用于座位结构的减振设备以及包括该减振设备的座位结构.pdf

一种减振设备，用于安装在自行车鞍座类型的座位结构上，包括：至少一个第一弹性体材料的主中空体(2)，它限定了可弹性变形的压缩腔室(3)；至少一个第二弹性体材料的辅助中空体(4)，它限定了可弹性变形的膨胀腔室(5)；至少一个通道(6)，用于腔室(3、5)之间的流体连接；以及用于将主中空体(2)和辅助中空体(4)附连在座位结构(11)上的装置(7)。连接通道(6)具有阀装置，用于控制流体响应于腔室的弹性变形而在所述腔室(3、5)之间的流动。

1.  一种减振设备，用于安装在座位结构例如自行车鞍座上，该减振设备包括能够附连在负载支承框架(15)上的用户重量支承外壳(14)，其中，该减振设备包括：
至少一个第一弹性体材料的主中空体(2)，它限定可弹性变形的压缩腔室(3)；
至少一个第二弹性体材料的辅助中空体(4)，它限定了可弹性变形的膨胀腔室(5)；
至少一个通道(6)，用于所述腔室(3、5)之间的流体连接，以便允许至少一种流体从一个腔室传送至另一腔室以及相反；以及
用于将所述主中空体(2)和所述辅助中空体(4)附连在所述座位结构(11)上的装置(7)，所述减振设备(1)与该座位结构相连。
其特征在于：所述至少一个连接通道(6)具有阀装置(8)，用于控制流体响应于腔室的弹性变形而在腔室(3、5)之间的流动。

2.  根据权利要求1所述的减振设备，其特征在于：所述阀装置(8)包括预定长度(l)和截面(s)的节流通道(9)。

3.  根据权利要求2所述的减振设备，其特征在于：所述节流通道(9)具有变化的截面(s)。

4.  根据前述任意一项权利要求所述的减振设备，其特征在于：所述节流通道(9)的截面(s)具有充分较小值的最小直径(d_MIN)，以便由于所述至少一种流体的流速变化而引起相当大的高能量耗散变化。

5.  根据权利要求4所述的减振设备，其中：所述截面(s)的所述最小直径(d_MIN)为0.1mm至10mm，优选是大约0.5mm。

6.  根据前述任意一项权利要求所述的减振设备，其特征在于：所述节流通道(9)是金属毛细管。

7.  根据权利要求1所述的减振设备，其特征在于：所述流体或流体混合物在所述腔室(3、5)中被以1巴至10巴的压力，优选是1.3巴至3.5巴的压力预加负载。

8.  根据权利要求1所述的减振设备，其特征在于：纳米铁磁颗粒分散在所述流体或流体混合物中。

9.  根据前述任意一项权利要求所述的减振设备，其特征在于：所述阀装置(8)包括至少一个阀(22)，用于调节所述预加负载压力。

10.  根据权利要求9所述的减振设备，其特征在于：所述至少一个调节阀(22)与所述压缩腔室(3)、所述膨胀腔室(5)和所述节流通道(9)中的任意一个流体连接。

11.  根据权利要求1所述的减振设备，其特征在于：所述主中空体(2)和辅助中空体(4)相互成一体和成单件，并且由相同的弹性体材料而形成。

12.  根据权利要求11所述的减振设备，其特征在于：所述弹性体材料从包括TPU、SEBS、硫化橡胶、Megol的组中选择。

13.  根据权利要求1所述的减振设备，其特征在于：所述附连装置(7)包括上部部分(12)和下部部分(13)，它们与所述主体(2)成一体，且各自与座位结构(11)的外壳(14)和负载支承框架(15)中的任意一个可拆卸地连接，其中，所述减振设备与该座位结构相连。

14.  一种用于人体支承的座位结构，特别是自行车鞍座结构，它包括：用户重量支承外壳(14)；负载支承框架(15)，其附连在活动或固定的支承件上；其特征在于：该座位结构包括至少一个如权利要求1至13中任意一项所述的减振设备，该减振设备布置在所述外壳(14)和所述负载支承框架(15)之间。

15.  根据权利要求14所述的座位结构，其特征在于：所述外壳(14)具有下侧部(17)，该下侧部(17)有至少一个合适成形的容器(18′、18＂)，用于可拆卸地接收相应减振设备(1′、1＂)的所述附连装置(7)的相反形状的上部部分(12)。

16.  根据权利要求14所述的座位结构，其特征在于：所述负载支承框架(15)具有至少一个基本环形的结构(21′、21＂)，用于附连在相应减振设备(1′、1＂)的所述附连装置(8)的下部部分(13)上。

17.  一种减振设备和座位结构，其特征在于：基本如本文具体公开和说明的。

用于座位结构的减振设备以及包括该减振设备的座位结构
技术领域
本发明通常涉及运动和休闲附件领域中的应用，特别是涉及一种用于安装在座位结构上的减振设备。该减振设备特别适合安装在椅子、自行车鞍座和普通车辆座位上。
本发明还涉及一种包括一个或多个这样的减振设备的座位结构。
背景技术
已知座位结构例如椅子、自行车鞍座和普通车辆座位除了需要满足用户的舒适性和方便性要求外还需要满足具有足够结构强度和紧凑性的要求。
因此，座位结构已知具有弹性材料(例如海绵、泡沫材料、聚氨酯泡沫塑料或凝胶)的垫。而且，座位结构可以具有底部弹簧部件等，以便对抗用户的重量以及吸收任何振动或突然的摆动。
这些方案的显著缺陷是这些减振设备具有响应应力的过大刚性。
而且，当使用聚合物材料或金属材料的减振部件时，它们可能随着时间而失去弹性，直到它们使得整个座位硬化，从而影响它的舒适性特征。
在试图消除上述缺陷的一种尝试中，提供有多个座位结构，它们包括一个或多个具有空气腔室的减振部件，以便使用空气或其它气体作为减振设备，用于逐渐吸收来自地面的应力，并提高就座舒适性。
例如，意大利专利No.IT1234275公开了一种通过两个或更多空气弹簧而与车架连接的自行车鞍座，该空气弹簧实质上包括由内部中空的弹性空气腔室限定的本体，该本体具有阻尼由普通自行车操作产生的振动的功能。
尽管该方案提供了随着时间基本恒定的弹性响应，但是它不能控制通过本体材料的弹性特性的正常退化而引起的任何较小变化，也不能控制弹簧的压缩和膨胀。
因此，与普通自行车操作相关的、对于应力的弹簧响应仍然不能充分阻尼，鞍座不能充分吸收该应力，因此显然影响舒适性。
发明内容
本发明的目的是通过提供一种用于座位结构的减振设备来克服上述缺陷，该减振设备具有高效率和相对成本效益。
特殊目的是提供一种减振设备，它能够非常逐渐地吸收在座位(减振设备安装在该座位上)的正常操作过程中产生的应力。
又一目的是提供一种减振设备，它具有很小和逐渐的弹性运动，以便最小化应力向座位(它安装在该座位上)的传递。
本发明的又一目的是提供一种座位结构，它尽可能地使得用户方便和舒适。
最好如后面所述，这些和其它目的通过如权利要求1所述的减振设备来实现，该减振设备能够附连在座位结构例如自行车鞍座上，它包括附连在负载支承框架上的用户重量支承外壳，其中，该减振设备包括：至少一个第一弹性体材料的主中空体，它限定了可弹性变形的压缩腔室；至少一个第二弹性体材料的辅助中空体，它限定了可弹性变形的膨胀腔室；至少一个通道，用于所述腔室之间的流体连接，以允许流体从一个腔室传送至另一腔室以及相反；以及用于将所述至少一个主中空体和所述至少一个辅助中空体附连在座位结构上的装置，该减振设备与该座位结构相连。
本发明的特征在于：连接通道具有阀装置，用于控制流体响应于腔室的弹性变形而在腔室之间的流动。
由于本发明的该特殊特征，阀装置能够控制流体流入各腔室的速度，以便控制各腔室的变形，并减小传递给相连座位的应力强度。
优选是，阀装置可以包括预定长度的节流通道，该节流通道具有足够小的截面，以便引起所述流体的流速的较大变化。
优选是，节流通道的截面可以具有0.1mm和10mm的最大直径，优选是大约0.5mm。
这样，在通道内的流体速度的变化可以引起很大的能量耗散，以便减慢腔室的往复膨胀和收缩运动，并吸收全部应力，同时最小化或抑制传递给座位的应力。
在另一方面，本发明提供了一种用于人体支承的座位结构，特别是一种自行车鞍座结构，它包括如权利要求1至13中任意一个所述的至少一个减振设备。
附图说明
通过阅读根据本发明的、用于座位结构的减振设备以及座位结构的优选的非排他实施例的详细说明，将更清楚本发明的其它特征和优点，这些非排他实施例将参考附图介绍为非限制性实例，附图中：
图1是本发明的减振设备的透视图；
图2是图1的减振设备的正视图；
图3是图2的减振设备沿平面I-I的剖视正视图；
图4是包括本发明的座位结构的自行车鞍座的透视图，该座位结构包括一对如图1中所示的减振设备；
图5是图4的鞍座的分解透视图；
图6是图4的鞍座的后视图；
图7是图4的鞍座的仰视图。
具体实施方式
参考上述附图，本发明的减振设备(总体以标号1表示)可以固定或可拆卸地安装在座位结构(例如椅子、自行车鞍座和普通车辆座位)上。
根据本发明，图1中所示的减振器包括：第一弹性体材料的主中空体2，它限定了可弹性变形的压缩腔室3；第二弹性体材料的辅助中空体4，它限定了可弹性变形的膨胀腔室5；以及导管6，用于腔室3、5之间的流体连接，以便使流体能够从一个腔室传送至另一腔室以及相反。
还提供有用于将主体2和辅助体4附连在座位结构上的装置7，减振设备1与该座位结构相连。
根据本发明的特殊特征，连接导管6具有阀装置8，用于控制流体响应腔室的弹性变形而在压缩腔室3和膨胀腔室5中的流动。
优选是，阀装置8可以包括预定长度1的节流通道9，该节流通道在一侧与压缩腔室3连通，在另一侧与膨胀腔室5连通。
节流通道9可以沿它的长度1为恒定截面，或者可以为变化截面，在任何情况下都有足够小的最小直径d_MIN，以便由于流体在两个腔室3和5之间流动的速度的变化而引起较高能量耗散。
特别是，节流通道9的截面s的最小直径值d_MIN可以为0.1mm至10mm，但优选是大约0.5mm。
在图3的结构中，节流通道9具有在基本中心节流部分s_MIN处的最小直径d_MIN，且下游和上游部分相对于它以基本对称的方式发散。
不过也可以提供有其它方案，其中，一个或多个节流部分s_MIN在任意截面s处，例如在节流通道9的进口部分和s_i输出部分s_u处，而不限制本发明的保护范围。
节流通道9可以嵌入在两个体2、4之间的部分10中，还可以由弹性体材料形成。
不过，优选是，节流通道9可以是金属毛细管，以便固定地或可拆卸地插入在两个腔室3、5之间，并通过干涉或热熔或冷胶接而锁定在它们之间。
工作流体可以从包括可压缩流体或流体混合物的组中选择，或者可以从包括不可压缩流体或流体混合物的组中选择。
前一种情况例如可以包括使用空气或其它气体或者气体混合物，优选是较轻的惰性类型，而后一种情况例如可以包括使用水、油或其它液体或者基本不可压缩类型液体的混合物。
另外，流体或流体混合物可以预装载有纳米铁磁颗粒，这些纳米铁磁颗粒设计成在外部磁场的作用下沿预定方向定向，以便改变流体的特性。
在两个腔室3和5不压缩或膨胀的状态下，在减振设备1中的流体可以处于环境压力，或者以1巴至10巴的压力来预负载，优选是1.3巴至3.0巴，例如2.5巴。
在这种情况下，阀装置8可以包括至少一个用于调节流体预负载压力的阀。
调节阀22可以与压缩腔室3、膨胀腔室5和节流通道9中的任意一个流体连接，以便使得减振设备1的内部与设计成设置预负载压力的压力装置的外部或外侧连通，该压力装置未示出，因为它们自身为已知。
在图3中，阀22示意性地表示为抵靠压缩腔室3的壁，但是也可以以基本等效的方式布置在任意其它位置和布置在附连部分12、13处，以便使腔室3、5或通道9与外部连接。
主体2和辅助体4可以成单件地连接在一起，且可以由相同的弹性体材料(例如TPU、SEBS、硫化橡胶、Megol)形成一体。
因此，在座位的正常操作过程中，从支承结构(座位结构11安装在该支承结构上，该支承结构例如自行车车架，自身已知，因此未示出)传递给其的应力将部分由减振设备1的弹性反作用力来吸收。
这种反作用力也将根据选定的弹性体材料的弹性特性以及在压缩腔室3和膨胀腔室5中的流体预负载压力的值而变化。
当压缩腔室3压缩时，其内的流体将流向膨胀腔室5，该膨胀腔室将屈服，从而吸收外部应力的其它部分。
由于在压缩腔室3的出口部分s_c和通道9的进口部分s_i(该进口部分自身可能插入在腔室3中)之间的较大差异，流体将以基本湍流运动在其内流动，从而耗散大量能量，并使得膨胀腔室5逐渐膨胀。
当应力已被吸收，且整个结构11(以及与它连接的减振设备1)将恢复它的静止位置时产生的、流体从膨胀腔室5向压缩腔室3的流动将与上述基本相同和颠倒。
因此，两个腔室3、5的往复压缩和膨胀运动将大大衰减和渐进进行，从而相当有利于整个座位的舒适性，它不会象现有技术装置中那样由于减振设备1的冲击弹性响应而引起过大运动。
附连装置7可以包括上部部分12和下部部分13，它们与主体2形成为一体，且各自与座位结构11的外壳14和负载支承框架15中的任意一个可拆卸地连接。
在未示出的可选实施例中，减振设备1可以包括一对主中空体2(各主中空体2限定了压缩腔室3)和单个辅助中空体4(该辅助中空体4与两个主体2形为一体)。
在该结构中，辅助体4可以限定一对膨胀腔室5，该对膨胀腔室5通过中间的刚性或弹性壁而分开，各膨胀腔室5通过各节流通道9而与相应的压缩腔室3连接。
图4中显示了减振设备1的特殊应用，图4显示了具有本发明的座位结构11的自行车鞍座16，并具有用户重量支承外壳14和附连在活动或固定的支承件(在这种情况下为自行车车架)上的负载支承框架15。
座位结构11可拆卸地附连在一对减振设备1、1＂上，该对减振设备如前所述，基本具有相同的功能和形状特征。
不过，也可以提供其它实施例，其中，座位结构11与单个减振设备连接，或者甚至与超过两个(例如三个)这样的减振设备(布置在鞍座16的后部和前部)连接。
特别如图5中所示，外壳14可以具有下侧部17，该下侧部17包括一对容器18′、18＂，该对容器的形状合适地形成为可拆卸地接收相应减振设备1′、1＂的附连装置7的相反形状的上部部分。
鞍座16可以最后包括上部垫19，该垫19设计成与用户身体接触。
负载支承框架15的形状可以合适地形成为具有用于与外壳14的下侧部17连接的前部部分20以及与前部部分20相对定位的一对基本环形结构21′、21＂。
这些基本环形结构21′、21＂设计成用于固定或可拆卸地附连各减振设备1′、1＂的附连装置7的底部部分13。
上述说明清楚表示本发明实现了预定目的，特别是满足了提供用于座位结构的减振设备的要求，该减振设备保证响应由座位的普通操作产生的应力而控制传递给座位(该减振设备与该座位相连)的弹性反作用力。
由于阀装置8的特殊结构，减振设备1将具体有非常逐渐的往复膨胀和压缩运动，且脉冲运动不会传递给座位。
在附属权利要求所述的本发明的概念中，本发明的减振设备和座位结构可以进行多种变化和改变。在不脱离本发明的范围的情况下，它们的所有部件可以由其它技术等效部件来代替，且材料可以根据不同需要而变化。
尽管特别参考附图介绍了减振设备和座位结构，但是说明书和权利要求中的标号只是用于更好地理解本发明，而不是限制权利要求的保护范围。