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Die vorliegende Erfindung betrifft eine pneumatische Verstellanordnung für einen Fahrzeugsitz mit einem Schalldämpfer, sowie einen Fahrzeugsitz mit einer entsprechenden pneumatischen Verstellanordnung für einen geräuscharmen Betrieb.
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In modernen Fahrzeugsitzen befinden sich mit Druckluft befüllbare Blasen bzw. Kammern in einem Bereich der Sitzfläche bzw. Sitzlehne, und können über eine jeweilige Druckluftleitung mit Druckluft versorgt werden. Durch das Befüllen einer jeweiligen Blase mit Druckluft wird deren Volumen vergrößert, so dass dadurch die Eigenschaften einer Sitzlehne bzw. Sitzfläche in der Kontur verändert werden können. Zur Befüllung der Blase mit Druckluft wird diese zunächst von einer Druckquelle, beispielsweise von einem Kompressor erzeugt und über ein entsprechendes Ventil, insbesondere ein elektropneumatisches Ventil, zu einer jeweiligen Blase geführt. Dabei kann es einerseits zu Strömungsgeräuschen beim Befüllen der Blase kommen, und es können andererseits Schwingungsgeräusche im Ventil auftreten, insbesondere wenn das Ventil in Form eines Piezoventils ausgebildet ist, bei dem ein als Aktor vorgesehenes Piezoplättchen vorgesehen ist.
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Durch den Befüllvorgang der Blasen (als Verstellelemente für einen Fahrzeugsitz) entsteht somit Schall, der sich über entsprechende Druckluftleitungen in die Blasen fortpflanzt. Dieser Schall ist jedoch im Betrieb eines Fahrzeugs störend und beeinträchtigt den Fahrer.
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Aus der Druckschrift
DE 10 2004 005 843 A1 ist bereits eine pneumatische Verstellanordnung für einen Fahrzeugsitz bekannt, mit zumindest einer mit einem Druckmittel befüllbaren Kammer als Verstellelement, einer Fluidleitung zum Befüllen und/oder Entleeren der zumindest einen Kammer, sowie einer Ventileinrichtung, die in der Fluidleitung zur Volumenstromregelung vorgesehen ist, und einem Schalldämpfer, der ebenso in der Fluidleitung angeordnet ist, um einen in der Fluidleitung entstehenden Schall zu absorbieren.
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Aus der Druckschrift
JP S55-146 215 A ist ein Schalldämpfer bekannt, mit einem Gehäuse mit einem Fluideingang zum Einlassen von Druckmittel und einen Fluidausgang zum Auslassen des Druckmittels, sowie einem schallabsorbierenden Material, das in einem Innenraum des Gehäuses angeordnet ist.
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Die Druckschrift
WO 00/45 673 A1 zeigt einen Schalldämpfer, der sowohl an dem Fluideingang als auch an dem Fluidausgang einen Kupplungsabschnitt zum Aufstecken eines Abschnitts einer Fluidleitung aufweist.
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Aus der Druckschrift
US 4 840 425 A ist ein Fahrzeugsitz mit einer pneumatischen Verstellanordnung bekannt, mit den Merkmalen einer pneumatischen Verstelleinrichtung, wobei der Fahrzeugsitz eine Sitzanlagefläche aufweist und die zumindest eine Kammer unterhalb der Sitzanlagefläche zur Beeinflussung deren Kontur angeordnet ist.
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Somit ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Möglichkeit zu schaffen, mit der eine geräuschminimierte, pneumatische Verstellung einer Fahrzeugkomponente, wie einem Fahrzeugsitz, optimiert werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Dabei umfasst eine pneumatische Verstellanordnung für einen Fahrzeugsitz folgende Merkmale. Sie hat zumindest eine mit einem Druckmittel, insbesondere Luft, befüllbare Kammer als Verstellelement. Diese Kammer bzw. Blase ist in ihrem Volumen veränderbar und ist insbesondere elastisch ausgebildet. Des Weiteren umfasst die Verstellanordnung eine Fluidleitung bzw. Luftleitung zum Befüllen und/oder Entleeren der Kammer. Ferner ist eine Ventileinrichtung vorgesehen, die in der Fluidleitung zur Volumenstromregelung insbesondere des Druckmittels bzw. Luft in die Kammer, aber auch möglicherweise aus der Kammer heraus vorgesehen ist. Schließlich ist ein Schalldämpfer vorgesehen, der ebenso in der Fluidleitung angeordnet ist, um einen in der Fluidleitung entstehenden Schall zu absorbieren. Auf diese Weise kann in der pneumatischen Verstellanordnung entstehender Schall, sei es durch Strömungsgeräusche oder durch Ventilkomponenten usw. wirkungsvoll absorbiert und für einen Fahrzeugsitzbenutzer bzw. einen Fahrer minimiert werden.
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Eine besonders effektive Form der Schallabsorption in der pneumatischen Verstellanordnung kann dadurch erreicht werden, dass der Schalldämpfer (oder mehrere Schalldämpfer) in der Luftleitung zwischen der Ventileinrichtung und einer jeweiligen mit Luft befüllbaren zumindest einen Kammer angeordnet ist. Auf diese Weise kann entstehender Schall bzw. können entstehende Geräusche unmittelbar nach der Entstehung gedämpft werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst der Schalldämpfer folgende Merkmale. Er hat ein Gehäuse mit einem Fluideingang bzw. Lufteingang zum Einlassen von Druckmittel bzw. Luft in einen Innenraum des Gehäuses und einen Fluidausgang bzw. Luftausgang zum Auslassen von Druckmittel bzw. Luft aus dem Innenraum. Ferner umfasst er ein schallabsorbierendes bzw. schalldämpfendes Material, das im Innenraum angeordnet ist. Durch diese beiden wesentlichen Komponenten des Schalldämpfers, zum Einen dem Gehäuse und zum Anderen dem schallabsorbierenden Material kann eine wirkungsvolle Schallabsorption gewährleistet werden. Das schallabsorbierende Material kann beispielsweise aus einem Schaumstoff hergestellt sein. Die akustische Wirkungsweise des Schaumstoffs zur Geräuschreduktion beruht dabei auf einer Energieumwandlung der Schallwellen in Folge der Luftreibung in der Schaumstoffstruktur.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann der Schalldämpfer im Innenraum des Gehäuses von dem Fluideingang in Richtung zu dem Fluidausgang einen freien Strömungsquerschnitt für das durch ihn strömende Druckmittel aufweisen. Auf diese Weise wird ein freier Strömungsquerschnitt für das durch den Schalldämpfer durchströmende Druckmittel gewährleistet, so dass eine Schalldämpfung keinen oder möglichst geringen Einfluss auf den Massenstrom des durchströmenden Druckmittels hat.
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Um diesen freien Strömungsquerschnitt zu gewährleisten ist es denkbar, dass das Absorptionsmaterial als schalenartiger Einsatz in dem Schalldämpfergehäuse angeordnet ist, wobei das schallabsorbierende Material dann an einer Innenwand des Gehäuses (wie eine innere Schale) anliegend ist, und auch daran befestigt sein kann.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Schalldämpfer ein zylinderförmiges Gehäuse, insbesondere ein kreiszylinderförmiges Gehäuse, bei dem sich der Fluideingang an einer Grundfläche und der Fluidausgang an der gegenüberliegenden Grundfläche des Zylinders befindet. Für eine einfache und schnelle Montage der pneumatischen Verstellanordnung hat diese vorteilhafterweise an dem Schalldämpfergehäuse bzw. an dem Teil des Schalldämpfergehäuses, das den Fluideingang als auch den Fluidausgang darstellt, einen Steckkupplungsabschnitt zum Aufstecken eines entsprechenden Abschnitts einer Fluidleitung. Auf diese Weise können Fluidleitungen, die beispielsweise als Kunststoff- oder Gummileitungen ausgebildet sind, einfach auf die jeweiligen Steckkupplungsabschnitte aufgesteckt werden, und bleiben dort aufgrund ihres Reibwiderstands zur Steckkupplung auch stabil vorhanden. Es ist jedoch ferner denkbar, andere Möglichkeiten der Verbindung zu entsprechenden Fluidleitungen zu schaffen, wie beispielsweise das Vorsehen eines Flansches zum Herstellen einer geflanschten Verbindung usw.
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Es ist ferner denkbar, gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung mehrere Schalldämpfer zu verwenden, die in Reihe und/oder parallel zueinander geschaltet sind. Dabei können insbesondere mehrere Schalldämpfer zwischen der Ventileinrichtung und einer jeweiligen mit Luft befüllbaren Kammer bzw. Blase vorgesehen sein, wobei die Schalldämpfer in Reihe oder parallel zueinander angeordnet sind. Auf diese Weise kann die Geräuschreduzierung weiter vergrößert werden. Insbesondere ist es dabei möglich, mehrere Schalldämpfer zu verwenden, die für verschiedene Frequenzen optimiert sind, wobei ein Schalldämpfer zur Absorption von mittleren Frequenzen und ein weiterer Schalldämpfer zur Absorption von hohen Frequenzen eines Schalls bzw. Geräuschs optimiert ist.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Fahrzeugsitz mit einer oben dargestellten pneumatischen Verstelleinrichtung oder einer Ausgestaltung hiervon geschaffen. Dabei kann der Fahrzeugsitz eine Sitzanlagefläche aufweisen, wobei in der Sitzanlagefläche zumindest eine mit Luft befüllbare Kammer zur Veränderung der Kontur des Fahrzeugsitzes bzw. der Sitzanlagefläche vorgesehen ist. Im Zusammenhang mit der Erfindung ist unter dem Begriff ”Sitzanlagefläche” die dem Sitzbenutzer zugewandte Oberfläche des Sitzes zu verstehen, am Sitzkissen bzw. der Sitzfläche und/oder an der Rückenlehne. Auf diese Weise kann ein Fahrzeugsitz geschaffen werden, der eine Vielzahl von Komfortfunktionen durch das Vorsehen der pneumatischen Verstelleinrichtung aufweist, der aber gleichzeitig beim Realisieren der Komfortfunktionen geräuschminimiert arbeitet. Beispielsweise können die eine oder die mehreren mit Luft befüllbaren Kammern durch gezieltes und regelmäßiges Befüllen mit Luft und anschließendes Entleeren der Druckluft durch die Volumenveränderung der zumindest einen Kammer zu Massagezwecken oder im Rahmen eines fahrdynamischen Sitzes genutzt werden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Schalldämpfer für eine pneumatische Verstellanordnung gemäß obiger Darstellung geschaffen, wobei der Schalldämpfer ein Gehäuse mit einem Fluideingang zum Einlassen von Druckmittel bzw. Luft in einen Innenraum des Gehäuses und einen Fluidausgang zum Auslassen von Druckmittel bzw. Luft aus dem Innenraum aufweist. Ferner hat der Schalldämpfer ein schallabsorbierendes Material, das im Innenraum des Gehäuses angeordnet und evtl. dort befestigt ist.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der pneumatischen Verstellanordnung sind, soweit auf den Fahrzeugsitz oder den Schalldämpfer übertragbar, auch als vorteilhafte Ausgestaltungen des Fahrzeugsitzes und des Schalldämpfers anzusehen, und umgekehrt.
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Im Folgenden sollen nun beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:
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1 eine pneumatische Verstellanordnung für einen Fahrzeugsitz gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
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2 eine schematische Darstellung eines Schalldämpfers, insbesondere zur Verwendung in einer pneumatischen Verstellanordnung für einen Fahrzeugsitz nach 1.
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Es sei zunächst auf 1 verwiesen, in der eine schematische Darstellung eines Fahrzeugsitzes FZS mit einer pneumatischen Verstelleinrichtung PNV gemäß einer Ausführungsform der Erfindung gezeigt ist. Der Fahrzeugsitz FZS kann dabei eine Sitzfläche bzw. ein Sitzkissen und eine Rückenlehne aufweisen, mit der ein Benutzer des Sitzes, wie beispielsweise der Fahrer eines Fahrzeugs in Berührung bzw. in Anlage kommt, wenn er sich auf dem Sitz befindet. Zusammenfassend können dabei die beiden Flächen, mit denen ein Benutzer des Sitzes in Anlage kommt, als „Sitzanlageflächen” bezeichnet werden.
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Zur Realisierung von Komfortfunktionen in dem Fahrzeugsitz FZS sind dabei gemäß der Ausführungsform von 1 zwei mit einem Druckmittel, insbesondere einer mit Druckluft befüllbare Kammern bzw. Blasen B1 und B2 vorgesehen. Obwohl gemäß der in 1 dargestellten Ausführungsform nur zwei Blasen vorgesehen sind, ist es auch denkbar, lediglich eine oder mehr als zwei Blasen beispielsweise zur Realisierung von Komfortfunktionen in dem Fahrzeugsitz FZS vorzusehen. Insbesondere können derartige Blasen als Stellelemente unter einer Sitzanlagefläche, sei es auf der Sitzfläche bzw. dem Sitzkissen selbst und/oder an der Rückenlehne angeordnet sein. Durch die Möglichkeit die Blasen mit Luft zu befüllen kann deren Volumen geändert werden, so dass die jeweilige Sitzanlagefläche bzw. deren Kontur durch die Volumenänderung einer entsprechenden Blase ebenso veränderbar ist. Insbesondere kann für einen Benutzer des Sitzes, der sich auf dem Sitz befindet eine entsprechende Druckfläche durch Befüllen einer entsprechenden Blase erzeugt werden. Auf diese Weise lässt sich beispielsweise eine Massagefunktion durch abwechselndes Befüllen und Entleeren einer entsprechenden Blase realisieren, es kann jedoch auch ein fahrdynamischer Sitz realisiert werden, bei dem unabhängig von einem Lenkwinkel eines Fahrzeugs eine oder mehrere Blasen zur Stabilisierung des Benutzers auf dem Fahrzeugsitz mit Druckmittel befüllt werden.
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Das zur Befüllung der Blasen B1 und B2 notwendige Druckmittel, insbesondere in der Form von Druckluft, wird von einer Druckquelle bereitgestellt, die insbesondere in der Form eines Kompressors KO realisiert ist. Dieser Kompressor versorgt gemäß der Ausführungsform von 1 einen Druckspeicher DS mit Druckluft, und ist dafür ausgelegt, den Druck im Druckspeicher DS oberhalb eines vorbestimmten Druckwerts mittels einer entsprechenden Druckregelung zu halten. Es ist jedoch auch denkbar, eine pneumatische Verstelleinrichtung PNV ohne einen entsprechenden Druckspeicher DS zu realisieren.
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Die von dem Kompressor KO bzw. dem Druckspeicher DS bereitgestellte Druckluft wird über eine Hauptdruckleitung HDL einem Sitzsteuergerät STG bereitgestellt. Dieses Sitzsteuergerät STG kann dabei eine Leiterplatte LP aufweisen, auf der einerseits elektropneumatische Ventile EV1 und EV2 und andererseits eine Steuergerätelektronik STGE zur elektrischen Ansteuerung der Ventile EV1 und EV2 vorgesehen sind. Die Ventile EV1 und EV2 können dabei magnetisch betätigte Ventile oder mittels eines Piezoaktors bzw. Piezoplättchens gesteuerte Ventile sein, wobei durch Anlegen eines entsprechenden Steuersignals seitens der Steuergerätelektronik STGE ein entsprechendes Ventil für einen Druckmittelfluss entsprechend der Pfeile BF, BF1, BF2 zum Befüllen einer entsprechenden Blase B1 bzw. B2 ansteuerbar ist.
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Entsprechend kann ein jeweiliges Ventil EV1 und EV2 durch ein jeweiliges Entlüftungssignal seitens der Steuergerätelektronik STGE in eine Stellung gebracht werden, in der Druckmittel bzw. Druckluft aus einer Blase B1 entsprechend dem Pfeil EL1 oder der Blase B2 entsprechend dem Pfeil EL2 durch einen Entlüftungsausgang EA (zusammengefasst durch einen Pfeil EL) aus einem jeweiligen Druckluftzweig abgeführt werden kann.
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Kennzeichen der pneumatischen Verstellanordnung nach 1 ist das Vorsehen eines jeweiligen Schalldämpfers SD1 und SD2 zwischen einem jeweiligen Ventil (EV1 oder EV2) und einer korrespondierenden Blase (B1 bzw. B2). Dabei ist gemäß der Darstellung von 1 eine erste Fluidleitung bzw. Druckluftleitung F11 zwischen der Blase B1 und dem ersten Schalldämpfer SD1 und eine zweite Fluidleitung bzw. Druckluftleitung F12 zwischen dem Schalldämpfer SD1 und dem entsprechenden elektropneumatischen Ventil EV1 vorgesehen. Analog dazu ist eine dritte Fluidleitung bzw. Druckluftleitung F21 zwischen der zweiten Blase B2 und dem zweiten Schalldämpfer SD2 vorgesehen, und eine vierte Fluidleitung bzw. Druckluftleitung F22 ist zwischen dem zweiten Schalldämpfer SD2 und dem mit der zweiten Blase korrespondierenden zweiten elektropneumatischen Ventil EV2 vorgesehen. Bei den genannten Druckluftleitungen F11, F12, F21 und F22 kann es sich um Kunststoffleitungen oder um Gummischlauchleitungen handeln, die an ansprechenden Steckkupplungen SK11 und SK12 des Schalldämpfers SD1 bzw. an Steckkupplungen SK21 und SK22 des zweiten Schalldämpfers SD2 aufgesteckt werden.
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Das Befüllen bzw. Entleeren der Blasen B1 und B2 erfolgt, wie oben bereits erwähnt, durch entsprechendes Schalten der Ventile EV1 und EV2, die durch die Steuergerätelektronik STGE angesteuert werden. Dabei können in der Steuergerätelektronik STGE entsprechende Ansteuerungsprogramme (beispielsweise Massageprogramme) hinterlegt sein, die ansprechend auf ein äußeres Signal SS, das beispielsweise von einem Sitzsteuergerät STS ausgesandt wird, abgerufen und durchgeführt werden. Es ist auch denkbar, dass entsprechende Programme im Sitzsteuergerät STS abgelegt sind und bei Bedarf an die Steuergerätelektronik STGE übertragen werden.
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Durch das Vorsehen der Schalldämpfer SD1 und SD2 ist es nun möglich, Strömungsgeräusche, die beim Durchströmen des Druckmittels bzw. der Druckluft durch die verschiedenen pneumatischen Komponenten entstehen, zu absorbieren. Auch Geräusche, die beispielsweise in den Ventilen entstehen (insbesondere wenn zur Ansteuerung ein Piezoaktor bzw. ein Piezoplättchen vorgesehen ist), können durch die entsprechenden Schalldämpfer minimiert werden.
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Es sei nun auf 2 verwiesen, in der eine detaillierte schematische Darstellung eines Schalldämpfers SD insbesondere zur Verwendung für die in 1 dargestellte pneumatische Verstellanordnung PNV gezeigt ist. Der Schalldämpfer SD besteht dabei aus einem im Wesentlichen kreiszylinderförmigen Gehäuse GH, das an seinen Grundflächen jeweilige Steckkupplungen SK1 und SK2 zum Aufstecken von insbesondere elastischen Kunststoffleitungen bzw. Gummischlauchleitungen aufweist. Gemäß der Darstellung von 2 befindet sich an Steckkupplung SK1 der Lufteingang bzw. Fluideingang DEG und an der Steckkupplung SK2 der Luftausgang bzw. Fluidausgang DAG. Gemäß der Darstellung in 2 strömt dabei Druckmittel bzw.
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Druckluft entlang des Pfeils BF von links nach rechts in der Bildebene, um zumindest eine Blase (B1 und B2) mit Druckluft zu befüllen.
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Dabei durchströmt die Druckluft einen Innenraum GHI des Gehäuses GH, in dem sich ferner ein schallabsorbierendes Material ABM befindet. Dieses schallabsorbierende Material ist quasi schalenförmig an einer Innenwand der Mantelfläche des Gehäuses angeordnet, und kann auch an der Innenwand befestigt sein. Hervorzuheben ist, dass der Schalldämpfer SD derart aufgebaut ist, dass in dem Innenraum GHI für die Druckluft ein freier Strömungsquerschnitt ausgebildet ist, der vom Lufteingang DEG bis zum Luftausgang DAG reicht. Auf diese Weise kann eine effektive Schalldämpfung erreicht werden, ohne Einfluss auf den Massenstrom der Druckluft zu nehmen. Die Abmessungen des schallabsorbierenden Materials können individuell gestaltet sein. Das bedeutet, die Querschnittfläche, so wie die Länge des Absorptionsmaterials können variieren. Ebenso ist das Gehäuse den geometrischen Abmessungen des schallabsorbierenden Materials ABM und an den gewünschten Strömungsquerschnitt anzupassen. Das schallabsorbierende Material kann beispielsweise aus einem Schaumstoff bestehen, so dass ein Schalldämpfer zur Reduktion von Geräuschen in mittleren und hohen Frequenzen geschaffen werden kann.
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Obwohl es in 1 gezeigt ist, dass in einem jeweiligen Druckluftzweig zwischen einem Ventil und einer Blase jeweils nur ein Schalldämpfer vorgesehen ist, ist es auch denkbar, jeweils mehrere Schalldämpfer vorzusehen. Diese können beispielsweise in Reihe oder parallel zueinander gerschaltet sein. Es ist dabei möglich, verschiedene Schalldämpfer in einem Druckluftzweig vorzusehen, die unterschiedliche schallabsorbierende Eigenschaften aufweisen. Beispielsweise kann jeweils ein erster Schalldämpfer zum Reduzieren von Geräuschen mittlerer Frequenzen und ein zweiter Schalldämpfer zum Reduzieren von Geräuschen hoher Frequenzen vorgesehen sein.