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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Sitzfederungsvorrichtung für einen Fahrzeugsitz, insbesondere einen Nutzfahrzeugsitz, mit mindestens einer Luftfeder, wobei die Luftfeder zwischen einem Sitzoberteil und einem Sitzunterteil des Fahrzeugsitzes angeordnet ist.
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Aus dem bisherigen Stand der Technik sind Dämpfungsvorrichtungen für Fahrzeugsitze bekannt, welche ein Sitzgestell, einen Dämpfer und eine Luftfeder umfassen. Bei niedrigen Sitzhöhen oder auch bei schweren Fahrzeugsitzen bedingt das bereitgestellte Volumen der Luftfeder nur einen begrenzten Schwingungsausgleichseffekt. Der Fahrzeugsitz wird aus seiner Mittelposition ausgelenkt und beginnt zu schwingen. Ist das Volumen der Luftfeder zu gering ausgebildet, wird bei hochfrequenten Schwingungen die Luftfeder so stark druckbelastet, dass diese anschlägt, was der Fahrer als harte Stauchung empfindet.
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Die
DE 3106513 A1 beschreibt einen Fahrzeugsitz mit einer pneumatischen Federung, die ein Zusatzvolumen aufweist, welches erfindungsgemäß so integriert ist, dass bestehende Hohlräume des Sitzgestells ausgenutzt werden. Allerdings ist die Zugänglichkeit dadurch erschwert, dass die Anordnung des Zusatzvolumens innerhalb des Sitzgestells vorgeschlagen wird.
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Auch aus der
DE 10 2005 023 088 B3 ist ein pneumatisch gefederter Fahrzeugsitz mit Zusatzvolumen bekannt. Die
DE 1 480 465 A beschreibt ein Sitzfederungssystem für Arbeitsmaschinen, welches an den Hydraulikkreislauf der Arbeitsmaschine angeschlossen ist.
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Daher ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Sitzfederungsvorrichtung für Fahrzeugsitze bereitzustellen, welche, unabhängig von der Beschaffenheit der Fahrbahn, einen Schwingungsausgleichseffekt bedingt, wodurch der Fahrzeugsitz nicht aus seiner Ausgangsposition ausgelenkt wird und somit eine Dämpfung der Höhenauslenkung erfährt. Zudem ist die vorliegende Erfindung kostengünstig herzustellen und für die Massenproduktion geeignet. Angestrebt wird außerdem, den vorhandenen Bauraum für die Anordnung der Komponenten der Sitzfederungsvorrichtung möglichst effektiv auszunutzen.
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Diese Aufgabe wird vorrichtungsseitig durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die Idee der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine erfindungsgemäße Sitzfederungsvorrichtung für einen Fahrzeugsitz, insbesondere einen Nutzfahrzeugsitz, mit mindestens einer Luftfeder zur Verfügung zu stellen, wobei die Luftfeder zwischen einem Sitzoberteil und einem Sitzunterteil des Fahrzeugsitzes angeordnet ist und mindestens ein mit der Luftfeder über eine erste Verbindungsleitung verbundenes schlauchartiges Element für ein Erweiterungsvolumen der Luftfeder aufweist. Das schlauchartige Element ist entlang mindestens einer Falte eines sich zwischen dem Sitzoberteil und dem Sitzunterteil des Fahrzeugsitzes erstreckenden balgartigen Verkleidungsstückes angeordnet, wobei ein Verlauf der Falte teilweise mit dem schlauchartigen Element ausgefüllt ist. Auf diese Weise ist es möglich, das Erweiterungsvolumen für die Luftfeder derart anzuordnen, dass keine aufwendigen, Platz einnehmenden Behältnisse in dem balgartigen Verkleidungsstück bzw. im Innern des balgartigen Verkleidungsstücks vorgesehen werden müssen. Somit wird der Bewegungsgrad der zur Verstellung der Sitzhöhe vorgesehenen Einrichtungen, wie beispielsweise Scherengestell oder andere Hubeinrichtungen, nicht eingeschränkt.
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Durch das erfindungsgemäße schlauchartige Element, welches über eine erste Verbindungsleitung mit der Luftfeder dauerhaft und regelbar verbunden ist, besteht die Möglichkeit sowohl bei hochfrequenten als auch bei niederfrequenten Schwingungen die Dämpfung der Höhenauslenkung des Fahrzeugsitzes gleichbleibend zu gewährleisten, so dass der Fahrzeugsitz, unabhängig von den auf ihn wirkenden Schwingungen, nicht aus seiner Mittelposition ausgelenkt wird.
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Unter hochfrequenten Schwingungen sind bevorzugt kurz und stark eingeleitete Schwingungen, wie beispielsweise beim Durchfahren eines Schlagloches, zu verstehen. Bei niederfrequenten Schwingungen handelt es sich bevorzugt um langsam eingeleitete Schwingungen, wie sie beispielsweise beim Überfahren eines leicht gewellten Fahrbahnbelages eingeleitet werden.
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Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Sitzfederungsvorrichtung kann die wirksame Kolbenfläche der Luftfeder möglichst gering gehalten werden, um so die federinternen Reibungsverluste zu minimieren. Daher können bei dem erfindungsgemäßen Gegenstand Luftfedern mit geringer Kraft-Weg-Luftfederkennlinie angeordnet werden, da durch die federinterne Reibungsminimierung eine Rückstellung der Luftfeder in die Mittelposition jederzeit gegeben ist. Zudem ist somit mehr Raum für die Einrichtungen zur Sitzhöhenverstellung vorhanden.
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Bei kurzen, schnell eingeleiteten Schwingungen ist ein kleines Luftfedervolumen ausreichend, um eine Dämpfung der Höhenauslenkung des Fahrzeugsitzes zu gewährleisten. Durch die erste Verbindungsleitung, welche die Luftfeder mit dem schlauchartigen Element verbindet, wird aufgrund des begrenzten Querschnittes ein Gegendruck induziert und das aus der Luftfeder austretende Luftvolumen erfährt einen Widerstand, wodurch die eingeleitete Schwingung abgefedert wird. Wäre der Querschnitt der ersten Verbindungsleitung ähnlich groß wie der Querschnitt des schlauchartigen Elementes ausgebildet, so würden der Dämpfung der Höhenauslenkung des Fahrzeugsitzes die Volumina der Luftfeder und des schlauchartigen Elementes zur Verfügung stehen, was wiederum eine starke Kompression der darin verteilten Luft bedeuten würde. Der Fahrzeugsitz würde somit eine deutliche Auslenkung erfahren.
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Bei langsam eingeleiteten Schwingungen, beispielsweise verursacht durch Bodenwellen, erfolgt über die erste Verbindungsleitung eine langsame Aufnahme der aus der Luftfeder verdrängten Luft, wodurch ebenfalls eine Dämpfung der Höhenauslenkung des Fahrzeugsitzes erfolgt.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist ein Verlauf der Falte komplett mit dem schlauchartigen Element ausgefüllt, wodurch eine gleichmäßige Ausdehnung der Luft ermöglicht wird.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform erstreckt sich das schlauchartige Element entlang des horizontalen Verlaufs eines Stegs einer Falte mit der größten Steghöhe, wobei das balgartige Verkleidungsstück eine Mehrzahl von jeweils zwei zueinander parallel ausgerichteten Falten aufweist, welche über sich in Höhenrichtung erstreckende Stege miteinander verbunden sind. Bevorzugt weist das balgartige Verkleidungsstück drei derartig ausgebildete Stege auf, wobei vorteilhaft der mittlere Steg die größte Steghöhe aufweist. Die beiden oberhalb und unterhalb benachbart angeordneten Stege verfügen über eine geringere Steghöhe. Der Vorteil dieser bevorzugten Anordnung besteht darin, dass der Steg mit der größten Steghöhe Platz für der schlauchartige Element bietet, welches je nach dem zu bereitstellenden Erweiterungsvolumen für die Luftfeder in seinem Querschnitt variierbar ausgebildet ist. So weist ein schlauchartiges Element mit einem großen (kleinen) Erweiterungsvolumen auch einen großen (kleinen) Querschnitt auf.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das schlauchartige Element ringartig ausgebildet. Durch diese geometrische Ausgestaltung wird bei der Druckbeaufschlagung mit Luft aus der Luftfeder der Luftstrom aufgespalten und somit schneller aus der ersten Verbindungsleitung abgeführt, wodurch besonders niederfrequente Schwingungen gedämpft werden.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist das schlauchartige Element einen runden oder vieleckigen, vorzugsweise einen viereckigen, Querschnitt auf. Bevorzugt ist der Querschnitt des schlauchartigen Elementes der geometrischen Ausgestaltung des balgartigen Verkleidungsstückes angepasst. Im einfachsten Fall ist der Querschnitt des schlauchartigen Elementes rund ausgebildet. Bevorzugt weist das schlauchartige Element einen viereckigen Querschnitt auf, da so die bestmögliche Raumausnutzung entlang des Verlaufs des Steges mit der größten Steghöhe des balgartigen Verkleidungsstückes ermöglicht wird.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das schlauchartige Element an dem balgartigen Verkleidungsstück fixiert, vorzugsweise im balgartigen Verkleidungsstück integriert. Die Fixierung des schlauchartigen Elementes an dem balgartigen Verkleidungsstück erfolgt beispielsweise durch Verkleben mit geeigneten Klebemitteln oder auch durch Einschmelzen. Ferner ist es denkbar, dass das schlauchartige Element bereits bei der Herstellung des balgartigen Verkleidungsstückes integriert ist und somit ein nachträgliches manuelles Einarbeiten nicht notwendig ist.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das schlauchartige Element vorzugsweise aus Kunststoff ausgebildet. Hierbei kann es sich um einen vollsynthetischen, halbsynthetischen oder durch Umwandlung von Naturprodukten hergestellten Werkstoff handeln. Bevorzugt ist das schlauchartige Element aus einem luftdichten, formstabilen Werkstoff hergestellt, beispielsweise aus Polyvinylchlorid, Polyacrylaten oder Polyurethanen. Ferner ist denkbar, den Werkstoff mit Additiven, beispielsweise zu dessen Stabilisierung, zu versetzen. Durch die Formstabilität gegenüber Druck und Temperatur stellt das schlauchartige Element, unabhängig von den Umgebungsbedingungen, jederzeit des vorbestimmbare Erweiterungsvolumen zur Verfügung, so dass zu jeder Zeit eine gleichbleibende Dämpfung der Höhenauslenkung des Fahrzeugsitzes erfolgt.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist in dem balgartigen Verkleidungsstück bzw. im Innern des balgartigen Verkleidungsstücks zwischen dem Sitzoberteil und dem Sitzunterteil des Fahrzeugsitzes eine Einrichtung zur Erhöhung des Druckes in der Luftfeder und/oder im schlauchartigen Element angeordnet.
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Die Einrichtung zur Erhöhung des Druckes ist bevorzugt als Kompressor ausgebildet. Dieser dient vorteilhafter Weise der Anfangsnivellierung des Fahrzeugsitzes in Abhängigkeit von dem Körpergewicht des darauf sitzenden Fahrers. Der Kompressor ist bevorzugt über eine zweite Verbindungsleitung mit der Luftfeder verbunden. Ferner ist auch denkbar, dass der Kompressor direkt mit der Luftfeder verbunden ist, ohne eine entsprechende Verbindungsleitung.
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Nimmt beispielsweise eine Person mit hohem Körpergewicht Platz, so wird der Fahrzeugsitz aus seiner ursprünglichen Position (unbesetzter Zustand) nach unten hin ausgelenkt, wobei die Luftfeder eine Druckbelastung erfährt. Würde der Fahrer in dieser Sitzposition in ein Schlagloch fahren, so würden die hochfrequenten eingeleiteten Schwingungen die Luftfeder mit einer weiteren Druckbelastung beaufschlagen, würde der Fahrer eine harte Stauchung spüren, da der verbliebene Federweg der Luftfeder nicht ausreichend lang ausgebildet ist, um die eingeleiteten Schwingungen zu dämpfen. Der Kompressor erzeugt daher bei einer Sitzneubelegung ein zusätzliches Luftvolumen, welches die Luftfeder bevorzugt in ihrer Mittelposition anordnet.
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Unter Mittelposition ist diejenige Höhenposition der Luftfeder zu verstehen, in welcher der Federweg der maximalen Auslenkbewegung (Druckbelastung) dem Federweg der maximalen Rückstellbewegung (Zugbelastung) entspricht. Da Luftfeder und Fahrzeugsitz miteinander verbunden sind, bedeutet eine Mittelposition der Luftfeder auch eine Mittelposition des Fahrzeugsitzes.
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Darüber hinaus ist auch denkbar, dass der Kompressor bei hochfrequent eingeleiteten Schwingungen, vorteilhaft bei kleinen Luftfedervolumina, ein zusätzliches Luftvolumen aufbaut, welches über eine dritte Verbindungsleitung der Luftfeder zuführbar ist und dort den Luftdruck erhöht. Bei Druckbelastung der Luftfeder wirkt der erhöhte Luftdruck einer Auslenkung nach unten entgegen, so dass ein Durchschlagen verhindert wird und der Fahrzeugsitz und somit auch der Fahrer keine Stauchung erfährt. Bevorzugt wird der Kompressor über eine Steuereinrichtung gesteuert, welche beispielsweise Signale aus einem am Fahrzeugsitz angebrachten Schwingungssensor evaluiert und den Kompressor somit steuert. Bevorzugt erfolgt dieser Prozess automatisch.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist in dem balgartigen Verkleidungsstück bzw. im Innern des balgartigen Verkleidungsstücks zwischen dem Sitzoberteil und dem Sitzunterteil des Fahrzeugsitzes ein Ventil zur Regulierung des Druckes in der Luftfeder und/oder im schlauchartigen Element angeordnet. Das Ventil ist bevorzugt als Luftventil ausgebildet und findet vorteilhaft bei der Anfangsnivellierung des Fahrzeugsitzes in Abhängigkeit von dem Körpergewicht des darauf sitzenden Fahrers Anwendung. Das Ventil ist über eine dritte Verbindungsleitung mit der Luftfeder verbunden.
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Nimmt beispielsweise eine leichte Person auf einem Fahrzeugsitz Platz, welcher zuvor für eine Person mit hohem Körpergewicht eingestellt wurde, so erfährt die Luftfeder lediglich eine leichte Druckbelastung. Der Sitz ist nicht in Mittelposition, wodurch bei eingeleiteten Schwingungen die Gefahr besteht, dass durch den kurzen Federweg nach oben ein Durchschlag bedingt wird und der Fahrer eine Stauchung erfährt. Das Luftventil dient somit dazu, den Druck aus der Luftfeder und/oder auch dem schlauchartigen Element an die Umwelt abzulassen und nivelliert somit die Luftfeder wieder in der Mittelposition.
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Ferner ist denkbar, dass das Ventil während der Fahrt den Druck der Luftfeder und/oder des schlauchartigen Elementes regelt, wobei das Ventil beispielsweise als pneumatisches, federrückgestelltes Ventil oder als Elektro-Pneumatik-Ventil aus verschleißarmen Kunststoff oder Metall ausgebildet ist. Fährt der Fahrer beispielsweise über einen Schotterweg mit Schlaglöchern, wodurch hochfrequente Schwingungen eingeleitet werden, so wird zunächst der Kompressor ein zusätzliches Luftvolumen erzeugen und dieses der Luftfeder über eine dritte Verbindungsleitung zuführen. Hierdurch wird ein Gegendruck zu der durch die hochfrequente Schwingung eingeleitete Auslenkbewegung der Luftfeder nach unten erzeugt, so dass die Schwingungen abgefangen und gedämpft werden. Das Ventil regelt hierbei bevorzugt derart den Druck, dass die Dämpfung nicht zu hart erfolgt. Fährt der Fahrer im Anschluss über eine geteerte Straße, welche lediglich eine leichte wellenartigen Oberfläche aufweist, so besteht durch den hohen Druck innerhalb der Feder und/oder des schlauchartigen Elementes die Gefahr, dass der Fahrzeugsitz gegenüber dem Sitzgestell oder dem Fahrzeug in Resonanzschwingung tritt, wodurch die auf den Fahrzeugsitz wirkenden niederfrequenten Schwingungen verstärkt werden. In diesem Beispielfall wird das Ventil geöffnet, wodurch eine Druckminderung der Luft in der Sitzfederungsvorrichtung bedingt wird und die Dämpfung wieder gesteigert wird.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass ein Innenquerschnitt der ersten Verbindungsleitung zumindest abschnittsweise kleiner ist als ein Innenquerschnitt des schlauchartigen Elementes. Bei hochfrequent eingeleiteten Schwingungen erzeugt der Kompressor aufgrund des kleinen Luftfedervolumens ein zusätzliches Luftvolumen, welches zunächst in die Luftfeder strömt. Durch den geringeren Innenquerschnitt der ersten Verbindungsleitung im Vergleich zu dem schlauchartigen Element, strömt dieses zusätzlich bereitgestellte Luftvolumen nur langsam in das schlauchartige Element, wodurch der erhöhte Druck in der Luftfeder nur langsam abgebaut wird und die Schwingungen gedämpft werden. Wäre der Innenquerschnitt der ersten Verbindungsleitung gleich dem Innenquerschnitt des schlauchartigen Elementes, so würde das Volumen der Luftfeder und das Volumen des schlauchartigen Elementes als ein Volumen anzusehen sein, welches bei kurzen, starken Schwingungen eine starke Kompression erfahren würde und der Fahrzeugsitz somit eine starke Auslenkung erfahren würde.
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Darüber hinaus ist auch denkbar, dass der Innenquerschnitt der ersten Verbindungsleitung größer ist als der Innenquerschnitt des schlauchartigen Elementes, wobei dann das Volumen der ersten Verbindungsleitung noch dem Volumen der Luftfeder zugeordnet werden muss.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die erste Verbindungsleitung ein Drosselelement zum Einstellen eines Strömungsquerschnittes in der ersten Verbindungsleitung auf. Das Drosselelement ist vorteilhaft als Stetigventil ausgebildet, um so den Strömungsquerschnitt der Luft in der ersten Verbindungsleitung stufenlos zu regeln.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das Drosselelement durch eine Steuereinrichtung regelbar, wobei die Steuerparameter vorbestimmbar sind. Die Steuereinrichtung regelt das Drosselelement bevorzugt in Abhängigkeit des Massendurchflusses durch die erste Verbindungsleitung, wobei die Steuereinrichtung bevorzugt Signaldaten von zumindest einem Durchflusssensor evaluiert und in Abhängigkeit des Luftstromes das Drosselelement regelt.
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Ferner ist auch denkbar, dass die Steuereinrichtung Signale zumindest eines Schwingungssensors auswertet, welcher beispielsweise am Fahrzeugsitz angeordnet ist, und je nach Art der eingeleiteten Schwingungen (hoch- oder niederfrequent) die Position des Drosselelementes regelt und somit den Strömungsquerschnitt der ersten Verbindungsleitung verändert.
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Weitere vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den beigefügten Zeichnungen.
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Darin zeigen:
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1 einen Fahrzeugsitz;
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2a eine Seitenansicht eines Teils eines Fahrzeugsitzes;
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2b einen Querschnitt eines Teils eines Fahrzeugsitzes entlang der Linie A-A der 2a;
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3 einen horizontalen Querschnitt einer erfindungsgemäßen Sitzfederungsvorrichtung entlang der Linie B-B der 2a;
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4 einen horizontalen Querschnitt einer weiteren erfindungsgemäßen Sitzfederungsvorrichtung entlang der Linie B-B der 2a; und
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5 in einem Diagramm eine schematisch dargestellte Kraft-Weg-Luftfederkennlinie der Sitzfederungsvorrichtung bei unterschiedlich großen Erweiterungsvolumina.
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1 zeigt einen kommerziell erwerbbaren Fahrzeugsitz 2, welcher eine Rückenlehne 3 und ein balgartiges Verkleidungsstück 8 umfasst, welches zwischen einem Sitzoberteil 4 und einem Sitzunterteil 6 angeordnet ist.
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In 2a ist ein Teil einer Seitenansicht des Fahrzeugsitzes 2 dargestellt. 2b zeigt einen Querschnitt entlang der Linie A-A der 2a, welcher den Verlauf des schlauchartigen Elementes 10 im balgartigen Verkleidungsstück 8 bzw. im Innern des balgartigen Verkleidungsstücks 8 veranschaulicht. Das schlauchartige Element 10 ist in diesem Beispiel rund dargestellt, kann jedoch auch einen von rund verschiedenen Querschnitt aufweisen. Die Vergrößerung im runden Bildausschnitt zeigt zusätzliche Details des balgartigen Verkleidungsstückes 8. Dieses weist hier drei sich in Höhenrichtung unterschiedlich lang ausdehnende Stege 13 auf, wobei der mittlere Steg 14 die größte Ausdehnung in Höhenrichtung aufweist. Die Stege 13 verbinden jeweils zwei zueinander parallel ausgerichtete Falten 12. Das schlauchartige Element 10 ist bevorzugt in dem mittleren Abschnitt des balgartigen Verkleidungsstückes 8 mit der größten Ausdehnung in Höhenrichtung angeordnet, wobei der äußere Querschnitt des schlauchartigen Elementes 10 gleich oder kleiner der Höhe des Steges 14 zu wählen ist, so dass die Dämpfung der Höhenverstellung nicht durch eine zu große geometrische Ausgestaltung eingeschränkt wird.
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3 stellt einen horizontalen Querschnitt entlang der Linie B-B der 2a dar. Die gezeigte Sitzfederungsvorrichtung 1 umfasst eine Luftfeder 11, welche über eine erste Verbindungsleitung 15 mit dem schlauchartigen Element 10 verbunden ist, ein Ventil 22, welches über eine zweite Verbindungsleitung 16 mit der Luftfeder 11 verbunden ist und einen Kompressor 20, welcher über eine dritte Verbindungsleitung 18 mit der Luftfeder verbunden ist. Das schlauchartige Element 10 ist hier ringartig ausgebildet und in dem balgartigen Verkleidungsstück 8 bzw. im Innern des balgartigen Verkleidungsstücks 8 angeordnet. Über eine erste Verbindungsleitung 15 erfolgt die Verbindung mit der Luftfeder 11, welche höhenverstellbar ist und durch Druck- und Zugbelastung beansprucht werden kann.
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Die Luftfeder 11 ist zudem über eine zweite Verbindungsleitung 16 mit einem Ventil 22 zur Druckregulierung und über eine dritte Verbindungsleitung 18 mit einem Kompressor 20 verbunden, wobei alle Verbindungsleitungen 15, 16, und 18 bevorzugt aus flexiblem Kunststoff ausgebildet sind, welcher druckluftbeständig ist. Durch die bewegbare Ausführung der Verbindungsleitungen 15, 16, 18 können diese einfach und platzsparend im balgartigen Verkleidungsstück 8 bzw. im Innern des balgartigen Verkleidungsstücks 8 angeordnet werden, so dass vorgesehene Einrichtungen zur Verstellung der Sitzhöhe die Verbindungsleitungen 15, 16, 18 nicht quetschen oder einklemmen können. Bevorzugt werden die Verbindungsleitungen 15, 16, 18 mit geeigneten Fixierungselementen, wie beispielsweise Kabelbindern, Klemmen oder Clipsen, aneinander fixiert, um Schlaufenbildung oder ein Abknicken der Verbindungsleitungen und einen damit einhergehenden eingeschränkten Luftfluss zu verhindern.
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Der Kompressor 20 und das Ventil 22 dienen vor Fahrtbeginn nach einer Neubelegung des Fahrzeugsitzes 2 zunächst zu dessen Nivellierung in Abhängigkeit des Körpergewichtes der darauf sitzenden Person. Nimmt die Person auf dem Fahrzeugsitz 2 Platz, erfährt die Luftfeder 11 eine Druckbelastung und wird nach unten ausgelenkt. Die Positionierung des Fahrzeugsitzes 2 erfolgt derart, dass der Federweg der Luftfeder sowohl für die Druckbelastung als auch für die Zugbelastung gleich groß ist und der Fahrzeugsitz 2 sich somit ebenfalls in einer Mittelposition befindet. Dies ermöglicht das Abfangen von eingeleiteten Schwingungen, beispielsweise durch die Fahrbahnbeschaffenheit, ohne ein Durchschlagen der Luftfeder zu bedingen. Dieser Nivellierungsprozess erfolgt bevorzugt automatisch bei jeder Neubelegung des Fahrzeugsitzes 2.
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Während der Fahrt sind Kompressor 20 und Ventil 22 dauerhaft zugeschaltet, so dass die Dämpfung des Fahrzeugsitzes 2 direkt auf einen Wechsel der Fahrbahnbeschaffenheit angepasst wird. Durchfährt der Fahrer beispielsweise ein Schlagloch, so wird die Luftfeder druckbelastet und nach unten ausgelenkt. Nach dem Schlagloch erfährt die Luftfeder 11 eine Auslenkung nach oben und wird zugbelastet. Zur Dämpfung der Höhenverstellung erhöht zunächst der Kompressor 20 durch ein zusätzliches Luftvolumen den Druck in der Luftfeder 11, um die Druckbelastung der Luftfeder 11 abzufedern. Bei Zugbelastung der Luftfeder 11 lässt das Ventil 22 das notwendige Luftvolumen ab.
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Werden hochfrequente Schwingungen eingeleitet, ist das geringe Luftvolumen der Luftfeder 11 oft nicht ausreichend, die Luftfeder 11 schlägt durch und der Fahrer spürt eine Stauchung der Wirbelsäule. Daher erzeugt der Kompressor 22 ein zusätzliches Luftvolumen, welches über die dritte Verbindungsleitung 18 der Luftfeder 11 zugeführt wird. Dieses Luftvolumen erzeugt in der Luftfeder 11 einen Gegendruck zu durch die eingeleitete Schwingung verursachte Auslenkung der Luftfeder 11, so dass die Auslenkungsbewegung gedämpft wird. Damit die Dämpfung nicht zu hart erfolgt, öffnet sich das Ventil 22 bei vorbestimmbarer Druckbeaufschlagung und überschüssige Luft entweicht in die Umgebung, wodurch eine Reduzierung des Drucks in der Luftfeder 11 und/oder dem schlauchartigen Element 10 bedingt wird.
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Bevorzugt regelt das Ventil 22 darüber hinaus den Luftdruck bei einem Wechsel von hochfrequenten zu niederfrequenten eingeleiteten Schwingungen. Durch das Ablassen der Luft wird verhindert, dass der Fahrzeugsitz 2 in Resonanzschwingung mit dem Fahrzeug oder dem Fahrzeugsitzgestell tritt, wodurch die eingeleiteten niederfrequenten Schwingungen deutlich verstärkt würden und der Fahrer starken Schwankungen des Fahrzeugsitzes 2 nach oben und unten ausgesetzt wäre.
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In 4 ist eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Sitzfederungsvorrichtung 1 dargestellt, wobei die Luftfeder 11 über eine erste Verbindungsleitung 15 mit dem schlauchartigen Element 10 verbunden ist und die erste Verbindungsleitung 15 ein Drosselelement 24 aufweist, mit welchem der Strömungsquerschnitt des Luftstromes in der ersten Verbindungsleitung 15 reguliert wird. Bevorzugt ist das Drosselelement 24 als Stetigventil ausgebildet, welches stufenlos in Richtung des Pfeils P verstellbar ist. Das Drosselelement 24 verschließt durch seine geometrische Ausbildung den Querschnitt der ersten Verbindungsleitung 15 nicht komplett, so dass ein Luftstrom von der Luftfeder 11 zum schlauchartigen Element 10 oder umgekehrt dauerhaft erfolgt. Es handelt sich somit um ein offenes System.
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5 zeigt schematisch dargestellte Kraft-Weg-Luftfederkennlinien der Sitzfederungsvorrichtung 1 bei unterschiedlich großen Erweiterungsvolumina des schlauchartigen Elementes 10, welche jeweils dem Volumen der Luftfeder dauerhaft zugeschaltet sind.
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Die Abszisse gibt den Höhenverstellungsweg der Luftfeder 11 wieder. Die an der Ordinate aufgetragene Kraft entspricht der Hebekraft der Luftfeder 11.
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Die Kraft-Weg-Luftfederkennlinien wurden für drei unterschiedliche Höhenverstellungswegwerte X, Y und Z aufgenommen, wobei X dem ausgefederten Zustand der Luftfeder 11 entspricht und Z dem eingefederten Zustand der Luftfeder entspricht. Die Luftfederkennlinie 28 ist die Kennlinie für die Luftfeder 11, ohne dass ein Erweiterungsvolumen vorgesehen ist. Im Bereich XY zeigt die Luftfederkennlinie 28 eine leichte Steigung, da in dem XY-Bereich des Höhenverstellungsweges das Volumen der Luftfeder 11 ausreicht, um eingeleitete Schwingungen zu dämpfen. Bei zunehmendem Höhenverstellungsweg im Bereich YZ erfolgt eine starke Kraftzunahme, dargestellt durch den steil ansteigenden Kurvenabschnitt der Luftfederkennlinie 28 im Bereich YZ, was einer harten Dämpfung entspricht.
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Wird dem Volumen der Luftfeder 11 ein erstes Erweiterungsvolumen dauerhaft zugeschaltet, so ergibt sich die Luftfederkennlinie 30, deren Steigung im Bereich XY lediglich leicht zunimmt und im Bereich YZ eine geringere Steigung aufweist als die Steigung der Luftfederkennlinie 28 im Bereich YZ.
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Wird dem Volumen der Luftfeder 11 anstatt des ersten Erweiterungsvolumens ein zweites Erweiterungsvolumen dauerhaft zugeschaltet, wobei das zweite Erweiterungsvolumen größer ist als das erste Erweiterungsvolumen, so wird die Hebekraft der Luftfeder 11 im Bereich YZ reduziert. Dies ist durch die Luftfederkennlinie 32 dargestellt, deren Steigung im Bereich YZ geringer ist als die Steigung der Luftfederkennlinie 30 im Bereich YZ und deren Steigung auch geringer ist als die Steigung der Luftfederkennlinie 28 im Bereich YZ.
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Wird dem Volumen der Luftfeder 11 anstatt dem ersten oder zweiten Erweiterungsvolumen ein drittes Erweiterungsvolumen zugeschaltet, welches größer ist als das zweite Erweiterungsvolumen und somit auch größer ist als das erste Erweiterungsvolumen, so wird die Hebekraft der Luftfeder 11 weiter reduziert, wie durch die Luftfederkennlinie 34 dargestellt.
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Im Bereich YZ zeigt die Luftfederkennlinie 34 eine geringere Steigung als die Luftfederkennlinie 32 im Bereich YZ und auch eine geringere Steigung als die Luftfederkennlinie 30 im Bereich YZ und ebenso eine geringere Steigung als die Luftfederkennlinie 28 im Bereich YZ.
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Bei dem Zuschalten des dritten Erweiterungsvolumens zum Volumen der Luftfeder 11 weist die Luftfederkennlinie 34 in den Bereichen XY und YZ eine nahezu unveränderte Steigung auf.
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Die Anmelderin behält sich vor sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale als erfindungswesentlich zu beanspruchen, sofern sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Sitzfederungsvorrichtung
- 2
- Fahrzeugsitz
- 3
- Rückenlehne
- 4
- Sitzoberteil
- 6
- Sitzunterteil
- 8
- balgartiges Verkleidungsstück
- 10
- schlauchartiges Element
- 11
- Luftfeder
- 12
- Falte
- 13
- Steg
- 14
- Steg mit höchster Steghöhe
- 15
- erste Verbindungsleitung
- 16
- zweite Verbindungsleitung
- 18
- dritte Verbindungsleitung
- 20
- Einrichtung zur Druckerhöhung der Luftfeder 11
- 22
- Ventil
- 24
- Drosselelement
- 26
- Steuerungseinrichtung
- 28
- Luftfederkennlinie
- 30
- Luftfederkennlinie bei einem ersten Erweiterungsvolumen
- 32
- Luftfederkennlinie bei einem zweiten Erweiterungsvolumen
- 34
- Luftfederkennlinie bei einem dritten Erweiterungsvolumen
