DE102021112538A1

DE102021112538A1 - Luftkissenanordnung

Info

Publication number: DE102021112538A1
Application number: DE102021112538.3A
Authority: DE
Inventors: Erich Dörfler; Helmut Auernhammer; Ronny Gehlmann; Jürgen Baumgartl
Original assignee: Alfmeier Praezision SE
Current assignee: Alfmeier Praezision SE
Priority date: 2021-05-14
Filing date: 2021-05-14
Publication date: 2022-11-17
Also published as: US20220363172A1; CN115339365A

Abstract

Luftkissenanordnung (103) für einen Sitz (100), wie einen Fahrzeugsitz, die Luftkissenanordnung umfassend wenigstens ein Luftkissen (111-116) und ein Luftversorgungssystem (120) zum variablen Beaufschlagen des oder der Luftkissen der Luftkissenanordnung (103) mit Luft, wobei wenigstens einem Luftkissen (111-116) der Luftkissenanordnung ein Pulsationserzeuger (131-136) zugeordnet ist, der nicht-fluidisch mit dem Luftkissen verbunden ist, wobei das Luftkissen (111 - 116) und der dem Luftkissen zugeordnete Pulsationserzeuger (131-136) ausgebildet sind, im eingebauten Zustand der Luftkissenanordnung (103) in einem Sitz (100) eine Pulsation in Richtung einer Sitzfläche des Sitzes zu erzeugen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Luftkissenanordnung für einen Sitz, wie einen Fahrzeugsitz, gemäß Anspruch 1.
Stand der Technik
Luftkissenanordnungen für Sitze sind aus dem Stand der Technik grundsätzlich bekannt.
Diese werden eingesetzt, um zusätzliche Funktionen, wie etwa Massagefunktionen, oder auch Assistenzsysteme, die den Insassen auf Ereignisse hinweisen können, zu realisieren oder zu unterstützen. Dazu können eine Reihe von Luftkissen in der Lehne eines Sitzes angeordnet sein, die gemeinsam oder unabhängig voneinander mit Luft beaufschlagt werden können, um die gewünschte Funktion zu bewirken. In diesem Sinne bewirken die Luftkissen, insbesondere sich verändernde Druckverhältnisse in den Luftkissen, eine durch die Sitzfläche (einschließlich der Fläche, auf der der Insasse sitzt und/oder der Rückenlehne des Sitzes) wirkende Druckveränderungen oder Krafteinwirkung, die der Insasse spüren kann.
So ist aus der DE 10 2019 113 629 A1 beispielsweise eine Massagevorrichtung für einen Sitz bekannt, bei der ein Luftkissen über ein Luftversorgungssystem mit Luft beaufschlagt wird. Um zusätzliche Schwingungen innerhalb des Luftkissens zu erzeugen, ist eine fluidisch mit dem Luftkissen verbundene Schwingungserzeugungsvorrichtung vorgesehen, die das Luftkissen über die von dem Luftversorgungssystem bereitgestellten Leitungen mit einer Druckschwingung beaufschlagt. Hierdurch ist es möglich, zusätzlich zu dem Einlassen und Ablassen von Luft in die einzelnen Luftkissen auch eine (höherfrequente) Schwingung oder Pulsation in den Luftkissen zu erzeugen, was beispielsweise die Massagefunktion vorteilhaft beeinflussen kann.
Während die angestrebte Funktion mit diesem System realisiert werden kann, ist es hier notwendig, ein großes Luftvolumen zu bewegen, und gleichzeitig kommt es zu einer gewissen Latenz zwischen der Bewegung der Schwingungserzeugungsvorrichtung und der dadurch bewirkten Druckeinwirkung im Luftkissen. Beides kann die gezielte Steuerung der Pulsation nachteilig beeinflussen.
Aufgabe
Ausgehend von bekannten Stand der Technik besteht die zu lösende technische Aufgabe darin, eine Luftkissenanordnung anzugeben, die eine verbesserte Steuerung der erzeugten Pulsation erlaubt.
Lösung
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Luftkissenanordnung für einen Sitz gemäß unabhängigem Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen erfasst.
Die erfindungsgemäße Luftkissenanordnung für einen Sitz, wie einen Fahrzeugsitz, umfasst wenigstens ein Luftkissen und ein Luftversorgungssystem zum variablen Beaufschlagen des oder der Luftkissen der Luftkissenanordnung mit Luft, wobei wenigstens einem Luftkissen der Luftkissenanordnung ein Pulsationserzeuger zugeordnet ist, der nicht-fluidisch mit dem Luftkissen verbunden ist, wobei das Luftkissen und der dem Luftkissen zugeordnete Pulsationserzeuger ausgebildet sind, im eingebauten Zustand der Luftkissenanordnung in einem Sitz eine Pulsation in Richtung einer Sitzfläche des Sitzes zu erzeugen.
Das oder die Luftkissen können eine Luftkissenhülle, beispielsweise in Form einer flexiblen Membran, aufweisen, die hinsichtlich Form und/oder Volumen etwa durch Beaufschlagen des Luftkissens mit Luft über das Luftversorgungssystem, manipulierbar ist.
Im Kontext der Erfindung bedeutet die nicht-fluidische Verbindung des Pulsationserzeugers mit dem Luftkissen, dass der Pulsationserzeuger mit dem Luftkissen nicht indirekt über etwa eine Leitung des Luftversorgungssystems verbunden ist, sondern direkt, beispielsweise mechanisch oder elektromagnetisch die vom Pulsationserzeuger erzeugte Pulsation auf das Luftkissen übertragen kann oder in Zusammenwirkung mit dem Luftkissen die Pulsation unmittelbar auf eine Sitzfläche übertragen kann.
Insbesondere kann eine direkte mechanische Verbindung derart, dass zumindest ein Teil des Pulsationserzeugers mit zumindest einem Teil des Luftkissens und hier insbesondere der Luftkissenhülle des Luftkissens fest verbunden ist, als nicht-fluidische Verbindung verstanden werden.
Durch die nicht-fluidische Verbindung des Luftkissens mit dem ihm zugeordneten Pulsationserzeuger können Verluste bei der Übertragung der Pulsation des Pulsationserzeugers auf das Luftkissen reduziert werden, und eine direkte Erzeugung der Pulsation durch den Pulsationserzeuger in Richtung der Sitzfläche, gegebenenfalls in Zusammenwirkung mit oder vermittelt durch das Luftkissen, werden so erreicht, was auch zu Energieeinsparungen beim Betrieb der Luftkissenanordnung führen kann.
Ganz grundsätzlich kann vorgesehen sein, dass die Pulsationen, die von dem Pulsationserzeuger erzeugt wird, eine Frequenz von 1 Hz bis 1.000 Hz aufweisen, wobei ein Frequenzbereich von 3 Hz bis 100 Hz, insbesondere 60 Hz bis 80 Hz oder zwischen 5 Hz und 20 Hz, insbesondere zwischen 5 Hz und 15 Hz und besonders bevorzugt zwischen 7 Hz und 12 Hz bevorzugt sein können. Diese Frequenzbereiche haben sich insbesondere für das Realisieren von Massagefunktionen als vorteilhaft erwiesen, da sie vom Insassen als angenehm empfunden werden. Gleichzeitig sind in diesem Frequenzbereich Pulsationserzeuger kostengünstig verfügbar.
Es kann ferner vorgesehen sein, dass der Pulsationserzeuger einen Pulsationserzeugerkörper, ein gegenüber dem Pulsationserzeugerkörper bewegliches Element und einen Schwingungserzeuger umfasst, wobei das bewegliche Element gegenüber dem Pulsationserzeugerkörper durch den Schwingungserzeuger elektromagnetisch oder mechanisch bewegt werden kann.
Bevorzugt kann der Pulsationserzeugerkörper bei eingebautem Zustand der Luftkissenanordnung fest mit dem Sitz verbunden sein, sodass er gegenüber dem Sitz nicht beweglich ist. Alternativ oder zusätzlich kann der Pulsationserzeugerkörper auch mit dem Luftkissen selbst oder einem Teil des Luftkissens fest verbunden sein. Hierdurch dient der Pulsationserzeugerkörper als Fixpunkt, gegenüber dem das bewegliche Element durch den Schwingungserzeuger, etwa einen elektromotorischen Antrieb oder ähnliches, bewegt werden kann. Der Pulsationserzeugerkörper kann dabei eine größere (beispielsweise doppelt so große), in einigen Ausführungsformen auch wesentlich größere Masse (beispielsweise fünf mal so große oder zehn mal so große) als das bewegliche Element aufweisen, sodass die Trägheit des Pulsationserzeugerkörpers vorteilhaft dazu beitragen kann, die von dem Schwingungserzeuger auf das bewegliche Element übertragene Kraftwirkung in eine Bewegung des beweglichen Elements selbst zu übertragen.
Dass das bewegliche Element mechanisch gegenüber dem Pulsationserzeugerkörper durch den Schwingungserzeuger bewegt wird, umfasst insbesondere mechanische Antriebsmittel, die aufgrund einer mechanischen Verbindung zwischen dem Schwingungserzeuger und dem beweglichen Element eine Bewegung des beweglichen Elements bewirken. Die elektromagnetische Bewegung des beweglichen Elements durch den Schwingungserzeuger ist im Gegensatz dazu so zu verstehen, dass eine Übertragung der durch den Schwingungserzeuger auf das bewegliche Element ausgeübten Kraft nicht oder nicht nur durch mechanische Mittel, sondern (auch) durch elektromagnetische Mittel bewirkt wird.
Insbesondere kann das bewegliche Element beispielsweise ein magnetisches Element sein oder ein solches umfassen (beispielsweise ein Ring aus magnetischem/magnetisierbarem Material oder in die Luftkissenhülle eingebrachte Schichten aus magnetischem/magnetisierbarem Material) und der Schwingungserzeuger kann als Spule ausgebildet sein, die zum Bewirken einer Bewegung des beweglichen Elements abwechselnd mit Strom beaufschlagt werden kann, sodass aufgrund der auf das bewegliche Element einwirkenden elektromagnetischen Kräfte eine Bewegung des beweglichen Elements erfolgt. Durch Änderung des Stromflusses durch die Spule können die auf das bewegliche Element wirkenden Kräfte dann beispielsweise periodisch geändert werden, um eine Pulsation zu erzeugen.
Beide Varianten zum Erzeugen der Bewegung des beweglichen Elements erlauben eine gezielte Steuerung der Bewegung und damit Erzeugung der Pulsation. Die elektromagnetische Bewegung des beweglichen Elements durch den Schwingungserzeuger kann dabei in einigen Ausführungsformen vorteilhaft eine höhere Frequenz der Pulsation erreichen als die mechanische, wohingegen beispielsweise in einigen Ausführungsformen mit der mechanischen Bewegung des beweglichen Elements stärkere Pulsationen bewirkt werden können.
In einer Ausführungsform sind das bewegliche Element und der Pulsationserzeugerkörper jeweils mechanisch mit dem Luftkissen verbunden. Diese Ausführungsform ist besonders geeignet, eine Übertragung der Pulsation von dem Pulsationserzeuger auf das Luftkissen zu bewirken, die anschließend in Richtung einer Sitzfläche (bei eingebautem Zustand der Luftkissenanordnung) übertragen werden kann. Etwaige Beschädigungsrisiken, die mit einer Anordnung des Pulsationserzeugers zwischen Sitzfläche und Luftkissen einhergehen würden, können hiermit vermieden werden.
Es kann auch vorgesehen sein, dass ein Innenraum des Pulsationserzeugerkörpers, in dem das bewegliche Element angeordnet ist, durch eine Membran vom Innenraum des Luftkissens getrennt ist und das bewegliche Element mit der Membran verbunden ist. Mit dieser Ausführungsform wird unabhängig vom Druckniveau innerhalb des Luftkissens ein zuverlässiger Kontakt zwischen Pulsationserzeuger und insbesondere beweglichem Element und dem Luftkissen gewährleistet, sodass die Pulsation zuverlässig auf das Luftkissen übertragen werden kann.
In einer Weiterbildung dieser Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Luftkissenanordnung zwei Luftkissen und zwei Pulsationserzeuger umfasst, wobei jeweils ein Pulsationserzeuger jeweils einem Luftkissen zugeordnet ist und wobei die Innenräume der Pulsationserzeugerkörper der Pulsationserzeuger über eine Verbindungsleitung fluidisch verbunden sind. Die fluidische Verbindung der Innenräume umfasst hier insbesondere eine Verbindung derart, dass ein Gasaustausch zwischen den Innenräumen möglich ist. Besonders bevorzugt sind hier Ausführungsformen, bei denen die Pulsationserzeuger die Luftkissen alternierend mit einer Pulsation beaufschlagen, sodass, wenn einer der Pulsationserzeuger ein Erhöhen des Drucks in dem ihm zugeordneten Luftkissen bewirkt, der andere Pulsationserzeuger den auf das ihm zugeordnete Luftkissen durch das bewegliche Element ausgeübten Druck verringert. Aufgrund der fluidischen Verbindung zwischen den Innenräumen der Pulsationserzeugerkörper kann hier ein Teil der notwendigen Kraft für die Pulsation durch den Druckausgleich in den Innenräumen der Pulsationserzeugerkörper bewirkt werden, was die erforderliche Energie für das Erzeugen der Pulsation in den Luftkissen vorteilhaft verringern kann.
Ferner kann der Innenraum wenigstens eines Pulsationserzeugerkörpers über eine Druckausgleichsleitung mit dem Innenraum des dem Pulsationserzeuger zugeordneten Luftkissens verbunden sein und über die Druckausgleichsleitung ein Druckausgleich zwischen einem Innenraum des Luftkissens und dem Innenraum des Pulsationserzeugerkörpers erfolgen, wobei optional die Druckausgleichsleitung ein absperrbares Druckausgleichsventil umfasst oder durch das absperrbare Druckausgleichsventil gebildet wird. Mit dieser Ausgestaltung kann ebenfalls die erforderliche Energie für das Erzeugen der Pulsation reduziert werden. Dabei ist es bevorzugt, wenn die Druckausgleichsleitung oder das Druckausgleichsventil einen Druckausgleich verzögert zu der Druckänderung, die durch die Pulsation im Luftkissen bewirkt wird, realisiert.
Die Membran kann eine Luftkissenhülle des Luftkissens sein. Beispielsweise kann die Membran lediglich die stetige Fortsetzung der Lufthülle des Luftkissens auch im mit dem Pulsationserzeuger verbundenen Bereich sein. Alternativ kann die Membran etwa aus demselben Material wie die Luftkissenhülle bestehen, aber flexibler ausgestaltet sein, etwa aufgrund einer verglichen mit der übrigen Lufthülle geringeren Materialdicke. In hierzu alternativen Ausführungsformen kann die Membran aus einem anderen Material als die übrige Luftkissenhülle bestehen oder ein solches umfassen. Beispielsweise kann die Membran eine Silikonmembran sein oder Silikon umfassen, während die übrige Lufthülle ein flexibles Material umfassen kann, das mit dem Material der Membran nicht identisch sein muss. Das flexible Material kann beispielsweise eine Hülle aus Stofffasern sein oder eine solche umfassen. Zusätzlich oder alternativ kann die Luftkissenhülle auch aus einem Kunststoff oder einem faserverstärkten Kunststoff bestehen oder diesen umfassen. Die Membran kann aus einem eine nicht-flexible oder eine flexible Komponente umfassenden Material bestehen oder ein solches umfassen. Die Verwendung einer nicht flexiblen Komponente kann vorteilhaft sein, um die Bewegung des beweglichen Elements zuverlässig in eine Bewegung der Membran zu überführen und damit eine Komprimierung oder eine Dekomprimierung des Gasvolumens innerhalb des Luftkissens zu bewirken. Der Einsatz eines flexiblen Materials für die Membran kann insbesondere bei langanhaltenden Belastungen eine möglichst lange Haltbarkeit der Membran ohne Fehler erreichen.
In einer Ausführungsform ist der Pulsationserzeugerkörper mit dem Luftkissen mechanisch verbunden und das bewegliche Element ist nicht mechanisch mit dem Luftkissen verbunden. Mit dieser Ausführungsform kann die Luftkissenanordnung so realisiert werden, dass das bewegliche Element zum Übertragen der Pulsation auf das Luftkissen nicht permanent mit dem Luftkissen selbst verbunden ist, was insbesondere bei wechselnden Druckniveaus vorteilhaft sein kann.
Zusätzlich beziehungsweise alternativ können hiermit auch Ausführungsformen realisiert werden, bei denen, im eingebauten Zustand der Luftkissenanordnung, sich der Pulsationserzeuger zwischen Luftkissen und Sitzfläche befindet, sodass die durch den Pulsationserzeuger erzeugte Pulsation in Richtung der Sitzfläche abgegeben wird, ohne dass die Pulsation durch das Luftkissen übertragen wird. Das Luftkissen kann hier vorteilhaft als Abstützfläche für den Pulsationserzeuger beziehungsweise als Gegenfläche für den Pulsationserzeuger dienen, was eine variable Erzeugung einer Pulsation auch abhängig von im Luftkissen wirkenden Luftdruck ermöglicht.
In einer Weiterbildung dieser Ausführungsform ist vorgesehen, dass das bewegliche Element relativ zum Pulsationserzeugerkörper zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position bewegbar ist, sodass das bewegliche Element in der zweiten Position in berührendem Kontakt mit dem Luftkissen ist und in der ersten Position kontaktfrei mit dem Luftkissen ist.
Das bewegliche Element wirkt hier nur bei der Bewegung auf das Luftkissen zu Kräfte auf das Luftkissen aus. Bei der gegenläufigen Bewegung weg von dem Luftkissen wirken keine ziehenden Kräfte durch das bewegliche Element auf die Luftkissenhülle. Diese Ausgestaltung realisiert eine Übertragung einer Pulsation in das Luftkissen, wobei die Beanspruchung der Hülle des Luftkissens vorteilhaft reduziert werden kann.
Es kann alternativ vorgesehen sein, dass der Pulsationserzeugerkörper eine starre Kontaktfläche auf einer Seite des Pulsationserzeugerkörpers umfasst, die einen Innenraum des Pulsationserzeugerkörpers zumindest teilweise begrenzt, wobei das Luftkissen die Kontaktfläche von außerhalb des Pulsationserzeugerkörpers berührt und das bewegliche Element im Innenraum des Pulsationserzeugerkörpers angeordnet ist. Diese Ausführungsform realisiert eine unmittelbare Übertragung der durch den Pulsationserzeuger erzeugten Pulsation in Richtung der Sitzfläche des Sitzes im eingebauten Zustand der Luftkissenanordnung. Hiermit können vorteilhaft Belastungen des Luftkissens vermieden beziehungsweise reduziert werden.
In einer Ausführungsform ist ein Pulsationserzeuger zwei Luftkissen zugeordnet und zum alternierenden Erzeugen einer Pulsation in den zwei Luftkissen ausgebildet. Mit dieser Ausführungsform kann ein Erzeugen einer Pulsation in zwei oder mehreren Luftkissen unter Verwendung lediglich eines Pulsationserzeugers realisiert werden, was den Energiebedarf und auch den konstruktiven Aufwand vorteilhaft reduzieren kann. Zwar kann in dieser Ausgestaltung eine fluidische Kopplung zwischen dem Pulsationserzeuger und einem der Luftkissen vorgesehen sein, jedoch ist vorgesehen, dass zumindest das andere Luftkissen mechanisch mit dem Pulsationserzeuger selbst verbunden ist, sodass die durch die nicht-fluidische Verbindung von Pulsationserzeuger und Luftkissen sich ergebenden Vorteile auch hier realisiert werden.
In einer Weiterbildung dieser Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Pulsationserzeuger mit zumindest einem der zwei Luftkissen über eine Druckleitung so mechanisch verbunden ist, dass eine Bewegung des beweglichen Elements gegenüber dem Pulsationserzeugerkörper eine Pulsation an dem zumindest einen der zwei Luftkissen bewirken kann. Diese Ausführungsform kann besonders bevorzugt sein, wenn der Pulsationserzeuger einen Pulsationserzeugerkörper umfasst, der fest mit dem einen Luftkissen verbunden ist, wobei das bewegliche Element mit einer Membran oder der Luftkissenhülle des Luftkissens verbunden ist, sodass sich durch die Bewegung des beweglichen Elements das Volumen des Innenraums des Pulsationserzeugerkörpers ändert. Dies führt zu einer Änderung der Druckverhältnisse im Innenraum des Pulsationserzeugerkörpers, die dann über die Druckleitung an das andere Luftkissen geleitet wird und hier eine Pulsation erzeugen kann. Auch hiermit ist ein alternierender Betrieb beziehungsweise ein Erzeugen einer alternierenden Pulsation in den Luftkissen auf konstruktiv einfachere Weise möglich.
Ferner ist ein Sitz umfassend eine Sitzfläche, eine Rückfläche, einen durch die Sitzfläche und die Rückfläche begrenzten Sitzinnenraum und eine in dem Sitzinnenraum angeordnete Luftkissenanordnung nach einer der vorangegangenen Ausführungsformen vorgesehen. Mit dem so konzipierten Sitz werden die Vorteile der Luftkissenanordnung bei der Funktionalität des Sitzes realisiert.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Pulsationserzeuger auf einer der Sitzfläche zugewandten Fläche des Luftkissens angeordnet ist und ausgebildet ist, eine Pulsation in Richtung der Sitzfläche zu erzeugen. Mit dieser Ausführungsform wird die durch den Pulsationserzeuger erzeugte Pulsation direkt, also ohne eine Weiterleitung durch das Luftkissen, in die Sitzfläche übertragen, was ein zuverlässiges Weiterleiten der im Pulsationserzeuger erzeugten Pulsation in die Sitzfläche und damit an den Insassen bewirken kann.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass der Pulsationserzeuger auf einer der Sitzfläche abgewandten Fläche des Luftkissens angeordnet ist und ausgebildet ist, eine Pulsation des Luftkissens zu bewirken und wobei das Luftkissen ausgebildet ist, basierend auf der bewirkten Pulsation eine Pulsation der Sitzfläche zu bewirken. Die durch den Pulsationserzeuger erzeugte Pulsation wird in dieser Ausführungsform durch das Luftkissen auf die Sitzfläche übertragen, was zu einem verbesserten Sitzkomfort und gleichzeitig reduzierter Beanspruchung des Pulsationserzeugers führen kann, was sich vorteilhaft auf die Lebensdauer des Pulsationserzeugers auswirken kann.
Figurenliste

1 zeigt eine beispielhafte Ansicht eines Sitzes mit einer darin angeordneten Luftkissenanordnung
2 zeigt eine Ausführungsform der Luftkissenanordnung
3 zeigt eine weitere Ausführungsform der Luftkissenanordnung
4 zeigt eine Ausführungsform der Luftkissenanordnung mit einem gemeinsamen Pulsationserzeuger für zwei Luftkissen
5 zeigt eine weitere Ausführungsform mit zwei fluidisch verbundenen Pulsationserzeugern
6 zeigt eine weitere Ausführungsform der Luftkissenanordnung

Ausführliche Beschreibung
1 zeigt einen Sitz 100 mit einer Luftkissenanordnung 103 gemäß Ausführungsformen der Erfindung.
Der Sitz 100 kann eine allgemein als Sitzfläche bezeichnete Auflagefläche umfassen, auf der beispielsweise ein Insasse sitzen kann. Die Sitzfläche umfasst bekanntermaßen eine Lehne 142 und/oder einen Sitzbereich 141. An der Lehne kann sich ein Insasse beispielsweise mit seinem Rücken anlehnen, wohingegen er auf dem Sitzbereich 141 üblicherweise sitzt. Zusätzlich kann der Sitz beispielsweise eine Kopfstütze 143 aufweisen.
Hinsichtlich der Ausgestaltung des Sitzes ist die Erfindung jedoch nicht beschränkt.
Erfindungsgemäß kann in den Sitz 100 eine Luftkissenanordnung 103 integriert sein. Diese Luftkissenanordnung 103 umfasst dabei ein, bevorzugt eine Vielzahl von Luftkissen 111 bis 116. So kann die Luftkissenanordnung beispielsweise 10, 20, 30 oder mehr Luftkissen oder eine beliebige Anzahl dazwischen umfassen. Die Luftkissen können, wie hier dargestellt, in (parallel zueinander verlaufenden) Reihen angeordnet sein oder in einem sonstigen Muster vorgesehen sein. Die genaue Anordnung der Luftkissen ist im Sinne der Erfindung nicht beschränkt und kann etwa abhängig von der durch die Luftkissenanordnung zu erreichenden Funktionalität realisiert werden.
Die Luftkissen können beispielsweise gleiche Form aufweisen, aber an unterschiedlichen Positionen innerhalb des Sitzes angeordnet sein. Grundsätzlich können die Luftkissen als eine Luftkissenhülle umfassend ausgebildet sein, deren Innenraum mit Luft beaufschlagt werden kann, wie dies in den nachfolgenden Ausführungsformen noch beschrieben wird, aber grundsätzlich auch aus dem Stand der Technik bekannt ist.
Die Luftkissen können entweder gemeinsam oder unabhängig voneinander über eine oder mehrere Leitungen 121 mit einem Luftversorgungssystem 120 verbunden sein. Das Luftversorgungssystem 120 kann beispielsweise eine oder mehrere Pumpen aufweisen, die ausgestaltet sind, Luft etwa aus dem Außenraum beziehungsweise der Umgebung über die entsprechenden Leitungen 121 den Luftkissen 111 bis 116 zuzuführen. Ist eine einzelne zentrale Leitung vorgesehen, die über Abzweigungen mit den einzelnen Luftkissen verbunden ist, so kann vorgesehen sein, dass die Luftkissen alle gleichzeitig mit Luft beaufschlagt werden. Alternativ kann vorgesehen sein, dass in den einzelnen Abzweigungen, die von der Leitung abzweigen, absperrbare und optional einzeln ansteuerbare Ventile angeordnet sind, die ein Zuführen oder Abführen von Luft aus den einzelnen Luftkissen bewirken oder verhindern können.
Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass zumindest eines der Luftkissen über eine separate, von den übrigen zu anderen Luftkissen führenden Leitungen unabhängige Leitung mit dem Luftversorgungssystem verbunden ist, die insbesondere ein separat ansteuerbares Absperrventil umfassen kann. Hiermit kann dann diesem Luftkissen oder den entsprechend mit einer separaten Leitung mit dem Luftversorgungssystem 120 verbundenen Luftkissen gezielt Luft zugeführt oder abgeführt werden, indem die Ventile gezielt angesteuert werden.
Durch das Beaufschlagen und Abziehen von Luft aus den Luftkissen kann beispielsweise eine Massagefunktion oder auch eine Fahrassistenzfunktion, wie eine Line-Assist-Funktion oder eine Lordosestütze realisiert werden. Auch Entertainmentfunktionen, wie beispielsweise die Begleitung von Musik durch von den Luftkissen auf den Insassen übertragene Druckreize, können mit einer entsprechenden Luftkissenanordnung realisiert werden.
Die Erfindung ist hinsichtlich der mit der Luftkissenanordnung bewirkten Funktion jedoch nicht beschränkt.
Das Luftversorgungssystem 120 kann eine integrierte Steuereinheit umfassen, die hier nicht separat dargestellt ist, sondern als Teil des Luftversorgungssystems durch das Element 120 schematisch mit gezeigt ist. Diese Steuereinheit kann etwa als Mikroprozessor mit zugeordnetem Speicher ausgestaltet sein und sämtliche hier beschriebenen Funktionen der Luftkissenanordnung steuern. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass zur Steuerung der Luftkissenanordnung 103 beziehungsweise ihrer Funktionen eine externe Steuereinheit (beispielsweise eine zentrale Fahrzeugsteuerung) verwendet wird, die ebenfalls als einen Mikroprozessor und einen zugeordneten Speicher umfassend ausgestaltet sein kann. Auch bezüglich der Ausgestaltung der Steuereinheit ist die Erfindung jedoch nicht beschränkt.
Erfindungsgemäß ist zumindest einem der Luftkissen ein Pulsationserzeuger 131 bis 136 zugeordnet. Beispielsweise kann jedem Luftkissen ein Pulsationserzeuger zugeordnet sein. Es sind jedoch auch Ausführungsformen umfasst, wonach lediglich einem der Vielzahl von Luftkissen oder nur einer echten Teilmenge der Vielzahl von Luftkissen jeweils ein Pulsationserzeuger zugeordnet ist.
Der Pulsationserzeuger kann erfindungsgemäß in Zusammenwirkung mit dem Luftkissen eine durch den Pulsationserzeuger erzeugte Pulsation in Richtung der Sitzfläche erzeugen. Erfindungsgemäß ist der Pulsationserzeuger dabei mit dem ihm zugeordneten Luftkissen nicht-fluidisch verbunden. Dies bedeutet insbesondere, dass eine Pulsation des Pulsationserzeugers entweder mechanisch in das Luftkissen übertragen wird, wobei das Luftkissen die Pulsation dann in die Sitzfläche oder in Richtung der Sitzfläche überträgt, oder dass die von dem Pulsationserzeuger erzeugte Pulsation nicht über das Luftkissen sondern im Wesentlichen unmittelbar in die Sitzfläche beziehungsweise in Richtung der Sitzfläche bewirkt wird. Insbesondere ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Pulsationserzeuger derart mit dem Luftkissen verbunden ist, dass die von ihm erzeugte Pulsation nicht durch eine Luftströmung in den Leitungen 121 des Luftversorgungssystems als Druckinformation an die Luftkissen weitergeleitet wird.
Der Pulsationserzeuger ist in bevorzugten Ausführungsformen daher in unmittelbarer Nähe zum beziehungsweise in berührendem Kontakt mit den Luftkissen angeordnet, wobei dies auch umfasst, dass nur ein Teil des Pulsationserzeugers in berührendem Kontakt mit dem Luftkissen steht oder mit dem Luftkissen treten kann.
2 zeigt eine Ausführungsform zumindest eines Luftkissens 220 der Luftkissenanordnung zusammen mit einem diesem Luftkissen 220 zugeordneten Pulsationserzeuger 210 in einem eingebauten Zustand in einem Sitz. In der hier dargestellten Ausführungsform ist das Luftkissen zwischen einer Sitzfläche 201 (beispielsweise dem Sitzplatz 141 oder der Lehne 142 entsprechend 1), die beim Sitzen eines Insassen auf dem Sitz mit dem Insassen in Berührung kommt, und dem Pulsationserzeuger 210 angeordnet. Der Pulsationserzeuger 210 befindet sich also weiter entfernt von der Sitzfläche 201 als das Luftkissen 220, aber näher an der Rückseite des Sitzes 202 als das Luftkissen 220. Beispielsweise kann der Pulsationserzeuger 210 ganz oder teilweise in einem Schaum beziehungsweise einer Schaumschicht 203 des Sitzes angeordnet sein.
Das Luftkissen 220 kann allgemein als eine „Blase“ verstanden werden, die von einer Luftkissenhülle 221 bevorzugt aus einem zumindest hinsichtlich Form und/oder Volumen flexiblen Material begrenzt ist. Dem Innenraum des Luftkissens 220 kann über die hier schematisch dargestellte Leitung 222 über das Luftversorgungssystem (etwa das Luftversorgungssystem 120, wie mit Bezug auf 1 beschrieben) Luft zugeführt werden oder Luft abgezogen werden, um das Luftkissen 220 mit Druck zu beaufschlagen und beispielsweise seine Form zu verändern, um hierüber eine Massagefunktion zu realisieren. Während die Leitung 222 hier im Bereich der Schweißnaht des Luftkissens in das Luftkissen geführt wird, kann die Leitung 222 auch an einer anderen Stelle des Luftkissens durch die Luftkissenhülle hindurchtreten. Die Erfindung ist diesbezüglich nicht beschränkt.
Das Pulsationsmodul 210 ist hier in einer Ausführungsform dargestellt, in der es mit dem Luftkissen 220 mechanisch verbunden ist.
Dazu umfasst der hier dargestellte Pulsationserzeuger 210 in dieser Ausführungsform (aber auch anwendbar auf an der übrigen hier beschriebenen Ausführungsform) einen Pulsationserzeugerkörper 211, in dem ein bewegliches Element 212 angeordnet ist. Das bewegliche Element 212 kann dabei in einem von dem Pulsationserzeugerkörper 211 zumindest teilweise begrenzten Innenraum des Pulsationserzeugers 210 angeordnet sein.
Das bewegliche Element kann über einen hier nur schematisch dargestellten Schwingungserzeuger 215 in Bewegung versetzt werden. Das Erzeugen der Bewegung des beweglichen Elements über den Schwingungserzeuger 215 kann entweder mechanisch, etwa über einen geeigneten (elektrischen) Antriebsmotor, oder elektromagnetisch erfolgen. Durch den Schwingungserzeuger kann eine Bewegung des beweglichen Elements 212 entsprechend der dargestellten Doppelpfeilrichtung p bewirkt werden, sodass sich das bewegliche Element auf das Luftkissen zu und von diesem weg bewegen kann, was eine Pulsation bewirkt.
In letzterem Fall ist der Schwingungserzeuger 215 beispielsweise als stromdurchflossene oder elektrisch leitfähige Spule ausgebildet und das bewegliche Element 212 zumindest teilweise magnetisch oder umfasst magnetische Teile. Das bewegliche Element 212 kann beispielsweise als ein magnetisches Material oder ein magnetisierbares Material umfassend ausgestaltet sein, etwa als mit dem Luftkissen oder der Luftkissenhülle fest verbundener Metallring. Auch andere Ausführungsformen, etwa in Form von magnetischen oder magnetisierbaren Streifen oder Fäden innerhalb eines dem Pulsationserzeugerkörper 211 zugeordneten Teils der Luftkissenhülle 221 des Luftkissens sind hier denkbar.
Wird in dieser Ausführungsform der Schwingungserzeuger 215 vom Strom durchflossen, ändern sich damit die auf das bewegliche Element 212 einwirkenden Kräfte und eine Bewegung des beweglichen Elements in Richtung des Luftkissens 220 oder von diesem weg entsprechend der dargestellten Doppelpfeilrichtung p kann eine Pulsation erzeugen.
Die beschriebene Ausführungsform des Pulsationserzeugers gilt ganz allgemein und kann auch in den übrigen Ausführungsformen Anwendung finden.
In der hier dargestellten Ausführungsform ist sowohl der Pulsationserzeugerkörper 211 als auch das bewegliche Element 212 mechanisch mit dem Luftkissen 220 verbunden. Dies kann beispielsweise durch ein Anschweißen oder Anschrauben oder Annieten oder Ankleben des Pulsationserzeugerkörpers 211 und/oder des beweglichen Elements 212 von außen an die Luftkissenhülle 221 realisiert werden. Auch andere Möglichkeiten der Verbindung von Pulsationserzeugerkörper 211 und beweglichem Element 212 sind hier denkbar und die Erfindung ist diesbezüglich nicht beschränkt. Insbesondere muss nicht dieselbe Art der Befestigung des Pulsationserzeugerkörpers an der Luftkissenhülle 221 zur Befestigung des beweglichen Elements genutzt werden.
In der in 2 dargestellten Ausführungsform ist das bewegliche Element mit einem beweglichen oder elastischen Teil des Luftkissens beziehungsweise der Luftkissenhülle (beispielsweise einer Membran) verbunden, die den Innenraum 213 des Pulsationserzeugerkörpers 211, in dem das bewegliche Element 212 angeordnet ist, von dem Innenraum des Luftkissens 220 trennt.
Das bewegliche Element ist dabei mit dieser Membran 214 mechanisch verbunden. Beispielsweise kann das bewegliche Element 212 mit dieser Membran vernäht oder von außerhalb des Luftkissens an diese Membran angeklebt sein. Die Membran 214 kann entweder Teil der Luftkissenhülle 221 sein (also insbesondere aus demselben Material bestehen) oder aus einem anderen Material, das beispielsweise elastischer als das Material der Luftkissenhülle ist, gebildet sein. Insbesondere kann die Membran Silikon umfassen, wohingegen die Luftkissenhülle 221 aus einem anderen Material bestehen oder ein anderes Material umfassen kann. Bevorzugt wird die Luftkissenhülle aus einem flexiblen Material gebildet oder umfasst ein flexibles Material, sodass eine Form- und/oder Volumenveränderung der Luftkissenhülle abhängig vom Gasdruck bzw. Luftdruck innerhalb des Luftkissens bewirkt werden kann. Die Luftkissenhülle kann auch einen Kunststoff umfassen oder insbesondere als einen faserverstärkten Kunststoff umfassend ausgebildet sein kann.
In der hier dargestellten Ausführungsform führt die Bewegung des beweglichen Elements 212 (entlang der Richtung p) zu Pulsationen, die durch die der Bewegung des beweglichen Elements folgende Bewegung der Membran 214 in einer Volumenänderung des Luftkissens 221 resultieren. Dies bewirkt eine Druckveränderung, die sich ausgehend von der Membran 214 in Richtung der der Sitzfläche 201 zugewandten Seite des Luftkissens 220 ausbreitet und dort eine Bewegung der Luftkissenhülle entsprechend der dargestellten Doppelpfeilrichtung H bewirkt, was wiederrum eine Pulsation in Richtung der Sitzfläche 201 bewirkt, die sich auf den Insassen übertragen kann.
Bevorzugt kann das Erzeugen der Pulsation durch den Pulsationserzeuger 210 erfolgen, während die Luftleitung 222 vom beziehungsweise zum Luftversorgungssystem abgesperrt ist, sodass sich die Druckänderung, die durch die Formveränderung des Luftkissens aufgrund der Bewegung des beweglichen Elements 212 bewirkt wird, in einer möglichst gleichgroßen Formveränderung auf der der Sitzfläche 201 zugewandten Seite des Luftkissens 220 (entsprechend der Doppelpfeilrichtung H) überträgt.
Dies ist jedoch nicht beschränkend. So kann die durch den Pulsationserzeuger 210 erzeugte Pulsation im Luftkissen 220 auch einem beispielsweise niederfrequenteren Zuleiten und Ableiten von Luft über die Luftleitung 222 überlagert werden. Dabei kann es bevorzugt sein, wenn die Frequenz der durch den Pulsationserzeuger erzeugten Pulsation höher, bevorzugt deutlich höher ist, als die Frequenz, mit der das Luftkissen 220 von dem Luftversorgungssystem mit Luft beaufschlagt wird.
Beispielsweise kann die Frequenz, mit der der Pulsationserzeuger eine Pulsation erzeugt fünfmal größer, zehnmal größer oder zwanzigmal größer oder hundertmal größer sein, als die Frequenz, mit der das Luftversorgungssystem dem Luftkissen Luft zuleitet oder aus diesem ableitet.
Insbesondere kann die Pulsation, die von dem Pulsationserzeuger erzeugt wird, eine Frequenz von 1 Hz bis 1.000 Hz aufweisen, wobei ein Frequenzbereich von 3 Hz bis 100 Hz, insbesondere 60 Hz bis 80 Hz oder zwischen 5 Hz und 20 Hz, insbesondere zwischen 5 Hz und 15 Hz und besonders bevorzugt zwischen 7 Hz und 12 Hz bevorzugt sein können. Diese Frequenzbereiche haben sich insbesondere für das Realisieren von Massagefunktionen als vorteilhaft erwiesen, da sie vom Insassen als angenehm empfunden werden. Gleichzeitig sind in diesem Frequenzbereich Pulsationserzeuger kostengünstig verfügbar.
Diese Frequenzbereiche gelten für alle noch im nachfolgenden beschriebenen Ausführungsformen gleichermaßen.
In der dargestellten Ausführungsform kann zusätzlich eine Druckausgleichsleitung 216 vorgesehen sein, die den Innenraum des Pulsationserzeugerkörpers 210 mit dem Innenraum des dem Pulsationserzeuger zugeordneten Luftkissens 220 verbindet. Über diese Druckausgleichsleitung 216 kann ein Druckausgleich zwischen dem Innenraum des Luftkissens und dem Innenraum des Pulsationserzeugers beziehungsweise des Pulsationserzeugerkörpers bewirkt werden. Dies ist im Einklang mit der erfindungsgemäß vorgesehenen nicht-fluidischen Verbindung zwischen Luftkissen und Pulsationserzeuger, da diese nicht-fluidische Verbindung zum Bewirken der Pulsation vorgesehen ist. Der Druckausgleich über die Druckausgleichsleitung bewirkt keine Pulsation, sondern trägt hier zu einer effizienteren, durch die nicht-fluidische Verbindung von Pulsationserzeuger und Luftkissen realisierte Pulsation bei.
Bevorzugt kann die Druckausgleichsleitung 216 verzögert zu der Bewegung des beweglichen Elements angesteuert werden, um, nachdem das bewegliche Element eine Pulsation bewirkt hat, einen Druckausgleich zwischen dem Innenraum des Luftkissens und dem Innenraum des Pulsationserzeugerkörpers zu realisieren. Hierzu kann die Druckausgleichsleitung 216 optional ein absperrbares Druckausgleichsventil umfassen oder durch dieses gebildet werden.
Das absperrbare Druckausgleichsventil oder allgemein die Druckausgleichsleitung 216 kann in dieser Ausführungsform so verzögert arbeiten, dass der Druckausgleich stets erst stattfindet, nachdem das bewegliche Element seine Extremposition eingenommen hat, wobei die Extremposition entweder die am weitesten von dem Mittelpunkt des Luftkissens entfernte und/oder die am nächsten zum Mittelpunkt des Luftkissens gelegene Position(en) des beweglichen Elements entlang seiner Bewegungsamplitude ist. Durch das verzögerte Bewirken des Druckausgleichs wird vermieden, dass die durch das bewegliche Element bewirkte Druckänderung innerhalb des Luftkissens unmittelbar über die Druckausgleichsleitung 216 mit dem Innenraum des Pulsationserzeugerkörpers ausgeglichen wird, indem sich eine dem geänderten Innendruck des Luftkissens entsprechende Druckänderung einstellt. Dadurch wird gewährleistet, dass die Druckänderung vollständig oder nahezu vollständig in eine Pulsation des Luftkissens in Richtung der Sitzfläche übersetzt wird.
Alternativ zur ansteuerbaren Ausgestaltung der Druckausgleichsleitung und/oder des Druckausgleichsventils kann die Verzögerung des Druckausgleichs auch durch eine entsprechende Dimensionierung der Druckausgleichsleitung oder des Druckausgleichsventils bewirkt werden. Dabei kann der Durchgangsquerschnitt der Druckausgleichsleitung oder eines Durchgangsbereichs des Druckausgleichsventils so gewählt werden, dass der hierdurch bei einer zwischen dem Innenraum des Luftkissens und dem Innenraum im Pulsationserzeugerkörper herrschenden Druckdifferenz im Rahmen des üblichen Betriebs des Pulsationserzeugers bewirkte Druckausgleich verzögert stattfindet, also zumindest zeitlich versetzt zur durch die Bewegung des beweglichen Elements bewirkten Druckveränderung im Innenraum des Luftkissens bzw. im Innenraum des Pulsationserzeugerkörpers einsetzt. Ausgehend von einer zyklischen Bewegung des beweglichen Elements mit einer Frequenz f kann dies umfassen, dass die durch die Druckausgleichsleitung bzw. das Druckausgleichsventil bewirkte Druckveränderung mit derselben Frequenz f, zu der zyklischen Bewegung aber mit einem Phasenversatz erfolgt.
3 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Luftkissens 320 und eines dem Luftkissen 320 zugeordneten Pulsationserzeugers 310.
Der wesentliche Aufbau des Luftkissens und des Pulsationserzeugers, die hier erneut zwischen der Sitzfläche 301 und der Rückseite 302 des Sitzes im eingebautem Zustand dargestellt sind, entspricht dem der 2. Auch hier kann dem Luftkissen 320 über eine entsprechende Luftleitung 322 Luft über das Luftversorgungssystem zugeleitet werden, sodass in den Innenraum innerhalb der Luftkissenhülle 321 Luft eingeleitet oder aus dieser abgeführt werden kann.
Der Pulsationserzeuger 310 umfasst auch in dieser Ausführungsform einen mit dem Luftkissen 320 mechanisch verbundenen Pulsationserzeugerkörper 311, der zusammen mit der Luftkissenhülle 321 einen Innenraum 313 des Pulsationserzeugerkörpers 311 einschließt. In diesem Innenraum ist das bewegliche Element 312 angeordnet, das über einen entsprechenden Schwingungserzeuger (hier nicht dargestellt aber analog zur 2 ausgeführt) entsprechend der dargestellten Doppelpfeilrichtung p in Bewegung versetzt werden kann.
Im Unterschied zur in 2 dargestellten Ausführungsform ist das bewegliche Element 312 in der in 3 dargestellten Ausführungsform nicht fest mit dem Luftkissen 320 verbunden, sondern gegenüber diesem frei beweglich innerhalb des Pulsationserzeugerkörpers 311 angeordnet. In dieser Ausführungsform kann die Bewegung des beweglichen Elements verglichen mit der Ausführungsform der 2 energetisch günstiger erfolgen, da eine Mitnahme eines Teils der Luftkissenhülle 321 beim Bewegen des beweglichen Elements nicht mehr nötig ist wenn das bewegliche Element 312 von dem Luftkissen 320 weg bewegt wird. In dieser Ausführungsform ist es bevorzugt, wenn keine Druckausgleichsleitung entsprechend der 2 vorgesehen ist, sodass kein Druckausgleich zwischen dem Innenraum 313 des Pulsationserzeugerkörpers 311 und dem Innenraum des Luftkissens 320 erfolgt. In einigen Ausführungsformen kann jedoch auch hier eine entsprechende Druckausgleichsleitung vorgesehen werden.
Die 4 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der ein Pulsationserzeuger 430 zum Erzeugen einer Pulsation an beziehungsweise in zwei Luftkissen 410 und 420 genutzt wird. Auch in der hier dargestellten Ausführungsformen kann der Pulsationserzeuger entsprechend den in 2 und 3 beschriebenen Ausführungsformen realisiert werden.
Die Verbindung mit dem dem Pulsationserzeuger 430 zugeordneten Luftkissen 410 ist dabei bevorzugt entsprechend den im Zusammenhang mit den 2 und 3 beschriebenen Ausführungsformen realisiert. Insbesondere kann in der hier dargestellten Ausführungsform das bewegliche Element 412 fest mit einer Membran beziehungsweise einem Teil der Luftkissenhülle des Luftkissens 410 verbunden sein, wie dies in Bezug auf die 2 beschrieben wurde.
Weiterhin ist in der hier dargestellten Ausführungsform vorgesehen, dass der Innenraum des Pulsationserzeugers 430 über eine Druckleitung 431 von außen mit der Lufthülle des zweiten Luftkissens 420 verbunden ist.
Bewegt sich nun das bewegliche Element in Richtung des Luftkissens 410, so erhöht sich in dem Luftkissen 410 der Druck und eine Pulsation in Richtung der Sitzfläche 401 wird bewirkt. Gleichzeitig vergrößert sich der Innenraum innerhalb des Pulsationserzeugers beziehungsweise der von der Membran beziehungsweise Luftkissenhülle des Luftkissens 410 und dem Pulsationserzeugerkörper eingeschlossene Volumen wird größer. Dadurch sinkt der Druck innerhalb des Pulsationserzeugerkörpers und auch in der Druckleitung 431. Dies bewirkt, dass die Luftkissenhülle des Luftkissens 420 in Richtung der Druckleitung 431 gezogen wird, was den Druck innerhalb des Luftkissens verändert. Damit wird eine zu der Druckveränderung in dem Luftkissen 410 gegenläufige Druckveränderung innerhalb des Luftkissens 420 bewirkt. Wird das bewegliche Element 412 des Pulsationserzeugers 430 nun von dem Luftkissen 410 weg bewegt, so verringert sich entsprechend das Volumen des Innenraums zwischen der Membran und dem Pulsationserzeugerkörper des Pulsationserzeugers 430, was zu einer Druckerhöhung auch innerhalb der Druckleitung 431 führt. Diese Druckerhöhung wird auf die mit der Druckleitung 431 verbundene Luftkissenhülle des Luftkissens 420 übertragen, was zu einer Komprimierung des Luftkissens 420 und damit einhergehend eine Erhöhung des auf die Sitzfläche 401 wirkenden Drucks führt.
Damit wird eine alternierende Druckveränderung in den durch den Pulsationserzeuger 430 mit einer Pulsation beaufschlagten Luftkissen 410 und 420 bewirkt.
Es kann dabei bevorzugt sein, wenn die Druckleitung 431 eine mit dem Luftkissen 420 verbundene Querschnittsfläche aufweist, die im Wesentlichen genauso groß ist, wie die von dem beweglichen Element bewegte Fläche der Membran beziehungsweise der Luftkissenhülle des Luftkissens 410. In einigen Ausführungsformen ist die entsprechende Querschnittsfläche genauso groß wie die von dem beweglichen Element bewegte Fläche der Membran beziehungsweise der Luftkissenhülle des Luftkissens 410 (was ebenfalls Abweichungen von bis zu 5 % oder bis zu 10 % der Fläche verglichen mit der entsprechenden Fläche der Luftkissenhülle einschließen soll). Es können auch Ausführungsformen vorgesehen sein, in denen die Querschnittsfläche nur 75 % dieser Größe entspricht oder nur 50 % oder weniger.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Druckleitung 431 auf der der Sitzfläche abgewandten Seite des Luftkissens 420 zentral oder mittig mit dem Luftkissen 420 verbunden ist, um eine gleichmäßige Verteilung der durch die Pulsation erzeugten Druckveränderung innerhalb des Luftkissens 420 zu erreichen.
In 5 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt, bei der die den Luftkissen 510 und 520 zugeordneten Pulsationserzeuger 511 beziehungsweise 521 auf der der Sitzfläche 501 abgewandten Seite des Luftkissens 510 beziehungsweise 520 angeordnet sind. Sie sind also näher an der Rückseite des Sitzes 502 angeordnet, als das jeweilige Luftkissen 510 beziehungsweise 520.
In der in 5 dargestellten Ausführungsform sind zwei Luftkissen 510 beziehungsweise 520 und die ihnen jeweils zugeordneten Pulsationserzeuger 511 (dem Luftkissen 510 zugeordnet) und 521 (dem Luftkissen 520 zugeordnet) dargestellt.
Die Pulsationserzeuger und auch die Verbindung der Pulsationserzeuger mit den Luftkissen 510 beziehungsweise 520 können entsprechend den Ausführungsformen der 2 und 3 ausgestaltet sein. Zusätzlich oder alternativ kann auch vorgesehen sein, dass jeder der Pulsationserzeuger 511 und 521 oder zumindest einer von diesen über eine entsprechende Druckleitung mit einem weiteren Luftkissen verbunden ist, um auf dieses eine Pulsation zu übertragen. In diesem Sinne sind die Ausführungsformen der 5 auch mit den Ausführungsformen der 4 kombinierbar.
In der in 5 dargestellten Ausführungsform sind die von den Pulsationserzeugerkörpern eingeschlossenen Innenräume der Pulsationserzeuger 511 und 521 über eine Verbindungsleitung 530 fluidisch verbunden, sodass Luft (oder ein beliebiges anderes Gas) zwischen den Innenräumen der Pulsationserzeuger 511 und 521 ausgetauscht werden kann.
Dies bewirkt eine Druckverminderung innerhalb des Innenraums des Pulsationserzeugers 521, wenn das bewegliche Element des Pulsationserzeugers 511 in Richtung des Luftkissens 510 bewegt wird. Dadurch wird die Membran und/oder die Luftkissenhülle des Luftkissens 520 von der Sitzfläche 501 weggezogen, da sich ein geringerer Druck im Innenraum des Pulsationserzeugers 521 einstellt. Dies kann vorteilhaft genutzt werden, um eine Bewegung des beweglichen Elements des Pulsationserzeugers 521 weg von der Sitzfläche 511 zu unterstützen, um eine Reduktion des Druckes innerhalb des Luftkissens 520 zu erzeugen. Gleichzeitig wird der Druck innerhalb des Luftkissens 510 aufgrund der Bewegung des beweglichen Elements des Pulsationserzeugers 511 in Richtung der Sitzfläche 501 erhöht, sodass sich in dieser Ausführungsform eine alternierende Pulsation in die Luftkissen 510 und 520 einstellt. Dies bedeutet, dass eine Druckerhöhung innerhalb des Luftkissens 510 mit einer Druckverringerung innerhalb des Luftkissens 520 einhergeht und andersherum.
Diese Ausführungsform kann vorteilhaft genutzt werden, um die für die Erzeugung der Pulsation notwendige Energie zu verringern.
In einer Ausführungsform kann ferner vorgesehen sein, dass ein Schwingungserzeuger mit den beweglichen Elementen beider Pulsationserzeuger 511 und 521 verbunden ist, sodass nur genau ein Schwingungserzeuger für beide Pulsationserzeuger 511 und 521 vorgesehen wird. Dies kann insbesondere bei einer mechanischen Realisierung der Bewegung der beweglichen Elemente vorteilhaft sein, da hier durch einfache mechanische Mittel (etwa Übersetzungen oder Getriebe) eine gegenläufige Bewegung der beweglichen Elemente realisiert werden kann. Hiermit kann die Luftkissenanordnung konstruktiv einfacherer ausgeführt werden.
Analog zur Ausführungsform der 2 kann auch in der Ausführungsform der 5 der Innenraum zumindest eines der Pulsationserzeuger 511 oder auch 521 über eine entsprechende Druckausgleichsleitung mit dem Innenraum eines der Luftkissen 510 und 520 verbunden sein. Es kann auch vorgesehen sein, dass der Innenraum jedes der Pulsationserzeuger 511 und 521 mit dem ihm jeweils zugeordneten Luftkissen 510 beziehungsweise 520 über eine entsprechende Druckausgleichsleitung verbunden ist. Diese sind hier der Übersichtlichkeit halber nicht separat dargestellt, können jedoch entsprechend den Ausgestaltungen im Zusammenhang mit der 2 realisiert werden.
6 zeigt eine zu den Ausführungsformen der 2 bis 5 alternative Ausgestaltung, bei der der Pulsationserzeuger 630 näher an der Sitzfläche 601 angeordnet ist, als das Luftkissen 620, was entsprechend näher an der Rückseite 602 des Sitzes angeordnet ist.
In der hier dargestellten Ausführungsform kann der Pulsationserzeuger 630 beziehungsweise der Pulsationserzeugerkörper eine Kontaktfläche 632 aufweisen, die den Innenraum des Pulsationserzeugers 630 zumindest teilweise begrenzt oder als äußere Begrenzungsfläche des Pulsationserzeugers 630 angesehen sein kann.
In der hier dargestellten Ausführungsform ist diese Kontaktfläche 632 zumindest teilweise in Kontakt mit der Luftkissenhülle 621 des Luftkissens 620.
Das bewegliche Element 631 des Pulsationserzeugers 630 ist in dieser Ausführungsform auf der dem Luftkissen 620 abgewandten Seite der Kontaktfläche 632 beweglich im Innenraum des Pulsationserzeugers 630 angeordnet, sodass über die gesamte Bewegung des beweglichen Elements in Richtung der Sitzfläche 601 und von der Sitzfläche 601 weg kein berührender Kontakt des beweglichen Elements 631 mit dem Luftkissen 620 erfolgt.
In dieser Ausführungsform wird die durch die Bewegung des beweglichen Elements 633 erzeugte Pulsation nicht in das Luftkissen 621 übertragen, sondern (unmittelbar) in die Sitzfläche 601 geleitet. Das Luftkissen dient in diesem Fall bevorzugt als Gegendruckfläche, an der sich der Pulsationserzeuger 630 über die Kontaktfläche 632 zumindest teilweise abstützen kann, sodass die Bewegung des beweglichen Elements 631 bevorzugt vollständig in eine Pulsation in Richtung der Sitzfläche übersetzt wird.
Dabei kann vorgesehen sein, dass eine Bewegungsamplitude des beweglichen Elements abhängig vom in den Luftkissen herrschenden Druck gesteuert wird, etwa über eine der Luftkissenanordnung zugeordnete Steuereinrichtung und/oder eine dem Pulsationserzeuger zugeordnete Steuereinrichtung. Ist der Druck innerhalb des Luftkissens 620 vergleichsweise gering, so kann es bevorzugt sein, wenn die Bewegungsamplitude des beweglichen Elements 631 größer ist. Hierdurch wird trotz geringem Druck innerhalb des Luftkissens immer noch eine bevorzugt merkliche Pulsation in Richtung der Sitzfläche 601 bewirkt. Ist der Druck innerhalb des Luftkissens 620 vergleichsweise hoch, so wird der Pulsationserzeuger 630 durch das Luftkissen 620 praktisch vollständig abgestützt, da eine Deformation des Luftkissens 620 aufgrund der Bewegung des beweglichen Elements 631 und einer entsprechend gegenläufigen Bewegung des Pulsationserzeugerkörpers gegen den Innendruck des Luftkissens weniger einfach möglich ist.
Hierdurch wird auch bei vergleichsweise geringer Bewegungsamplitude des beweglichen Elements die durch das bewegliche Element erzeugte Pulsation praktisch vollständig oder zumindest zu einem größeren Teil verglichen mit einem geringeren Innendruck des Luftkissens 620 in Richtung der Sitzfläche 601 übertragen. Steuerungstechnisch kann es daher bevorzugt sein, wenn die Bewegungsamplitude des beweglichen Elements 631 indirekt proportional zum innerhalb des Luftkissens 620 herrschenden Drucks ist.
In den vorangegangenen Ausführungsformen wurden Luftkissen in Verbindung mit ihnen zugeordneten Pulsationserzeugern beschrieben. Dabei kann vorgesehen sein, dass in einer einzigen Luftkissenanordnung unterschiedliche der in den 2 bis 6 beschriebene Ausführungsformen realisiert werden. So kann beispielsweise in einem Bereich der Sitzfläche, auf der der Insasse sitzt, vorgesehen sein, dass Ausführungsformen entsprechend der 2 bis 5 zum Einsatz kommen, da der durch den Insassen bewirkte Gegendruck auf die Luftkissen vergleichsweise groß ist, sodass die Pulsationen selbst bei Leitungsverlusten innerhalb der Luftkissen zuverlässig in Richtung der Sitzfläche übertragen werden können. In der Lehne des Sitzes können alternativ dazu beispielsweise Ausgestaltungen entsprechend der 6 vorgesehen sein, da hier der durch den Insassen bewirkte Gegendruck geringer ist, sodass eine unmittelbare Beaufschlagung der Sitzfläche 601 durch die von dem Pulsationserzeuger erzeugte Pulsation bevorzugt sein kann, um eine für den Insassen ausreichend starke Pulsation zu bewirken. Auch andere Kombinationen sind hier denkbar, sodass beispielsweise innerhalb der Lehne unterschiedliche Ausführungsformen realisiert werden können. Bezüglich etwaiger Kombinationen von Ausführungsformen entsprechend den 2 bis 6 ist die Erfindung daher nicht beschränkt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102019113629 A1 [0004]

Claims

Luftkissenanordnung (103) für einen Sitz (100), wie einen Fahrzeugsitz, die Luftkissenanordnung umfassend wenigstens ein Luftkissen (111-116) und ein Luftversorgungssystem (120) zum variablen Beaufschlagen des oder der Luftkissen der Luftkissenanordnung (103) mit Luft, wobei wenigstens einem Luftkissen (111-116) der Luftkissenanordnung ein Pulsationserzeuger (131-136) zugeordnet ist, der nicht-fluidisch mit dem Luftkissen verbunden ist, wobei das Luftkissen (111-116) und der dem Luftkissen zugeordnete Pulsationserzeuger (131-136) ausgebildet sind, im eingebauten Zustand der Luftkissenanordnung (103) in einem Sitz (100) eine Pulsation in Richtung einer Sitzfläche des Sitzes zu erzeugen.
Luftkissenanordnung (103) nach Anspruch 1, wobei der Pulsationserzeuger einen Pulsationserzeugerkörper (211), ein gegenüber dem Pulsationserzeugerkörper bewegliches Element (212) und einen Schwingungserzeuger (215) umfasst, wobei das bewegliche Element gegenüber dem Pulsationserzeugerkörper durch den Schwingungserzeuger elektromagnetisch oder mechanisch bewegt werden kann.
Luftkissenanordnung (103) nach Anspruch 2, wobei das bewegliche Element (212) und der Pulsationserzeugerkörper (211) jeweils mechanisch mit dem Luftkissen verbunden sind.
Luftkissenanordnung (103) nach Anspruch 2 oder 3, wobei ein Innenraum (213) des Pulsationserzeugerkörpers (211), in dem das bewegliche Element (212) angeordnet ist, durch eine Membran (214) vom Innenraum des Luftkissens (220) getrennt ist und wobei das bewegliche Element mit der Membran verbunden ist.
Luftkissenanordnung (103) nach Anspruch 4, wobei die Luftkissenanordnung zwei Luftkissen (510, 520) und zwei Pulsationserzeuger (511, 521) umfasst, wobei jeweils ein Pulsationserzeuger jeweils einem Luftkissen zugeordnet ist und wobei die Innenräume der Pulsationserzeugerkörper der Pulsationserzeuger über eine Verbindungsleitung (530) fluidisch verbunden sind.
Luftkissenanordnung (103) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei der Innenraum (213) wenigstens eines Pulsationserzeugerkörpers (211) über eine Druckausgleichsleitung (216) mit dem Innenraum des dem Pulsationserzeuger (210) zugeordneten Luftkissens (220) verbunden ist und über die Druckausgleichsleitung (216) ein Druckausgleich zwischen einem Innenraum des Luftkissens und dem Innenraum (213) des Pulsationserzeugerkörpers (211) erfolgen kann, wobei optional die Druckausgleichsleitung (216) ein absperrbares Druckausgleichsventil umfasst oder durch das absperrbare Druckausgleichsventil gebildet wird.
Luftkissenanordnung (103) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei die Membran eine Luftkissenhülle des Luftkissens ist.
Luftkissenanordnung (103) nach Anspruch 2, wobei der Pulsationserzeugerkörper (311) mit dem Luftkissen (320) mechanisch verbunden ist und das bewegliche Element (312) nicht mechanisch mit dem Luftkissen (320) verbunden ist.
Luftkissenanordnung (103) nach Anspruch 8, wobei das bewegliche Element (312) relativ zum Pulsationserzeugerkörper (311) zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position bewegbar ist, sodass das bewegliche Element (312) in der zweiten Position in berührendem Kontakt mit dem Luftkissen (320) ist und in der ersten Position kontaktfrei mit dem Luftkissen ist.
Luftkissenanordnung (103) nach Anspruch 8, wobei der Pulsationserzeugerkörper eine starre Kontaktfläche (632) auf einer Seite des Pulsationserzeugerkörpers umfasst, die einen Innenraum des Pulsationserzeugerkörpers zumindest teilweise begrenzt, und wobei das Luftkissen (630) die Kontaktfläche von außerhalb des Pulsationserzeugerkörpers berührt und das bewegliche Element (631) im Innenraum des Pulsationserzeugerkörpers angeordnet ist.
Luftkissenanordnung (103) nach einem der Ansprüche 2 bis 9, wobei ein Pulsationserzeuger (430) zwei Luftkissen (410, 420) zugeordnet ist und zum alternierenden Erzeugen einer Pulsation in den zwei Luftkissen ausgebildet ist.
Luftkissenanordnung (103) nach Anspruch 11, wobei der Pulsationserzeuger (430) mit zumindest einem der zwei Luftkissen (410, 420) über eine Druckleitung (431) so mechanisch verbunden ist, dass eine Bewegung des beweglichen Elements (412) gegenüber dem Pulsationserzeugerkörper eine Pulsation an dem zumindest einen der zwei Luftkissen (410, 420) bewirken kann.
Sitz (100) umfassend eine Sitzfläche (201), eine Rückfläche (202), einen durch die Sitzfläche und die Rückfläche begrenzten Sitzinnenraum und eine in dem Sitzinnenraum angeordnete Luftkissenanordnung (103) nach einem der Ansprüche 1 bis 12.
Sitz (100) nach Anspruch 13, wobei der Pulsationserzeuger (630) auf einer der Sitzfläche (601) zugewandten Fläche des Luftkissens (620) angeordnet ist und ausgebildet ist, eine Pulsation in Richtung der Sitzfläche zu erzeugen.
Sitz (100) nach Anspruch 13, wobei der Pulsationserzeuger (210) auf einer der Sitzfläche abgewandten Fläche des Luftkissens (220) angeordnet ist und ausgebildet ist, eine Pulsation des Luftkissens zu bewirken und wobei das Luftkissen ausgebildet ist, basierend auf der bewirkten Pulsation eine Pulsation der Sitzfläche (201) zu bewirken.