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Schwingfederung, insbesondere für Fahrzeugsitze
Die Erfindung betrifft eine besonders für Fahrzeugsitze, z. B. Schleppersitze geeignete Schwingfederung, die für die Verbindung des Lastträgers, z. B. des Sitzes, mit dem Fahrzeugaufbau zwei im wesentlichen parallele Lenker vorsieht, wobei in der beim Durchfedern sich verkürzenden Diagonalen des von. den Lenkern gebildeten Gelenkvierecks ein aus Schraubenfeder und Teleskopstossdämpfer bestehendes Federelement vorgesehen ist.
Die Schwingfederung soll das annähernd parallele Schwingen der Last bei progressiver Zunahme der Federung mit der Schwingungsweite gestatten. Solche Schwingfederungen benutzt man besonders zur Abfederung der Sitze auf Fahrzeugen, die unter rauhen und eine weiche und damit empfindliche Polsterung der Sitze ausschliessenden Betriebsbedingungen arbeiten. Derart rauhe Betriebsbedingungen liegen z. B. bei Lastwagen und Ackerschleppern vor.
Die bekannten Schwingfederungen mit den oben geschilderten Merkmalen für Fahrzeugsitze arbeiten mit einem Teleskopstossdämpfer als Federelement in der Diagonalen. Dabei macht jedoch die Lagerung des Teleskopstossdämpfers in den Eckpunkten des Gelenkvierecks Schwierigkeiten. Zur Vermeidung von komplizierten Kreuzaugen hat man deshalb bei einer bekannten Schwingfederung denTeleskopstoSdämp- fer an seinen beiden Enden an mit den benachbarten parallelen Lenkern winkelsteife Laschen angeschlossen, die an die Gelenke bildenden Gummibiichsen angreifen. Diese bekannte Lösung erlaubt jedoch nur einen kleinen Hub, ist nicht in Abhängigkeit von der Last einstellbar und deshalb nicht unter allen Fahrbedingungen zu verwendeÍ1. Auf erdem darf man Gummibüchsen nur mit verhältnismässig kleinem Torsionswinkel beanspruchen.
Damit ist auch der Hub der Schwingfederung von vornherein begrenzt.
Diese Schwierigkeiten vermeidet die Erfindung dadurch, dass die Anlenkung des Federelements einenends in dem beweglichen Drehpunkt des einen Lenkers drehbar und andernends, vorzugsweise mittels der Kolbenstange des Stossdämpfers, in einem Kreuzauge am festen Gelenkpunkt winkelsteif zum andern Lenker erfolgt. Die an sich bei Schwingfederungen bereits bekannte Kombination eines Teleskopstossdämpfers mit paralleler Schraubenfeder für das Federelement erzwingt eine aperiodische Dämpfung der Schwingfederung und verhindert das unangenehme Nachschwingen des Sitzes bei groben Strassen, z.
B. beim Fahren eines Ackerschleppers über die Ackerschollen. Durch die Verstellbarkeit des Federelements in seiner Fe- derlänge kann man die Härte der Federungsdämpfung je nach dem Gewicht des Fahrers und der Unebenheit der Fahrbahn in weiten Grenzen einstellen. Die Druckbelastung der Schraubenfeder inalleil Schwin- gungslagen verhindert bei einem eventuellen Bruch der Schraubenfeder das Umklappen des Sitzes und Abwerfen des Fahrers. Die tangentiale Befestigung des Federelements an einem Ende in einem Kreuzauge eines ortsfesten Gelenkpunktes erlaubt einen verhältnismässig grossen Hub der Schwingfederung, ohne dass der Teleskopstossdämpfer eckt und dadurch rasch verschleisst.
Zur Verstellung der Federlängé des Federelements ist die Kolbenstange des Teleskopstossdämpfers an ihrem freien Ende in an sich bekannter Weise als Gewindespindel ausgebildet und in einem Gewindeloch des Kreuzauges am im Raum festen Gelenkpunkt verstellbar gelagert. Auf der Gewindespindel ist ein Teller aufgezogen, ebenso am Zylinderboden des Stossdämpfers. Zu diesen beiden Tellern ist die Schraubenfeder konzentrisch zum Teleskopstossdämpfer eingespannt. Mit der Verstellung der einen Teil der Kolbenstange des Teleskopstossdämpfers bildenden Gewindespindel ändert sich deshalb die Federlänge von Teleskopstossdämpfer und Schraubenfeder zugleich.
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Für besonders grobe Stösse sind bei der Schwingfederung in bekannter Weise zur Hubbegrenzung elastische Anschläge, z. B. Gummipuffer, vorgesehen. Dadurch schlägt ein von oer Schwingfederung getragener Sitz bei Hubüberschreitung nicht hart an, sondern wird verhältnismässig weich abgefangen.
Die Zeichnung bringt ein Ausführungsbeispiel für die Erfindung, u. zw. in Anwendung auf die Fe- dsrung einesz. B. bei Ackerschleppern üblichen Sitzes. Dabei zeigen :
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nach Wahl der übrigen drei Gelenkpunkte und des radialen Befestigungsabstandes des Federelementes vom Gelenkpunkt, Fig. 2 einen Schnitt durch den nach Fig. l konstruierten Schwingsitz in seiner Höchstlage, Fig. 3 den gleichen Schwingsitz in der Tiefstlage und Fig. 4 den Schwingsitz gemäss Fig. 2, von links gesehen.
Die näherungsweise Ermittlung des vierten Gelenkpunktes wird in Fig. 1 der besseren Deutlichkeit halber in zweifach vergrössertem Massstab gegenüber der praktischen Ausführung nach Fig. 2 entwickelt. In Fig. l sind die Punkte A, B, D und X die untereinander gelenkig verbundenen Gelenkecken. Die Gelenk- Dunkte X und B sind im Raum fest und dazu mit dem Sitzfuss verbunden. Die Gelenkpunkte A und D sind je-iieinsam im Raum verschieblich und tragen den Sitz.
Wenn man das Verhältnis der Gelenkpunkte A, 3 und D und den Abstand des Punktes C vom Gelenkpunkt B einmal fest gewählt hat, dann ist man zur Erfüllung eines im wesentlichen gleichbleibenden Win-
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Wahl des vierten Gelenkpunktes X nicht mehr frei.
Dieser vierte Gelenkpunkt wud folgendermassen ermittelt :
Angenommen, der Abstand C-B sei mit 0, 5 F gewählt, dann muss sich de. ; über den Punkt B hinaus verlängerte Lenker A-B mit der Liber den Kreuzaugenanschluss C hinaus verlängerten Diagjnalverbindung D-C nach Verschiebung der freien Viereck-Schmalseite A-D um den Winkel a j. 2 nach oben und unten auf einer im verwendeten Bereich angenähert als Kreisbogen zu betrachtenden Kurve ss-BO-B schneiden,, ! c- ren Krümmungsmittelpunkt der Gelenkpunkt B ist. P ist dabei der doppelte Wert des konstruktiv erforder- lichen Abstandes der Achse DC vom Gelenkpunkt B.
Dann verdreht man die aus den Gelenkpunkten A, B,
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: a/2lung parallel zur Ausgangslage bleibt, wobei sich die Länge der Strecke D-C entsprechend der Federung ändert, liegt der Gelenkpunkt D auf einer Kreisbahn, derenZentrum der gesuchte vierte Gelenkpunkt X ist. Diesen Gelenkpunkt findet man durch Ziehen der Bogensehnen zwischen den Gelenkpunkten Dl-D bzw.
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sd1punkt C der Diagonalverbindung am festen Gelenk B endgültig festgelegt. Diese Gelenkpunkte kehren in der praktischen Ausführung gemäss Fig. 2 wieder. Dabei sind die Gelenkpunkte X und B als auf dem Fuss 1 in fester Lage augeordnete Bolzen2 und 3 dargestellt.
Die Gelenkpunkte A und D bilden die andere Schmalseite des Gelenkvierecks und sind am Ansatz von Sitz 4 befestigte Bolzen 5 und 6. De' Sitzansatz stellt deshalb zugleich die Viereckschmalseite dar, cbenso der Auslauf des Fusses 1 die andere Viereckschmalseite. Die Bolzen 6 und 2 sind durch den Lenker 7 miteinander verbunden, der mit entsprechenden Lagern 8 und 9 auf den Bolzen 6 und 2 ruht. Der Lenker 7 ist um den Bolzen 6 gekröpft und trägt auf der Kröpfung 10 einen Gummipuffer J 1, der beim grössten Ausschlag nach oben, lt. Fig. l, gegen den Ansatz von Sitz 4 anschlägt und dadurch den Hub nach oben begrenzt.
Die Bolzen 5 und 3 sind über Lager 13 und 14 durch
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einem Gewindeloch 15a das aus einem Teleskopstossdämpfer 16 und einer Schraubenfeder 25 bestehende Federelement tangential zum Gelenkpunkt B mit Abstand E/2 gelagert. Das andere Ende des Federelemen-
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angelenkt.lenkbolzen 6 eingehängt. Die Kolbenstange 18 des Teleskopstossdämpfers 16 ist am freien Ende als Gewindespindel 19 ausgebildet und läuft in einer Vierkant 20 aus, mit dem sie im Kreuzauge 10 drehbar und damit axial verstellbar ist. Die Gewindespindel 19 hat einen Bund 21, auf den über einen Zwischen-
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ring 22 ein Teller 23 aufgezogen ist. Ebenso ist am Zylmderkopf 16a ein Teller 24 mit Ringnut aufgezogen.
Zwischen den Tellern 23 und 24 ist die dem Teleskopstossdämpfer parallel geschaltete Schraubenfeder 25 als Druckfeder eingespalmt. Dreht man die Gewindespindel 19 mit dem Vierkant 20, dann wandert der Teller 23 längs der Achse der Kolbenstange 18 hin und her und verkürzt oder verlängert die Schraubenfeder 25.
Als Teleskopstossdämpfer 16 verwendet man zweckmässig Ölstossdämpfer. Durch entsprechende Abstimmung der Überströmbohrungen kann man wie bekannt bei Ölstossdämpfem die Dämpfung in weiten Grenzen je nach Bedarf beeinflussen.
Am Lenker 12 ist im Beispiel der elastische Puffer 26, z. B. ein Gummipuffer, für die Begrenzung des tiefsten Ausschlags nach unten angebracht. Dieser schlägt dabei gegen die Wand 27 des Sitzauflaufs 1 an und verformt sich, wie in Fig. 2 gestrichelt dargestellt ist.
Alle Drehgelenke der Schwingfederung werden durch Schmiernippel 28 geschmiert. 29 ist die Öl-
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ist der Fuss 1 des Scrleppersitzes auf dem Fahrzeugchassis auswechselbar befestigbar.
Im Beispiel schwingt der Sitz annähernd parallel innerhalb eines Hubs von etwa 65 bis 70 mm. Das Federelement verursacht eine aperiodische Dämpfung und verhindert das Nachschwingen des Schleppersitzes. Das Übersetzungsverhältnis vom Sitz 4 zum Federelement beträgt im Beispiel etwa 2 : 1 und gibt eine weiche Federung mit progressivem Verlauf. Durch Einstellung der Vorspannung der Schraubenfeder 25 mit der Gewindespindel 19 kann man den Sitz 4 beim Beispiel für ein fahrergewicht von etwa 40 bis 140 kg einstellen. Diese Einstellung kann auch während der Fahrt erfolgen. Die Lenker bestehen im wesentlichen aus Blechziehteilen. Dadurch wird die Konstruktion besonders einfach und billig.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Schwingfederung, insbesondere für Fahrzeugsitze, z. B. Schleppersitze, bestehend aus einem über zwei im wesentlichen zueinander parallele Lenker zur Verbindung des Lastträgers mit dem Fahrzeugauf- bau gebildeten Gelenkviereck, in dessen beim Durchfedern sich verkürzender Diagonale ein aus Schraubenfeder und Stossdämpfer bestehendes Federelemcl1t vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlenkung des Federelements (16, 25) eineL. ends in dem beweglichen Gelenkpunkt (D) des einen Lenkers (7) drehbar und andernends, vorzugsweise mittels der Kolbenstange (18) des Stossdämpfers (16), in einem Kreuzauge (15) am festen Gelenkpunkt (B) winkelsteif zum ändern Lenker (12) erfolgt.