DE19900401A1 - Fahrzeugsitz, insbesondere Kraftfahrzeugsitz - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Fahrzeugsitz, insbesondere Kraftfahrzeugsitz, mit Mitteln zur Schwingungsdämpfung. Aufgabe der Erfindung ist es, Schwingungsdämpfer zur Verfügung zu stellen, deren Schwingungsdämpfungs-Eigenschaften veränderbar sind. Gelöst wird diese Aufgabe mit adaptiven Schwingungsdämpfern (12).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Fahrzeugsitz gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

In der Sitztechnik, insbesondere Kraftfahrzeug-Sitztechnik, ist es bisher üblich, zur Schwingungsdämpfung Gummifedern einzu­ setzen. Eine derartige Technik ist beispielsweise in DE 43 25 754 C2 beschrieben. Die in dieser Patentschrift offenbarten Gum­ mifedern sind so ausgeführt, daß sie eine progressive Federkenn­ linie aufweisen, d. h. sie werden mit zunehmender Belastung här­ ter. Die Schwingungsdämpfungs-Eigenschaften dieser Gummifedern sind durch deren Konstruktion sowie das verwendete Material be­ stimmt und nicht veränderbar. Es handelt sich hier um passive Schwingungsdämpfungssysteme.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Schwingungsdämp­ fer für Fahrzeugsitze, insbesondere Kraftfahrzeugsitze, zur Ver­ fügung zu stellen, deren Schwingungsdämpfungs-Eigenschaften ver­ änderbar sind.

Gelöst wird diese Aufgabe mit einem Fahrzeugsitz, der die Merxmale des Anspruchs 1 aufweist.

Der Zustand und damit das Schwingungsdämpungsverhalten von adaptiven Schwingungsdämpfern ist nicht statisch, sondern durch äußere Einflüsse aktiv veränderbar, d. h. sie sind an eine jewei­ lige Zielsetzung und Umgebung anpaßbar. Dies bringt wesentliche Vorteile im Sitzkomfort. So können Frequenzen im Resonanzfre­ quenzbereich des menschlichen Magens (ca. 4-6 Hz), die von Kraftfahrzeugen im starken Maße generiert werden, gezielt ge­ dämpft, d. h. unterdrückt werden. Einem Übelwerden von Fahr­ zeuginsassen wird somit wirksam begegnet. Es ist auch möglich, die Federungscharakteristik des Sitzes durch einen manuellen Eingriff des Insassen gezielt zu verändern, indem der Sitz här­ ter (Sportsitz) oder weicher (Komfortsitz) eingestellt wird. Neben der Dauereinstellung bzw. manuellen Verstellbarkeit der adaptiven Schwingungsdämpfer besteht mit entsprechender Sen­ sor- und Regelungstechnik die Möglichkeit, die Schwingungsdämp­ fer selbsttätig an bestimmte Fahrzustände des Fahrzeugs anzupas­ sen. So kann z. B. die Verbindung Sitz-Fahrzeugboden bei starker Beschleunigung (unebene Fahrbahn; schnell gefahrere, enge Kur­ ven; etc.), die von Sensoren detektiert werden, gezielt verhär­ tet werden.

In Ausgestaltung der Erfindung ist unter jedem Anbindungs­ punkt des Sitzes an den Fahrzeugboden zwischen Sitz und Fahr­ zeugboden ein adaptiver Schwingungsdämpfer angeordnet. Damit ist der Sitz als Ganzes vom schwingungsübertragenden Fahrzeugboden entkoppelt.

Bei Sitzen mit einer sogenannten Parallelogramm- Höhenverstellung kann der gleiche Effekt erzielt werden, wenn ein adaptiver Schwingungsdämpfer in den Spindelantrieb inte­ griert ist. Der Vorteil gegenüber der direkten Entkopplung zwi­ schen Sitz und Fahrzeugboden unter jedem Anbindungspunkt liegt darin, daß hier anstelle von mehreren nur ein adaptiver Schwin­ gungsdämpfer erforderlich ist.

Es ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung besonders vorteilhaft, wenn die adaptiven Schwingungsdämpfer Piezo- Keramikelemente sind. Diese lassen sich durch ein elektrisches Feld, d. h. durch Anlegen einer Spannung, die aufgrund der Bord­ elektrik in einem Fahrzeug immer zur Verfügung steht, leicht an­ regen. Das trifft zwar auch für andere adaptive Materialien zu, wie Piezo-Polymere, Shape-Memory-Keramiken, elektrostriktive Ke­ ramiken, elektroviskose Flüssigkeiten und Polymergele, jedoch haben Piezo-Keramiken den Vorteil, daß sie konstruktiv relativ einfach in das Schwingungssystem Sitz-Fahrzeug integrierbar sind und zudem, zumindest im Vergleich mit Systemen, die mit elektro­ viskosen Flüssigkeiten arbeiten, klein bauen. Dieser Vorteil ist für die Kraftfahrzeugtechnik besonders wichtig.

Die vorliegende Erfindung wird nachstehend anhand von Aus­ führungsbeispielen näher erläutert. In der dazugehörigen Zeich­ nung zeigt:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines Kraftfahrzeugsitzes, und

Fig. 2 eine schematische Teil-Seitenansicht eines Kraftfahrzeugsitzes mit einer Parallelo­ gramm-Höhenverstellung.

Der in Fig. 1 dargestellte Kraftfahrzeugsitz weist ein Sitz­ teil 1 und eine Rückenlehne 2 mit einer Kopfstütze 7 auf. Das Sitzteil 1 ist auf beiden Seiten durch eine Seitenschale 3, die Rückenlehne 2 nach hinten durch eine Rückenschale 4 abgedeckt. Der Sitz ist mit verschiedenen Verstellfunktionen ausgestattet, die über an einer Seite des Sitzteils 1 vorgesehene Bedienfelder 5, 6 abrufbar sind.

Der Kraftfahrzeugsitz besitzt ein Fußgestell, bestehend aus zwei vorderen Füßen 8 und zwei hinteren Füßen 9, von denen auf­ grund der Darstellung lediglich die dem Betrachter zugewandten Füße 8 und 9 zu sehen sind. Die Füße 8, 9 sind jeweils mit einer Schiene 10 verbunden, die sich parallel zu den Sitzseiten er­ streckt. Diese Schienen 10 sind nicht wie sonst üblich direkt am Fahrzeugboden 11 montiert, sondern unter Zwischenschaltung von adaptiven Schwingungsdämpfern in Form von Piezo-Keramikelementen 12. Es sind vier Piezo-Keramikelemente 12 vorgesehen, die je­ weils unter den Einbindungsstellen der Füße 8, 9 in die Schienen 10 angeordnet sind.

Die Piezo-Keramikelemente 12 stehen jeweils über eine elek­ trische Leitung 13 mit einem Regler 14 in Verbindung, über den eine elektrische Spannung an die Piezo-Keramikelemente 12 ange­ legt wird. Der Regler 14 erhält seine Eingangssignale zur Verän­ derung der Spannung entweder über eine manuelle Einstellung durch einen Sitzinsassen, was durch einen Pfeil 15 symbolisiert ist, oder aber von einem Sensor 15, der im oder am Fahrzeug an­ geordnet ist, und Fahrzustands-Parameter, z. B. Beschleunigungs­ werte, detektiert. Anstelle von einem separaten Sensor 16 können die Eingangsdaten für den Regler 14 auch aus einem Fahrzeug- Datenerfassungssystem abgerufen werden, falls ein solches vorge­ sehen ist.

Durch manuelle Einstellung 15 des Reglers 14 kann ein Sitzinsasse die Verbindung zwischen dem Fahrzeugboden 11 und dem Kraftfahrzeugsitz härter oder weicher einstellen, indem er die an den Piezo-Keramikelementen 12 anliegende Spannung und damit deren Schwingungsverhalten ändert. Gleiches passiert selbsttätig durch die Eingangssignale vom Sensor 16, wobei die Einstellung hier nicht nach den individuellen Sitzkomfort-Gefühlen des Sitzinsassen, sondern in Abhängigkeit von den erfaßten Werten, z. B. Beschleunigungswerten, erfolgt.

In Fig. 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel mit einem an­ deren Einbauort eines Piezo-Keramikelements 12 dargestellt. Die­ se Figur zeigt schematisch einen Höhenverstellmechanismus des Sitzes, der zwei vordere Lenker 17 und zwei hintere Lenker 18 aufweist, von denen in der Darstellung lediglich der dem Be­ trachter zugewandte vordere Lenker 17 und der hintere Lenker 18 zu sehen sind. Die Lenker 17, 18 sind an oberen Gelenkpunkten 19, 20 mit dem Sitzteil 1 und unteren Gelenkpunkten 21, 22 dreh­ gelenkig mit Laschen 23, 24 verbunden, die ihrerseits starr mit einer Oberschiene 25 in Verbindung stehen. Die beiden Oberschie­ nen 25 laufen in zugeordneten Unterschienen 26, wodurch in be­ kannter Weise eine Längsverschiebbarkeit des Sitzes realisiert ist. Die Unterschienen 26 sind an den Boden 11 des Fahrzeuges montiert, z. B. angeschraubt.

Die vier Lenker 17, 18 bilden ein Parallelogramm- Lenkergetriebe, zu dessen Betätigung auf einer Sitzseite ein Spindelantrieb, bestehend aus einer Spindel 27, einer Spindel­ mutter 28 sowie einem Getriebemotor 29, vorgesehen ist. Die Spindel 27 ist über den Getriebemotor 29 drehgelenkig, mittig mit dem zugeordneten vorderen Lenker 17 verbunden (Gelenkpunkt 30), während das dem Getriebemotor 29 abgewandte Ende der Spin­ delmutter 28 in einem Gelenkpunkt 31 drehgelenkig mit dem über den Gelenkpunkt 22 mit der Lasche 24 hinaus nach unten verlän­ gerten, zugeordneten hinteren Lenker 18 verbunden ist. Durch Be­ tätigung des Getriebemotors 29 und damit der Spindel 27 werden die vier Lenker 17, 18 im Uhrzeigersinn (Absenken des Sitzes) oder im Gegen-Uhrzeigersinn (Anheben des Sitzes) verschwenkt. Die beschriebene Parallelogramm-Höhenverstellung gehört insoweit zum Stand der Technik.

In die Spindelmutter 28 ist ein Piezo-Keramikelement 12 in­ tegriert. Der Vorteil dieser Ausführung gegenüber dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel liegt darin, daß bei gleichem Effekt nur ein Piezo-Keramikelement 12 anstelle von vier erfor­ derlich ist. Da der Spindelantrieb das einzige Kraftübertra­ gungselement zwischen dem Sitz und dem Fahrzeugboden 11 dar­ stellt, ist eine Schwingungsübertragung vom Fahrzeugboden 11 auf den Sitz nur über den Spindelantrieb und damit nur über das Pie­ zo-Keramikelement 12 möglich. Das Piezo-Keramikelement 12 ist also in diesem Ausführungsbeispiel an einer sehr wirksamen Stel­ le plaziert.

Hinsichtlich der Steuerung bzw. Regelung des Piezo- Keramikelements 12 gilt das zum vorstehenden Ausführungsbeispiel Gesagte, worauf zur Vermeidung von Wiederholungen verwiesen wird.

Claims (5)

1. Fahrzeugsitz, insbesondere Kraftfahrzeugsitz, mit Mitteln zur Schwingungsdämpfung, dadurch gekennzeichnet, daß diese Mittel adaptive Schwingungsdämpfer (12) sind.

2. Fahrzeugsitz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß unter jedem Anbindungspunkt des Sitzes an den Fahrzeugboden (11) zwischen dem Sitz und dem Fahrzeugboden (11) ein adap­ tiver Schwingungsdämpfer (12) angeordnet ist.

3. Fahrzeugsitz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein adaptiver Schwingungsdämpfer (12) in minde­ stens je einen Verstellmechanismus des Sitzes integriert ist.

4. Fahrzeugsitz mit einem Spindelantrieb zur Höhenverstellung, dadurch gekennzeichnet, daß ein adaptiver Schwingungsdämp­ fer (12) in den Spindelantrieb (27, 28, 29) integriert ist.

5. Fahrzeugsitz nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die adaptiven Schwingungsdämpfer Piezo- Keramikelemente (12) sind.