或者类似物连接到例如手轮。
水平度控制滚轴还装备有频率调节器，从而抑制＞0.5Hz的频率，通过提供和排放空气进行持久调节。
图中示出的比例和尺寸仅仅是示例性的，可以有不同的选择。申请人保留修改附图、以移除所有或某些细节的权利。但是，考虑到图中可见的一个或多个尺寸和/或比例，申请人也保留阐明权利要求的权利。
申请文件中公开的所有特征对本发明来说都是实质性的，只要它们相对于现有技术单独具有新颖性或者彼此组合具有新颖性。

Claims (9)

1.一种汽车座椅的气弹簧，所述气弹簧包括多个气弹簧组件，所述多个气弹簧组件一起限定出至少一个气弹簧腔，其中所述气弹簧形成进气连接(20)和排气连接(22)以用于控制汽车座椅的高度和/或水平度，其特征在于，所述气弹簧还包括集成在所述气弹簧或者至少一个气弹簧组件(18)中以用于控制汽车座椅的高度和/或水平度的阀门装置(26，28)。
2.根据权利要求1所述的汽车座椅的气弹簧，其特征在于，所述气弹簧组件(18)形成有通道(24)，高度控制滚轴(26)延伸到所述通道(24)中。
3.根据权利要求2所述的汽车座椅的气弹簧，其特征在于，所述高度控制滚轴(26)是空心圆柱状的，水平度控制滚轴(28)延伸到所述高度控制滚轴(26)中。
4.根据权利要求3所述的汽车座椅的气弹簧，其特征在于，所述通道(24)横穿进气连接(20)和/或排气连接(22)的中心轴。
5.根据权利要求4所述的汽车座椅的气弹簧，其特征在于，所述通道(24)垂直于进气连接(20)和/或排气连接(22)的中心轴延伸。
6.根据权利要求4所述的汽车座椅的气弹簧，其特征在于，还设置有集成的飞轮。
7.根据权利要求4所述的汽车座椅的气弹簧，其特征在于，还设置有外部飞轮。
8.一种汽车座椅，包括根据前述任一项权利要求所述的气弹簧。
9.根据权利要求8所述的汽车座椅，其特征在于，所述汽车座椅的就坐区域和所述阀门装置之间设置有剪式系统，所述阀门装置由所述剪式系统致动。
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