-
Die
Erfindung betrifft ein Federsystem für den Einsatz in Fahrzeugen,
insbesondere für
Fahrzeugsitze und/oder Fahrzeugkabinen, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches
1.
-
Federungssysteme,
insbesondere für
Fahrzeugsitze sind in vielfältiger
Weise bekannt. Beispielsweise werden sehr häufig zwischen zwei Federungsteile,
nämlich
einem unteren Teil und einem oberen Teil, auf welchem der eigentliche
Fahrzeugsitz angebracht ist, eine Luftfeder und in Ergänzung ein
Gasdämpferelement
angebracht, um die Schwingungsbewegung, welche sowohl von oben durch
den Fahrer, als auch von unten durch das Fahrgestell eingeleitet
werden kann, abzufedern. Derartige Federsysteme erfordern eine aufwendige
Steuerung der Luftfeder und des Dämpfers und sind somit in ihrer Herstellung
als auch in ihrer Wartung kosten- und zeitintensiv.
-
Derartige
Federungssysteme weisen zudem den Nachteil auf, dass sie nach einer
gewissen Zeit reparaturanfällig
sind und gegebenenfalls die Luftfeder und/oder der Dämpfer ersetzt
werden müssen. Ferner
sind die aus dem Stand der Technik bekannten Federsysteme oftmals
nur sehr aufwendig einstellbar.
-
Demzufolge
liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Federsystem
für den
Einsatz in Fahrzeugen zur Verfügung
zu stellen, welches nicht nur kostengünstig herzustellen, sondern
auch wenig zeitintensiv in seiner Wartung und einfach in seinem
Aufbau ist.
-
Ferner
soll das Federsystem gegenüber
den aus dem Stand der Technik bekannten Federsystemen einfacher
handhabbar sein.
-
Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den
Gegenstand des Patentanspruches 1 gelöst.
-
Der
Kerngedanke der Erfindung liegt darin, dass bei einem Federsystem
für den
Einsatz in Fahrzeugen zur Einstellung einer Federungscharakteristik
mindestens ein Federelement zum Bereitstellen einer Federkraft vorgesehen
ist, wobei zwischen einem oberen- und einem unteren Anordnungsbereich, die
jeweils zur Aufnahme von Kräften
dienen, ein Scherengestell zum Koppeln des Federelements mit mindestens
einer auf einen der Anwendungsbereiche wirkenden Kraft vorgesehen
ist. Erfindungsgemäß ist das
Federelement mit einem Auslenkmittel zur Beeinflussung der Federkraft
gekoppelt und zwischen dem Auslenkmittel und einem Segment des Scherengestells
ist eine Wirkverbindung zum Übertragen
von Kräften
herstellbar.
-
Diese
Lösung
ist vorteilhaft gegenüber
den aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen, da sie einfach
und kostengünstig
herstellbar sowie einfach bedienbar ist.
-
Da
zwischen dem Auslenkmittel und mindestens einem Segment des Scherengestelles
eine Wirkverbindung zum Übertragen
von Kräften
herstellbar ist, können
verschiedene Richtungen der Federkraft, die von dem Federelement
ausgeht, in Abhängigkeit
von der momentanen Stellung des Segmentes des Scherengestelles eingestellt
werden. Denn wenn ein erstes Ende des Federelements und das Auslenkmittel
in einer Verbindungsstelle miteinander gekoppelt sind und es sich
beispielsweise bei dem Auslenkmittel um einen Hebelarm handelt,
der an seinem anderen Ende mit einer Achse an dem Segment befestigt
ist, können
durch verschiedene Schwenkstellungen des Auslenkmittels, die von
der momentanen Höheneinstellung
des Segmentes des Scherengestelles abhängen, verschiedene Ausrichtungen
der Federkraftrichtung erhalten werden, welche zu einer anderen
Federungskennlinie führen. Hierdurch
kann eine optimale Schwingungsänderung unabhängig von
dem Gewicht des Fahrers, der diesen Fahrersitz benutzt, erreicht
werden.
-
Die
Kopplung zwischen dem Federelement und dem Auslenkmittel ermöglicht bei
einer Auslenkung des Auslenkmittels eine Kraftbeaufschlagung des
Federelementes und vice versa. Ferner ist die Verbindungsstelle
in einem definierten Abstand zu einer Drehachse des Auslenkmittels
angeordnet, wie bereits erwähnt.
Dies ist vorteilhaft, da trotz gleicher Verbindungsstelle je nach
Stellung des Auslenkmittels unterschiedliche Momente bzw. Hebelverhältnisse
generiert werden können.
Denn der effektive Hebel hängt
von der Richtung der Federkraft und somit von der momentanen Auslenkung
des Auslenkmittels ab. Eine senkrecht zur Richtung der Federkraft
verlaufende Linie, welche durch die Drehachse des Auslenkmittels
geht, ergibt den effektiven Hebelarm und somit das effektive Drehmoment.
-
Vorzugsweise
ist hierbei der Winkel zwischen dem Auslenkmittel und der Erstreckung
bzw. dem Verlauf des Segmentes des Scherengestelles fest ausgebildet,
unabhängig
davon, in welchem Auslenkwinkel sich momentan das Auslenkmittel
befindet. Das heißt,
dass wenn das Segment sich in einer flacheren Position befindet,
also der Fahrersitz in einer unteren Position angeordnet ist, auch
das Auslenkmittel weniger stark ausgelenkt ist, als wenn der Fahrzeugsitz
sich in seiner oberen Position befindet und hierdurch auch das Segment
eine größere Neigung
gegenüber
der Horizontalen und somit auch das Auslenkmittel eine größere Auslenkung
aufweist.
-
Vorteilhaft
ist die Wirkverbindung zumindest gegenüber einem der Anordnungsbereiche
beabstandet.
-
In
einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung besteht zwischen einem ersten Drehpunkt
eines Segmentes des Scherengestells und einer Ebene eines Anordnungsbereichs
ein erster Abstand, der größer ist
als ein zweiter Abstand eines weiteren Drehpunktes eines Segmentes
des Scherengestells zu einer Ebene des entsprechenden Anordnungsbereiches.
Diese Ausführungsform
ist vorteilhaft, da sich durch die unterschiedlichen Abstände auf
unterschiedlichen Ebenen angeordnete Verbindungen zwischen den Segmenten
des Scherengestells und einzelnen Lagerungen ergeben. Dies führt zumindest
teilweise zu einer Schwingungsentkoppelung zwischen beispielsweise
dem oberen und dem unteren Anordnungsbereich.
-
Bei
einer Anwendung der Vorrichtung auf Fahrzeugsitze entspricht der
obere Anordnungsbereich einem oberen Sitzbereich und der unter Anordnungsbereich
einem unteren Sitzbereich. Der untere Anordnungsbereich bzw. untere
Sitzbereich ist am Fahrzeug befestigt und der obere Anordnungsbereich
bzw. obere Sitzbereich ist gegenüber
dem Fahrzeug zumindest in Fahrzeughöhenrichtung, die der Sitzhöhenrichtung
entspricht, bewegbar.
-
Das
Federsystem ist ebenfalls an dem Fahrzeug befestigt, wenn es zwischen
einer Fahrzeugkabine und dem Fahrzeug bzw. dem Fahrzeugrahmen angeordnet
bzw. eingesetzt wird. In einer derartigen Ausführungsform ist die Fahrzeugkabine
gegenüber dem
Fahrzeugrahmen bzw. dem Fahrzeug in Fahrzeughöhenrichtung verschiebbar.
-
Denkbar
wären ebenfalls
kombinierte Anordnungen, in denen die Kabine in Höhenrichtung
bewegbar ist und auf der Kabine bzw. in der Kabine ein mit dem Federsystem
ausgestatteter Sitz vorgesehen ist, der ebenfalls in Fahrzeughöhenrichtung
bewegbar ist.
-
Es
ist ebenfalls denkbar, dass das Auslenkmittel und das Federelement
derart gekoppelt sind, dass die Verbindungsstelle variabel an dem
Auslenkmittel vorgesehen ist und je nach Bedarf in einer beliebigen
Position fixierbar ist. Je näher
sich die Verbindungsstelle hierbei an dem entsprechenden Anordnungsbereich
befindet, desto höher
ist bei gleicher Federkraft das mögliche Moment, das durch das Federelement
auf das Scherengestell übertragbar ist.
-
In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist in einem ersten Betriebszustand durch
ein Auslenken des Auslenkmittels eine Auslenkung des Scherengestells
bewirkbar. Dies ist vorteilhaft, da durch die Auslenkung des Auslenkmittels
das Scherengestell veränderbar
ist. Ebenfalls vorstellbar ist, dass durch eine Auslenkung des Scherengestells
eine Auslenkung des Auslenkmittels stattfindet.
-
In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung weist zumindest ein Segment des Scherengestells
einen ersten Abschnitt auf, der kürzer als ein zweiter Abschnitt
des Segmentes ist. Dies ist vorteilhaft, da ebenfalls zumindest
teilweise eine Schwingungsentkopplung der Schwingungen der einzelnen
Segmentabschnitte aufgrund unterschiedlicher Resonanzabschnitte
möglich
ist. Ferner wirken durch eine derartige Anordnung unterschiedliche
Kräfte
aufgrund unterschiedlicher Hebelverhältnisse auf die unterschiedlichen
Lagerungen. Dies ist vorteilhaft, da je nach Ausrichtung des Federsystems
die gewünschten
bzw. benötigten
Kräfte
zur Kraftbeaufschlagung auf das Federelement vorsehbar sind.
-
In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, ist bei einer Auslenkung des Scherengestells
die maximale Auslenkung der Verbindungsstelle bevorzugt kleiner
als die maximale Auslenkung des ersten Abschnitts des Segmentes
des Scherengestells und besonders bevorzugt ist die maximale Auslenkung
der Verbindungsstelle kleiner als die maximale Auslenkung des zweiten
Abschnitts des Segmentes des Scherengestells. Dies ist vorteilhaft
da trotz verhältnismäßig großer Auslenkung
des Gesamtsystems eine wesentlich kleine Auslenkung des Federelementes
möglicht
ist. Es ist daher beispielsweise möglich ein vergleichsweise kleines
bzw. kurzes Federelement vorzusehen. Als Auslenkung wird hierbei
der maximale Weg verstanden, den der jeweils in Winkelgeschwindigkeit am
schnellsten bewegte Abschnitt des ersten bzw. des zweiten Abschnittes
des Segmentes des Scherengestells oder der Verbindungsstelle zurücklegt.
-
In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist in dem ersten Betriebszustand das
Auslenkmittel mit dem Scherengestell verbunden und gegenüber diesem
arretiert. Diese Ausführungsform
ist vorteilhaft, da in dieser Konfiguration die Kräfte des
Federelementes über
das Auslenkmittel auf das Scherengestell übertragbar sind oder vice versa.
Eine weitere Ausführungsform ist
ebenfalls denkbar, in der das Auslenkmittel und das Scherengestell
einstückig
ausgebildet sind, wodurch zwar keine Einstellung der Federkraft
möglich ist,
jedoch geringere Herstellkosten erzielbar sind. Einstückig beschreibt
in diesem Fall auch unlösbar miteinander
verbundene Bauteile, wie z. B. durch Schweißen verbundene Bauteile.
-
In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung besteht zwischen dem Segment des Scherengestells
und einer Geraden, die durch eine Anbringungsstelle, an der das Auslenkmittel
mit dem Segment des Scherengestells in Kontakt steht, und die Verbindungsstelle
definiert ist im arretieren Zustand ein fester Winkel.
-
Diese
Ausführungsform
ist vorteilhaft, da der Winkel zwischen der Geraden und dem Scherengestell
in dem arretierten Zustand nicht veränderbar ist und somit während dem
ersten Betriebszustand keine ungewollten Federkrafteinstellungen
erfolgen können.
-
In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist in einem zweiten Betriebszustand
das Auslenkmittel gegenüber
dem Scherengestell von einer ersten arretierten Position in eine
zweite arretierte Position bewegbar. Dies ist vorteilhaft, da durch
eine Veränderung
der Position des Auslenkmittels eine Veränderung bzw. eine Einstellung
der Federkraft durchführbar
ist. Die Position des Auslenkmittels ist hierbei gegenüber dem
Hebelelement beliebig einstellbar und/oder fixierbar bzw. arretierbar.
Ferner ist denkbar und vorteilhaft, dass bei einem konstanten Hebelverhältnis, d.
h. konstantem Abstand zwischen der angreifenden Federkraft und dem
Punkt, um den das Moment wirkt, eine Veränderung der Federkraft möglich ist.
-
In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist das Auslenkmittel mit einem Hebelelement
verbunden, wobei das Hebelelement stangen- und plattenartig, hohl,
aus Vollmaterial und mit jedem beliebigen Querschnitt, wie z. B.
rund, rechteckig, mehreckig etc. ausgestaltet sein kann. Das Hebelelement
steht ferner drehbar mit einem Element in Verbindung, das mit dem
Segment des Scherengestells ebenfalls drehbar verbunden ist.
-
Diese
Ausführungsform
ist vorteilhaft, da durch die auftretenden Hebelverhältnisse
wiederum eine Auslenkung des Scherengestells in Höhenrichtung
möglich
ist, die größer als
die Auslenkung des Federelementes ist.
-
Weiterhin
ist vorteilhaft, dass durch die zuvor beschriebene Anordnung eine
Verbindung zwischen dem Hebelelement, dem Auslenkmittel und dem Segment
des Scherenelements gegeben ist. Das drehbar mit dem Scherengestell
verbundene weitere Element ermöglicht
ein Zusammenwirken dieser Komponenten, ohne das Spannungen im System auftreten.
Bevorzugt ist das weitere Element ebenfalls drehbar mit dem Hebelelement
verbunden. Hierbei ist jedoch auch denkbar, dass in einem ersten
Betriebszustand das Auslenkmittel gegenüber dem Hebelelement fixiert
ist, d. h. die Bewegung des Hebelelements ein Auslenken des Auslenkmittels
bewirkt und vice versa. Das Auslenkmittel ist zudem bevorzugt in
einem zweiten Betriebszustand gegenüber dem Hebelelement bewegbar,
d. h. aus einer ersten fixierten bzw. arretieren Position in eine
weitere fixierte bzw. arretierte Position bewegbar. In einer weiteren
Ausführungsform
sind das Auslenkmittel und das Hebelelement einstückig ausgebildet,
wobei einstückig
ebenfalls als unlösbar
im zuvor diskutierten Sinne verstanden werden kann.
-
In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung sind das Hebelelement und das Auslenkmittel
drehbar um eine Achse angeordnet. Diese Achse ist von jeder weiteren
Achse beabstandet, um welche zumindest ein Segment des Scherengestells
drehbar angeordnet ist. Dies ist vorteilhaft, da das Auslenkmittel
nicht direkt an einem Segment des Scherengestells angreift bzw.
angeordnet ist, sondern durch das Hebelelement eine beliebige Stelle
an dem jeweiligen Segment des Scherengestells zur Krafteinleitung
bzw. Kraftaufnahme vorsehbar ist. Durch die Länge des Hebelelements und das
Federelement sind somit unterschiedlichste Kräfte- und Hebelverhältnisse
vorsehbar.
-
In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist ein zweites Ende des Federelementes
an einem Segment des Scherengestells, dem oberen oder dem unteren
Anordnungsbereich oder an dem Fahrzeugrahmen angeordnet. Dies ist
vorteilhaft, da das Federelement bei einer Verschiebung der oberen
Anordnungsfläche
in Höhenrichtung
ebenfalls gänzlich
in Höhenrichtung verschiebbar
ist oder das Federelement lediglich in seiner Länge auslenkbar und um eine
Achse an der Anbringungsstelle seines zweiten Endes schwenkbar ist.
-
In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist das Federelement bevorzugt horizontal
zwischen den Segmenten des Scherengestells angeordnet. Dies ist
vorteilhaft, da das Federelement geschützt angeordnet ist, d. h. beispielsweise
von einem Fahrzeugsitzoberteil umgeben oder umschlossen ist. Das
Federelement kann hierbei bevorzugt als eine Gasfeder, eine Kunststofffeder,
eine Gummifeder, eine Metallfeder, wie z. B. eine Spiralfeder, eine
Torsionsfeder, eine Schenkelfeder oder eine Kombination aus diesen oder
weiteren Federelementen ausgebildet sein.
-
In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist das Auslenkmittel manuell, mechanisch,
elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch betätigbar und/oder fixierbar bzw. arretierbar.
Dies ist vorteilhaft, da für
eine Arretierung und Betätigung,
d. h. eine Veränderung
der Position des Auslenkmittels, je nach Einsatzart der Vorrichtung,
dem Komforterfordernis und der verfügbaren Energieversorgungseinrichtung
die geeignete Betätigungsart
oder die geeignete Kombination dieser Bestätigungsarten vorsehbar ist.
-
In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist das Auslenkmittel zumindest abschnittsweise
plattenartig und/oder bevorzugt abschnittsweise stabförmig und
besonders bevorzugt hebelartig ausgebildet. Dies ist vorteilhaft,
da derartige plattenartige und/oder stabförmige und hebelartig abgebildete
Mittel einfach, genau und günstig
zu fertigen sind.
-
Weitere
bevorzugte Ausführungsformen
ergeben sich aus den Unteransprüchen.
-
Vorteile
und Zweckmäßigkeiten
sind in der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen
zu entnehmen.
-
Hierbei
zeigen:
-
1 einen
ausgefahrenen Zustand des Scherengestells mit einem am Scherengestell
vorgesehenen Auslenkmittel, das in einer ersten Konfiguration dargestellt
ist;
-
2 einen
eingefahrenen Zustand des Scherengestells und ein Auslenkelement,
das ebenfalls an dem Scherenelement angeordnet ist und den gleichen
Winkel zu dem Scherenelement aufweist, wie es in 1 der
Fall ist;
-
3 eine
ausgefahrene Stellung des Scherengestells mit einem am Scherengestell
angeordneten Auslenkmittel, das in einer weiteren Konfiguration
dargestellt ist;
-
4 eine
Anordnung, in der im Vergleich zu 2 das Auslenkmittel
in einer weiteren Konfiguration vorliegt;
-
5 ein
Scherengestell und ein Auslenkmittel, das beabstandet zu dem Scherengestell
gelagert ist;
-
6 die
aus 5 bekannte Vorrichtung in einer weiteren Konfiguration;
und
-
7 in
einem Kennliniendiagramm Kraft-Weg-Kennlinien für die erfindungsgemäße Vorrichtung.
-
In 1 ist
eine schematische Darstellung eines unteren Abschnittes eines Fahrzeugsitzes
oder einer Fahrzeugkabine eines Fahrzeugs dargestellt, wobei das
Federsystem 101 in vertikaler Richtung schwingend beaufschlagbar
ist. Das Federsystem 101 weist einen oberen Anordnungsbereich 102 und einen
unteren Anordnungsbereich 104 auf, die über ein Scherengestell 106 miteinander
verbunden sind. Das Scherengestell 106 besteht aus einem
ersten Segment 108 und einem zweiten Segment 110,
die über
eine Mittelachse 111 miteinander verbunden sind.
-
Aus
der 1 geht hervor, dass das erste Segment 108 einen
ersten Abschnitt 112 aufweist, der länger ist als ein zweiter Abschnitt 114.
Hierbei ist jedoch ebenfalls vorstellbar, dass der zweite Abschnitt 114 länger ist
als der erste Abschnitt 112 oder beide Abschnitte 112, 114 gleich
lang sind.
-
Das
erste Segment 108 weist eine erste Achse 116 auf,
die in x-Richtung verschiebbar ist. Hierbei ist vorstellbar, dass
an der ersten Achse 116 ein Rad vorgesehen ist, das in
der unteren Lagerung 117 beweglich gelagert ist oder an
der ersten Achse 116 ein Gleitelement vorgesehen ist, das
in dem unteren Lager 117 gleitend gelagert ist. Entsprechend
den Ausführungen
zu der ersten Achse 116 und dem unteren Lager 117 sind
beispielsweise ebenfalls die zweite Achse 118 und das obere
Lager 119 ausführbar.
-
Das
zweite Segment 110 ist neben der Lagerung 119 drehbar
um eine dritte Achse 120 in einem unteren Drehlager 122 gelagert,
das auf dem unteren Anordnungsbereich 104 vorgesehen ist.
Die Lagerung des ersten Segmentes 108 im oberen Anordnungsbereich 102 erfolgt
um eine vierte Achse 124, die in einem oberen Drehlager 126 vorgesehen
ist. Das obere Drehlager 126 ist in Höhenrichtung h länger ausgebildet
als beispielsweise das untere Drehlager 122, wodurch die
vierte Achse 124 weiter von einer Ebene des oberen Anordnungsbereiches 102 beabstandet
ist als die zweite Achse 118. Ebenfalls ist um die vierte
Achse 124 das Auslenkmittel 128 drehbar angeordnet,
das aus einer ersten gegenüber
dem ersten Segment 108 fixierten Position in eine zweite
gegenüber
dem ersten Segment 108 fixierten Position bewegbar ist.
-
An
dem Auslenkmittel 128, das in der 1 als Hebel
dargestellt ist, ist ein Federelement 130 an einer Verbindungsstelle 132 angebracht.
Das zweite Ende 134 des Federelementes 130 ist
gemäß der Darstellung
der 1 an dem zweiten Segment 110 des Scherengestells 106 befestigt,
wobei das zweite Ende 134 des Federelementes 130 ebenso
an dem oberen Anordnungsbereich 102 befestigbar ist. Das zweite
Ende 134 des Federelementes 130 ist bevorzugt
drehbar gelagert, es ist jedoch auch vorstellbar, dass das zweite
Ende 134 des Federelements 130 fest eingespannt
ist.
-
In 2 ist
ein Federsystem 201 in einer Position in minimierter bzw.
verringerter Höhe
gezeigt. In dieser Position ist der obere Anordnungsbereich 202 dem
unteren Anordnungsbereich 204 räumlich sehr nahe. Das Scherengestell 206 erstreckt
sich daher im Vergleich zu dem Scherengestell der 1 weniger
in Höhenrichtung
h jedoch weiter in Richtung x. Aufgrund der gegenüber 1 veränderten
Position der Vorrichtung 206 ist das erste Segment 208
des
Scherengestells 206 und das Auslenkmittel 228 in
einem konstanten Winkel um die vierte Achse 224 verdreht,
wodurch eine Auslenkung des Federelementes 230 in x-Richtung
erfolgt.
-
In 3 ist
das Scherengestell 306 gemäß der aus 1 bekannten
Positionierung dargestellt, wobei der Winkel zwischen dem ersten
Segment 308 des Scherengestells 306 und dem Auslenkmittel 328 gegenüber der
aus 1 bekannten Darstellung verändert, das heißt, spitzer
ist. Das Auslenkmittel 328 ist somit derart um die vierte
Achse 324 verdreht, dass die Verbindungsstelle 332,
an der das Federelement 330 mit dem Auslenkmittel 328 verbunden
ist, eine Stauchung bzw. Entspannung des Federelementes 330 bewirkt.
-
Bei 3 und 4 handelt
es sich um verschiedene Höhenpositionen
des Fahrzeugsitzes, die sich durch unterschiedliche Auslenkungen
des Auslenkmittels gegenüber
dem Segment des Scherengestelles auszeichnen. Beispielsweise kann
das Auslenkmittel 328 während
einer nach unten gefahrenen Position des Fahrzeugsitzes, wie sie
in 4 dargestellt ist, absichtlich in seiner Position
verändert werden,
um einen anderen Winkel α zwischen
der Erstreckung des Auslenkmittels 428 und dem Segment 408 des
Scherengestelles zu erhalten. Dies hat zur Wirkung, dass das Federelement 430 eine
verstärkte Kraftbeaufschlagung
erhält
und somit eine verstärkte Wirkung
in der Schwingungsmiderung des gesamten Fahrzeugsitzes erhalten
werden kann.
-
In 4 ist
eine weitere Darstellung eines Federsystems 401 in einer
abgesenkten Höhenkonfiguration
dargestellt. Im Vergleich zu der aus der 2 bekannten
Darstellung ist der Hebel 428 derart um die Achse 424 verdreht,
dass der Winkel zwischen dem ersten Segment 408 des Scherengestells 406 und
dem Auslenkmittel 428 größer ist. Durch diesen größeren Winkel
zwischen dem ersten Segment 408 und dem Auslenkmittel 428 ist
das Federelement 430 gegenüber dem aus 2 bekannten
Federelement 230 stärker
ausgelenkt, wodurch das in 4 gezeigte
Federelement 430 eine andere Kraft ausübt als das in 2 gezeigte
Federelement 230.
-
In 5 ist
eine weitere Ausführungsform
eines Federsystems 501 dargestellt, an dem unteren Anordnungsbereich 504 ist
ein unteres Drehlager 522 angeordnet, in dem das Scherenelement 506 lediglich
drehbar gelagert ist. Das obere Drehlager 526 ist ebenfalls,
wie in 4, in Höhenrichtung
h länger ausgebildet
als beispielsweise das untere Drehlager 522, wobei vorstellbar
ist, dass das obere Drehlager 526 auch mit der gleichen
Länge,
wie das untere Drehlager 522, ausführbar ist. Ferner ist denkbar, dass
das untere Drehlager 522 länger als das obere Drehlager 526 ausgebildet
ist.
-
An
dem Auslenkmittel 528 ist ein Federelement 530 in
einer Verbindungsstelle 532 angeordnet. Das Federelement 530 weist
ferner ein zweites Ende 534 auf, das in einer Aufnahme 548 des
Federelementes 530 gelagert – bevorzugt drehbar gelagert – ist. Die
Aufnahme 548 des Federelementes 530 erfolgt in
einem weiteren Lager 546, das mit dem unteren Anordnungsbereich 504 verbunden
ist. Entgegen der Anordnung der übrigen
Lager ist das weitere Lager 546 in horizontaler Richtung
angeordnet, wobei eine Anordnung des weiteren Lagers 546 in
vertikaler Richtung ebenfalls vorstellbar ist, entsprechend sind die übrigen Lager
auch horizontal anordenbar.
-
Das
Auslenkmittel 528 ist um eine fünfte Achse 536 drehbar,
die durch ein Lager des Auslenkmittels 537 vorgesehen ist.
An der fünften
Achse 536 ist ebenfalls das Hebelelement 538 drehbar
angeordnet. Das Auslenkmittel 528 und das Hebelelement 538 stehen
miteinander in einer Wirkverbindung, d. h. der Winkel der zwischen
ihnen aufgespannt ist, ist veränderbar.
Es ist ebenfalls vorstellbar, dass der Winkel zwischen dem Hebelelement 538 und
dem Auslenkmittel 528 unveränderbar ist, da das Auslenkmittel 528 ebenfalls
unlösbar
mit dem Hebelelemente 548 verbindbar ist.
-
An
dem Hebelelement 548 ist eine sechste Achse 540 angeordnet,
um die ein weiteres Element 542, das mittels einer siebten
Achse 544 drehbar mit dem zweiten Segment 510 verbunden
ist, drehbar ist. Eine Krafteinleitung in das Federsystem 501 über den
oberen Anordnungsbereich 502 oder den unteren Anordnungsbereich 504,
die zu einer Veränderung
des Abstandes zwischen dem oberen Anordnungsbereich 502 und
dem unteren Anordnungsbereich 504 führt, bewirkt zeitgleich eine
Veränderung der
Länge des
Federelementes 513 oder vice versa.
-
In 6 ist
im Vergleich zur 5 eine veränderte Höhe h des Federsystems 601 dargestellt, wodurch
ersichtlich wird, dass eine Längenänderung des
Federelementes 630 erfolgte. Aus der 6 geht
ferner hervor, dass im Vergleich zur 5 eine rechtwinklig
auf dem zweiten Segment 610 vorgesehene bzw. gedachte Strecke
ins Zentrum der fünften Achse 636 länger ist,
als dies in 5 der Fall ist. Ferner ist eine
in 6 rechtwinklig auf dem zweiten Segment 610 angeordnete
bzw. gedachte Strecke, die in das Zentrum der sechsten Achse 640 ragt,
kürzer
als dies in 5 der Fall ist.
-
In 7 wird
in einem Kennliniendiagramm der Verlauf von Kraft-Weg-Kennlinien
für unterschiedlich
schwere Fahrer, welche einen Fahrzeugsitz mit einem erfindungsgemäßen Federsystem
benutzen, gezeigt. Über
die Ordinate ist die Federkraft des Federsystemes und über die
Abszisse der zugehörige
Weg des Federsystemes in Höhenrichtung wiedergegeben.
Bei einem Fahrer mit einem geringem Eigengewicht entsteht die Kennlinie 700 mit
einer geringen Federkraft 701 in Bezug auf den zugehörigen zurückgelgeten
Schwingungsweg. Ein derartiger leichter Fahrer erfährt ebenso
eine gute Schwingungsminderung wie ein schwerer Fahrer, dessen Kennlinie
unter dem Bezugszeichen 702 mit dazugehöriger Federkraft 703 abgebildet
ist.
-
Aufgrund
der veränderten
Auslenkung des Federelementes, welche durch das anders positionierte
Auslenkmittel in Abhängigkeit
von der momentanten Stellung des Scherengestelles bewirkt wird, wird
eine unterschiedliche Federkraft gemäß dem Bezugszeichen 701 und 703 auch
in Abhängigkeit von
dem Gewicht des Fahrers erhalten. Eine starke Einfederung des Federsystemes
mit dem dazugehörigen
Sitz würde
eine starke Gegenfederkraft gemäß Bezugszeichen 703 erzeugen,
wohingegen eine schwache Aus-/Einfederung eine schwache Gegenfederkraft 701 hervorrufen
würde.
-
Die
Federkennlinien
700 und
702 weisen unterschiedliche
Steigungen in Abhängigkeit
von dem Gewicht des Fahrers und der dadurch erzeugten Gegenfederkraft
auf, wobei die Steigung mit unterschiedlichen Winkeln
704 gegenüber der
Horizontalen angeordnet sind. Sowohl die Winkelgröße als auch
die Masse m des Fahrers fließen
in eine Schwingungsfrequenzformel
ein. Gemäß dieser Formel wird die gegenseitige
Abhängigkeit
der Masse des Fahrers und der Winkelauslenkung der Kennliniensteigung
wiedergegeben.
-
Dies
verdeutlicht, dass eine gute Schwingungsminderung sowohl für den leichten
als auch für den
schweren Fahrer möglich
ist.
-
Sämtliche
in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale werden als erfindungswesentlich
beansprucht, sofern sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem
Stand der Technik neu sind.
-
Bezugszeichenliste
-
- 101,
201, 301, 401, 501, 601
- Federsystem
- 102,
202, 502
- oberer
Anordnungsbereich
- 104,
204, 504, 604
- unterer
Anordnungsbereich
- 106,
206, 306, 406, 506, 606
- Scherengestell
- 108,
208, 308, 408
- erstes
Segment des Scherengestells
- 110,
210, 510, 610
- zweites
Segment des Scherengestells
- 111
- Mittelachse
- 112
- erster
Abschnitt des Segmentes
- 114
- zweiter
Abschnitt des Segments
- 116,
216
- erste
Achse
- 117,
217
- unteres
Gleitlager/Rolllager
- 118,
218
- zweite
Achse
- 119,
219
- oberes
Gleitlager/Rolllager
- 120,
520, 620
- dritte
Achse (zweiter Drehpunkt/Anbringungsstelle
- 122,
522, 622
- unteres
Drehlager
- 124,
224, 324, 424, 524, 624
- vierte
Achse/erster Drehpunkt/Anbringungsstelle
- 126,
226, 326, 426, 526, 626
- oberes
Drehlager
- 128,
228, 328, 428, 528, 628
- Auslenkmittel/Hebel
- 130,
230, 330, 430, 530, 630
- Federelement
- 132,
232, 332, 432, 532
- Verbindungsstelle
- 134,
534
- zweites
Ende des Federelements
- 536,
636
- fünfte Achse
- 537
- Lager
des Auslenkmittels
- 538,
638
- Hebelelement
- 540,
640
- sechste
Achse
- 542,
642
- weiteres
Element
- 544,
644
- siebte
Achse
- 546,
646
- weiteres
Lager
- 548,
648
- Aufnahme
des Federelements
- 700,
702
- Kennlinie
- 701,
703
- Federkraft
- 704
- unterschiedliche
Winkel
