DE10113193A1 - Sitzaufhängungshöheneinstellgerät - Google Patents

Abstract

Höhenverstellbare Sitzaufhängung mit ersten und zweiten Untersätzen, die durch einen Verbindungshebelmechanismus mit einer Luftfeder und einem Stoßdämpfer verbunden ist, die zwischen den Untersätzen angeordnet sind. Der Stoßdämpfer dämpft vertikale Bewegungen der Untersätze und die Luftfeder vergrößert das Luftvolumen, um die Sitzhöhe der Aufhängung zu vergrößern; und sie verkleinert das Luftvolumen, um die Sitzhöhe der Aufhängung zu verkleinern. Eine mit Gewinde versehene Stange ist ebenfalls als Teil des Stoßdämpfers einbezogen und steht gewindemäßig in Eingriff mit einem Kragen, der durch eine Antriebsquelle in Dehnung versetzt wird. Die Eingriffsverbindung zwischen den Gewindeabschnitten der Stange und des Kragens positioniert die Stange in Bezug auf den genannten Kragen um, um die wirksame Länge des Stoßdämpfers zu ändern.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Sitzaufhängungen und insbesondere auf einen außerordentlichen Höheneinstellmechanismus, der es ermöglicht, die Höhe einer Sitzaufhängung einzustellen und dabei eine gleichbleibende Stoß­ dämpfung aufrechtzuerhalten. Die vorliegende Erfindung verwendet einen Elekt­ romotor geringer Leistung, der ein Ventil betätigt, das seinerseits das Luftvolu­ men in einer Luftfeder steuert, wodurch die Höhe der Aufhängung reguliert wird.

Bei einer möglichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Stoß­ aufnehmer oder Dämpfer vorgesehen, der einen Antrieb zum einstellbaren Steuern der wirksamen axialen Länge des Stoßes benutzt, um eine Mehrzahl von Sitzhö­ hen herbeizuführen. Die Länge des Stoßes wird durch Anbringung von Gewinden auf einer Stange reguliert, die Teil des Stoßmechanismus ist, der mit den Gewin­ den zusammenwirkt, welche der Antriebsquelle zugeordnet sind. Die Betriebswei­ se des Antriebs und das nachfolgende Zusammenwirken zwischen den Gewinden veranlaßt die Stange, sich axial einzuschrauben und dadurch die wirksame Länge der Stange und die Gesamtlänge des Stoßes zu ändern.

Bei einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist weiter ein Aktor in dem Mechanismus vorgesehen. Der Aktor bewegt sich axial in Verbin­ dung mit der Stange und wird benutzt, um die Höhe einer Sitzaufhängung zu re­ gulieren. Indem sich der Aktor in axialer Richtung bewegt, betätigt er ein Ventil, das den Luftstrom in die und aus der Luftfeder steuert. Der Aktor veranlaßt die Luft, in die Feder zu strömen, um die Sitzhöhe zu vergrößern, und er läßt die Luft ab, um die Sitzhöhe zu verringern.

Diese und weitere Merkmale, Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch die nachfolgende Beschreibung und die Zeichnungen verdeutlicht, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente in verschiedenen Ansichten kennzeichnen, und in denen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;

Fig. 2 eine zerlegte perspektivische Ansicht eines Stoßdämpfers ist, der bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform verwendet wird;

Fig. 3 eine Querschnittsansicht des in Fig. 2 dargestellten Stoßdämpfers ist;

Fig. 4 eine Seitenansicht der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform für mehrfa­ che Höheneinstellungen ist;

Fig. 5 eine Seitenansicht einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, die eine Sitzaufhängung des Scherentyps verwendet, darge­ stellt in einer ausgefahrenen Position;

Fig. 6 eine Seitenansicht der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform in einer abgesenkten Position;

Fig. 7 eine Seitenansicht ist, die die Betätigung eines Ventilschaftes der vorlie­ genden Erfindung veranschaulicht; und

Fig. 8 eine Seitenansicht ist, die die Betätigung eines weiteren Ventilschaftes der vorliegenden Erfindung zeigt.

Nachfolgend werden die derzeit als bevorzugt angesehenen Ausführungsformen oder besten Beispiele der Erfindung im einzelnen beschrieben.

Zukünftige und gegenwärtige Alternativen und Modifikationen der bevorzugten Ausführungsformen sind denkbar. Irgendwelche Alternativen oder Modifikatio­ nen, die keine substantiellen Änderungen hinsichtlich der Funktion, des Zweckes, der Struktur oder des angestrebten Ergebnisses zur Folge haben, werden so be­ trachtet, daß sie durch die Patentansprüche dieses Patentes abgedeckt sind.

Wie in Fig. 1 dargestellt, kann eine Sitzaufhängung 10 aus einem Parallelo­ grammsitzmechanismus 20 bestehen, dessen Konstruktion Fachleuten auf diesem Gebiet bekannt ist. Wie dargestellt, besteht der Mechanismus 20 aus einem ersten Stützuntersatz 22 und einem dazu in Gegenlage plazierten Stützuntersatz 24. Die Untersätze 22 und 24 sind durch einen Gelenkstangenmechanismus miteinander verbunden, der aus zwei Sätzen von Armen 26 und 28 besteht, die zusammen den allgemeinen Parallelogramm-Mechanismus 20 bilden.

Die vorliegende Erfindung kann ebenso gut mit anderen bekannten Sitzaufhän­ gungen zusammenwirken. Wie in den Fig. 5 und 6 dargestellt, kann die vorlie­ gende Erfindung auch bei einer Sitzaufhängung des Scherentyps verwendet wer­ den.

Zwischen den Untersätzen 22 und 24 befindet sich eine Luftaufhängungsfeder 30. Bei der Feder 30 handelt es sich um einen Balg oder eine Tasche, wobei das Luft­ volumen im Inneren der Feder die Höhe der Sitzaufhängung durch Steuern des Abstandes zwischen den Untersätzen 22 und 24 einstellt. Die Luft, die verwendet wird, um die Feder 30 zu betätigen, wird von einem Kompressor geliefert, der typischerweise getrennt in einigem Abstand vom Sitz auf der fraglichen Apparatur oder Fahrzeug plaziert ist. Die Gestaltung, die Konstruktion und die Benutzung der Feder 30 sind ebenfalls Fachleuten auf diesem Gebiet bekannt. Eine von der Firma Firestone hergestellte Feder könnte bei der vorliegenden Erfindung ver­ wendet werden.

An den Untersätzen 22 und 24 ist eine Dämpfungsvorrichtung 40 befestigt, die als Stoßdämpfer arbeitet und die vertikale Bewegung der Untersätze 22 und 24 ein­ schränkt. Bei einer möglichen Ausführungsform kann die Dämpfungsvorrichtung ein System auf Fluidbasis sein, wie etwa eine hydraulische Dämpfungsvorrich­ tung, die von der Firma Tenneco hergestellt wird. Natürlich können auch andere Dämpfungsvorrichtungen oder Stoßdämpfer bei der vorliegenden Erfindung zum Einsatz kommen, wie etwa eine Feder, Luft oder andere Dämpfungssysteme, die Fachleuten auf diesem Gebiet bekannt sind.

Die Dämpfungsvorrichtung 40 ist am Untersatz 22 durch eine Halterung 42 be­ festigt, und am Untersatz 24 ist sie durch eine Halterung 44 befestigt. Im allge­ meinen wird die Dämpfung durch das Eintauchen des Plungers 46 bewirkt, der ein Fluid durch eine verengte Öffnung preßt, die im Inneren der Dämpfungsvorrich­ tung 40 plaziert ist. Auf dem Plunger 46 ist ein Stoßfänger 46 aus Gummi plaziert, der als Stoßdämpfer und Stoppanschlag wirkt.

Auf der Dämpfungsvorrichtung 40 ist ein Luftzufuhrsteuerventil 50 befestigt, welches das Luftvolumen innerhalb der Luftfeder 30 steuert. Wie dargestellt kann das Ventil 50 durch einen U-Bolzen 52, einen Bock 53 und Befestigungselemente 54 auf dem Stoßdämpfer befestigt werden. Das Ventil 50 steht in Verbindung so­ wohl mit der Luftfeder 30 als auch mit dem Luftzufuhrkompressor, der auf der Apparatur oder dem Fahrzeug plaziert ist. Das Ventil 50 hat einen Auslaßstutzen 56, der Luft aus der Feder 30 ausläßt; es hat einen Luftzufuhrstutzen 57, der durch einen Schlauch (nicht dargestellt) der Feder 30 Luft zuführt; und er hat einen Einlaßstutzen 58, der durch die Verwendung eines Schlauches mit der Luftzufuhr verbunden ist.

Aus dem Ventil 50 erstrecken sich zwei Ventilspindeln 60 und 62 nach außen, die das Volumen der Luft in der Feder 30 steuern. Wenn die Ventilspindel 60 einge­ taucht ist, wird der Feder 30 durch den Stutzen 57 Luft zugeführt. Wenn die Ven­ tilspindel 62 hervorsteht, wird durch den Stutzen 56 Luft aus der Feder 30 nach außen gelassen. Wenn sich die Ventilspindeln 60 und 62 in einer neutralen Positi­ on befinden, wird Luft der Feder 30 weder zugeführt noch aus ihr ausgelassen.

Die Betriebsweise des Ventils 50 wird durch einen Aktor 66 gesteuert, der an eine Anti-Rotationshülse 70 angeschlossen ist. Innerhalb der Hülse 70 ist durch die Öffnung 72 hindurch eine Verlängerungsstange 80 angeordnet, die am Plunger 46 befestigt ist oder sich von diesem aus erstreckt, und die auch an der Hülse 70 be­ festigt ist, um weiter einen Teil des Stoßmechanismus zu bilden. Wie weiter in Fig. 3 zu sehen ist, können die Verlängerungsstange 80, der Stoßfänger 45 und der Plunger 46 im Innenraum 74 der Hülse 70 plaziert sein. Ein Längsschlitz oder eine Führungsbahn 76 ist weiter auf der Hülse 70 angebracht und so bemessen, daß er bzw. sie gleitend den Vorsprung 43 aufnimmt, der auf dem äußeren Gehäu­ se des Ventils 40 plaziert ist.

Wie in den Fig. 3 und 4 dargestellt, wird ein Elektromotor 90 verwendet, um die wirksame Länge des Stoßes 40 durch Steuern der Länge der Stange 80 abzustim­ men. Wie in den Fig. 1 und 4 dargestellt, kann der Motor 90 durch Befestiger 91, den Block 103, oder durch andere Befestigungs- oder Halterungsmittel, die Fach­ leuten auf diesem Gebiet bekannt sind, an der Aufhängung 10 montiert werden.

Um die Länge der Stange 80 und dementsprechend den Stoß zu justieren, enthält der Antriebsmechanismus 94 eine langgestreckte Öffnung 95, die für das Auf­ nehmen der Stange 80 und eines Kragens 96 bemessen ist, der ein Innengewinde 97 aufweist, das mit dem Gewinde 92 auf der Stange 80 kämmend in Eingriff steht. Das Gewinde 97 kann direkt auf dem Kragen 96 ausgebildet sein, oder es kann Teil einer inneren Büchse 99 sein, die durch einen Stift 113 am Kragen 96 gesichert ist. Das Zusammenwirken zwischen den Gewinden 97 und 82 veranlaßt die Stange 80, sich in axialer Richtung fortzubewegen. Fig. 4 zeigt, wie die Länge der Stange 80 geändert wird, um verschiedene Sitzhöhen einzustellen.

Bei einer anderen Ausführungsform kann die benutzte Sitzaufhängung eine solche vom Scherentyp sein, die in den Fig. 5 und 6 dargestellt ist. Die Gestalt, der Auf­ bau und die Betriebsweise dieses Aufhängungstyps werden allgemein in den US- Patenten 4,856,763 und 5,580,027 beschrieben, die unter Bezugnahme auf sie in dieser Beschreibung einbezogen sind. Wie dargestellt, umfaßt die Sitzaufhängung 200 einen Verbindungsmechanismus, der aus Scherenarmen 210 und 212 besteht, die an gegenüberliegend plazierte Basisabschnitte 220 und 222 angeschlossen sind. Die übrigen Komponenten, die das System zur Regulierung der Höhe bilden, sind in der oben beschriebenen Weise in die Aufhängung 200 eingebaut. Wieder­ um wird, wie in den Fig. 5 und 6 dargestellt, die Länge der Stange 80 geändert, um unterschiedliche Sitzhöhen einzustellen.

Im Gebrauch benutzt die vorliegende Erfindung einen kleinen Antrieb, wie etwa einen Elektromotor 90, um die Länge des Stoßes zu ändern und um so eine große Vielfalt von Sitzhöhen einzustellen. Es hat sich auch herausgestellt, daß die kleine Antriebsquelle auch dazu benutzt werden kann, die Höhe des Sitzes durch Steuern der Luftmenge zu regulieren, die entweder in die Luftfeder eingeleitet oder aus ihr abgelassen wird. Beispielsweise muß zum Einstellen einer unteren Sitzhöhe so­ wohl die wirksame Länge der Stange 80, als auch die Gesamtlänge des Stoßes 40 verkleinert werden. Um dies zu erreichen, wird der Kragen 76 in die dazu passen­ den Richtung gedreht, was einen Abschnitt der Stange 80 veranlaßt, sich axial in die Öffnung 95 des Kragens 96 einzuschrauben, weil sich der Kragen 96 im ge­ windemäßigen Eingriff auf dem Gewinde 82 der Stange 80 befindet. Indem die Stange 80 axial in den Kragen 96 eindringt, bewegt sich die Hülse 70 ebenfalls in axialer Richtung. Der Aktor 66 bewegt sich seinerseits axial in Richtung auf den Untersatz 22 zu, was den Aktor 66 aus der neutralen Position relativ zu den Spin­ deln 60 und 62 herausbewegt. Genauer gesagt bleibt die Spindel 60 inaktiv, weil sie niedergedrückt werden muß, um der Feder 30 weitere Luft zuzuführen. Der Aktor 66 aktiviert hingegen die Spindel 62, indem er sie unter Benutzung des Be­ festigers 101 in Richtung auf den Untersatz 22 zieht. Dies läßt so lange Luft aus der Luftfeder 30 austreten, bis, durch die Bewegung des Untersatzes 22 nach un­ ten hin, der Aktor in seine neutrale Position zurückgekehrt ist, wodurch die Ven­ tilspindel 62 deaktiviert und das Auslassen von Luft aus der Feder 30 beendet wird.

Um die Höhe der Sitzaufhängung 10 zu vergrößern, wird der Motor 90 einge­ schaltet, und die Drehung des inneren Gewindes 97 sowie das Zusammenwirken desselben mit dem Gewinde 82 verursacht die Zunahme der effektiven Länge der Stange 80. In dem Maße, wie sich die Länge der Stange vergrößert, bewegt sich die Hülse 90 in Richtung auf den Untersatz 24, und dies geschieht auch seitens des Aktors 66. Wiederum bewegt dies den Aktor 66 aus der neutralen Position heraus, indem er die Ventilspindel 60 niederdrückt, was die Luft veranlaßt, in die Feder 30 zu strömen und so deren Volumen, wie auch die Höhe der Sitzaufhän­ gung zu vergrößern. In dem Maße, wie das Luftvolumen vergrößert wird, bewegt sich der Aktor 66 in die neutrale Position zurück, was den Betriebsvorgang been­ det. Die Ventilspindel 62 und der Befestiger 101 sind nicht betroffen, weil sie während dieser Operation durch die am Aktor plazierte Öffnung 104 bereits hin­ durchgewandert sind.

Alternativ kann das Gewinde 97 feststehend oder drehungsblockierend wirken, und die Stange 80 kann durch die Antriebsquelle in Drehung versetzt werden, um die gewünschte Längeneinstellung herbeizuführen.

Einer der Vorteile der Erfindung besteht darin, daß die wirksame Länge des Sto­ ßes zu dem Zweck geändert werden kann, Änderungen der Sitzhöhe vorzuneh­ men. Wie beschrieben wird dies durch das Zusammenwirken der Gewinde 82 und 97 und der Benutzung des Antriebsmotors 90 geringer Leistung erreicht.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß Änderungen der Länge des Stoßes 40 auch dazu benutzt werden können, die Luftfeder 30 zu betätigen. Dies versetzt die Feder 30 in die Lage, den größten Teil der Arbeit des aktuellen Einstellens der Höhe der Aufhängung durchzuführen.

Durch die vorliegende Erfindung wird auch eine konsistente Dämpfung beibehal­ ten. Wenn einmal die Einstellung in Bezug auf die Länge der Stange 80 und den Stoß 40 durchgeführt worden ist, kehrt die Länge des Plungers 46, nachdem sie zeitweilig geändert worden ist, in ihren optimalen Hub in die Mitte der Verschie­ bungszone zurück, sobald die neutrale Position durch die Einwirkung der Luftfe­ der wiedergewonnen worden ist.

Darüber hinaus verschafft das Einstellsystem auch die Fähigkeit zum Voreinstel­ len der Sitzhöhe. Durch Einhalten der passenden Raumbeziehung zwischen der Länge der Stange 80, bei der sie einem jeweiligen Luftvolumen entspricht, und der Sitzhöhe kehrt die Aufhängung jedes mal dann, wenn die Luftzufuhr aktiviert wird, in die vorher voreingestellte Höhe zurück, sobald eine neutrale Position er­ neut herbeigeführt worden ist.

Wenngleich die Erfindung nur unter Bezugnahme auf die bevorzugten Ausfüh­ rungsformen derselben beschrieben worden ist, ergibt sich von selbst, daß zahlrei­ che Varianten, Modifikationen und alternative Ausführungsformen möglich sind und daß alle derartigen Varianten, Modifikationen und alternativen Ausführungs­ formen als der Idee und dem Umfang der Erfindung entsprechend zu betrachten sind.

Claims (4)

1. Eine höheneinstellbare Sitzaufhängung, aufweisend:
erste und zweite Untersätze, die durch einen Verbindungsmechanismus miteinander verbunden sind;
einen Stoßdämpfer, der zwischen den genannten Untersätzen angeordnet ist, wobei der genannte Stoßdämpfer vertikale Bewegungen der Untersätze dämpft;
eine Stange mit einem Gewindeabschnitt, wobei die genannte Stange einen Teil des Stoßdämpfers bildet; und
eine Antriebsquelle mit einem drehbaren Kragen, der gewindemäßig in den genannten Gewindeabschnitt der genannten Stange eingreift, wobei der genannte Eingriff die genannte Stange axial in Bezug auf den genann­ ten Kragen umpositioniert, um die wirksame Länge des genannten Stoß­ dämpfers zu ändern mit dem Ziel, die Änderung der Sitzhöhe herbeizufüh­ ren.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der der genannte Kragen eine innere Öffnung aufweist, die zum Aufnehmen der genannten Stange bemessen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die genannte Antriebsquelle ein Elektromotor ist.

4. Höheneinstellbare Sitzaufhängung, aufweisend:
erste und zweite Untersätze, die durch einen Gelenkstangenmechanismus miteinander verbunden sind;
eine Luftfeder und einen Stoßdämpfer, die zwischen den genannten Unter­ sätzen angeordnet sind;
wobei der genannte Stoßdämpfer Vertikalbewegungen der Untersätze dämpft;
wobei sich die Luftfeder hinsichtlich des Luftvolumens vergrößert, um die Sitzhöhe der Aufhängung zu steigern, und welche sich hinsichtlich des Luftvolumens verkleinert, um die Sitzhöhe der Aufhängung zu verringern;
eine Stange mit einem Gewindeabschnitt, wobei die Stange Teil des Stoß­ dämpfers ist;
einen Aktor, der an der genannten Stange befestigt ist, wobei der Aktor in Verbindung mit einem Ventil steht, welches das Luftvolumen in der ge­ nannten Luftfeder steuert;
eine Antriebsquelle mit einem drehbaren Kragen, der gewindemäßig in den genannten Gewindeabschnitt der genannten Stange eingreift, wobei der genannte Eingriff die genannte Stange axial in Bezug auf den genann­ ten Kragen umpositioniert, um durch die wirksame Länge des genannten Stoßdämpfers einer Änderung der Sitzhöhe Rechnung zu tragen; und
wobei der genannte Eingriff axial den genannten Aktor in Bezug auf das genannte Ventil umpositioniert, um das genannte Ventil zu aktivieren, da­ mit es das Luftvolumen der genannten Feder ändert, um dadurch eine Än­ derung der Sitzhöhe herbeizuführen.