CN1824539A - 弹簧系统和带有弹簧系统的汽车座椅 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种弹簧系统，该弹簧系统包含一个振动部件(1)、一个静止部件(2)和一个设置在二者中间的空气弹簧。依据本发明，设置了至少一个可压缩的气动弹簧元件(4)，该气动弹簧元件设置在所述的静止部件(2)和振动部件(1)之间，并具有一个孔(7)，在未加载状态时，所述弹簧元件(4)通过该孔(7)连接到空气弹簧(3)的空间(9)，而在加载、压缩状态时，该孔(7)关闭。本发明进一步还涉及一种汽车座椅，该汽车座椅包含一个具有上述特征的弹簧系统。

Description

弹簧系统和带有弹簧系统的汽车座椅

技术领域

本发明涉及一种弹簧系统，该弹簧系统包含一个振动部件、一个静止部件和设置在二者中间的一个空气弹簧，本发明还涉及一种带有上述弹簧系统的汽车座椅。

背景技术

在减震座椅中，由于激励幅度较大，可能会接触到弹簧系统的止动器。为了在接触到止动器时减少作用在坐于汽车座椅上的乘客上的负载，弹簧系统中的硬端接触通过适当的止动缓冲器——例如橡胶缓冲装置——而得以软化。所述止动缓冲器具有固定的物理特性，例如力传递特性、自阻尼、长度和弹簧行程等。但是，此结构的主要缺点是无法与坐在汽车座椅上的乘客的重量相适应。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种设备，通过该设备，一个止动器可以与施加在弹簧系统上的重量相适应。

该目的通过一个具有权利要求1所述特征的弹簧系统和一个具有权利要求11所述特征的汽车座椅而实现。可压缩气动弹簧元件中的孔提供了一个气体交换通道，气动弹簧元件空间内的气体可以和空气弹簧空间内的气体交换。从而，在此未被改变的状态中，弹簧系统象任何具有传统空气弹簧的已知类型的弹簧系统一样地操作。由于在预定地靠近空气弹簧的终点时，在加载、压缩的状态下该孔是关闭的，气动弹簧元件内的空间与空气弹簧的空间隔离。当进一步接近终点时，气动弹簧元件的空间被压缩，使得弹簧元件的力的作用开始出现。因而，在给定行程时，阻止整个弹簧系统运动的力与移动质量相适应。在此情形下，移动质量是作用在汽车座椅上的质量，弹簧系统设置在该汽车座椅中。其原因在于：对于一个相等的行程而言，弹簧元件空间所减少的量是给定的。在此情形下，因压缩产生的力与向外作用的压力成比例。这样，结果是，由此结构可实现一个与移动质量自动地相适应的端部止动缓冲器。

本发明的一个有利的方面如此地设置：其中为了关闭该孔，振动部件连接到一个致动元件。从而，气动弹簧元件可连接到弹簧系统的静止部件，且不需要与所述弹簧系统一起连续地移动。

本发明的另一个有利的方面设置成：弹簧元件设置在空气弹簧中。从而，在任何情况下，由空气弹簧所占据的空间被最佳地占据，且气动弹簧元件不在另一位置占据额外的空间。从而实现一个非常紧凑的实施方式。在此情形下，弹簧元件优选地与连接到弹簧系统静止部分的空气弹簧的部件牢固地连接。

本发明的另一个有利的方面设置成：弹簧元件的空间通过一个设置有节流阀的溢流管道连接到空气弹簧的空间内或大气中。另一方面，在气动弹簧元件中实现了气体的强烈压缩，使得弹簧系数更大，同时在另一方面，一小部分气体持续地通过节流阀溢出从而从气动弹簧元件中带走能量，导致对振动的抑制。这样，结果是得到了阻尼作用与弹簧作用的一个极佳组合。

本发明的另一个有利的方面设置成：弹簧元件制成一个由可弹性变形且抗压材料制成的球，特别地由塑料或橡胶材料制成。此实施方式能以极佳的方式非常简单且廉价地制造，且能满足需求。在此情形下的孔优选地处于球的上侧，且该球自身在其下端牢固地连接到空气弹簧。特别地，在此情形下，致动元件设置在空气弹簧与振动部件相连接的可移动部件上，且其形式可用于关闭该球的孔。

本发明的另一个有利的方面设置成：致动元件制成为一个橡胶缓冲器。结果是，甚至在气动弹簧元件完全压缩的情况下，仍然没有到达止动器的最末端，因为致动元件还能进一步变形。基于此目的，致动元件的材料必须与气动弹簧元件的材料相匹配。

本发明的另一个有利的方面设置成：弹簧元件制成一个气缸。上述元件在现有技术中已为公知，并已长期作为可靠元件使用。从而，获得了一个本发明的可靠实施方式，如果所述气缸通过一个管道连接到空气弹簧的空间内，则其还可完全放置在空气弹簧的外部。

附图说明

参照结合附图的例示的实施方式，可更全面地解释本发明的有利的方面，其中：

图1示出了依据本发明的弹簧系统的第一例示实施方式的截面示意图；

图2示出了图1中的空气弹簧，其处于未加载的状态；

图3示出了图1中的空气弹簧，其处于加载的状态；以及

图4示出了依据本发明的弹簧系统的第二例示实施方式的截面示意图。

具体实施方式

图1-3示出了依据本发明的第一空气弹簧3，其带有处于不同负载状态的、依据本发明的气动弹簧元件4，在图1中概略地示出了处于空气弹簧3周围的依据本发明的整个弹簧系统。因此，下面对图1的描述只限于各个元件的设置，接下来将参照图2和3中空气弹簧3所处的两个不同负载状态而描述其功能。

如图1所示，依据本发明的弹簧系统的第一例示实施方式，可例如被集成到一个汽车座椅中。弹簧系统的原理在现有技术中是公知的，除非与本发明直接相关，下面将只简单地参照其实施方式。

通常连接到驾驶室基部的静止部件2通过一个剪形连接件15连接到振动部件1。空气弹簧3设置在静止部件2和振动部件1之间。空气弹簧3具有一个直接连接到弹簧系统的静止部件2的固定部件5。而且，空气弹簧3具有一个可移动部件6，该可移动部件通过剪形连接装置15之一非直接地连接到弹簧系统的振动部件1。固定部件5通过一个弹簧皱纹管16而连接到可移动部件6，从而形成一个可变空间9。

一个可压缩的气动弹簧元件4设置在空气弹簧3的这个空间9中。在所示的情况下，所述弹簧元件是一个球。该球的材料为可弹性变形且可承受一定的压力；有利地，其还能抗老化。从而，该球优选地由合适的塑料制成，特别是由聚亚安酯弹性体——例如热塑性聚亚安酯(TPU)——制成或者由橡胶制成，在此情形下也可使用增强橡胶。在其下侧，气动弹簧元件4牢固地连接到空气弹簧3的固定部件5上。在其上侧，气动弹簧元件4具有一孔7。球形气动弹簧元件4的壁限定了一空间14的边界。弹簧元件4的空间14通过一个溢流管道11连接到空气弹簧3的空间9，一个节流阀10插入到所述溢流管道11中。

这里，溢流管道11和节流阀10都完全设置在固定部件5中。但是，这决不是强制性的，这两个元件也可位于空气弹簧3的空间9中。

例如，可移动部件6由聚酰胺或丙烯睛-丁二烯-苯乙烯(ABS)或其它抗冲击塑料制成，其可如此成型，使得其能够封闭气动弹簧元件4的孔7。

在图2中表示的图1中的部分示出：带有相关元件的空气弹簧3处于所述空气弹簧未加载的位置。在此位置，气动弹簧元件4的空间14通过孔7与空气弹簧3的空间9相连接。当弹簧系统加载时，可移动部件6被向下压。因此，空气弹簧3的空间9减小，而气动弹簧元件的空间14保持不变。孔7持续地为气动弹簧元件4的空间14和空气弹簧3的空间9之间提供一个气体交换通道。与此相反，没有气体通过溢流管道11从气动弹簧元件4的空间14流到空气弹簧3的空间9中，因为其由节流阀10所阻止。

若弹簧行程变得太大，以至于致动元件13与气动弹簧元件4相接触，则获得了图3中所示的情形。在空气弹簧3的此种加载状态下，致动元件13阻断了气动弹簧元件4的孔7。从而，从此刻起，气体不再可能通过孔7而在气动弹簧元件4的空间14和空气弹簧3的空间9之间交换。气动弹簧元件4起到了一个气动端部止动缓冲器的作用。

当继续压缩空气弹簧3时，原先为球形的气动弹簧元件4被压缩。在此情形下，空间14减小且其中的气体被压缩。这使得弹簧的弹性系数增大。在此情形下，对于一个给定的行程，阻止系统运动的力与移动质量相匹配，因为对于一个相等的行程而言，气动弹簧元件4的空间减小一个给定的量。在此情形下，因压缩产生的力与向外作用的压力成正比。这样，实现了一个与移动质量自动匹配的端部止动缓冲器。

气动弹簧元件4的空间14中的一小部分气体通过溢流管道11和安装于其中的节流阀10而溢出到空气弹簧3的空间9。该溢出的气体从气动弹簧元件4带走部分能量，导致了对振动的抑制。这样，结果是得到了一个结合系统，其一方面用作弹簧元件，而在另一方面还同时起到了阻尼元件的作用。

若空气弹簧3的可移动部件6向上往回移动，在超过一预定的点后，孔7重新打开，因为致动元件13不再与气动弹簧元件4相接触。

还可将溢流管道11朝外导向大气中，而不是将其中止于空气弹簧3的空间9内。还可以设想把从气动弹簧元件4的空间14内逸出的气体收集到一个独立的容器中。

图4示出了一个第二例示实施方式，其总共具有两个气动端部止动缓冲器。一方面，示于图1-3中并在前面详细描述的气动弹簧元件4设置在空气弹簧3的空间9中。但是，与第一例示实施方式相对照的是，所述弹簧元件4不包含具有节流阀10的溢流管道11。另外，其功能与前面描述的相同。

此外，在空气弹簧3的外侧设置有一个第二气动端部止动缓冲器。在此情形下，所述端部止动缓冲器为一牢固地连接到弹簧系统的静止部件2的气缸8。气缸8的工作空间通过连接管道12(其中结合有一个未示出的节流阀设备)连接到空气弹簧3的空间9。在超过一个预定的弹簧行程后，振动部件1致动气缸8，使得气缸8的工作空间减小。接着，对气缸8的工作空间进行进一步压缩的力极大地增加。尽管工作空间的一部分气体从气缸8逸出到空气弹簧3的空间9内，由于连接管道12中的节流作用，这仅仅导致了从气缸8带出能量，这样，在弹性特性之外还具有阻尼特性。

附图标号：

1振动部件

2静止部件

3空气弹簧

4气动弹簧元件

5固定部件

6可移动部件

7孔

8气缸

9空气弹簧空间

10节流阀

11溢流阀

12连接管道

13致动元件

14弹簧元件空间

15剪形连接件

16弹簧皱纹管

Claims (11)

1.一种弹簧系统，该弹簧系统包含一个振动部件(1)、一个静止部件(2)和一个设置在二者之间的空气弹簧(3)，

其特征在于，

在所述的静止部件(2)和振动部件(1)之间设置有至少一个可压缩的气动弹簧元件(4)，该气动弹簧元件(4)有一个孔(7)，在未加载状态时，所述弹簧元件(4)通过该孔(7)与空气弹簧(3)的空间(9)连通，以及在加载、压缩状态时该孔(7)关闭。

2.如权利要求1所述的弹簧系统，其特征在于，为了关闭所述的孔(7)，所述的振动部件(1)连接到一个致动元件(13)。

3.如权利要求1或2所述的弹簧系统，其特征在于，所述的气动弹簧元件(4)设置在所述空气弹簧(3)中。

4.如权利要求1-3中任一项所述的弹簧系统，其特征在于，所述弹簧元件(4)牢固地连接到所述空气弹簧(3)的固定部件(5)上，而该固定部件(5)连接到弹簧系统的静止部件(2)。

5.如权利要求1-4中任一项所述的弹簧系统，其特征在于，所述弹簧元件(4)的空间(14)通过其中设置有一节流阀(10)的溢流管道(11)连通到空气弹簧(3)的空间(9)或连通到大气中。

6.如权利要求1-5中任一项所述的弹簧系统，其特征在于，所述的弹簧元件(4)制成为一由可弹性变形且抗压材料形成的球，特别地由塑料或橡胶制成。

7.如权利要求6所述的弹簧系统，其特征在于，所述孔(7)设置在所述球的上侧，且所述球的下侧牢固地连接到所述的空气弹簧(3)。

8.如权利要求7所述的弹簧系统，其特征在于，所述的致动元件(13)设置在连接到振动部件(1)上的空气弹簧(3)的可移动部件(6)上，并且该致动元件的形式适于封闭所述球的孔(7)。

9.如权利要求1-8中任一项所述的弹簧系统，其特征在于，所述的致动元件(13)制成为一个橡胶缓冲器。

10.如权利要求1-5中任一项所述的弹簧系统，其特征在于，所述的气动弹簧元件(4)制成为一个气缸(8)。

11.一种汽车座椅，其包含有如前述权利要求中任一项所述的弹簧系统。

Images