DE19858209C1 - Sitz, insbesondere für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Abstract

Ein Sitz, insbesondere für Kraftfahrzeuge, besitzt in ihrer Härte veränderbare Bereiche, die mit einem Medium gefüllte Kammern aufweisen. Dieses Medium ist ein durch Einwirkung eines elektrischen Feldes in seiner Viskosität veränderbares Medium, welches auch als elektro-rheologische Flüssigkeit bezeichnet wird.

Description

Die Erfindung betrifft einen Sitz, insbesondere für Kraft­ fahrzeuge, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei Kraftfahrzeugsitzen der als bekannt vorausgesetzten Art ist es bekannt, die zur Veränderung der Sitzhärte an be­ stimmten Bereichen vorgesehenen Kammern mehr oder weniger stark mit Druckluft zu füllen. Durch diese Druckluftbefül­ lung ergeben sich in den maßgeblichen Bereichen des Sitzes mehr oder weniger hart eingestellte Sitzbezirke. Für die Funktion derartiger Sitze sind ein Kompressor, ein Druckbe­ hälter und Rohrleitungen zu den einzelnen Kammern ein­ schließlich zugehöriger Absperrventile unerläßlich. Derar­ tige Einrichtungen sind aufwendig, teuer und schwer. Dar­ über hinaus nimmt die Verstellung durch Veränderung des Drucks innerhalb der Kammern eine gewisse Mindestzeit in Anspruch, die nicht in allen Anwendungsfällen akzeptabel ist.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Sitz der als bekannt vorausge­ setzten Art so auszubilden, daß die Kammern in ihrer Härte ohne die Zu- und Abfuhr eines Betriebsmediums verstellbar sind.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit den Merkmalen des Pa­ tentanspruchs 1.

Das unter Einwirkung eines elektrischen Feldes in seiner Viskosität veränderbare Medium ist vorzugsweise ein Gel. Derartige Füllflüssigkeiten für die Kammern werden auch als "elektro-rheologische Flüssigkeiten" bezeichnet. Sie verän­ dern durch Einwirkung elektrischer Größen, insbesondere durch Anlegen von Spannung, innerhalb allerkürzester Zeit, unter Umständen in Sekundenbruchteilen, ihre Viskosität. Diese Eigenschaft wurde bisher zur Veränderung der Sitzhär­ te an Sitzen, insbesondere Kraftfahrzeugsitzen, nicht aus­ genutzt. Die Anwendung derartiger elektro-rheologischer Flüssigkeiten zur Befüllung von Kammern eines Kraftfahr­ zeugsitzes erlaubt nicht nur eine extrem schnelle Verände­ rung der Härte, sondern darüber hinaus auch eine Verstel­ lung ohne sonst erforderliche Betriebsmittel, wie Druck­ luft, Drucköl oder dergleichen, und auch ohne Veränderung der Lage von mechanischen Abstützbereichen.

Es erweist sich als besonders vorteilhaft, die Viskosität des Mediums in Abhängigkeit von Betriebsparametern des Fahrzeugs zu verändern. Zwar ist es bereits bekannt (DE 196 ­ 49 149 A1), eine Sitzkomponente, also beispielsweise das Sitzteil oder die Rückenlehne in Abhängigkeit von einer durch einen Drucksensor bestimmten Lage zu variieren und dabei den Schaltwert des Drucksensors in Abhängigkeit von Betriebsparametern des Fahrzeugs zu variieren. Diese be­ kannte Lösung fordert zwingend Drucksensoren am Fahrzeug­ sitz und kann nur die Verstellung vollständiger Sitzkompo­ nenten in Abhängigkeit von den Betriebsparametern des Fahr­ zeugs sicherstellen. Demgegenüber erlaubt der erfindungsge­ mäße Fahrzeugsitz die Einstellung einzelner, in ihrer Härte veränderbarer Sitzbereiche, und zwar innerhalb extrem kur­ zer Verstellzeiten. Dadurch wird es möglich, innerhalb des gleichen Sitzbereichs, also innerhalb des Sitzteils oder innerhalb der Rückenlehne blitzschnell die Härte der ver­ schiedenen Bereiche zu verstellen. Dabei ist es auch mög­ lich, die Viskositätsveränderung nicht nur von Betriebspa­ rametern des Fahrzeugs abhängig zu machen, sondern auch von im oder am Sitz gemessenen Belastungszuständen.

Die erfindungsgemäße Konstruktion erlaubt es dabei insbe­ sondere, die Stützwirkung des Sitzes in Abhängigkeit von den Betriebsparametern des Fahrzeugs so zu verändern, daß die gewünschte härtere Abstützung des Sitzbenutzers immer den auf den Sitzbenutzer ausgeübten Beschleunigungskräften entgegenwirkt. Wenn der Sitzbenutzer beispielsweise in ei­ ner Kurvenfahrt durch die Zentrifugalkraft in Fahrtrichtung nach rechts gezogen wird, können die rechten Seitenwulste von Sitzteil und Rückenlehnenteil blitzschnell gehärtet werden, während eine entsprechende Härtung bei einer Rechtskurve in den jeweils linken Seitenwulsten von Sitz­ teil und Rückenlehne erfolgen kann.

Es ist besonders vorteilhaft, daß die erfindungsgemäße Lö­ sung ohne Zu- oder Ableitung von Betriebsmedium in die Kam­ mern bzw. aus den Kammern erfolgt. Elektrische Energie steht ohnehin im Fahrzeug zur Verfügung und kann beliebig schnell über einfache Leitungen den jeweils in ihrer Härte zu verändernden Kammern zugeleitet werden.

Nachstehend wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfin­ dung anhand der Zeichnung im einzelnen beschrieben. Es zei­ gen:

Fig. 1 - eine perspektivische Ansicht eines Fahrzeug­ sitzes mit mehreren Kammern, deren Füllung weich-elastisch ist,

Fig. 2 - den in Fig. 1 dargestellten Sitz mit hart eingestellten Kammern,

Fig. 3 - die Darstellung gemäß Fig. 2 mit einer Rege­ lung in Abhängigkeit von einem fahrzeugfesten Sensor,

Fig. 4 - eine schematische Vorderansicht des Sitzes ge­ mäß Fig. 1 mit Kammern zu beiden Seiten des Sitzteils und zu beiden Seiten der nur im un­ teren Bereich dargestellten Rückenlehne, je­ weils in weicher Einstellung sämtlicher Kam­ mern,

Fig. 5 - die Darstellung gemäß Fig. 4 mit in Fahrt­ richtung rechts weich und in Fahrtrichtung links härter eingestellten Kammern.

In den Zeichnungen sind gleiche oder einander entsprechende Teile jeweils mit gleichen Bezugszeichen versehen, die sich im Bedarfsfall durch Hochstriche voneinander unterscheiden.

Eine "weiche" Einstellung der Kammern ist in den Zeichnungen durch aufeinanderfolgende Minus-Striche und zwei daneben angeordnete Punkte symbolisiert. Eine demgegenüber härtere Darstellung ist durch Plus-Zeichen symbolisiert.

Zunächst zu Fig. 1 und 2:

Ein mit 7 bezeichneter Schalter überbrückt zwei Leitungen 10, die zu einer Regeleinrichtung 5 führen. Von dieser Re­ geleinrichtung 5 führen nur einfach dargestellte Steuerlei­ tungen 8a, 8b, 9a und 9b zu zugehörigen Kammern 1a, 1b, 2a und 2b. Diese Steuerleitungen können durch auch mehraderige elektrische Leitungen gebildet werden, über die den Kammern bzw. einer darin befindlichen elektro-rheologischen Flüs­ sigkeit elektrische Energie zugeführt wird.

Mit 1 ist eine Rückenlehne bezeichnet, mit 2 das Sitzteil und mit 3 eine Kopfstütze. Im dargestellten Ausführungsbei­ spiel sind Kammern, welche das durch das elektrische Feld in seiner Viskosität veränderbare Medium enthalten, ledig­ lich in der Rückenlehne 1 und im Sitzteil 2 dargestellt. Eine entsprechende Kammer oder deren mehrere kann bzw. kön­ nen darüber hinaus auch in der Kopfstütze 3 vorgesehen sein. Darüber hinaus ist es auch möglich, die nur beispiel­ haft eingezeichneten Kammern an jeder dafür gewünschten und geeigneten Stelle des Sitzes vorzusehen, und zwar in belie­ biger Zahl. Hierdurch wird es möglich, die Sitzhärte ent­ sprechend den Einstellwünschen in allen dafür geeignet er­ scheinenden Bereichen beliebig einzustellen.

In der dargestellten Ausführungsform sind die Kammern je­ weils in den Seitenwulsten von Rückenlehne und Sitzteil an­ geordnet: Eine in Fahrtrichtung rechte Kammer 1a befindet sich im rechten Seitenwulst der Rückenlehne, eine in Fahrt­ richtung rechte Kammer 2a im rechten Seitenwulst des Sit­ zes, während eine in Fahrtrichtung linke Kammer 1b im lin­ ken Seitenwulst der Rückenlehne und eine in Fahrtrichtung linke weitere Kammer 2b im linken Seitenwulst 2b des Sitz­ teils 2 angeordnet ist.

Eine Betätigung des Schalters 7 kann zu einer gleichzeiti­ gen und gleichmäßigen Veränderung der Viskosität und damit der Härte in allen Kammern führen. Statt einer Änderung der Härte über einen Schalter 7 ist es auch denkbar, die Härte über einen Regler 5' zu verändern, der seine Signale von einem Sensor 6 erhält. Dieser Sensor 6 kann beispielsweise in der Längssäule integriert sein und den Regler bei Dre­ hung des Lenkrades 11 aktivieren.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 und 5 sind Drucksen­ soren 6a und 6b an beiden Seiten des Fahrzeugsitzes vorge­ sehen, die über Leitungen 10'a und 10'b Regler 5" aktivie­ ren. Diese Regler 5" stehen über Steuerleitungen 8a' bzw. 9a' bzw. 8b' bzw. 9b' mit den zugehörigen Kammern 1a bzw. 2a bzw. 1b bzw. 2b in Wirkverbindung.

In der Darstellung gemäß Fig. 4 sind alle Kammern in ihrer Härte gleich eingestellt. Bei der Darstellung in Fig. 5 sind die in Fahrtrichtung rechten Kammern 1a und 2a weich eingestellt, während die in Fahrtrichtung linken Kammern 1b und 2b hart eingestellt sind. Diese Einstellung ergibt sich daraus, daß der mit 4 bezeichnete, schematisch dargestellte Sitzbenutzer mit seiner Hüfte in Fahrtrichtung nach links in die Nähe des Drucksensors 6b gerutscht ist, und zwar un­ ter dem Einfluß entsprechender Fliehkräfte, die sich aus einer Rechtskurve ergeben. Bei einer solchen Belastungssi­ tuation werden die Kammern 1b und 2b gehärtet und erzeugen in den Seitenwulsten von Rückenlehne 1 und Sitzteil 2 eine bessere Abstützwirkung.

Claims (7)

1. Sitz, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit in ihrer Här­ te veränderbaren Bereichen, die mit einem Medium gefüll­ te Kammern (1a; 1b; 2a; 2b) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß das Medium ein durch die Einwirkung eines elektri­ schen Feldes in seiner Viskosität veränderbares Medium ist.

2. Sitz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das in seiner Viskosität veränderbare Medium ein Gel ist.

3. Sitz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Viskosität des Mediums in Abhängigkeit von Be­ triebsparametern des Fahrzeugs veränderbar ist.

4. Sitz nach einem oder mehreren der Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Viskosität des Mediums in Abhängigkeit von im oder am Sitz gemessenen Belastungszuständen veränderbar ist.

5. Sitz nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Belastungszustände mittels Drucksensoren (6a; 6b) meßbar sind.

6. Sitz nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Feld zur Veränderung der Viskosität des Mediums mittels einer elektrischen Regelvorrichtung (5; 5'; 5") veränderbar ist.

7. Sitz nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die das in seiner Viskosität veränderbare Medium enthaltenden Kammern (1a; 2a; 1b; 2b) auf unterschiedli­ chen Seiten des Sitzes angeordnet und in unterschiedli­ cher Weise in ihrer Härte einstellbar sind.