CZ303075B6 - Sedadlo, zejména sedadlo ridice pro automobily nebo pracovní stroje - Google Patents

Abstract

Sedadlo (1), zejména sedadlo ridice pro automobily nebo pracovní stroje, obsahuje sedák (11) a operadlo (12), jejichž polštárované výplne jsou tvoreny elastickou penou. Mezi sedákem (11) a podlahou (10) vozidla je usporádán pevný rám (2) sedadla (1) a mezi rámem (2) a dolní plochou polštárované výplne sedáku (11) je usporádán vibroizolacní systém obsahující pružnou výztuhu (3) tvorenou pásem elastického materiálu. Vibroizolacní systém obsahuje aktivní hrídel (21) situovaný v blízkosti jednoho okraje sedáku (11) a probíhající podél nej, pricemž je aktivní hrídel (21) otocne uložen v rámu (2) a spražen s ovládacím prostredkem jeho aretované úhlové polohy. Vibroizolacní systém dále obsahuje kyvný nosník (22) situovaný v blízkosti druhého okraje sedáku (11) a probíhající podél nej a uložený pohyblive vzhledem k rámu (2). Pružná výztuha (3) je jedním svým koncem spojena s aktivním hrídelem (21) a druhým svým koncem s kyvným nosníkem (22).

Description

(57) Anotace:

Sedadlo (1), zejména sedadlo řidiče pro automobily nebo pracovní stroje, obsahuje sedák (11) a opěradlo (12), jej ichž polštářované výplně jsou tvořeny elastickou pěnou. Mezi sedákem (II) a podlahou {10) vozidla je uspořádán pevný rám (2) sedadla (1) a mezi rámem (2) a dolní plochou polštářované výplně sedáku (11) je uspořádán vibroizolaění systém obsahující pružnou výztuhu (3) tvořenou pásem elastického materiálu. Vibroizolaění systém obsahuje aktivní hřídel (21) situovaný v blízkosti jednoho okraje sedáku (11) a probíhající podél něj, při čemž je aktivní hřídel (21) otočně uložen v rámu (2) a spřažen s ovládacím prostředkem jeho aret ováné úhlové polohy. Vibroizolaění systém dále obsahuje kyvný nosník (22) situovaný v blízkosti druhého okraje sedáku (11) a probíhající podél něj a uložený pohyblivě vzhledem k rámu (2). Pružná výztuha (3) je jedním svým koncem spojena s aktivním hřídelem (21) a druhým svým koncem s kyvným nosníkem (22).

Sedadlo, zejména sedadlo řidiče pro automobily nebo pracovní stroje

Oblast techniky

Sedadlo, zejména sedadlo řidiče pro automobily nebo pracovní stroje, obsahující sedák a opěradlo, jejichž polštářované výplně jsou tvořeny elastickou pěnou, přičemž mezi sedákem a podlahou vozidla je uspořádán pevný rám sedadla a mezi rámem a dolní plochou polštářované výplně sedáku je uspořádán vibroizolační systém obsahující pružnou výztuhu tvořenou pásem elastického materiálu.

Dosavadní stav techniky

Nosnou částí struktury obvyklého automobilového sedadla je ocelový rám upevněný k podlaze vozidla, tuhá plechová výztuha sedáku a drátěná zádová výztuha opěradla. Plechová výztuha sedáku a drátěná výztuha opěradla jsou opatřeny vytvarovanými komfortními díly vyrobenými obvykle z polyuretanové pěny, která je překryta potahem upevněným v kotevních místech kovových výztuh. Polyuretanová pěna je prvkem, který tlumí mechanické vibrace podlahy vozidla a brání jejích přenosu do sedícího Člověka.

Konstrukce rámu sedadla je důležitým prostředkem pasivní bezpečnosti vozidla a při všeobecném trendu snižování celkové výšky karoserií osobních automobilů zmenšuje nutná stavební výška tuhého rámu sedadla výšku prostoru využitelného pro komfortní část sedáku. Tuhý rám pevně spojený s podlahou přitom do komfortní části přenáší veškeré mechanické vibrace šířící se z podvozku. Snižování výrobních nákladů vede i k používání materiálů nahrazujících polyuretanové pěny, které ovšem mají spíš horší tlumicí vlastnosti a mohly by snižovat komfort sezení.

Řada konstrukcí řeší absorpci vibrací konstrukcí sedáku, která kombinuje nosnou síť upevněnou

3o obvodem k rámu sedadla tažnými pružinami s vícevrstvým tuhým čalouněním. Jedno z těchto řešení je zveřejněno dokumentem EP 11 93 120 Bl.

Řešení podle DE 19 902 224 Cl navrhuje sedadlo s nůžkovým uložením na rámu, přičemž s pevným rámem je spřaženo pružně zavěšené závaží, jehož tlumicí vlastnosti se nastavují pomocí hydraulického ústrojí řídicího v podstatě předpětí závěsné pružiny. Tlumení sice lze přizpůsobit například hmotnosti sedící osoby, zařízení je však složité ajeho nastavování problematické.

Dosavadní stav techniky řeší vibroizolační vlastnosti sedadla jednak pružícím zařízením uspořádaným mezi spodkem sedadla a podlahou vozidla a/nebo tvarem či materiálem výplně především sedáku sedadla.

Materiálem pěny výplně sedáku řeší tlumení vibrací například EP 13 23 576B1, nebo EP 14 78 545 B. Například melaminová pěna, nebo některé jiné pružné materiály mají sice dobré vibroizolační vlastnosti, ale zvyšují podstatně výrobní cenu sedadla.

Společným nedostatkem sedadel podle dosavadního stavu techniky je, že je jejich přínos omezen na relativně úzkou oblast frekvencí a změna seřízení vyžaduje jednak složitější zařízení a navíc určitou technickou zkušenost uživatele.

Podstatou řešení podle CZ 19 429 U1 je, že výztuha vlastního sedáku je tvořena pleteným, tkaným nebo jiným textilním elastickým plošným obdélníkovým útvarem. Toto řešení nabízí zlepšení vibroizolačních vlastností, průhyb elastického materiálu přispívá ke snížení stavební výšky sedáku. K řízení vlastností má zařízení nastavitelné torzní pružiny a třecí otočný tlumič. Především způsob upevnění elastické výztuhy k pevným částem rámu a jeho poloha ve vztahu k rámu

- 1 CZ 303075 B6 a výplni sedáku omezuje výšku komfortní pěnové vrstvy a snižuje komfort sezení a limituje jeho použitelnost.

Cílem vynálezu je umožnit aktivní regulaci v i bro izolačních vlastností podle hmotnosti sedící osoby a dynamického chování automobilu, a to i při menších tloušťkách polyuretanové vrstvy, případně při využití levnějších pěnových materiálů.

Podstata vynálezu io

Cíle vynálezu je dosaženo sedadlem, zejména sedadlem řidiče pro automobily nebo pracovní stroje, u něhož je mezi rámem a dolní plochou komfortní výplně sedáku uspořádán vibroizolaění systém obsahující pružnou výztuhu tvořenou pásem elastického materiálu, jehož podstatou je to, že vibroizolaění systém obsahuje aktivní hřídel situovaný v blízkosti jednoho okraje sedáku a probíhající podél něj, přičemž je aktivní hřídel otočně uložen v rámu a spřažen s ovládacím prostředkem jeho aretované úhlové polohy, a kyvný nosník situovaný v blízkosti druhého okraje sedáku a probíhající podél něj a uložený pohyblivě vzhledem k rámu, přičemž pružná výztuha je jedním svým koncem spojena s aktivním hřídelem a druhým svým koncem s kyvným nosníkem. Pootočením a aretací aktivního hřídele lze snadno nastavit aktuálně požadovanou tuhost pružné výztuhy, vibroizolaění vlastnosti jsou podstatně zdokonaleny spřažením pružné výztuhy s kyvným nosníkem, jehož poloha je definována kinematickým mechanizmem spřaženým s kyvným nosníkem.

Vibroizolaění systém obsahuje dvouramenné kyvadlo spojené jedním svým koncem s kyvným nosníkem a druhým svým koncem s pohyblivým prostředkem tlumicího členu, přičemž dvouramenné kyvadlo je svou střední částí uloženo kloubově vzhledem k rámu sedadla. Kinematický systém je tak výhodně spřažen s tlumicím členem.

Vibroizolaění systém dále obsahuje dvouramenné kyvadlo spojené jedním svým koncem s kývlo ným nosníkem a druhým svým koncem s pohyblivým prostředkem tlumicího členu, přičemž dvouramenné kyvadlo je svou střední částí uloženo kloubově na jednom konci kliky uložené druhým koncem výkyvné na rámu sedadla. To dále zvětšuje rozsah možnosti nastavení zadního konce pružné výztuhy vzhledem k rámu sedadla, což jen zvyšuje komfort sezení zvláště v extrémních podmínkách použití sedadla.

Mezi ramenem kliky a rámem sedadla je uspořádána pružina. Taje dalším elastickým prostředkem, který umožňuje již ve výrobě nastavit parametry sedadla pro pracovní režim, pro který je sedadlo určeno.

Ve zvláště komfortním provedení obsahuje vibroizolaění systém řídicí jednotku, motorický pohon spřažený s ovládacím prostředkem aretované úhlové polohy aktivního hřídele a motorický pohon k ovládání tlumicího členu, přičemž motorické pohony jsou spřažený s řídicí jednotkou k předávání informací o jejich stavu řídicí jednotce a k přijímání ovládacích povelů z řídicí jednotky. Připojením řídicí jednotky lze za provozu automaticky provádět změny nastavení vibro45 izolačního systému sedadla, což je zvláště vhodné pro pracovní režim, ve kterém jsou značně proměnlivé provozní podmínky.

Navrhované řešení umožňuje dosáhnout velmi dobrých vibroizolačních vlastností sedadla bez nároku na zvětšení stavební výšky sedadla a přizpůsobení sedadla hmotnosti sedící osoby a terénu, ve kterém se vozidlo nebo stroj pohybuje.

Přehled obrázků na výkresech

Příkladná provedení zařízení podle vynálezu jsou schematicky znázorněna na výkrese, kde značí obr, 1 boční pohled na sedadlo, obr. 2 boční pohled na mechanizmus tlumení vibrací, obr. 3 kinematické schéma části klikového mechanizmu tlumení vibrací s neměnnou polohou otočného kloubu kyvadla vzhledem k rámu a obr. 4 kinematické schéma části klikového mechanizmu tlumení vibrací s otočným kloubem kyvadla uspořádaným na klice otočně uložené vzhledem k rámu.

io

Příklady provedení vynálezu

Sedadlo 1 automobilu podle vynálezu obsahuje rám 2, který je svou dolní částí upevněn na pod15 lahu 10 automobilu. Na horní části rámu 2 je uspořádán sedák 11 sedadla jas ním spojené opěradlo 12. Sedák JJ a opěradlo J2 obsahují blíže neznázoměné nosné části a výztuhy, na kterých jsou známým způsobem upevněny komfortní vrstvy tvořené výplněmi z pěnového materiálu potaženého potahy připevněnými k nosným částem sedáku 11 a opěradla 12.

V blízkosti předního okraje nosné části sedáku 11 je v rámu 2 uspořádán otočně aktivní hřídel 21 opatřený ozubeným segmentem 211, který je v záběru s ovládacím ozubeným segmentem 212 otočně uloženým v rámu 2. Ovládací ozubený segment 212 je opatřen neznázoměným ovládacím prostředkem a neznázoměným prostředkem k jeho aretování ve zvolené nastavené poloze aktivního hřídele 21 vzhledem k rámu 2.

V blízkosti zadního okraje nosné části sedáku JJ. je uspořádán kyvný nosník 22 tvořený v příkladném provedení čepem kruhového průřezu, který je s aktivním hřídelem 2J rovnoběžný. Aktivní hřídel 2J_ a kyvný nosník 22 jsou vzájemně rovnoběžné a probíhají prakticky přes celou šířku sedáku 11 (jejich délka je v příkladném provedení asi 500 milimetrů).

Aktivní hřídel 2J_ a kyvný nosník 22 jsou alespoň Částečně opásány prakticky v celé své délce pásem z viskoelastického kompozitního materiálu, se kterým jsou pevně spojeny. Tento pás tvoří pružnou výztuhu 3 sedáku 11 sedadla L Viskoelastickým kompozitním materiálem pružné výztuhy 3 je tkanina, pletenina, netkaná textilie dostatečné pevností, polymerní fólie a podobně.

Tloušťka viskoelastického materiálu je s výhodou v rozmezí 0,5 až 2 milimetry. V kinematických schématech na obr. 3 a 4 je pružná výztuha 3 zjednodušeně znázorněna jako člen kinematického mechanizmu.

Kyvný nosník 22 je pevně spojen s dvouramenným kyvadlem 4, přičemž k čelům kyvného nosní40 ku 22 jsou pevně připojeny horní konce rovnoběžně uspořádaných plochých postranic 41. tvořících horní rameno dvouramenného kyvadla 4. Mezi dolní konce postranic 41 je vložena nosná trubka 42, která je s vnitrními plochami postranic 41 svařena. Uprostřed délky nosné trubky 42 je k ní ve směru pokračování postranic 41 navařeno dolní rameno 43 dvouramenného kyvadla 4. Nosná trubka 42 je v provedení podle obr. 3 uložena otočně na Čepu 23 upevněném na rámu 2.

Konec dolního ramena 43 dvouramenného kyvadla Jje spřažen s tlumicím členem 5, kterým je ve znázorněném provedení kapalinový tlumič, bud’ jednočinný s pružinou, nebo dvojčinný s oboustrannou regulací. Jeho pístnice 51 je svým volným koncem kloubově spojena s kloubem 44 dolního ramena 43 dvouramenného kyvadla 4, těleso 52 válce kapalinového tlumiče je upev50 něno v rámu 2 sedadla L V neznázorněných příkladných provedeních je tlumicí člen 5 tvořen magnetoelektrickým, magnetoreologickým, nebo pneumatickým prostředkem.

V provedení podle obr. 1, 2 a 4 není nosná trubka 42 dvouramenného kyvadla 4 uložena na čepu 23 upevněném na rámu 2. Kinematický mechanizmus navíc obsahuje dvě vzájemně rovnoběžné

-3 CZ 303075 B6 kliky 6, které jsou jedním svým koncem uloženy kloubově na rámu 2. Jejich druhé konce jsou pevně spojeny s cely nosného čepu 61, na němž je uložena nosná trubka 42 dvouramenného kyvadla 4. Klika 6 je vzhledem k rámu 2 opřena přes tlačnou pružinu 62.

V alternativním provedení může být orientace aktivního hřídele 21 a kyvného nosníku 22 a s nimi i dalších součásti uvedeného mechanizmu pootočena o 90° vzhledem k podélné ose sedadla, což může být vhodné například pro mobilní stroje pohybující se ve svažitém terénu.

Neznázoměný ovládací prostředek ovládacího ozubeného segmentu 212 může tvořit neznázoměto ná páka pro ruční ovládání sedící osobou.

Ve výhodném alternativním provedení je zařízení vybaveno elektronickým řízením 7, jehož ústředním prostředkem je řídicí jednotka 7T Ta může být například spřažena s centrálním řídicím systémem vozidla.

Ovládacím prostředkem ovládacího ozubeného segmentu 212 je v tomto provedení motorický pohon 72, který je dvousměnnou vazbou spřažen s řídicí jednotkou 7T Ovládacím prostředkem je v tomto provedení opatřen í tlumicí člen 5. Úroveň jeho tlumení je ovládána například v případě kapalinového tlumiče neznázoměným řízeným škrticím ventilem prepouštění hydraulické kapali20 ny mezi prostory na jedné a druhé straně jeho pístu. Ovládacím prostředek škrticího ventilu je motorický pohon 73 spřažený dvousměmou vazbou s řídicí jednotkou 7L

Při nastavování sedadla 1 lze působením na neznázoměný ovladač, nebo prostřednictvím řídicí jednotky 7, pootočit prostřednictvím spoluzabírajících ozubených segmentů 212, 211 aktivním hřídelem 21 a předepnout viskoelastickou pružnou výztuhu 3 podle hmotnosti sedící osoby, případně s přihlédnutím na podmínky plochy, po níž vozidlo pojede. Aktivní hřídel 21 zůstává v nastavené poloze aretován. Při vibracích působících na sedadlo 1 sedák 11 vlivem zátěže sedící osobou se prohýbá směrem dolů a jeho zadní okraj stlačuje působením na horní konec postranic 41 horní rameno dvouramenného kyvadla 4. Přitom se pružně zvětšuje délka pružné výztuhy 3 a současně dochází k výkyvu dvouramenného kyvadla 4 kolem čepu 23 pevně uspořádaného v rámu 2 ve směru hodinových ručiček (obr. 3). Pohyby dvouramenného kyvadla 4 jsou tlumeny tlumicím členem 5, jehož pístnice 51 se při zatížení sedáku 11 směrem dolů zasouvá do tělesa 52 kapalinového tlumiče.

V provedení podle obr. 1, 2 a 4 se za provozu kývá dvouramenné kyvadlo 4 uložené otočně svou nosnou trubkou 42 na nosném čepu 61 spojeném s volným koncem kliky 6. Současné klika 6 stlačuje pružinu 62. Tento složený pohyb, jehož výsledkem je pohyb dolního kloubu 44 kyvadla 4, je opět tlumen tlumicím členem 5 popsaným způsobem.

V případě provedení s elektronickým řízením 7 pružení sedadla 1 nastaví sedící osoba prostřednictvím řídicí jednotky 71 nejdříve jeho vstupní stav. Motorickým prostředkem 72 se prostřednictvím ovládacího ozubeného segmentu 212 nastaví předpětí pružné výztuhy 3. Tlumení se nastaví prostřednictvím motorického pohonu 73, kterým se zvolí optimální škrticí průřez přepouštění hydraulické kapaliny v kapalinovém tlumiči. Za jízdy dostává vstup řídicí jednotky 71 informace o úrovni vibrací sedadla 1. Řídicí jednotka po zpracování těchto informací vysílá z jednoho výstupu povely do motorického pohonu 72 k pootočení ovládacího ozubeného segmentu 212 a tím k regulaci předpětí pružné výztuhy 3. Z druhého výstupu řídicí jednotky 71 jdou povely do motorického pohonu 73 škrcení hydraulické kapaliny, čímž je řízena úroveň tlumení pohybů dvouramenného kyvadla 4.

-4CZ 303075 B6

Průmyslová využitelnost

Konstrukční řešení sedadla s aktivním tlumicím systémem je vhodné pro zdokonalení součas5 ných sedadel v osobních automobilech a dále i v mnoha dalších odvětvích stavebních, zemních, zemědělských a manipulačních strojů.

Claims (4)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Sedadlo (1), zejména sedadlo řidiče pro automobily nebo pracovní stroje, obsahující sedák

   15 (11) a opěradlo (12), jejichž polštářované výplně jsou tvořeny elastickou pěnou, přičemž mezi sedákem (11) a podlahou (10) vozidla je uspořádán pevný rám (2) sedadla (1) a mezi rámem (2) a dolní plochou polštářované výplně sedáku (11) je uspořádán vibroizolační systém obsahující pružnou výztuhu (3) tvořenou pásem elastického materiálu, vyznačující se tím, že vibroizolační systém obsahuje aktivní hřídel (21) situovaný v blízkosti jednoho okraje sedáku

   20 (11) a probíhající podél něj, přičemž je aktivní hřídel (21) otočně uložen v rámu (2) a spřažen s ovládacím prostředkem jeho aretované úhlové polohy, dále obsahuje kyvný nosník (22) situovaný v blízkosti druhého okraje sedáku (11) a probíhající podél něj a uložený pohyblivě vzhledem k rámu (2), přičemž pružná výztuha (3) je jedním svým koncem spojena s aktivním hřídelem (21) a druhým svým koncem s kyvným nosníkem (22).
2. 2. Sedadlo (1) podle nároku 1, vyznačující se tím, že vibroizolační systém obsahuje dvouramenné kyvadlo (4) spojené jedním svým koncem s kyvným nosníkem (22) a druhým svým koncem s pohyblivým prostředkem tlumicího členu (5), přičemž dvouramenné kyvadlo (4) je svou střední částí uloženo kloubově vzhledem k rámu (2) sedadla (1).
3. 3. Sedadlo (1) podle nároku 1, vyznačující se tím, že vibroizolační systém obsahuje dvouramenné kyvadlo (4) spojené jedním svým koncem s kyvným nosníkem (22) a druhým svým koncem s pohyblivým prostředkem tlumicího členu (5), přičemž dvouramenné kyvadlo (4) je svou střední částí uloženo kloubově na jednom konci kliky (6) uložené druhým koncem

   35 výkyvné na rámu (2) sedadla (1).
4. 4. Sedadlo (I) podle nároku 3, vyznačující se tím, že mezi ramenem kliky (6) a rámem (2) sedadla (1) je uspořádána pružina (62).

   40 5. Sedadlo (1) podle kteréhokoliv z předchozích nároků, vyznačující se tím, že vibroizolační systém obsahuje řídicí jednotku (71), motorický pohon (72) spřažený s ovládacím prostředkem aretované úhlové polohy aktivního hřídele (21) a motorický pohon (73) k ovládání tlumicího členu (5), přičemž motorické pohony (72, 73) jsou sprazeny s řídicí jednotkou (71) k předávání informací o jejich stavu řídicí jednotce (71) a k přijímání ovládacích povelů z řídicí

   45 jednotky (71).