專利名稱：彈簧系統(tǒng)和帶有彈簧系統(tǒng)的汽車座椅的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種彈簧系統(tǒng)，該彈簧系統(tǒng)包含一個振動部件、一個靜止部件和設(shè)置在二者中間的一個空氣彈簧，本發(fā)明還涉及一種帶有上述彈簧系統(tǒng)的汽車座椅。
背景技術(shù)：
在減震座椅中，由于激勵幅度較大，可能會接觸到彈簧系統(tǒng)的止動器。為了在接觸到止動器時減少作用在坐于汽車座椅上的乘客上的負(fù)載，彈簧系統(tǒng)中的硬端接觸通過適當(dāng)?shù)闹箘泳彌_器——例如橡膠緩沖裝置——而得以軟化。所述止動緩沖器具有固定的物理特性，例如力傳遞特性、自阻尼、長度和彈簧行程等。但是，此結(jié)構(gòu)的主要缺點是無法與坐在汽車座椅上的乘客的重量相適應(yīng)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種設(shè)備，通過該設(shè)備，一個止動器可以與施加在彈簧系統(tǒng)上的重量相適應(yīng)。
該目的通過一個具有權(quán)利要求1所述特征的彈簧系統(tǒng)和一個具有權(quán)利要求11所述特征的汽車座椅而實現(xiàn)?？蓧嚎s氣動彈簧元件中的孔提供了一個氣體交換通道，氣動彈簧元件空間內(nèi)的氣體可以和空氣彈簧空間內(nèi)的氣體交換。從而，在此未被改變的狀態(tài)中，彈簧系統(tǒng)象任何具有傳統(tǒng)空氣彈簧的已知類型的彈簧系統(tǒng)一樣地操作。由于在預(yù)定地靠近空氣彈簧的終點時，在加載、壓縮的狀態(tài)下該孔是關(guān)閉的，氣動彈簧元件內(nèi)的空間與空氣彈簧的空間隔離。當(dāng)進(jìn)一步接近終點時，氣動彈簧元件的空間被壓縮，使得彈簧元件的力的作用開始出現(xiàn)。因而，在給定行程時，阻止整個彈簧系統(tǒng)運動的力與移動質(zhì)量相適應(yīng)。在此情形下，移動質(zhì)量是作用在汽車座椅上的質(zhì)量，彈簧系統(tǒng)設(shè)置在該汽車座椅中。其原因在于對于一個相等的行程而言，彈簧元件空間所減少的量是給定的。在此情形下，因壓縮產(chǎn)生的力與向外作用的壓力成比例。這樣，結(jié)果是，由此結(jié)構(gòu)可實現(xiàn)一個與移動質(zhì)量自動地相適應(yīng)的端部止動緩沖器。
本發(fā)明的一個有利的方面如此地設(shè)置其中為了關(guān)閉該孔，振動部件連接到一個致動元件。從而，氣動彈簧元件可連接到彈簧系統(tǒng)的靜止部件，且不需要與所述彈簧系統(tǒng)一起連續(xù)地移動。
本發(fā)明的另一個有利的方面設(shè)置成彈簧元件設(shè)置在空氣彈簧中。從而，在任何情況下，由空氣彈簧所占據(jù)的空間被最佳地占據(jù)，且氣動彈簧元件不在另一位置占據(jù)額外的空間。從而實現(xiàn)一個非常緊湊的實施方式。在此情形下，彈簧元件優(yōu)選地與連接到彈簧系統(tǒng)靜止部分的空氣彈簧的部件牢固地連接。
本發(fā)明的另一個有利的方面設(shè)置成彈簧元件的空間通過一個設(shè)置有節(jié)流閥的溢流管道連接到空氣彈簧的空間內(nèi)或大氣中。另一方面，在氣動彈簧元件中實現(xiàn)了氣體的強(qiáng)烈壓縮，使得彈簧系數(shù)更大，同時在另一方面，一小部分氣體持續(xù)地通過節(jié)流閥溢出從而從氣動彈簧元件中帶走能量，導(dǎo)致對振動的抑制。這樣，結(jié)果是得到了阻尼作用與彈簧作用的一個極佳組合。
本發(fā)明的另一個有利的方面設(shè)置成彈簧元件制成一個由可彈性變形且抗壓材料制成的球，特別地由塑料或橡膠材料制成。此實施方式能以極佳的方式非常簡單且廉價地制造，且能滿足需求。在此情形下的孔優(yōu)選地處于球的上側(cè)，且該球自身在其下端牢固地連接到空氣彈簧。特別地，在此情形下，致動元件設(shè)置在空氣彈簧與振動部件相連接的可移動部件上，且其形式可用于關(guān)閉該球的孔。
本發(fā)明的另一個有利的方面設(shè)置成致動元件制成為一個橡膠緩沖器。結(jié)果是，甚至在氣動彈簧元件完全壓縮的情況下，仍然沒有到達(dá)止動器的最末端，因為致動元件還能進(jìn)一步變形?；诖四康?，致動元件的材料必須與氣動彈簧元件的材料相匹配。
本發(fā)明的另一個有利的方面設(shè)置成彈簧元件制成一個氣缸。上述元件在現(xiàn)有技術(shù)中已為公知，并已長期作為可靠元件使用。從而，獲得了一個本發(fā)明的可靠實施方式，如果所述氣缸通過一個管道連接到空氣彈簧的空間內(nèi)，則其還可完全放置在空氣彈簧的外部。


參照結(jié)合附圖的例示的實施方式，可更全面地解釋本發(fā)明的有利的方面，其中圖1示出了依據(jù)本發(fā)明的彈簧系統(tǒng)的第一例示實施方式的截面示意圖；圖2示出了圖1中的空氣彈簧，其處于未加載的狀態(tài)；圖3示出了圖1中的空氣彈簧，其處于加載的狀態(tài)；以及圖4示出了依據(jù)本發(fā)明的彈簧系統(tǒng)的第二例示實施方式的截面示意圖。
具體實施例方式
圖1-3示出了依據(jù)本發(fā)明的第一空氣彈簧3，其帶有處于不同負(fù)載狀態(tài)的、依據(jù)本發(fā)明的氣動彈簧元件4，在圖1中概略地示出了處于空氣彈簧3周圍的依據(jù)本發(fā)明的整個彈簧系統(tǒng)。因此，下面對圖1的描述只限于各個元件的設(shè)置，接下來將參照圖2和3中空氣彈簧3所處的兩個不同負(fù)載狀態(tài)而描述其功能。
如圖1所示，依據(jù)本發(fā)明的彈簧系統(tǒng)的第一例示實施方式，可例如被集成到一個汽車座椅中。彈簧系統(tǒng)的原理在現(xiàn)有技術(shù)中是公知的，除非與本發(fā)明直接相關(guān)，下面將只簡單地參照其實施方式。
通常連接到駕駛室基部的靜止部件2通過一個剪形連接件15連接到振動部件1?？諝鈴椈?設(shè)置在靜止部件2和振動部件1之間?？諝鈴椈?具有一個直接連接到彈簧系統(tǒng)的靜止部件2的固定部件5。而且，空氣彈簧3具有一個可移動部件6，該可移動部件通過剪形連接裝置15之一非直接地連接到彈簧系統(tǒng)的振動部件1。固定部件5通過一個彈簧皺紋管16而連接到可移動部件6，從而形成一個可變空間9。
一個可壓縮的氣動彈簧元件4設(shè)置在空氣彈簧3的這個空間9中。在所示的情況下，所述彈簧元件是一個球。該球的材料為可彈性變形且可承受一定的壓力；有利地，其還能抗老化。從而，該球優(yōu)選地由合適的塑料制成，特別是由聚亞安酯彈性體——例如熱塑性聚亞安酯(TPU)——制成或者由橡膠制成，在此情形下也可使用增強(qiáng)橡膠。在其下側(cè)，氣動彈簧元件4牢固地連接到空氣彈簧3的固定部件5上。在其上側(cè)，氣動彈簧元件4具有一孔7。球形氣動彈簧元件4的壁限定了一空間14的邊界。彈簧元件4的空間14通過一個溢流管道11連接到空氣彈簧3的空間9，一個節(jié)流閥10插入到所述溢流管道11中。
這里，溢流管道11和節(jié)流閥10都完全設(shè)置在固定部件5中。但是，這決不是強(qiáng)制性的，這兩個元件也可位于空氣彈簧3的空間9中。
例如，可移動部件6由聚酰胺或丙烯睛-丁二烯-苯乙烯(ABS)或其它抗沖擊塑料制成，其可如此成型，使得其能夠封閉氣動彈簧元件4的孔7。
在圖2中表示的圖1中的部分示出帶有相關(guān)元件的空氣彈簧3處于所述空氣彈簧未加載的位置。在此位置，氣動彈簧元件4的空間14通過孔7與空氣彈簧3的空間9相連接。當(dāng)彈簧系統(tǒng)加載時，可移動部件6被向下壓。因此，空氣彈簧3的空間9減小，而氣動彈簧元件的空間14保持不變。孔7持續(xù)地為氣動彈簧元件4的空間14和空氣彈簧3的空間9之間提供一個氣體交換通道。與此相反，沒有氣體通過溢流管道11從氣動彈簧元件4的空間14流到空氣彈簧3的空間9中，因為其由節(jié)流閥10所阻止。
若彈簧行程變得太大，以至于致動元件13與氣動彈簧元件4相接觸，則獲得了圖3中所示的情形。在空氣彈簧3的此種加載狀態(tài)下，致動元件13阻斷了氣動彈簧元件4的孔7。從而，從此刻起，氣體不再可能通過孔7而在氣動彈簧元件4的空間14和空氣彈簧3的空間9之間交換。氣動彈簧元件4起到了一個氣動端部止動緩沖器的作用。
當(dāng)繼續(xù)壓縮空氣彈簧3時，原先為球形的氣動彈簧元件4被壓縮。在此情形下，空間14減小且其中的氣體被壓縮。這使得彈簧的彈性系數(shù)增大。在此情形下，對于一個給定的行程，阻止系統(tǒng)運動的力與移動質(zhì)量相匹配，因為對于一個相等的行程而言，氣動彈簧元件4的空間減小一個給定的量。在此情形下，因壓縮產(chǎn)生的力與向外作用的壓力成正比。這樣，實現(xiàn)了一個與移動質(zhì)量自動匹配的端部止動緩沖器。
氣動彈簧元件4的空間14中的一小部分氣體通過溢流管道11和安裝于其中的節(jié)流閥10而溢出到空氣彈簧3的空間9。該溢出的氣體從氣動彈簧元件4帶走部分能量，導(dǎo)致了對振動的抑制。這樣，結(jié)果是得到了一個結(jié)合系統(tǒng)，其一方面用作彈簧元件，而在另一方面還同時起到了阻尼元件的作用。
若空氣彈簧3的可移動部件6向上往回移動，在超過一預(yù)定的點后，孔7重新打開，因為致動元件13不再與氣動彈簧元件4相接觸。
還可將溢流管道11朝外導(dǎo)向大氣中，而不是將其中止于空氣彈簧3的空間9內(nèi)。還可以設(shè)想把從氣動彈簧元件4的空間14內(nèi)逸出的氣體收集到一個獨立的容器中。
圖4示出了一個第二例示實施方式，其總共具有兩個氣動端部止動緩沖器。一方面，示于圖1-3中并在前面詳細(xì)描述的氣動彈簧元件4設(shè)置在空氣彈簧3的空間9中。但是，與第一例示實施方式相對照的是，所述彈簧元件4不包含具有節(jié)流閥10的溢流管道11。另外，其功能與前面描述的相同。
此外，在空氣彈簧3的外側(cè)設(shè)置有一個第二氣動端部止動緩沖器。在此情形下，所述端部止動緩沖器為一牢固地連接到彈簧系統(tǒng)的靜止部件2的氣缸8。氣缸8的工作空間通過連接管道12(其中結(jié)合有一個未示出的節(jié)流閥設(shè)備)連接到空氣彈簧3的空間9。在超過一個預(yù)定的彈簧行程后，振動部件1致動氣缸8，使得氣缸8的工作空間減小。接著，對氣缸8的工作空間進(jìn)行進(jìn)一步壓縮的力極大地增加。盡管工作空間的一部分氣體從氣缸8逸出到空氣彈簧3的空間9內(nèi)，由于連接管道12中的節(jié)流作用，這僅僅導(dǎo)致了從氣缸8帶出能量，這樣，在彈性特性之外還具有阻尼特性。
附圖標(biāo)號1振動部件2靜止部件3空氣彈簧4氣動彈簧元件5固定部件6可移動部件7孔8氣缸9空氣彈簧空間10節(jié)流閥11溢流閥12連接管道13致動元件14彈簧元件空間15剪形連接件16彈簧皺紋管
權(quán)利要求
1.一種彈簧系統(tǒng)，該彈簧系統(tǒng)包含一個振動部件(1)、一個靜止部件(2)和一個設(shè)置在二者之間的空氣彈簧(3)，其特征在于，在所述的靜止部件(2)和振動部件(1)之間設(shè)置有至少一個可壓縮的氣動彈簧元件(4)，該氣動彈簧元件(4)有一個孔(7)，在未加載狀態(tài)時，所述彈簧元件(4)通過該孔(7)與空氣彈簧(3)的空間(9)連通，以及在加載、壓縮狀態(tài)時該孔(7)關(guān)閉。
2.如權(quán)利要求1所述的彈簧系統(tǒng)，其特征在于，為了關(guān)閉所述的孔(7)，所述的振動部件(1)連接到一個致動元件(13)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的彈簧系統(tǒng)，其特征在于，所述的氣動彈簧元件(4)設(shè)置在所述空氣彈簧(3)中。
4.如權(quán)利要求1-3中任一項所述的彈簧系統(tǒng)，其特征在于，所述彈簧元件(4)牢固地連接到所述空氣彈簧(3)的固定部件(5)上，而該固定部件(5)連接到彈簧系統(tǒng)的靜止部件(2)。
5.如權(quán)利要求1-4中任一項所述的彈簧系統(tǒng)，其特征在于，所述彈簧元件(4)的空間(14)通過其中設(shè)置有一節(jié)流閥(10)的溢流管道(11)連通到空氣彈簧(3)的空間(9)或連通到大氣中。
6.如權(quán)利要求1-5中任一項所述的彈簧系統(tǒng)，其特征在于，所述的彈簧元件(4)制成為一由可彈性變形且抗壓材料形成的球，特別地由塑料或橡膠制成。
7.如權(quán)利要求6所述的彈簧系統(tǒng)，其特征在于，所述孔(7)設(shè)置在所述球的上側(cè)，且所述球的下側(cè)牢固地連接到所述的空氣彈簧(3)。
8.如權(quán)利要求7所述的彈簧系統(tǒng)，其特征在于，所述的致動元件(13)設(shè)置在連接到振動部件(1)上的空氣彈簧(3)的可移動部件(6)上，并且該致動元件的形式適于封閉所述球的孔(7)。
9.如權(quán)利要求1-8中任一項所述的彈簧系統(tǒng)，其特征在于，所述的致動元件(13)制成為一個橡膠緩沖器。
10.如權(quán)利要求1-5中任一項所述的彈簧系統(tǒng)，其特征在于，所述的氣動彈簧元件(4)制成為一個氣缸(8)。
11.一種汽車座椅，其包含有如前述權(quán)利要求中任一項所述的彈簧系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種彈簧系統(tǒng)，該彈簧系統(tǒng)包含一個振動部件(1)、一個靜止部件(2)和一個設(shè)置在二者中間的空氣彈簧。依據(jù)本發(fā)明，設(shè)置了至少一個可壓縮的氣動彈簧元件(4)，該氣動彈簧元件設(shè)置在所述的靜止部件(2)和振動部件(1)之間，并具有一個孔(7)，在未加載狀態(tài)時，所述彈簧元件(4)通過該孔(7)連接到空氣彈簧(3)的空間(9)，而在加載、壓縮狀態(tài)時，該孔(7)關(guān)閉。本發(fā)明進(jìn)一步還涉及一種汽車座椅，該汽車座椅包含一個具有上述特征的彈簧系統(tǒng)。
文檔編號F16F3/00GK1824539SQ20061005821
公開日2006年8月30日 申請日期2006年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月25日
發(fā)明者盧茨·邁爾, 延斯·倫內(nèi)法爾特 申請人:伊思靈豪森有限責(zé)任公司