具有剪式框架的车辆座椅的制作方法

本发明涉及根据权利要求1的序言的一种车辆座椅，所述车辆座椅的上部借助于至少一个剪式框架相对于下部高度可调节地安装，其中所述剪式框架包括第一剪刀臂元件和第二剪刀臂元件，它们绕公共轴线可枢转地安装，其中所述第二剪刀臂元件包括一体的第四杠杆元件，所述第四杠杆元件相对于所述上部绕第一轴线和相对于所述下部绕第二轴线可枢转地安装。

背景技术：

因此，本发明基于剪刀系统的运动学。从现有技术中已经知道了通用的车辆座椅，特别是用于商用车辆和尤其是用于农用车辆的车辆座椅。还已知的是通用的剪式框架，其不仅用作机动车中座椅的高度调节器，而且用作座椅的悬架，特别是例如当车辆在不平坦的地面上行驶时，用于增加驾驶员的乘坐舒适性或确保良好的乘坐舒适性。

如上所述，这种剪式框架包括第一剪刀臂元件和第二剪刀臂元件，它们绕公共轴线可枢转地安装。剪刀臂元件的一末端旋转地连接到上部，而剪刀臂元件的另一末端旋转地连接到车辆座椅的下部。另外，可以在上部、下部和/或剪式框架之间布置弹簧元件和/或阻尼器元件。

根据现有技术，例如，在座椅的前纵向方向上，第一剪刀臂元件的第一端借助于固定轴承连接到上部，第二剪刀臂的第一端借助于固定轴承连接到下部。例如，在座椅的后纵向方向上，第一剪刀臂元件的第二端借助于浮动轴承连接到下部，第二剪刀臂元件的第二端借助于浮动轴承连接到上部。已知的系统使用滑动件或辊形式的浮动轴承，用于在沿座椅高度方向上的提升期间补偿在座椅纵向方向上的运动。这些滑动或辊引导系统的优点是制造成本低。然而，这些系统的缺点是平稳运行的系统所需的最小间隙，这在实践中具有负面影响。

具有线性导轨的剪刀式悬架也是已知的。尽管它们是高质量的，但是它们也具有相应的高制造成本。

还已知一种剪式框架的设计，该剪式框架具有两个接头的一侧布置以在座椅的纵向方向上进行补偿。因此，两个剪刀臂元件均包括例如两个杠杆臂，每个杠杆臂串联连接并且借助于旋转接头相互连接。根据现有技术，在座椅的纵向方向看，这些接头或旋转接头要么都布置在前部，要么都布置在后部。固定轴承位于旋转接头的侧面。

这些系统的优点是组件具有更高的刚性和耐用性。然而，这里的缺点是较高的制造成本。另外，在将接头放置在一侧的情况下，不能在上部和下部之间进行平面平行的垂直运动。此外，在剪刀臂彼此相对的位置的情况下，布置在车辆座椅前方并被驾驶员的手抓握的操作元件(例如方向盘)与驾驶员的肩关节之间的距离不断变化，因此驾驶员必须通过其身体相应的运动来不断补偿这种变化。

因此，本发明的目的是开发一种具有剪式框架的车辆座椅，提供了既经济又符合人体工程学的解决方案。

技术实现要素：

本发明的目的通过一种车辆座椅来实现，该车辆座椅的上部借助于至少一个剪式框架相对于下部高度可调节地安装，其中该剪式框架包括绕公共轴线可枢转地安装的第一剪刀臂元件和第二剪刀臂元件，其中第二剪刀臂元件包括一体的第四杠杆元件，该第四杠杆元件相对于上部绕第一轴线和相对于下部绕第二轴线可枢转地安装，其中第一剪刀臂元件包括串联连接的第一杠杆元件、第二杠杆元件和第三杠杆元件，其中第一杠杆元件相对于上部绕第三轴线可枢转地安装，其中第三杠杆元件相对于下部绕第四轴线可枢转地安装，其中第二杠杆元件绕公共轴线可枢转地安装并且借助于第五轴线旋转地连接到第一杠杆元件和借助于第五轴线旋转地连接到第三杠杆元件。

因此，第一剪刀臂元件由串联连接的第一杠杆元件、第二杠杆元件和第三杠杆元件形成。因此，本发明与现有技术之间的区别在于，如上所述由第五轴线和第六轴线形成的旋转接头均布置在同一剪刀臂元件上。这两个旋转接头相对于公共轴线对角地彼此相对定位，并且负责剪式框架的高度调节所需的在车辆座椅的纵向方向上的补偿。而且，悬架的运动学或上部和下部的高度调节由旋转接头机械地清楚地确定。优选地，除了第五轴线和第六轴线之外以及除了借助于第三轴线与上部的连接和借助于第四轴线与下部的连接之外，第一剪刀臂元件在其他方面没有其他旋转接头。

优选地，第一轴线、第二轴线、第三轴线、第四轴线、第五轴线和第六轴线以及公共轴线均被布置成彼此平行和/或平行于座椅的宽度方向延伸。

应当注意，在本发明的上下文中，位置信息(例如，前、后、顶部、底部、左、右等)和方向信息(高度方向、纵向方向、宽度方向)始终是相对于车辆座椅定义。然而，诸如包括车辆座椅的车辆的向下倾斜和所导致的车辆座椅的偏转的总体影响不相关。

与第一剪刀臂元件相比，在第一轴线和第二轴线之间的第二剪刀臂元件如所描述地形成为没有旋转接头，并且将下部直接连接到上部作为一体的固有刚性部件。

优选地，剪式框架到上部和到下部的连接没有平移自由度和/或优选地各自仅具有一个旋转自由度。该旋转自由度分别借助于旋转轴承中的一个形成，旋转轴承由第一轴线、第二轴线、第三轴线和第四轴线形成，并且如上所述两个剪刀臂元件借助于这些轴线连接到上部和下部。因此，优选地，剪式框架到上部和到下部的连接仅借助于固定轴承形成。

本发明的优点在于，这种具有对角布置的接头的剪式悬架的运动顺序被设计成使得肩关节和驾驶员的手的接触区域与操作元件之间的距离几乎在剪刀臂相对于彼此的所有位置中很少或没有变化。

优选地，车辆座椅恰好包括两个这样的剪式框架，所述剪式框架被设置成在座椅宽度方向上彼此间隔一定距离。优选地，两个剪式框架相对于虚拟平面镜像对称地布置，该虚拟平面平行于车辆座椅的纵向方向和高度方向。

根据有利的实施例，规定相对于车辆座椅的纵向方向，第三轴线和第二轴线布置在车辆座椅的前端。借助于这种机构，优选地确保如在车辆座椅的纵向方向所见，当上部在下部的方向(即，向下)移动时其同时向后移动。类似地，如在车辆座椅的纵向方向所见，当上部远离下部(即，向上)移动时其同时向前移动。

为了确保机构足够大的枢转，已被证明最好是第四杠杆元件比第二杠杆元件长和/或第二杠杆元件比第一杠杆元件长和/或第二杠杆元件比第三杠杆元件长。

此外，有利的是，第三轴线和第五轴线之间的第一距离与第四轴线和第六轴线之间的第二距离相同。因此，有利的是，第一杠杆元件的长度等于第三杠杆元件的长度。优选地，第一杠杆元件与第三杠杆元件相同地形成。这确保了可以使用结构相同的零件，从而降低成本。

而且，有利的是，第三轴线和第四轴线之间的第三距离比第一轴线和第二轴线之间的第四距离小。因此，优选的是，在选择轴线之间的距离时，考虑到第一剪刀臂元件的三分制(tripartitedivision)，使得上部和下部可以至少在剪式框架的未偏转初始状态中彼此平行地布置。

在本发明的上下文中，剪式框架可以从未偏转的初始状态开始向上偏转一定距离，以达到第一最大状态，该第一最大状态由上部和下部之间的最大可能距离定义。从未偏转的初始状态开始，剪式框架还可以向下偏转相同的距离，以达到第二最大状态，该第二最大状态由上部和下部之间的最小可能距离定义。

而且，有利的是，相对于车辆座椅的高度方向，第一轴线的位置与第三轴线的位置相同和/或第二轴线的位置与第四轴线的位置相同。换句话说，用作剪式框架与上部之间的连接的两个轴线和用作剪式框架与下部之间的连接的两个轴线相对于彼此布置在相同的高度处。关于第一轴线和第三轴线，这至少在剪式框架的未偏转的初始状态中是有利的。如果剪式框架是平行的剪式框架，则无论剪式框架相对于绕共同轴线的枢转状态如何，这都适用。

还优选的是，第三轴线、第四轴线、第五轴线和/或第六轴线相对于公共轴线的相对位置分别在车辆座椅的纵向方向和/或高度方向上是可调节的。例如，为此布置有位移单元，借助于该位移单元可以改变相应的相对位置。这允许剪式框架的振动特性单独地可调节。

另一个优选的实施例规定，关于车辆座椅的纵向方向，第一轴线的位置不同于第四轴线的位置和/或第三轴线的位置不同于第二轴线的位置。这考虑了第一剪刀臂元件和第二剪刀臂元件之间的差异。

而且，第五轴线和公共轴线之间的第五距离优选地与第六轴线和公共轴线之间的第六距离相同。因此描述了，第二杠杆元件关于其纵向延伸优选地绕公共轴线恰好居中安装。

此外，第一轴线和公共轴线之间的第七距离优选地与第二轴线和公共轴线之间的第八距离相同。因此描述了，第四杠杆元件关于其纵向延伸优选地绕公共轴线恰好居中安装。

对于本发明，现在特别优选两个实施例。

第一优选的实施例规定，在剪式框架振动的情况下，即在剪刀臂元件绕共同轴线扭转的情况下，在第一轴线和第三轴线之间的连接线可以总是映射成平行于连接线的初始位置，而无论剪刀臂元件相对于彼此的瞬时位置如何。例如，该连接线总是平行于车辆座椅的纵向方向和/或平行于第二轴线和第四轴线之间的连接线。因此描述了，剪式框架的振动使第一轴线和第三轴线之间的连接线仅相对于在车辆座椅的纵向方向和高度方向上的纯平移的位置变化。在本发明的上下文中，该第一实施例被称为“平行剪式框架”。

例如，如果平行剪式框架相对于对称点具有点对称性，则存在平行剪式框架，其中对称点由公共轴线形成。在由车辆座椅的纵向方向和高度方向所跨越的平面中考虑该点对称性。例如，在平行剪式框架中，第一轴线和第三轴线之间的第九距离与第二轴线和第四轴线之间的第十距离相同。

第二优选实施例规定，在剪式框架的振动期间，第一轴线和第三轴线之间的连接线被布置成相对于第二轴线和第四轴线之间的连接线具有可变的倾斜度，取决于剪刀臂元件相对于彼此的瞬时位置。因此描述了，剪式框架的振动使第一轴线和第三轴线之间的连接线相对于在车辆座椅的纵向方向和高度方向上的平移以及相对于绕在座椅的宽度方向上延伸的假想轴线的旋转的位置变化。在本发明的上下文中，该第二实施例被称为“非平行剪式框架”。

例如，如果至少在非平行剪式框架的初始状态下，其相对于由公共轴线形成的对称点不具有点对称性，则存在非平行剪式框架。在由车辆座椅的纵向方向和高度方向跨越的平面中考虑该点对称。

假定第一轴线和第三轴线之间的连接线优选地平行于座椅表面对齐。根据第一实施例，座椅表面仅发生位移，并且根据第二实施例，其倾斜度发生变化。

附图说明

根据附图和下面的描述，对本发明的其他优点、目的和特征进行说明，在这些附图中，以具有不同形式的导向装置的示例的方式代表并描述车辆座椅。

在附图中：

图1是处于第二最大位置的用于车辆座椅的剪式框架的立体图；

图2是根据图1的剪式框架处于第一最大位置的侧视图；

图3是根据图1的剪式框架的俯视图；

图4是根据图3的剪式框架的横截面；

图5是根据图2的视图与根据图1的剪式框架的侧视图叠加的视图；

图6a、图6b、图6c是处于不同高度位置的车辆驾驶室和车辆座椅的图示；

图7a、图7b是本发明的第一实施例的运动学的示意图；

图8a、图8b是本发明第二实施例的运动学的示意图；

图9a、图9b是本发明的第三实施例和第四实施例的运动学的示意图。

具体实施方式

应该提到的是，为了更好的概览，一些组件未在一些图中显示。例如，图1至图4未示出车辆座椅1的座位部和靠背。根据图7a和图8a，在每种情况下，仅顶图具有所有附图标记；两个下面的图只有轴线a1到a7的附图标记。根据图7b和图8b，只有车辆座椅1的初始状态(剪式框架4相对于上部2和下部3之间的距离的中心状态，用粗线表示)标有附图标记。

而且，各图均设有笛卡尔坐标系，该坐标系具有三个轴1x(对应于箭头方向的从前到后的车辆座椅1的纵向方向)、1y(对应于箭头方向的从左到右的车辆座椅的宽度方向)和1z(对应于箭头方向的从底部到顶部的车辆座椅1的高度方向)。

图6a至图6c、图7b和图8b示出了根据本发明的车辆座椅1，该车辆座椅1的上部2借助于剪式框架4相对于下部3高度可调节地安装。另一剪式框架4被设置成平行于第一剪式框架4并根据图1示出。此外，在上部2和剪式框架4之间布置有形成为支腿弹簧的弹簧元件9，在下部3和剪式框架4之间布置有形成为液压阻尼器的阻尼器元件8。

剪式框架4包括第一剪刀臂元件5和第二剪刀臂元件6，它们绕公共轴线7可枢转地安装。第二剪刀臂元件6包括一体的第四杠杆元件60，该第四杠杆元件60相对于上部2绕第一轴线a1和相对于下部3绕第二轴线a2可枢转地安装。

第一剪刀臂元件5包括串联连接的第一杠杆元件51、第二杠杆元件52和第三杠杆元件53。第一杆元件51相对于上部2绕第三轴线a3可枢转地安装。第三杠杆元件53相对于下部3绕第四轴线a4可枢转地安装。第二杆元件52绕公共轴线7可枢转地安装，以及绕第五轴线a5旋转地连接到第一杆元件51和绕第六轴线a6旋转地连接到第三杆元件53。

由如上所述的第五轴线a5和第六轴线a6形成的旋转接头均位于同一剪刀臂元件5上。这两个旋转接头以及因此两个轴线a5和a6相对于公共轴线7彼此对角地相对。

如图所示，在第一轴线a1和第二轴线a2之间的第二剪刀臂元件6没有旋转接头，并且固有地是刚性的，且将下部3直接连接到上部2。

剪式框架4到上部2和到下部3的连接分别形成为没有平移自由度，并且各自只有一个旋转自由度。该旋转自由度分别借助于枢轴轴承中的一个形成，所述枢轴轴承由第一轴线a1、第二轴线a2、第三轴线a3和第四轴线a4形成，并且如上所述两个剪刀臂元件5和6借助于第一轴线a1、第二轴线a2、第三轴线a3和第四轴线a4连接到上部2和下部3。因此，剪式框架4到上部2和到下部3的连接仅通过固定轴承形成。

本发明的优点在于，具有对角布置的接头的剪式悬架的运动顺序被设计成使得驾驶员的肩关节和手的接触区域与控制元件之间的距离(以下称为人机工程学距离d*)在剪刀臂5和6相对于彼此的所有位置上很少变化或没有变化。这示出了图6a、图6b和图6c的比较，每幅图均示出了具有根据本发明的车辆座椅1、具有肩关节s的驾驶员f和形成为方向盘的操作元件w的驾驶室k。

根据图6b，剪式框架4处于未偏转的初始状态。根据图6a，剪式框架4被缩回至最大，使得在上部2和下部3之间形成最小可能距离。根据图6c，剪式框架4被延伸至最大，使得在上部2和下部3之间形成最大可能距离。在剪式框架4的所有三个位置中，确保在操作元件w和驾驶员f的肩关节s之间的人体工程学距离d*不变或仅略有变化。

根据图2清楚地示出，相对于车辆座椅1的纵向方向1x，第三轴线a3和第二轴线a2被布置在车辆座椅1的前端10(车辆座椅1的后端11也被标记)。借助于这种机构，如在车辆座椅1的纵向方向1x所见(参见根据图2的两个箭头，如在图5中标记为1x和-1z)，确保了上部2在沿下部3的方向(即，在高度方向1z上向下-1z)运动的期间，同时向后运动。

图2以及图7a至图9b中的示意图示出了第四杠杆元件60比第二杠杆元件52更长。而且，示出了第二杠杆元件52在当前情况下比第一杠杆元件51更长，第二杠杆元件52在当前情况下比第三杠杆元件53更长。

此外，根据图7a(最上图)，示出了第三轴线a3和第五轴线a5之间的第一距离d1与第四轴线a4和第六轴线a6之间的第二距离d2相同。在当前情况下，第一杠杆元件51的长度等于第三杠杆元件53的长度。第一杠杆元件51也与第三杠杆元件53相同。

而且，还示出了第三轴线a3和第四轴线a4之间的第三距离d3比第一轴线a1和第二轴线a2之间的第四距离d4更小。

还示出，相对于车辆座椅1的高度方向1z，第一轴线a1的位置与第三轴线a3的位置相同和/或第二轴线a2的位置与第四轴线a4位置相同。换句话说，用作剪式框架4和上部2之间的连接的两个轴线a1和a3，以及用作剪式框架4和下部3之间的连接的两个轴线a2和a4，被布置在相同的高度处。关于第一轴线a1和第三轴线a3，这在当前情况下至少在剪式框架的未偏转的初始状态下适用。

此外，根据本发明的剪式框架4，第三轴线a3相对于公共轴线7的相对位置在车辆座椅1的纵向方向1x上是可调节的(参见根据图9a的上图的位置a3*和a3**的比较，以及轴线a1和a3*之间的连接线13到轴线a1和a3**之间的连接线13'所产生的长度变化)。

此外，根据本发明的剪式框架4，第五轴线a5相对于公共轴线7的相对位置在车辆座椅1的纵向方向1x和高度方向1z上是可调节的(参见根据图9b的上图的位置a5*和a5**的比较，以及轴线7和a5*之间的连接线57到轴线7和a5**之间的连接线57'所产生的长度变化)。这允许剪式框架4的振动特性被单独地调节。

还示出，相对于车辆座椅1的纵向方向1x，第一轴线a1的位置不同于第四轴线a4的位置，并且第三轴线a3的位置不同于第二轴线a2的位置。这尤其适用于未偏转状态和平行的实施例(参见图7a、图7b)。

而且，第五轴线a5和公共轴线7之间的第五距离d5优选地与第六轴线a6和公共轴线a7之间的第六距离d6相同。这描述了，第二杠杆元件52在当前情况下相对于其纵向延伸而恰好绕公共轴线7居中地安装(参见根据图7a的最上图)。

此外，在当前情况下，第一轴线a1和公共轴线7之间的第七距离d7与第二轴线a2和公共轴线7之间的第八距离d8相同。这描述了第四杠杆元件60在当前情况下相对于其纵向延伸恰好绕公共轴线居中地安装(参见图7a的最上图)。

尤其是，图7a、图7b和图8a、图8b现在示出了本发明的两个优选实施例。

根据图7a和图7b示出了第一优选实施例，并且在本发明的上下文中将其称为“平行剪式框架”。规定，在剪式框架4振动，即剪刀臂元件5和6绕共同轴线7扭转的情况下，第一轴线a1和第三轴线a3之间的连接线13可以总是被映射为与连接线13的初始位置平行，而不管剪刀臂元件5和6相对于彼此的瞬时位置如何。

如图7a和图7b所示，该连接线13总是平行于车辆座椅1的纵向方向1x和平行于第二轴线a4和第四轴线a4之间的连接线24。因此描述了，剪式框架4的振动引起连接线13仅相对于在车辆座椅1的纵向方向1x和高度方向1z上的纯平移的位置变化。从根据图7b的车辆座椅1的状态的比较可以清楚地看出，因此，座椅表面总是平行于纵向方向1x下降。

例如，第一轴线a1在从第一最大状态到第二最大状态的高度变化的同时，向后移动约40mm，向下移动约120mm(参见图5以及相应轴线a1、a3、a5、a6、7根据第一最大状态的位置a1'、a3'、a5'、a6'、7'和相应轴线a1、a3、a5、a6、7根据第二最大状态的位置a1”、a3”、a5”、a6”、7')。

根据图7a、图7b的平行剪式框架4相对于由公共轴线7形成的对称点具有点对称性。在由车辆座椅1的纵向方向1x和高度方向1z所跨越的平面中考虑该点对称。

根据图8a和图8b示出了第二优选实施例，并且在本发明的上下文中将其称为“非平行剪式框架”。

特别地，根据图8b的车辆座椅1的状态的比较显示，座椅表面不平行于纵向方向1x降低，而是在剪式框架4的振动期间，连接线13被布置成相对于连接线24具有可变的倾斜度，取决于剪刀臂元件5和6相对于彼此的瞬时位置。因此描述了，剪式框架4的振动使连接线13相对于在车辆座椅1z的纵向方向1x和高度方向1z上的平移和相对于绕在座椅1的宽度方向1y上延伸的虚拟轴旋转的位置变化。

例如，在经过从第一最大状态到第二最大状态的高度变化时，连接线13经历的相对于连接线24的角度变化为3°或大于3°(例如，从第一个最大位置的0°值到第二个最大位置的3°值)。

图8a和图8b所示的非平行剪式框架4与公共轴线7形成的对称点没有点对称性。在由车辆座椅1的纵向方向1x和高度方向1z所跨越的平面中考虑该点对称性。

应理解，上述实施例仅仅是根据本发明的车辆座椅的第一构造。在这方面，本发明的构造不限于这些实施例。

只要与现有技术相比，本申请文件中公开的所有特征单独地或组合地具有新颖性，就认为这些特征对本发明是必不可少的。

附图标记列表

1车辆座椅；

1x纵向方向；

1y宽度方向；

1z高度方向；

-1z向下方向；

2上部；

3下部；

4剪式框架；

5，6剪刀臂元件；

7，a1，…，a6轴线；

8阻尼器元件；

9弹簧元件；

10，11末端；

13，13’，24，57，57’连接线；

51，52，53，60杠杆元件；

a1’，a1”，a3’，a3”，a5’，位置；

a5”，a6’，a6”，a3*，a3**，

a5*，a5**，7’，7”

d1，…，d8距离；

d*人体工程学距离；

f驾驶员；

k车辆驾驶室；

s肩关节；

w操作元件。

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