DE19858209C1 - Automobile passenger seat has seat chambers filled with medium having adjustable viscosity for altering seat hardness - Google Patents

Automobile passenger seat has seat chambers filled with medium having adjustable viscosity for altering seat hardness

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Abstract

The automobile passenger seat has a number of seat chambers (1a,1b; 2a,2b) which are filled with a medium, e.g. a gel, exhibiting a variation in its viscosity upon application of an electrical field, for corresponding adjustment of the seat hardness. The viscosity of the medium may be altered in dependence on the automobile operating characteristics, or in dependence on the seat loading provided via pressure sensors.

Description

Die Erfindung betrifft einen Sitz, insbesondere für Kraft­ fahrzeuge, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a seat, in particular for power vehicles, according to the preamble of claim 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.In motor vehicle seats of the type presumed to be known it is known to be used to change the hardness of the seat certain areas provided areas more or less to be filled with compressed air. Through this compressed air filling in the relevant areas of the seat more or less hard seating areas. For the The function of such seats is a compressor, a pressure valve containers and pipes to the individual chambers finally associated shut-off valves are indispensable. Derar term facilities are complex, expensive and heavy. Dar In addition, the adjustment by changing the Pressure within the chambers a certain minimum time Claim that is not acceptable in all use cases is.

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.The invention is based on this prior art the task is based on a seat which is known as known  set kind so that the chambers in their hardness adjustable without the supply and removal of an operating medium are.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit den Merkmalen des Pa­ tentanspruchs 1.This problem is solved with the characteristics of Pa claim 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.That under the action of an electric field in his Viscosity changeable medium is preferably a gel. Such filling liquids for the chambers are also called "Electro-rheological liquids" called. You change by the action of electrical quantities, in particular by applying voltage within a very short time, possibly in fractions of a second, their viscosity. This property was previously used to change the seat hardness te on seats, in particular motor vehicle seats used. The application of such electro-rheological Liquids for filling chambers of a motor vehicle The seat does not only allow extremely quick changes hardness, but also an adjustment without any other resources, such as pressure air, pressure oil or the like, and also without change the location of mechanical support areas.

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.The viscosity proves to be particularly advantageous of the medium depending on the operating parameters of the Change vehicle. It is already known (DE 196 49 149 A1), a seat component, for example that Seat part or the backrest depending on one to vary the position determined by a pressure sensor and the switching value of the pressure sensor as a function of  Vary operating parameters of the vehicle. These be Known solution requires pressure sensors on the vehicle sit and can only adjust the complete seat comp dependent on the operating parameters of the driver ensure stuff. In contrast, the fiction allows moderate vehicle seat the setting of individual, in their hardness changeable seating areas, and within extremely short zero adjustment times. This will make it possible within the same seating area, i.e. within the seat part or the hardness of the ver to adjust different areas. It is also possible Lich, the change in viscosity not only from company of the vehicle's parameters, but also on load conditions measured in or on the seat.

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.The construction according to the invention allows it in particular special, the support effect of the seat depending on to change the operating parameters of the vehicle so that the desired harder support of the seat user always the acceleration forces exerted on the seat user counteracts. For example, if the seat user in egg ner cornering by the centrifugal force in the direction of travel pulled to the right, the right side beads of the seat part and backrest part hardened at lightning speed during a corresponding hardening at a Right curve in the left side beads of the seat part and backrest can be done.

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.It is particularly advantageous that the Lö solution into the chamber without the supply or discharge of operating medium or from the chambers. Electrical power  is available in the vehicle anyway and can be any quickly via simple cables, each with its hardness be directed to changing chambers.

Nachstehend wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfin­ dung anhand der Zeichnung im einzelnen beschrieben. Es zei­ gen:The following is a preferred embodiment of the invention dung described in detail using the drawing. It shows gene:

Fig. 1 - eine perspektivische Ansicht eines Fahrzeug­ sitzes mit mehreren Kammern, deren Füllung weich-elastisch ist, Fig. 1 - is a perspective view of a vehicle seat with a plurality of chambers, the filling is soft and elastic,

Fig. 2 - den in Fig. 1 dargestellten Sitz mit hart eingestellten Kammern, Fig 2 -.. The seat shown in Figure 1 with hard-set chambers,

Fig. 3 - die Darstellung gemäß Fig. 2 mit einer Rege­ lung in Abhängigkeit von einem fahrzeugfesten Sensor, Figure 3 -.. The representation according to Fig 2 with a Rege lung in response to a vehicle-fixed 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,With chambers on both sides of the seat portion and on both sides of the backrest shown only in the lower region un depending weils chambers is a schematic front view of the seat accelerator as Figure 1 in a soft setting all Kam, - Fig. 4.

Fig. 5 - die Darstellung gemäß Fig. 4 mit in Fahrt­ richtung rechts weich und in Fahrtrichtung links härter eingestellten Kammern. Fig. 5 - the representation of FIG. 4 with the right direction in the direction of travel soft and left in the direction of travel harder chambers.

In den Zeichnungen sind gleiche oder einander entsprechende Teile jeweils mit gleichen Bezugszeichen versehen, die sich im Bedarfsfall durch Hochstriche voneinander unterscheiden.In the drawings, the same or corresponding ones Parts each with the same reference numerals distinguish them from each other if necessary by means of hyphens.

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.A "soft" setting of the chambers is in the drawings  by successive minus lines and two next to it symbolizes arranged points. In contrast, a harder one Representation is symbolized by a plus sign.

Zunächst zu Fig. 1 und 2:First to Figures 1 and 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.A switch designated 7 bridges two lines 10 which lead to a control device 5 . From this re gel device 5 lead only illustrated control lines 8 a, 8 b, 9 a and 9 b to associated chambers 1 a, 1 b, 2 a and 2 b. These control lines can also be formed by multi-core electrical lines via which electrical energy is supplied to the chambers or to an electro-rheological liquid therein.

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. 1 denotes a backrest, 2 the seat part and 3 a headrest. In the illustrated embodiment, chambers which contain the medium which can be changed in viscosity by the electric field are shown only in the backrest 1 and in the seat part 2 . A corresponding chamber or several of them may or may also be provided in the headrest 3 . In addition, it is also possible to provide the chambers, which are only shown by way of example, at any desired and suitable location of the seat, in any number. This makes it possible to adjust the seat hardness accordingly to the setting requirements in all suitable areas.

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.In the embodiment shown, the chambers are each arranged in the side beads of the backrest and seat part: A chamber 1 a on the right in the direction of travel is located in the right side bead of the backrest, a right-hand chamber 2 a in the direction of travel in the right side bead of the seat while a left in the direction of travel chamber 1 b in the lin ken side bead of the backrest and a left in the direction of travel further chamber 2 b in the left side bead 2 b of the seat part 2 .

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.An actuation of the switch 7 can lead to a simultaneous and uniform change in the viscosity and thus the hardness in all chambers. Instead of changing the hardness using a switch 7 , it is also conceivable to change the hardness using a controller 5 ′ which receives its signals from a sensor 6 . This sensor 6 can, for example, be integrated in the longitudinal column and activate the controller when the steering wheel 11 is rotated.

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 the embodiment of Fig. 4 and 5 are haw sensors 6a and 6b on both sides of the vehicle seat is provided which b via lines 10 'a and 10 "controller 5" activa ren. This controller 5' are provided via control lines 8 a 'or 9 a' or 8 b 'or 9 b' with the associated chambers 1 a or 2 a or 1 b or 2 b in operative connection.

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.In the illustration according to Fig. 4, all the chambers are set to be equal in their hardness. In the illustration in FIG. 5, the chambers 1 a and 2 a on the right in the direction of travel are set soft, while the chambers 1 b and 2 b on the left in the direction of travel are set hard. This setting results from the fact that the seat user designated 4 , shown schematically, has slipped with his hip in the direction of travel to the left into the vicinity of the pressure sensor 6 b, namely under the influence of corresponding centrifugal forces which result from a right-hand curve. In such a stress situation, the chambers 1 b and 2 b are hardened and produce a better support effect in the side beads of the backrest 1 and seat part 2 .

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.1. Seat, in particular for motor vehicles, with areas which can be changed in their hardness and which have chambers filled with a medium ( 1 a; 1 b; 2 a; 2 b), characterized in that the medium is subjected to the action of an electri is field variable in its viscosity medium. 2. Sitz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das in seiner Viskosität veränderbare Medium ein Gel ist.2. Seat according to claim 1, characterized, that the medium, which can be changed in viscosity, is a gel is. 3. Sitz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Viskosität des Mediums in Abhängigkeit von Be­ triebsparametern des Fahrzeugs veränderbar ist.3. Seat according to claim 1 or 2, characterized, that the viscosity of the medium depending on Be drive parameters of the vehicle is changeable. 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. 4. Seat according to one or more of claims 1 to 3, characterized, that the viscosity of the medium as a function of im or load conditions measured at the seat can be changed is.   5. Sitz nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Belastungszustände mittels Drucksensoren (6a; 6b) meßbar sind.5. Seat according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that the load conditions can be measured by means of pressure sensors ( 6 a; 6 b). 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.6. Seat according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that the electric field for changing the viscosity of the medium by means of an electrical control device ( 5 ; 5 '; 5 ") is changeable. 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.7. Seat according to one or more of claims 1 to 6, characterized in that the chambers containing the medium which can be changed in its viscosity ( 1 a; 2 a; 1 b; 2 b) are arranged on different sides of the seat and in differen cher Are adjustable in their hardness.
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