CN112789194A - 车辆座椅基座 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种车辆座椅基座，具有至少一个车辆侧的引导元件(32)和平行于所述车辆侧的引导元件(32)设置的至少一个座椅侧的引导元件(22)以及由驱动装置(40)进行加载的至少一个纵向调节装置(42)，所述纵向调节装置构造用于引起在车辆侧的引导元件(32)和座椅侧的引导元件(22)之间的相对运动，其中，在纵向调节装置(42)和车辆侧的引导元件(32)之间和/或在纵向调节装置(42)和座椅侧的引导元件(22)之间设置有具有力限制元件(50)的力限制装置(5)，所述力限制元件具有第一变形区段(52)，所述第一变形区段在作用于其上的力高于预先规定的力阈值的情况下变形，其特征在于，所述力限制元件(50)具有第二变形区段(54)，所述第二变形区段通过转向组件(6)引导。

Description

车辆座椅基座
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的车辆座椅基座。此外，本发明涉及一种具有这种车辆座椅基座的车辆座椅以及一种具有至少一个这种类型的车辆座椅的机动车辆。
背景技术
数十年来，安全带系统和安全气囊是公知的机动车辆的乘员保护系统。在车辆碰撞的情况下，它们大多仅在限定的竖直坐姿中减小对车辆乘员的负荷。但是卧姿特别是在全自动驾驶的情况下变得越来越重要，使得在这种卧姿中也必须确保适当的乘员保护。但是借助所述已知的乘员保护系统，在车辆碰撞的情况下无法足够地减小对处于躺卧或者半躺姿势的乘员的负荷。因此需要进一步开发乘员保护系统，通过所述乘员保护系统在车辆碰撞的情况下也将处于躺卧或者半躺姿势的车辆乘员的身体的加速度限制在确定的水平上。为此，能够在车辆座椅和车辆底盘之间设置有减弱动能的可相对移动性。如果车辆座椅基座为了座椅纵向调节的目的而设置有例如借助主轴驱动装置自锁的纵向调节装置，则在此必须首先取消自锁，以便能够实现可相对移动性，即必须在纵向调节装置中实现脱耦。这要求具有附加的传感器耗费的复杂结构。
发明内容
本发明的任务在于，提供一种同种类型的车辆座椅基座，该车辆座椅基座构造用于在车辆碰撞的情况下充分地限制对处于车辆座椅上的人员(即使所述人员处于躺卧或者半躺的姿势)的身体的负荷，而不需要复杂的传感装置以用于使纵向调节装置的自锁不工作。
该任务通过权利要求1的特征解决。
具有至少一个车辆侧的引导元件和平行于车辆侧的引导元件设置的至少一个座椅侧的引导元件以及由驱动装置加载的纵向调节装置(该纵向调节装置构造用于引起在车辆侧的引导元件和座椅侧的引导元件之间的相对调节，在纵向调节装置和车辆侧的引导元件之间和/或在纵向调节装置和座椅侧的引导元件之间设置有具有力限制元件的力限制装置，该力限制元件具有第一变形区段，该第一变形区段在作用于其上的力高于预先规定的力阈值的情况下变形，车辆座椅基座的特征在于，力限制元件具有第二变形区段，该第二变形区段通过转向组件引导。
车辆座椅的纵向调节以本身已知的方式借助自锁的纵向调节装置实现，由此在车辆纵向方向上调节车辆座椅。该装置由此支承车辆座椅可相对于车辆结构运动。在碰撞的情况下，载有乘员的车辆座椅基于其惯性而试图克服作用到车辆结构上的碰撞力进一步向前运动。由于力限制装置设置在纵向调节装置与车辆侧的引导元件之间和/或在纵向调节装置与座椅侧的引导元件之间，因此力限制装置构成用于在车辆侧的引导元件和座椅侧的引导元件之间的必要的相对运动所需的必要的自由度，因为力限制装置在低于预先规定的力阈值的情况下在纵向方向上、即在所述必要的相对运动的方向上是刚性且不可运动的并且因为其在超过预先规定的力阈值的情况下允许相对运动，在该相对运动的情况下消除动能。动能的消除及其向变形能的转化一方面在第一变形区段中并且另一方面在第二变形区段中发生。
消耗动能的力限制装置由于通过乘员、安全带系统和座椅在碰撞的情况下作用的力而触发。因此，必须在纵向调节装置中进行脱耦的要求可能能够取消。根据本发明的车辆座椅基座在碰撞情况下比没有力限制时提供更良好的乘员保护值(尤其是在卧姿的情况下)。
根据本发明的车辆座椅基座的另外的优选的和有利的构造特征是从属权利要求2至8的主题。
优选地，纵向调节装置具有主轴以及与其处于螺纹接合的主轴螺母。通过所述存在于这种类型的轴驱动装置中的自锁而在纵向调节装置中设置有自锁特性。
也有利的是，所述力限制元件一方面与纵向调节装置并且另一方面与座椅侧的引导元件耦联。
也有利的是，所述力限制元件一方面与纵向调节装置并且另一方面与车辆侧的引导元件耦联。
在本发明的一种有利的实施方式中，转向组件由至少三个转向元件构成，这些转向元件交替地设置在第二变形区段的理想的平移平面的两侧上并且所述转向元件分别具有转向区段，该转向区段伸入到平移平面中或者穿过该平移平面伸出。通过转向元件的这一布置使所述在转向元件之间穿引的第二变形区段波浪状地变形并且在静态的正常状态中在转向元件之间夹紧。于是如果在车辆碰撞的情况下，高的牵引力脉冲状地作用到第二变形区段上，则该第二变形区段试图相对于转向元件运动，并且牵引其在转向元件之间穿过。在此，由于夹紧而存在的第二变形区段的波浪状结构在能量消耗下这样改型，使得波峰首先变得平滑并且然后在相反的方向上再次成形。
如果转向元件由转向辊构成，则所述改型特别高效和均匀地实现。
有利地规定，变形区段由可塑性变形的材料或者替选地由可弹性变形的材料构成或者具有所述材料，优选地，至少第二变形区段由金属板件构成或者具有这种金属板件。通过选择材料特性以及也选择第二变形区段的厚度和/或宽度能够为变形力预先规定阈值。
特别有利的是如下实施方式，在该实施方式的情况下，至少第二变形区段在其纵向延伸部上具有不同的变形特性。由此能够在时间推移过程中控制所述可消除的能量的大小并且由此控制所述作用在坐在车辆座椅上的乘客上的最大加速度。
在一种能够与其它实施方式相结合的优选的实施方式中，在纵向调节装置和配设的座椅侧的或者配设的车辆侧的引导元件之间平行于力限制元件地设置有刚性的并且在碰撞情况下可中断的连接装置。该构造方案确保，在正常运行状态中始终确保车辆座椅固定地并且刚性地连接至车辆结构，在碰撞情况下才将所述连接松开，使得力限制装置届时才能生效。
如下实施方式也特别有利，在所述实施方式的情况下，在力限制装置在车辆侧的引导元件上或者在座椅侧的引导元件上固定的区域中或者在力限制装置在纵向调节装置上固定的区域中设置有具有减弱的材料强度的、例如力限制装置的例如局部较薄的壁厚的区段。在这一所谓的“额定断裂区段”中，如果在碰撞的情况下作用到该固定区域上的力或者说脉冲变得过大，则所述材料、例如金属板件可能断裂。在此动能被消除并且由于材料的断裂而转化成“自由表面”，这与金属翼片断裂以打开饮料罐的情况类似。
本发明也涉及一种具有根据本发明的车辆座椅基座的车辆座椅。
此外，本发明涉及一种具有至少一个根据本发明的车辆座椅的机动车辆。
附图说明
下面参考附图更详细地描述和阐述本发明的具有附加的构造细节和另外的优点的优选实施例。
附图如下：
图1示出根据本发明的车辆座椅基座的示意性侧视图，以及
图2示出具有第一和第二变形区段的力限制装置的放大的细节图。
具体实施方式
图1以局部剖视侧视图示意性地示出根据本发明的车辆座椅基座1。该车辆座椅基座1将车辆座椅2与车辆3的底盘30相连接。为此，车辆座椅基座1具有在车辆纵向方向x上定向的、左侧的和右侧的上部的和下部的引导元件，在图1中仅示出其中的左侧的引导元件；右侧的引导元件相应地构造并且因此不再进行描述以免重复。
车辆侧的下部的引导元件32具有与车辆底板31紧固连接的下部导轨33，该下部导轨基本上平行于车辆纵向方向x延伸。安装在车辆座椅2上的上部导轨23以常见的方式与该下部导轨33处于滑动接合中。上部导轨23构成座椅侧的上部的引导元件22。
在下部导轨33和上部导轨23之间构造有分别在各附图中未详细示出和描述的上部的和下部的滑动面，所述滑动面有利地设置有或者涂覆有润滑剂。替代滑动面也能够设置有滚动轴承，例如球轴承。
在下部导轨33内部或者旁边相对于车辆固定地安装有主轴34，该主轴基本上在下部导轨33的长度上延伸并且该主轴设置有外螺纹34’。在主轴34上安装有主轴螺母35，该主轴螺母具有内螺纹35’，所述内螺纹与外螺纹34’处于接合中，使得主轴螺母35由于围绕其纵轴线的旋转而能够沿着主轴34运动。
主轴螺母35在示出的例子中与力限制装置5相连接并且在那里在基本上平行于引导元件22、32的纵向方向、即在车辆座椅2的安装状态中平行于车辆纵向方向x延伸的力限制元件50的第一区域50’中或者上可转动地支承。力限制装置5本身与座椅侧的引导元件22相连接，为此，在示出的例子中在车辆座椅2上或者在上部导轨23上、优选地逆着行驶方向在第一区域50’的上方或者后方安装有力限制元件50的第二区域50”。力限制元件50具有第一变形区段52和第二变形区段54，较靠后还将对这些变形区段进行描述。
在车辆座椅2上，例如在座椅底部20的底侧面上或者在力限制装置5上设置有座椅调节机构4。该座椅调节机构4具有驱动装置40、例如电动马达，该驱动装置经由(未示出的)驱动轴与主轴螺母35耦联以用于转矩传递并且借助驱动力对其进行加载。由驱动装置40产生的驱动轴的转动引起主轴螺母35的转动，该主轴螺母于是沿行驶方向F向前或者沿反方向向后移动并且沿该方向带动车辆座椅2，如通过图1中的双箭头P表示的那样，以便引起期望的座椅调节。
下部导轨33、上部导轨23、主轴34和主轴螺母35以这种方式构成用于车辆座椅2的纵向调节装置42。该纵向调节装置42基于主轴驱动构成自锁的、平移的运动单元，该运动单元导致，车辆座椅2在正常情况下不会由于外力的施加而意外移动。
在车辆3与障碍物或者其它车辆较剧烈地碰撞的情况下(在所述碰撞的情况下，碰撞力在车辆纵向方向x上具有主要分量)，使车辆3由于脉冲状出现的碰撞力而正向(尾部碰撞)或者负向(正面碰撞)加速。在所述加速的情况下，车辆座椅2连同乘坐于其上的人员基于人员的和车辆座椅2的惯性质量会试图首先保持初始的速度和运动方向，而车辆3则发生由碰撞引起而施加的加速度所触发的速度改变。这导致，与车辆底盘30紧固连接的车辆侧的引导元件和与车辆座椅2相连接的或者耦联的座椅侧的引导元件基于碰撞引起的力试图实施相对运动。这些力作用到力限制装置5的力限制元件50的变形区段52、54上并且使其变形，由此能够实现车辆座椅2相对于车辆底盘30的经制动的相对运动。因此，由碰撞脉冲引起的碰撞加速度通过变形区段52、54的变形而减弱，使得作用到车辆座椅2和乘坐于其上的人员上的加速度小于碰撞加速度。车辆座椅2连同乘坐于其上的人员的动能的一部分由此转化成变形能。
下面根据图2通过第一实施例更详细地阐述根据本发明的力限制装置的结构和工作原理，其中，各附图分别仅示出相应的力限制装置5的结构的示意图。力限制装置5至座椅侧的引导元件22或者说至座椅2的连接以及主轴螺母35至力限制装置5的连接仅示意性地示出。车辆的行驶方向F以及由此力限制装置5在根据本发明的车辆座椅基座1中的安装位置同样在各附图中分别给出。
各附图中的示意图涉及指向行驶方向F的车辆座椅2并且力限制装置5的结构以及功能描述涉及正面碰撞的情况。此外，对于本领域技术人员普遍的是，也将本发明匹配于指向行驶方向的反方向的车辆座椅并且在此力限制装置径向反转180°。这同样也适用于用于尾部碰撞的力限制装置的设计。此外，对于本领域技术人员普遍的是，在车辆座椅基座中设置两个彼此镜像对称的力限制装置，以便不仅对于正面碰撞的情况、而且也对于尾部碰撞的情况实现期望的对乘客的保护。这些变型方案因此同样也一并包含在本发明中。
力限制元件50在示出的图2的例子中构成为可塑性变形的金属板件51，其平面延伸部基本上在安装到车辆3中的车辆座椅2的xy平面中延伸。也就是说，在图2的示意图中力限制元件50仅以其厚度延伸部示出。
力限制元件50在第一端部上以其第一区域50’安装在承载件41上，该承载件承载驱动装置40并且该承载件可转动地支承主轴螺母35。借助其另一端部，力限制元件50以其第二区域50”与座椅侧的引导元件22的上部导轨23紧固地连接。
力限制元件50的第一变形区段52和第二变形区段54在力限制元件50的第一区域50’和第二区域50”之间延伸。这些变形区段52、54这样构造，使其在作用于其上的力高于预先规定的力阈值的情况下变形。两个变形区段52、54在行驶方向上处于第一区段50’的前方。
在第一变形区段52中，力限制元件50弯曲180°并且在图2的纵剖视图中构成向后方(逆着行驶方向)敞开的、以平放的U形式的弯曲部。
这种U形变形部在正面碰撞的情况下引起第一区域50’相对于力限制元件50的第二区域50”的移动并且由此引起主轴螺母35相对于车辆座椅2沿车辆纵向方向x的移动。
即，如果在正面碰撞的情况下(在所述情况下，车辆底盘30基于碰撞力而脉冲状地减速)车辆座椅2试图沿行驶方向F继续运动，则使变形区段52这样变形，使得力限制元件50沿着变形区段52的所述180°弯曲部移动。在此，使力限制元件50的180°弯曲部的用于安装在上部导轨23上的区段弯曲并且使力限制元件的指向承载件41的区段伸长，由此分别使动能转化成变形能。
第二变形区段54处于力限制元件50的第一变形区段52和安装在承载件41上的第一区域50’之间。力限制元件50的这一在初始状态中平整的区段通过转向组件6、即由转向元件构成的组件引导，该转向组件具有三个(或者更多个)转向辊61、63、65作为转向元件60、62、64，力限制元件50的第二变形区段54在这些转向辊之间夹紧。这些转向辊61、63、65交替地设置在力限制元件50的第二变形区段54的上方和下方并且相对于上部导轨23分别围绕平行于车辆横向轴线y延伸的转动轴线y1、y2、y3可转动地支承。
用于引导力限制元件50的第二变形区段54在转向辊61、63、65之间穿过的、假想的、理想的平面路径构成一个假想的平移平面E。但是，转向辊在此这样设置，使得它们各自的指向该假想的平移平面E的转向区段60’、62’、64’穿过该平移平面E。由此得到波浪状的转向路径U，沿着所述转向路径引导第二变形区段54。
如果此时在正面碰撞的情况下，车辆座椅2相对于车辆底盘30进一步运动，则转向辊61、63、65的轴线沿行驶方向F进一步运动并且转向辊61、63、65在第二变形区段54上滚动，其中，所述转向辊使该第二变形区段波浪状地变形。在此耗费的变形功同样地将运动学碰撞能的一部分转化成力限制元件50的变形。
在一种未在各附图中示出的实施方式中，承载件41在正常状态中借助在碰撞情况下可自动分离的连接装置(未示出)与上部导轨紧固地连接。
本发明同样包括，将力限制装置5(作为替选或者作为附加)设置在主轴34和下部导轨33之间。
本发明不局限于以上实施例，这些实施例仅用于一般性地阐述本发明的核心构思。在保护范围的范畴内，根据本发明的装置相反也可以采用不同于上述构造方式的其它构造方式。在此，所述装置尤其是能够具有构成由各权利要求的相应的单个特征构成的组合的特征。
在权利要求书、说明书和附图中的附图标记仅用于更好地理解本发明而不应当限制保护范围。
附图标记列表
1 车辆座椅基座
2 车辆座椅
3 车辆
4 座椅调节机构
5 力限制装置
6 转向组件
20 座椅底部
22 上部的座椅侧的引导元件
23 上部导轨
30 底盘
31 车辆底板
32 下部的车辆侧的引导元件
33 下部导轨
34 主轴
34’ 外螺纹
35 主轴螺母
35’ 内螺纹
40 驱动装置
41 承载件
42 纵向调节装置
50 力限制元件
50’ 第一区域
50” 第二区域
50”’ 第三区域
51 金属板件
52 第一变形区段
54 第二变形区段
60 转向元件
60’ 转向区段
61 转向辊
62 转向元件
62’ 转向区段
63 转向辊
64 转向元件
64’ 转向区段
65 转向辊
x 车辆纵向方向
y 车辆横向方向
E 平移平面
F 行驶方向
P 双箭头
U 转向路径

Claims (10)

1.车辆座椅基座，其包括至少一个车辆侧的引导元件(32)和平行于所述车辆侧的引导元件(32)设置的至少一个座椅侧的引导元件(22)以及由驱动装置(40)加载的至少一个纵向调节装置(42)，所述纵向调节装置构造用于引起在车辆侧的引导元件(32)和座椅侧的引导元件(22)之间的相对运动，在纵向调节装置(42)和车辆侧的引导元件(32)之间和/或在纵向调节装置(42)和座椅侧的引导元件(22)之间设置有具有力限制元件(50)的力限制装置(5)，所述力限制元件具有第一变形区段(52)，该第一变形区段在作用于其上的力高于预先规定的力阈值的情况下变形，其特征在于，所述力限制元件(50)具有第二变形区段(54)，该第二变形区段通过转向组件(6)引导。
2.根据权利要求1所述的车辆座椅基座，其特征在于，所述纵向调节装置(42)具有主轴(34)以及与所述主轴处于啮合接合的主轴螺母(35)。
3.根据权利要求1或2所述的车辆座椅基座，其特征在于，所述力限制元件(50)一方面与纵向调节装置(42)并且另一方面与座椅侧的引导元件(22)耦联。
4.根据权利要求1或2所述的车辆座椅基座，其特征在于，所述力限制元件(50)一方面与纵向调节装置(42)并且另一方面与车辆侧的引导元件(32)耦联。
5.根据前述权利要求中任一项所述的车辆座椅基座，其特征在于，所述转向组件(6)由至少三个转向元件(60、62、64)、优选转向辊(61、63、65)构成，这些转向元件交替地设置在第二变形区段(54)的平移平面(E)的两侧上，并且这些转向元件分别具有转向区段(60’、62’、64’)，所述转向区段伸入到平移平面(E)中或者穿过所述平移平面。
6.根据前述权利要求中任一项所述的车辆座椅基座，其特征在于，所述变形区段(52、54)由可塑性变形的材料或者替选地由可弹性变形的材料构成或者具有所述材料，优选地，至少第二变形区段(54)由金属板件构成或者具有这种金属板件。
7.根据权利要求6所述的车辆座椅基座，其特征在于，至少所述第二变形区段(54)在其纵向延伸部上具有不同的变形特性。
8.根据前述权利要求中任一项所述的车辆座椅基座，其特征在于，在纵向调节装置(42)和配设的座椅侧的或配设的车辆侧的引导元件(22、23)之间平行于力限制元件(50)设置有刚性的并且在碰撞情况下可中断的连接装置。
9.车辆座椅，其包括根据前述权利要求中任一项所述的车辆座椅基座(1)。
10.机动车辆，其包括至少一个根据权利要求9所述的车辆座椅(2)。
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