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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf Fahrgastsitzanordnungen für Fahrzeuge.
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HINTERGRUND
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Fahrzeuge können Sitzanordnungen beinhalten, die ausgelegt sind, Fahrgäste innerhalb des Fahrzeugs zu tragen. Die Sitzanordnung kann eine Sitzfläche und eine Sitzlehne beinhalten, die durch die Sitzfläche getragen werden kann. Die Sitzfläche kann ihrerseits auf einem Fahrzeugbodenabschnitt gesichert oder anderweitig getragen werden, der innerhalb eines Fahrgastraums des Fahrzeugs liegt. Die Sitzanordnung kann beispielsweise von einem Paar Sitzschienenanordnungen für die Bewegung in vordere und hintere Richtungen (d. h. vorwärts und rückwärts) getragen werden.
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Eine Sitzschienenanordnung kann eine untere Sitzschiene und eine obere Sitzschiene beinhalten. Die untere Sitzschiene kann am Boden des Fahrzeugs montiert oder anderweitig befestigt werden. Die obere Sitzschiene kann für eine Gleitbewegung von der unteren Sitzschiene getragen werden, wobei die Sitzanordnung an der oberen Sitzschiene montiert oder anderweitig befestigt ist. Alternativ kann die Sitzschienenanordnung für eine feste Position der Sitzanordnung sorgen. Außerdem kann die Sitzschienenanordnung auch einen Sitzschienensperrmechanismus zwischen der unteren und der oberen Sitzschiene beinhalten, um eine Gleitbewegung der oberen Sitzschiene relativ zur unteren Sitzschiene wahlweise zu blockieren oder anderweitig zu verhindern.
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Fahrzeug Böden können über eine Sitzschiene Vibrationen an einen Fahrzeugsitz weiterleiten, wobei derartige Vibrationen von Antriebsstrangkomponenten, Antriebssystemkomponenten, Radaufhängungskomponenten, Torsionsbewegungen des Fahrzeugbodenabschnitts usw. stammen können. Solche Vibrationen können für Fahrgäste optisch, akustisch und/oder haptisch wahrnehmbar sein. Weiterhin kann ein Fahrzeugsitz solche Vibrationen durch Resonanz und andere Faktoren verstärken.
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In der
US 4 714 227 A ist ein Sitzaufhängungssystem mit Mitteln zum Dämpfen vertikaler Sitzbewegungen offenbart, um die durch den Sitz auf einen Fahrer übertragenen Stöße zu reduzieren. Die
DE 10 2010 054 752 B4 offenbart eine Fahrzeugschwingungsvorrichtung, welche eine gefederte Mehrpunktlagerung umfasst. Die Fahrzeugschwingungsvorrichtung ist zwischen einem Fahrzeugsitz oder einer Fahrerkabine und einem darunter angeordneten Basiselement eines Fahrzeugs angeordnet und zur rotativen Federung und/oder Dämpfung des Fahrzeugsitzes und/oder der Fahrerkabine gegenüber dem Basiselement geeignet. Die US 2010 / 0 052 356 A1 zeigt ein Aufhängungssystem für eine Sitzanordnung und insbesondere ein Aufhängungssystem mit Fluidkammern. In der
CN 1 05 291 902 A ist eine Sitzschienenanordnung mit lastabsorbierenden Eigenschaften offenbart. Die
JP 2012 -
35 673 A A zeigt einen Stoßdämpfungsmechanismus für einen Fahrzeugsitz, der in einem Fahrzeug installiert ist. Der Stoßdämpfungsmechanismus ist in der Lage einen Stoß wirksam abzuschwächen, wenn ein Fahrzeug mit einem nachfolgenden Fahrzeug kollidiert. Die US 2014 / 0 196 998 A1 befasst sich mit lastabsorbierenden Materialien.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die aus den Stand der Technik bekannten Sitze hinsichtlich ihrer Komforteigenschaften zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Ein Sitz ist auf einem Bodenabschnitt eines Fahrgastraums angeordnet und beinhaltet erste und zweite obere Sitzschienen und eine darauf angeordnete Sitzfläche. Erste und zweite untere Sitzschienen sind jeweils in Längsrichtung im Fahrzeug angeordnet und an dem Bodenabschnitt an jeweiligen vorderen und hinteren Befestigungsstellen gesichert, wobei jede der ersten und zweiten oberen Sitzschienen verschiebbar auf einer entsprechenden ersten und zweiten unteren Sitzschiene angeordnet ist. Ein Auflagedämpfer ist zwischen dem Bodenabschnitt und einer der ersten und zweiten unteren Sitzschienen angeordnet, und er ist zwischen den jeweiligen vorderen und hinteren Befestigungsstellen, die einer der ersten und zweiten unteren Sitzschienen entsprechen, angeordnet. Der Auflagedämpfer ist an einer Längsposition zwischen den jeweiligen vorderen und hinteren Befestigungsstellen an einer maximalen Vertikalablenkstelle der jeweiligen ersten und zweiten unteren Sitzschiene relativ zum Bodenabschnitt angeordnet.
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Die genannten Merkmale und Vorteile sowie weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Lehren, gehen aus der folgenden ausführlichen Beschreibung von einigen der besten Ausführungsformen und anderen Arten zur Ausführung der vorliegenden Lehren unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen deutlich hervor.
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Figurenliste
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Im Folgenden werden exemplarisch eine oder mehrere Ausführungen mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in welchen:
- 1 schematisch eine perspektivische Ansicht einer Sitzanordnung veranschaulicht, die in einem Fahrgastraum eines Fahrzeugs angeordnet sein kann, gemäß der Offenbarung;
- 2 grafisch ein Beispiel für eine Vibrationskraft darstellt, die unter einer Reihe von Fahrzeugbetriebsbedingungen in einen Fahrzeugbodenabschnitt induziert auf eine Sitzanordnung übertragen wird, wobei die Frequenz (Hz) auf der horizontalen Achse und die Amplitude auf der vertikalen Achse angezeigt wird, gemäß der Offenbarung;
- 3-1 schematisch ein mechanisches Verbindungsdiagramm einer Seitenansicht einer Sitzanordnung veranschaulicht, die auf einem Fahrzeugbodenabschnitt angeordnet und daran befestigt ist, gemäß der Offenbarung;
- 3-2 schematisch ein mechanisches Verbindungsdiagramm einer Hinteransicht einer Sitzanordnung einschließlich Rückenlehne veranschaulicht, die auf einem Fahrzeugbodenabschnitt angeordnet und daran befestigt ist, und das in wesentlichen Teilen dem in 3-1 gezeigten mechanischen Verbindungsdiagramm entspricht, gemäß der Offenbarung; und
- 4 schematisch eine aufgeschnittene Seitenansicht einer Ausführungsform eines viskosen fluidischen Dämpfers veranschaulicht, der vorteilhaft zwischen einer unteren, an einem Fahrzeugsitz angeordneten Sitzschiene und einem Fahrzeugbodenabschnitt eingesetzt werden kann, wobei die aufgeschnittene Seitenansicht in einer Ebene angezeigt wird, die durch eine Längsachse und eine Hochachse definiert ist, gemäß der Offenbarung.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Die Komponenten der offenbarten Ausführungsformen, die hierin beschrieben und veranschaulicht sind, können in einer Vielfalt von verschiedenen Konfigurationen angeordnet und konstruiert sein. Daher ist die folgende ausführliche Beschreibung der Ausführungsformen nicht dazu gedacht, den Umfang der Offenbarung wie sie beansprucht wird einzuschränken, sondern sie ist lediglich repräsentativ für mögliche Ausführungsformen davon. Obwohl zahlreiche spezielle Einzelheiten in der folgenden Beschreibung offengelegt werden, um ein gründliches Verständnis der hierin offenbarten Ausführungsformen bereitzustellen, können zudem einige Ausführungsformen ohne einige oder alle diese Details in die Praxis umgesetzt werden. Darüber hinaus wurde der Klarheit halber bestimmtes technisches Material, das im Stand der Technik bekannt ist, nicht im Detail beschrieben, um ein unnötiges Verschleiern der Offenbarung zu vermeiden. Des Weiteren sind die Zeichnungen vereinfacht und nicht im exakten Maßstab dargestellt. Zur besseren Übersichtlichkeit und Verständlichkeit werden Richtungsbezeichnungen wie oben, unten, links, rechts, nach oben, über, unter, unterhalb, rückwärtig, vorn und hinten mit Bezug auf die Zeichnungen verwendet. Diese und ähnliche richtungsweisende Begriffe sind in keiner Weise zur Begrenzung des Umfangs der Offenbarung auszulegen.
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Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, wobei gleiche Bezugszeichen gleichen oder ähnlichen Komponenten in den verschiedenen Figuren entsprechen, veranschaulicht 1 in Übereinstimmung mit hierin offenbarten Ausführungsformen eine Sitzanordnung 10, die im Fahrgastraum eines Fahrzeugs angeordnet werden kann. Das Fahrzeug kann, ohne darauf eingeschränkt zu sein, eine mobile Plattform in Form eines Nutzfahrzeuges, eines Industriefahrzeuges, eines landwirtschaftlichen Fahrzeugs, eines Personenkraftwagens, eines Flugzeugs, eines Wasserfahrzeugs, eines Zugs, eines Geländefahrzeugs, einer persönlichen Bewegungsvorrichtung, eines Roboters und dergleichen beinhalten, gemäß vorliegender Offenbarung. Richtungen und Orte am Fahrzeug und der Sitzanordnung 10 können im Kontext einer Längsachse 11, einer Vertikalachse 13 und einer Querachse 15 beschrieben werden, wobei die Längsachse 11 in einer Längsrichtung relativ zum Fahrzeug verläuft, die Vertikalachse 13 verläuft in einer lotrechten Richtung relativ zum Fahrzeug und die Querachse 15 ist verläuft einer Querrichtung relativ zum Fahrzeug.
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Sitzanordnung 10 beinhaltet vorzugsweise einen Sitzflächenabschnitt 12 und einen Sitzlehnenabschnitt 14, die starr an einer Verbindungsstelle 16 verbunden sein können. Sitzanordnung 10 kann geeignete, bedienersteuerbare Mechanismen beinhalten, um eine Drehung des Sitzlehnenabschnitts 14 relativ zum Sitzflächenabschnitt 12 an der Verbindungsstelle 16 zu erleichtern. Sitzanordnung 10 ist vorzugsweise auf einem Fahrzeugbodenabschnitt 17 angeordnet und daran befestigt. Der Sitzflächenabschnitt 12 kann auf ersten und zweiten in Längsrichtung orientierten oberen Sitzschienen 20 bzw. 22, angeordnet sein, die vorzugsweise auf gegenüberliegenden seitlichen Seiten davon angeordnet sind. Die ersten und zweiten obere Sitzschienen 20, 22, sind vorzugsweise gleitend auf entsprechenden ersten und zweiten unteren Sitzschienen 30, 32, angeordnet, die in Längsrichtung im Fahrzeug angeordnet und am Fahrzeugbodenabschnitt 17 an jeweiligen vorderen Befestigungsstellen 42, 44 und hinteren Befestigungsstellen 46, 48 gesichert. Die ersten und zweiten oberen Sitzschienen 20, 22 sind gleitend in den entsprechenden ersten und zweiten unteren Sitzschienen 30, 32 angeordnet. Diese Anordnung der Sitzanordnung 10 und der Sitzschienen 20, 22, 30, 32 dient lediglich der Veranschaulichung; auch andere geeignete Anordnungen können innerhalb des Umfangs der Offenbarung zum Einsatz kommen. Im Sinne eines Beispiels kann die Sitzanordnung 10 in einer festen Position bezüglich der vorderen Befestigungsstellen 42, 44 und der hinteren Befestigungsstellen 46, 48 angeordnet sein. Alternativ kann die Sitzanordnung 10 auf einem oder mehreren Sitzschienen angeordnet sein, die sich seitlich erstrecken, mit entsprechenden linken und rechten Befestigungsstellen (nicht dargestellt), welche die Sitzanordnung 10 am Fahrzeugbodenabschnitt 17 sichern.
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Ein erster Auflagedämpfer 50 ist zwischen dem Fahrzeugbodenabschnitt 17 und der ersten unteren Sitzschiene 30 und zwischen den entsprechenden vorderen und hinteren Befestigungsstellen 42 bzw. 46 angeordnet. Desgleichen kann in einer Ausführungsform ein zweiter Auflagedämpfer (nicht dargestellt) zwischen dem Fahrzeugbodenabschnitt 17 und der zweiten unteren Sitzschiene 32 und zwischen den entsprechenden vorderen und hinteren Befestigungsstellen 44 bzw. 48 angeordnet sein. Alternativ kann der zweite Auflagedämpfer entfallen, d. h. nur der erste Auflagedämpfer 50 kann zum Einsatz kommen.
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Der Auflagedämpfer 50 kann nutzbringend angewandt werden, um vertikale Vibrationen einer der unteren Sitzschienen 30, 32 zu dämpfen. Jeder Auflagedämpfer 50 kann im Sinne einer mechanischen Steifigkeit beschrieben werden, d. h. eines Widerstandes gegen Deformierungen in Reaktion auf eine aufgebrachte Kraft, wobei die aufgebrachte Kraft statisch, unterbrochen und/oder periodisch sein kann. Die mechanische Steifigkeit kann im Sinne des Elastizitätsmoduls charakterisiert werden. Weiterhin kann jeder Auflagedämpfer 50 als überkritisch gedämpfte Vorrichtung, als unterkritisch gedämpfte Vorrichtung oder als kritisch gedämpfte Vorrichtung charakterisiert werden, wobei eine solche Charakterisierung in einer Ausführungsform im Sinne einer primären Anregungsfrequenz der aufgebrachten Kraft definiert werden kann, die auf die untere Sitzschiene einwirkt.
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Der Auflagedämpfer 50 ist jede geeignete schwingungsdämpfende Vorrichtung, die konfiguriert ist, Vibrationen zu dämpfen, die in den Fahrzeugbodenabschnitt 17 induziert auf die Sitzanordnung 10 über die erste und/oder zweite oberen Sitzschiene 20, 22 übertragen wird. Der Auflagedämpfer 50 kann in einer Ausführungsform eine längliche Vorrichtung sein, die aus elastomerem Material hergestellt wird. In einer Ausführungsform kann das elastomere Material einen Elastizitätsmodul von 100 MPa, eine Dichte von 4E-10 t/mm3 (400 kg/m3) und einen kritischen Dämpfungsparameter von 10 %, d. h. „Weichgummi“, haben. Alternativ kann der Auflagedämpfer 50 ein viskoser fluidischer Dämpfer sein, wovon eine Ausführungsform unter Bezugnahme auf 4 beschrieben wird. Alternativ kann der Auflagedämpfer 50 aus einem anderen geeigneten Material hergestellt werden, das periodische oder aperiodischer Kräfte dämpft, die in die Sitzanordnung 10 übertragen werden.
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2 stellt grafisch ein Beispiel für eine Vibrationskraft dar, die unter einer Reihe von Fahrzeugbetriebsbedingungen in den Fahrzeugbodenabschnitt 17 induziert auf die Sitzanordnung 10 übertragen wird, wobei die Frequenz (Hz) auf der horizontalen Achse 202 und die Amplitude (mm/s2/N) auf der vertikalen Achse 204 angezeigt wird. Linie 210 zeigt die auf die Sitzanordnung 10 wirkende Schwingbeschleunigung, die ohne den Vorteil des Auflagedämpfers 50 auftreten kann, welche eine Amplitude von 4100 mm/s2/N bei einer Frequenz von 14,2 Hz hat. Linie 220 zeigt die auf die Sitzanordnung 10 wirkende Schwingbeschleunigung, die mit dem eingebauten Auflagedämpfer 50 unter denselben Betriebsbedingungen auftreten kann, welche eine Amplitude von 2100 mm/s2/N bei einer Frequenz von 16,1 Hz hat. Diese Ergebnisse zeigen, dass die Einführung des Auflagedämpfers 50 zur Verringerung der Größe der Vibration dienen kann, die unter Fahrzeugbetriebsbedingungen auf die Sitzanordnung 10 übertragen wird.
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3-1 zeigt schematisch ein mechanisches Verbindungsdiagramm, das eine Seitenansicht einer Sitzanordnung 310 abbildet, die auf einem Fahrzeugbodenabschnitt 317 angeordnet und daran befestigt ist. Sitzanordnung 310 wird im Kontext der Längsachse 11 und der Vertikalachse 13 gezeigt, die mit Bezug auf 1 beschrieben werden. Die Sitzfläche und die oberen und unteren Sitzschienen werden durch Element 320 angezeigt. Ein erster Auflagedämpfer 350 ist zwischen dem Fahrzeugbodenabschnitt 317 und der Sitzfläche sowie den oberen unteren Sitzschienen 320 und zwischen den entsprechenden vorderen und hinteren Befestigungsstellen 342 bzw. 346 angeordnet. Vorzugsweise ist der erste Auflagedämpfer 350 vorteilhafterweise derart entlang der Längsachse 11 angeordnet, dass er physikalisch mit der Sitzfläche und den oberen und unteren Sitzschienen 320 an einer maximalen Vertikalablenkstelle in Kontakt ist, die durch Element 325 dargestellt wird. Wie einzusehen ist, ist die maximale Vertikalablenkstelle 325 anwendungsspezifisch und kann auf Grundlage von Details im Zusammenhang mit der Gestaltung und Implementierung der Sitzfläche und der oberen und unteren Sitzschienen 320 bestimmt werden. Die Vertikalablenkung der Sitzfläche und der oberen und unteren Sitzschienen 320 bewirkt auch eine entsprechende Drehung der Sitzlehne 314 in einer Längsrichtung aufgrund ihrer starren Befestigung, wie durch Pfeil 335 angezeigt.
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3-2 zeigt schematisch ein mechanisches Verbindungsdiagramm einer Hinteransicht der Sitzanordnung 310 einschließlich Rückenlehne 314, die auf dem Fahrzeugbodenabschnitt 317 angeordnet und daran befestigt ist, und entspricht in wesentlichen Teilen dem in 3-1 gezeigten mechanischen Verbindungsdiagramm. Sitzanordnung 310 wird im Kontext der Querachse 15 und der Vertikalachse 13 gezeigt, die mit Bezug auf 1 beschrieben werden. Erste und zweite Sitzunterkanten sowie obere und untere Sitzschienen werden durch Elemente 320 bzw. 322 angezeigt. Erste und zweite Auflagedämpfer 350 bzw. 355 sind zwischen dem Fahrzeugbodenabschnitt 317 und der ersten Sitzunterkante sowie den oberen und unteren Sitzschienen 320 und zwischen den entsprechenden ersten und zweiten (z. B. linken und rechten) Befestigungsstellen 330 bzw. 332 angeordnet. Vorzugsweise ist der erste Auflagedämpfer 350 vorteilhafterweise derart entlang der Längsachse 11 angeordnet, dass er physikalisch mit der ersten Sitzunterkante und den oberen und unteren Sitzschienen 320 an einer maximalen Vertikalablenkstelle in Kontakt ist. Desgleichen ist der zweite Auflagedämpfer 355 vorteilhafterweise derart entlang der Längsachse 11 angeordnet, dass er physikalisch mit der zweiten Sitzunterkante und den oberen und unteren Sitzschienen 322 an einer maximalen Vertikalablenkstelle in Kontakt ist. Wie einzusehen ist, ist die maximale Vertikalablenkstelle 325 anwendungsspezifisch und kann auf Grundlage von Details im Zusammenhang mit der Gestaltung und Implementierung der Sitzfläche und der oberen und unteren Sitzschienen 320 bestimmt werden. Eine nach unten gerichtete Vertikalablenkung der ersten Sitzunterkante und der oberen und unteren Sitzschienen 320 (angezeigt durch Pfeil 351) mit einer nach oben gerichteten Vertikalablenkung der zweiten Sitzunterkante und der oberen und unteren Sitzschienen 322 (angezeigt durch Pfeil 353) bewirkt eine reaktive Drehung der Sitzlehne 314 in der seitlichen Dimension aufgrund ihrer starren Befestigung, wie durch Pfeil 345 angezeigt. Es ist klar, dass die Sitzlehne 314 sich reaktiv in der lateralen Dimension in entgegengesetzter Richtung dreht, aufgrund der Elastizität und der Verbindung der ersten und zweiten Sitzunterkanten und der oberen und unteren Sitzschienen 320, 322 miteinander.
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4 zeigt schematisch eine aufgeschnittene Seitenansicht einer Ausführungsform eines viskosen fluidischen Dämpfers 450, der vorteilhaft zwischen einer unteren zugehörigen Sitzschiene 420 und einem Fahrzeugbodenabschnitt 417 eingesetzt werden kann. Zugehörige Längsachsen 411 und Vertikalachsen 413 werden gezeigt. Der viskose fluidische Dämpfer 450 beinhaltet eine geschlossene, dichte Fluidkammer 452, die aus elastomerem Material hergestellt und in Längsrichtung langgestreckt ist. Die Fluidkammer 452 ist in eine erste Teilkammer 454, eine zweite Teilkammer 456 und eine dritte Teilkammer 458 geteilt und ist weitgehend oder vollständig mit einer viskosen Flüssigkeit 462 gefüllt. Die ersten, zweiten und dritten Teilkammern 454, 456 und 458 sind vorzugsweise in Reihe entlang der Längsachse 411 angeordnet und durch poröse fluidische Trennwände 460 unterteilt. Die porösen fluidische Trennwände 460 dienen als Durchflussbegrenzer, d. h. ihre Funktion ist es, den Strom des viskosen Fluids 462 zwischen den ersten, zweiten und dritten Teilkammern 454, 456 und 458 zu behindern, wenn der viskose fluidische Dämpfer 450 einer Ablenkung ausgesetzt ist, wie sie in Reaktion auf periodische oder aperiodischer Kräfte auftreten kann, die auf die untere Sitzschiene 420 und einen Fahrzeugbodenabschnitt 417 einwirken.
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Die untere Sitzschiene 420 ist mit einer Vertikalablenkung 419 dargestellt, welche eine Vertikalablenkung 421 in den viskosen fluidischen Dämpfer 450 induziert. Die Vertikalablenkung 419 kann über die entsprechenden vorderen und hinteren Befestigungsstellen schwingungsinduziert sein. Wenn die Vertikalablenkung 419 in der unteren Sitzschiene 420 die Vertikalablenkung 421 in den viskosen fluidischen Dämpfer 450 induziert, wirkt eine Kraft auf das viskose Fluid 462 ein, von der Vertikalablenkung 421 fortzuströmen, wobei ein solcher fluidischer Strom durch die porösen fluidischen Trennwände 460 gebremst wird, wie durch die Pfeile angedeutet wird, die durch die Öffnungen darin verlaufen. Dieser Widerstand gegenüber dem fluidischen Strom des viskosen Fluids 462 führt zu einer entsprechenden Verringerung der Ablenkung und der Vibration der unteren Sitzschiene 420.
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Die Einbeziehung einer Ausführungsform des hierin beschriebenen Auflagedämpfers kann vorteilhaft zu reduzierten sichtbaren, akustische und/oder haptischen Vibration einer Sitzanordnung führen, die unbesetzt ist, wobei die Schwingung von Antriebsstrangkomponenten, Antriebssystemkomponenten, Radaufhängungskomponenten, und/oder Torsionsbewegungen des Fahrzeugbodens stammen kann. Die Einbeziehung einer Ausführungsform des hierin beschriebenen Auflagedämpfers kann des Weiteren vorteilhaft zu reduzierten sichtbaren, akustischen und/oder haptischen Schwingungen der Sitzanordnung führen, wenn diese belegt ist.
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Während die ausführliche Beschreibung und die Zeichnungen oder Figuren die vorliegenden Lehren unterstützen und beschreiben, wird der Umfang der vorliegenden Lehren jedoch einzig und allein durch die Ansprüche definiert. Während ein paar der besten Ausführungsformen und anderen Arten zur Ausführung der vorliegenden Lehren ausführlich beschrieben wurden, gibt es verschiedene alternative Konstruktionen und Ausführungsformen zur Umsetzung der vorliegenden Lehren, die in den beigefügten Ansprüchen definiert sind.
