CN108454482A - 用于车辆部件的气动线性致动器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于车辆部件的气动线性致动器，用以调整车辆部件的轮廓或形状，该致动器包括：空气单元布置，其带有在纵向方向上相继布置的一系列多个可充胀的空气单元，空气单元通过中心通道流体地相互连接，引导杆延伸通过中心通道且与空气单元布置的第一端牢固地连接，通道开口设置在空气单元布置的第二端处，引导杆能位移地延伸且被引导通过通道开口，使得通过将压缩空气引入空气单元，空气单元在纵向方向上扩张且使第二端沿引导杆在纵向方向上位移，管附连至空气单元布置的第二端中的通道开口，管能位移地接纳引导杆的第二端，管气密地密封空气单元布置的第二端中的通道开口，管的远离通道开口的开口与第二端间隔开且被气密地封闭。

Description

用于车辆部件的气动线性致动器

技术领域

本发明涉及一种气动线性致动器(直线致动器)，用以调整车辆部件的轮廓或形状，该致动器包括相继布置的一系列多个可充胀的空气单元，其中，各空气单元可连接至压缩空气源，使得通过将压缩空气引入这些空气单元，该一系列空气单元在纵向上扩张。

背景技术

气动线性致动器在各种布置中用于调整诸如车辆座椅之类的车辆部件的轮廓和形状。就个人的身体舒适和保健方面而言，期望对车辆座椅的形状进行调整，这是因为，座椅轮廓可被调整成适应乘客的个性化需求。由此，可防止在长时间驾驶中可能发生的痛苦和不适。借助气动线性致动器的选择性调整主要包括对就座区域的形状调整、特别是使座位区域延长，以及对靠背和头靠的适应。

DE 10 2009 057 435 A1公开了一种座椅，其座椅深度是可调整的。座椅的前部分安装在支架板上，支架板可沿轨道引导件相对于固定的座位部分沿纵向方向位移。风箱可被供给压缩空气，以用作调整构件。风箱布置在支架板下方。引导件和风箱的布置是相对昂贵的且需要相对较大的安装地点。此外，无法排除的是，风箱由于所施加的横向载荷而弯曲至侧边或脱离。

在US 9,010,858 B2中找到了类似的布置。该文献描述了一种带有固定的落座部分和可运动的落座部分的车辆座椅。引导杆固定至可运动的落座部分且在固定的落座部分中沿纵向方向被可位移地引导。可充胀的风箱在可运动的落座部分与固定的落座部分之间且在引导杆引导件下方，该风箱通过体积变化使可运动的落座部分相对于固定的落座部分移位。

US 2008/0191531 A1描述了一种带有固定的落座部分和可相对于固定部分位移的可运动的落座部分的车辆座椅。固定的落座部分包括引导件，在引导件中，引导杆沿纵向方向被可位移地引导。引导杆具有T形端，该T形端牢固地附连至可运动的落座部分。风箱包围引导杆且风箱的前端牢固地附连至可运动的落座部分。风箱的相对端附连至固定的落座部分或附连至引导杆的T形端，使得风箱形成封围的内部空间，可纵向位移的被引导的引导杆容纳在该内部空间中。通过风箱体积的变化，可运动的落座部分相对于固定的落座部分位移。

上述调整机构示出了一些缺点，特别是由于在安装期间空气垫必须以气密的方式附连至相应的配对部分，其中，密封涉及大量的花费和成本。此外，可充胀部件的扩张是有问题的。由于空气垫仅可在相对的固定点处被安装，空气垫可能运动或弯曲至侧边，从而减损了线性致动器的功能性和操作安全性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够以低成本制造的气动线性致动器。此外，会提供高等级的操作安全性。

本发明的目的通过如权利要求1中所限定的气动线性致动器以及通过如权利要求10中所限定的车辆部件来解决。在从属权利要求中提出了本发明的优选实施例。

根据本发明，在纵向方向上相继布置的一系列可充胀的空气单元形成空气单元布置，中心通道延伸通过该空气单元布置且使得各空气单元相互连接。经由中心通道，可能连接至压缩空气源的各空气单元流体地相互连接。引导杆从引导杆的第一端(第一引导杆端)延伸通过中心通道至引导杆的第二端(第二引导杆端)，其中，空气单元布置沿引导杆从空气单元布置的第一端延伸至空气单元布置的与第一端相对的第二端。空气单元布置的第一端牢固地连接至引导杆的第一端。通道开口设置在空气单元布置的第二端处，且引导杆可位移地且被引导地延伸通过通道开口，使得当压缩空气被引入空气单元时，该一系列的空气单元沿引导杆在纵向方向上扩张，同时使空气单元布置的第二端沿引导杆在纵向方向上位移。气动线性致动器(直线致动器)还包括附连至空气单元布置的第二端中的通道开口的管，其中，该管可位移地接纳引导杆的第二端，且其中，管气密地密封空气单元布置的通道开口，且其中，管的背离通道开口的开口与引导杆的第二端间隔开且被气密地封闭。

该一系列的空气单元在纵向方向上、或沿着纵向轴线从空气单元布置的第一端延伸至第二端。类似地，引导杆沿纵向方向、或沿着纵向轴线延伸。管作用为第二引导杆端的接纳件，且在纵向方向上远离该一系列的空气单元延伸。

管通过其第一端附连至通道开口且与空气单元的内部流体连接，而管的相对的第二端包括气密的封闭件。当该一系列的空气单元扩张或收缩时，引导杆经由通道开口和管的敞开的第一端被缩回管中、或从管中伸出。空气单元可例如通过泵经由泵控制件被供应压缩空气。

管的闭合的第二端布置在离可在管中往复运动的第二引导杆端一距离处，使得当空气单元扩张或收缩时，管的闭合端运动远离第二引导杆端，或朝向第二引导杆端运动。

该一系列的空气单元的第一端相对于引导杆设置为固定端，而该一系列的空气单元的第二端相对于引导杆设置为可动端。该一系列的空气单元形成空气单元布置。

在本发明的意义内，术语“管”包括合适于沿纵向方向可位移地接纳引导杆的任何形式的细长主体。这特别地包括带有成角度的、卵形的或其他圆形截面的细长主体。

通过引入压力空气，该一系列的空气单元可从收缩状态(第1位置)转变至扩张状态(第2位置)，由此，气动线性致动器的长度变化被调整。在收缩以及扩张期间，该一系列的空气单元被引导杆在纵向方向上引导。引导杆与该一系列的空气单元的可动端之间的滑动密封可由于密封管而被省略。由此，失效的容易性显著地减小且制造被简化。

根据本发明的其他实施例，管的远离空气单元的端被单独的盖封闭。单独的盖包括盖子、塞子或其他合适的封闭装置。优选地，通过焊接或胶接提供永久的封闭。

根据本发明的其他实施例，该一系列的空气单元的第二可动端在引导杆上被引导。该一系列的空气单元的第二可动端的引导件可包括在空气单元布置的最后的空气单元处的引导销或引导环，其中，引导销或引导环至少部分地围绕引导杆。

根据本发明的其他实施例，管是柔性的。由此，线性致动器的组装被简化。

根据本发明的其他实施例，相邻的空气单元由沿纵向(即，沿着纵向轴线或在纵向方向上)在引导杆上被引导的部段连接，使得空气单元在横向于纵向轴线的方向上的偏转被引导杆有效地限制。这显著地提升了操作安全性。还可以将多个引导杆集成入线性致动器以提升引导稳定性。引导杆可设置在线性致动器的不同部段中。

根据本发明的其他实施例，连接相邻的空气单元的部段提供相邻的空气单元之间的流体连接。在这个意义上，连接部段可形成环形开口(圆形开口)，该环形开口具有比引导杆的外直径更大的直径，使得空气可通过引导杆与开口之间的间隙被交换。

根据本发明的其他实施例，该一系列的空气单元的第一端包括接头，该接头接纳引导杆的第一端。接头优选地相对于空气单元布置的内部沿向外方向延伸。接头可包括封闭端，使得当引导杆被插入接头时，该一系列的空气单元可通过接头支承在引导杆的第一端上。根据本发明的其他实施例，接头和引导杆被焊接在一起。

根据本发明的其他实施例，空气单元布置的第一端和空气单元布置的第二端各自固定至支架元件，其中，引导杆在支架元件上被引导。通过空气单元布置/该一系列的空气单元的扩张和收缩，支架元件相对于彼此在纵向方向上定位。

根据本发明的其他实施例，空气单元布置的第一端和第二端通过至少一个复位弹簧彼此联接。复位弹簧可附连至两个支架元件。借助复位弹簧，气动线性致动器可例如通过打开出口阀而从扩张状态缩回至收缩状态，

本发明还涉及一种车辆部件、特别是车辆座椅，其带有用于多个空气单元的充胀系统和可相对于彼此位移的至少两个部件、例如座椅元件。车辆部件包括本文中描述的气动线性致动器，其中，空气单元连接至充胀系统，且该一系列的空气单元的第一端和第二端各自连接至可位移部件中的一个，使得部件的相对位置可通过将压缩空气引入空气单元而调整。

附图说明

通过阅读以下对示例性实施例的具体描述和附图，本发明的其他优点将变得对本领域技术人员而言显而易见。附图中：

图1示意性地示出了处于第一位置中的根据本发明的第一实施例的气动线性致动器的示意性剖视图；以及

图2示出了处于第二位置中的根据图1的气动线性致动器。

具体实施方式

图1示出了气动线性致动器1，气动线性致动器1可集成到车辆座椅的框架中用于车辆座椅的各部段的相对定位并用于调整车辆座椅的轮廓或外形。图1中的气动线性致动器1处于收缩、非扩张或缩回状态中并沿纵向轴线2在纵向方向2a上延伸。

沿纵向方向2a的纵向轴线2存在彼此相继串联布置的多个柔性可充胀空气单元3，从而形成空气单元布置3a。通过将压缩空气供应至空气单元3中，空气单元3改变其体积且在纵向方向2a上扩张。空气单元的数量、尺寸和刚度可取决于期望的位移或所需的位移力来选择。该一系列的空气单元3在纵向方向2a上从该一系列的空气单元的第一端4延伸至相对端处的第二端5。第一端4和第二端5在空气单元布置3a的相对端处。

在纵向方向2a上设置在第一端4处的第一空气单元4a沿纵向方向布置在第一支架元件6a处，而第二端5处的最后的空气单元5a沿纵向方向布置在第二支架元件6b处，使得空气单元布置3a沿纵向方向布置在两个支架元件6a、6b之间。支架元件6a、6b可各自附连至两个车辆座椅部件中的一个，两个车辆座椅部件可相对于彼此运动且可通过引导件(未示出)沿纵向轴线2位移。

相邻的空气单元通过围绕纵向轴线2延伸的中心连接部段7彼此连接。当沿纵向方向观察时，连接部段7形成环形开口(圆形开口)8，环形开口8连接相邻的空气单元3的内部，使得相邻的空气单元3彼此流体地连接。连接部段是沿纵向轴线2延伸通过该一系列的空气单元3的中心通道9的一部分。由于连接部段7和环形开口8，所有空气单元3流体地相互连接。

第一空气单元4a设置有入口10。来自压缩空气源(未示出)的压缩空气可经由入口供应至第一空气单元4a中。

引导杆11沿纵向轴线2延伸通过该一系列的空气单元3的中心通道9。引导杆11包括在引导杆11的相对端处的第一端12a(第一杆端)和第二端12b(第二杆端)。

引导杆11的第一端12a布置在空气单元布置3a的第一端4处，或布置在第一支架单元6a处。引导杆11从第一引导杆端12a延伸通过中心通道9并通过该一系列的空气单元3。在空气单元布置3a的第二端5中、即在最后的空气单元5a处，通道开口13形成在最后的空气单元5a的侧壁中。引导杆11延伸通过第二端5中的通道开口13并通过第二支架元件6b中的开口6c，且超出第二支架元件6b直到至于引导杆11的第二端12b的前侧12c。

引导杆11的第一端12a被接纳在接头(Zapfen，轴颈/插头)14中，接头14形成于第一空气单元4a的中心壁区段中，且接头14相对于空气单元布置3a的内部延伸至外部。杆端12a通过焊接连接15牢固地连接至接头14。接头14被接纳在第一支架元件6a的中心开口6d中。

在引导杆11的纵向方向2a上的相对端处存在管16，管16连接至空气单元布置的通道开口13。管16在纵向方向2上延伸远离第一端4、第二端5和第二支架元件6b。管16包括连接至通道开口13的第一开口端17和被盖18气密地密封的第二端19。最后的空气单元5a和管16的内部由此流体连接。管16被焊接至空气单元布置且气密地密封通道开口13。压缩空气可仅经由入口10被引入空气单元布置中，或压缩空气可仅通过入口10被释放。当然，可设置其他入口和出口。

在最后的空气单元5a的第二端处，连接件20居中地附连至通道开口13，连接件20作用为最后的空气单元5a与管16之间的连接元件。同时，连接件20为引导杆11提供纵向方向上的引导。此外，引导杆11在支架元件6b的开口6c中被引导。

引导杆11被纵向可位移地接纳在管16中且可相对于管16沿纵向轴线2运动。在该一系列的空气单元的缩回位置中(图1)，引导杆11的第二端12b与管16的闭合端19间隔开。

由于该一系列的空气单元3的第一端4通过接头14牢固地附连至引导杆11，第一端4可被称作固定端。空气单元布置3的相对端、即第二端5可相对于引导杆11沿纵向轴线2在纵向方向上运动、或位移。相对于第一端4，第二端5是非固定的可运动的端。当第二端5与第二支架元件6b一起沿纵向轴线2运动时，第二端5、或第二支架元件6b相对于引导杆11、或沿着引导杆在纵向方向上运动。

在两个支架元件6a与6b之间、在支架元件6a、6b的外边缘处设置有复位弹簧21。复位弹簧21各自连接至第一支架元件6a和第二支架元件6b。在该一系列的空气单元的压缩状态中，弹簧21被卸载。

图2示出了处于扩张状态中的气动线性致动器。为了使气动线性致动器伸长，压缩空气经由入口10被供应入空气单元3中，其中，空气经由中心通道9被分配至各单个的空气单元3中。通过将压缩空气引入至空气单元3中，空气单元3的体积改变且空气单元3沿纵向轴线2扩张。在扩张期间，空气单元3在引导杆11上被连接部段7中的环形开口8引导且不能在垂直/横向于纵向轴线2的方向上偏转。

由于空气单元的扩张，第二支架元件6b通过空气单元布置3a从由虚线标示的位置A1沿纵向轴线2和引导杆11位移距离D至位置A2中。借助接头14中的第一端4被固定的引导杆11相对于运动的第二端5、或运动的第二支架元件6b被固定，使得第二支架元件6b、连接件20和管16沿引导杆11运动远离第一支架元件6a。引导杆的前端12b沿向后方向在管16中运动直至到达图2中所示的位置。通过相对运动，复位弹簧21被张紧。

当空气借助阀(未示出)从入口10以及空气单元3中释放时，预张紧的张紧弹簧21起作用使得将支架元件6a和6b拉回在一起、或朝向彼此拉回。由此，引导杆11的前端12a更深地进入管16中并接近管16的闭合端19。各支架元件之间的位移路径D可通过控制压缩空气供应而被调整。

附图标记列表

1 气动线性致动器

2 纵向轴线

2a 纵向方向

3 空气单元

3a 空气单元布置

4 空气单元布置的第一端

4a 第一端处的第一空气单元

5 空气单元布置的第二端

5a 第二端处的最后的空气单元

6a 第一支架元件

6b 第二支架元件

6c 第二支架元件中的中心开口

6d 第一支架元件中的中心开口

7 连接部段

8 环形开口

9 中心通道

10 入口

11 引导杆

12a 引导杆的第一端

12b 引导杆的第二端

12c 引导杆的端面侧

13 通道开口

14 接头

15 焊接连接

16 管

17 管的第一端

18 盖

19 管的第二端

20 连接件

21 复位弹簧

D 位移路径

Claims (10)

1.一种用于车辆部件的气动线性致动器(1)，用以调整所述车辆部件的轮廓或形状，所述气动线性致动器包括：

空气单元布置(3a)，所述空气单元布置带有在纵向方向上相继布置的一系列多个可充胀的空气单元(3)，其中，所述一系列的空气单元(3)通过中心通道(9)流体地相互连接，所述中心通道延伸通过所述一系列的空气单元(3)，其中，所述空气单元(3)能连接至压缩空气源；

引导杆(11)，所述引导杆从所述引导杆(11)的第一端(12a)延伸通过所述中心通道(9)至所述引导杆(11)的第二端(12b)，其中，所述空气单元布置(3a)沿着所述引导杆(11)从第一端(4)延伸至与所述第一端(4)相对的第二端(5)，

其中，所述空气单元布置(3a)的所述第一端(4)牢固地连接至所述引导杆(11)的所述第一端(12a)，且其中，通道开口(13)设置在所述空气单元布置(3a)的所述第二端(5)处，其中，所述引导杆(11)能位移地且被引导地延伸通过所述通道开口(13)，使得当压缩空气被引入所述空气单元时，所述一系列的空气单元(3)沿着所述引导杆(11)在所述纵向方向上扩张，同时使所述空气单元布置(3a)的所述第二端(5)沿着所述引导杆(11)在所述纵向方向上位移；以及

管(16)，所述管附连至所述空气单元布置(3a)的所述第二端(5)中的所述通道开口(13)，其中，所述管(16)能位移地接纳所述引导杆(11)的所述第二端(12b)，其中，所述管(16)气密地密封所述空气单元布置(3a)的所述第二端(5)中的所述通道开口(13)，且其中，所述管(16)的远离所述通道开口(13)的开口(19)与所述引导杆(11)的所述第二端(12b)间隔开且被气密地封闭。

2.根据权利要求1所述的气动线性致动器，其特征在于，所述空气单元布置(3a)的所述第二端(5)被引导在所述引导杆(11)上。

3.根据权利要求1或2所述的气动线性致动器，其特征在于，所述管(16)是柔性的。

4.根据前述权利要求中任一项所述的气动线性致动器，其特征在于，所述空气单元布置(3a)包括压缩空气的入口(10)。

5.根据前述权利要求中任一项所述的气动线性致动器，其特征在于，相邻的空气单元(3)由在所述引导杆(11)上沿纵向方向被引导的部段(7)连接。

6.根据权利要求5所述的气动线性致动器，其特征在于，连接相邻的空气单元(3)的所述部段(7)围绕所述引导杆(11)，且构造成提供相邻的空气单元(3)之间的流体连接。

7.根据前述权利要求中任一项所述的气动线性致动器，其特征在于，所述空气单元布置(3a)的所述第一端(5)包括接头(14)，所述接头接纳所述引导杆(11)的所述第一端(12a)。

8.根据权利要求7所述的气动线性致动器，其特征在于，所述接头(14)和所述引导杆(11)被彼此焊接起来。

9.根据前述权利要求中任一项所述的气动线性致动器，其特征在于，所述一系列的空气单元(3)的所述第一端(4)和所述一系列的空气单元的所述第二端(5)各自固定至支架元件(6a、6b)，其中，所述引导杆(11)在所述支架元件(6a、6b)上被引导。

10.一种车辆部件、特别是车辆座椅，所述车辆部件带有用于多个空气单元的充胀系统和能相对于彼此位移的至少两个部件，其中，所述车辆部件包括根据前述权利要求中任一项所述的气动线性致动器(1)，其中，空气单元(3)连接至所述充胀系统，且该一系列的空气单元(3)的第一端(4)和第二端(5)各自连接至可位移部件中的一个，使得能通过将压缩空气引入所述空气单元(3)而调整所述部件的相对位置。