DE102014009496A1

DE102014009496A1 - Schwingsystem für einen Fahrzeugsitz

Info

Publication number: DE102014009496A1
Application number: DE102014009496.0A
Authority: DE
Inventors: Horst Döring; Reiner Kröncke
Original assignee: Isringhausen GmbH and Co KG
Current assignee: Isringhausen GmbH and Co KG
Priority date: 2014-06-26
Filing date: 2014-06-26
Publication date: 2015-12-31
Anticipated expiration: 2034-06-27
Also published as: CN105216664B; BR102015015482A2; DE102014009496B4; CN105216664A

Abstract

Die Erfindung befasst sich mit einem Schwingsystem für einen Fahrzeugsitz mit zwei Rahmen, nämlich einem Unterrahmen 1 und einem Oberrahmen 2, die über zwei um eine Rotationachse 5 rotierbar miteinander verbundene Scheren, nämlich eine Außenschere 3 und eine Innenschere 4, so miteinander verbunden sind, dass sie in ihrem vertikalen Abstand zueinander veränderbar sind, wobei zwischen einem der beiden Rahmen 1, 2 und einem der beiden Scheren 3, 4 eine Hauptfeder 6, 6' angeordnet ist, wobei die Hauptfeder 6, 6' mit ihrem ersten Ende 60, 60' an der einen Schere 3; 4 und mit ihrem zweiten Ende 61, 61' über einen ersten Anlenkpunkt 73, 73' an einer Hebelvorrichtung 7 angelenkt ist, wobei die Hebelvorrichtung 7 über eine Drehachse 9, die im Wesentlichen parallel zur Rotationsachse 5 ist, mit dem einen Rahmen 1; 2 verbunden ist, wobei die Hebelvorrichtung 7 so ausgebildet ist, dass der erste Hebelarm 63 zwischen dem ersten Anlenkpunkt 73, 73' der Hauptfeder 6, 6' an der Hebelvorrichtung 7 hinsichtlich der ersten Kraftrichtung 62 der Hauptfeder 6, 6' und der Rotationsachse 5 der Hebelvorrichtung 7 bei geringerer Spannung der Hauptfeder 6, 6' größer ist als bei höherer Spannung der Hauptfeder 6, 6', wobei zwischen der Hebelvorrichtung 7 und dem einen Rahmen 1; 2 ein Energiereservoir 8 angeordnet ist, dessen Energieinhalt von der Spannung der Hauptfeder 6, 6' abhängt, wobei der Energieinhalt bei größerer Spannung der Hauptfeder 6, 6' geringer ist als bei geringerer Spannung der Hauptfeder 6, 6'.

Description

Die Erfindung befasst sich mit einem Schwingsystem für einen Fahrzeugsitz mit zwei Rahmen, nämlich einem Unterrahmen und einen Oberrahmen, die über zwei um eine Rotationsachse rotierbar miteinander verbundene Scheren, nämlich eine Innenschere und eine Außenschere, so miteinander verbunden sind, dass sie in ihrem vertikalen Abstand zueinander veränderbar sind, wobei zwischen einem der beiden Rahmen und einem der beiden Scheren eine Hauptfeder angeordnet ist.
Um den Fahrer eines Nutzfahrzeuges von den während der Fahrt auftretenden Schwingungen des Fahrzeugs zu isolieren, werden Schwingsysteme für Fahrzeugsitze eingesetzt. Diese dienen einerseits zur Komfortsteigerung und helfen andererseits dabei, den Fahrer länger in einem aufmerksamen, wachen und zum Führen des Kraftfahrzeugs adäquaten Zustand zu halten. Die beiden hauptsächlich verwendeten Schwingsysteme nutzen entweder eine mechanische Feder oder eine Luftfeder. Mechanische Schwingsysteme benötigen keine Hilfsenergieversorgung, wie dies für pneumatische Federn nötig ist, und funktionieren deshalb autark. Die Federn dieser Schwingsysteme sind regelmäßig als Schraubenzugfedern aus Federstahl ausgeführt.
Bei den mechanischen Schwingsystemen ist es bekannt, zur Anpassung des Schwingsystems an unterschiedliche Fahrergewichte notwendige Änderungen der Vorspannung der Schraubenzugfedern über eine Hebelanordnung und eine Gewindespindel per Handrad vorzunehmen. Nachteilig an einer solchen Lösung ist, dass das Gewinde der Gewindespindel eine Selbsthemmung aufweisen muss, damit sich die getroffene Einstellung während der Nutzung nicht unbeabsichtigt ändert. Mit der Selbsthemmung geht jedoch eine erhebliche Reibung einher, weshalb in der Praxis für den Einstellvorgang große Handkräfte aufzubringen sind. Diese sind allerdings mit heutigen Komfortansprüchen kaum vereinbar.
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein Schwingsystem vorzustellen, das eine Reduzierung der Handkräfte realisiert und den Einstellvorgang insgesamt komfortabler macht.
Diese Aufgabe wird durch ein Schwingsystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Dadurch, dass zusätzlich zu der Hauptfeder, die zwischen einer der beiden Scheren und einem der beiden Rahmen angeordnet ist, noch ein Energiereservoir vorhanden ist, dessen Energieinhalt von der Spannung der Hauptfeder abhängt, wobei der Energieinhalt bei größerer Spannung der Hauptfeder geringer ist als bei geringerer Spannung der Hauptfeder, kann der Teil der Energie der Hauptfeder, der bei deren Entspannung frei wird und bei konventionellen mechanischen Schwingsystemen dem System verloren geht, in dem Energiereservoir gespeichert werden. Dieses Energiereservoir kann dann später, wenn wieder eine höhere Spannung der Hauptfeder nötig ist, den in ihm gespeicherten Energieinhalt wieder der Hauptfeder an potentieller Federenergie zuführen. Somit ist es nicht nötig, der Hauptfeder von außen durch den Bediener eine beachtliche Energie zuzuführen, womit die Bedienkräfte des Schwingsystems deutlich reduziert werden und der Einstellvorgang komfortabler ist. Dadurch, dass die Hebelvorrichtung so ausgebildet ist, dass der erste Hebelarm zwischen dem ersten Anlenkpunkt der Hauptfeder an der Hebelvorrichtung hinsichtlich der ersten Kraftrichtung der Hauptfeder und der Rotationsachse der Hebelvorrichtung bei geringerer Spannung der Hauptfeder größer ist als bei höherer Spannung der Hauptfeder, kann erreicht werden, dass der Drehmomentverlauf an der Hebelvorrichtung nicht proportional der Federspannung steigt, sondern annähernd gleich gehalten werden kann. Dadurch ist bei einer Gewichtseinstellung, die die Hebelvorrichtung dreht, das Einstellmoment unabhängig vom Fahrergewicht.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass unabhängig von der Stellung der Hebelvorrichtung die Summe des Energieinhalts des Energiereservoirs und der Federenergie im Wesentlichen konstant ist. Dadurch wird erreicht, dass – bis auf geringe Verlustleistungen – der Energieinhalt insgesamt unverändert bleibt und dadurch die Hauptfedern, wenn sie wieder härter eingestellt werden müssen, weil ein schwererer Fahrer auf dem Fahrzeugsitz sitzt, die Energie wieder aus dem Schwingsystem – also dem Energiereservoir – erhält und somit keine zusätzliche Energie von außen zugeführt werden muss. Es sind dann nur äußerst geringe Handkräfte nötig, um den Einstellvorgang durchzuführen. Dies gilt nur für eine spezifische Höhe des Schwingsystems, da bei verschiedenen Höhen die Hauptfedern unterschiedliche Energieinhalte haben.
Bevorzugt ist die Hauptfeder mit ihrem ersten Ende an der Außenschere angelenkt, die Hebelvorrichtung mit dem Oberrahmen verbunden und das Energiereservoir zwischen der Hebelvorrichtung und dem Oberrahmen angeordnet. Andere Anordnungen des Federsystems samt Energiereservoir sind genauso möglich – beispielsweise zwischen Oberrahmen und Innenschere –, wobei die als vorteilhaft angegebene Ausgestaltung in vielen Fällen eine möglichst kompakte Bauweise des gesamten Systems ermöglicht.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Energiereservoir eine Zusatzfeder ist, die an ihrem einen Ende an dem einen Rahmen und an ihrem anderen Ende über einen zweiten Anlenkpunkt an der Hebelvorrichtung angelenkt ist. Dadurch wird das Energiereservoir mechanisch realisiert, so dass insgesamt bei dem gesamten Schwingsystem keine Hilfsenergieversorgung benötigt wird, was zu einer einfacheren und preiswerteren Konstruktion des Schwingsystems führt.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Hauptfeder und/oder die Zusatzfeder jeweils eine Schraubenzugfeder oder eine Gasdruckfeder ist. Insbesondere die Verwendung von Schraubenzugfedern hat den Vorteil, dass das gesamte Schwingsystem dann möglichst preiswert herzustellen ist. Bei der Verwendung einer Gasdruckfeder, beispielsweise als Zusatzfeder, kann dennoch die bewährte Ausgestaltung der Hauptfeder als mechanische Schraubenzugfeder realisiert werden.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der zweite Anlenkpunkt so gewählt ist, dass der zweite Hebelarm zwischen dem zweiten Anlenkpunkt der Zusatzfeder an der Hebelvorrichtung hinsichtlich der zweiten Kraftrichtung der Zusatzfeder und der Rotationsachse der Hebelvorrichtung bei geringerer Spannung der Hauptfeder geringer ist als bei höherer Spannung der Hauptfeder. Dadurch ist es möglich, die Drehmomente, die aufgrund der Hauptfeder und der Zusatzfeder an der Hebelvorrichtung angreifen, in jeder Gewichtseinstellung – also bei unterschiedlichen Spannungen der Hauptfeder – annähernd gleich zu halten.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Hauptfeder an einer ersten Hebellasche der Hebelvorrichtung und die Zusatzfeder an einer zweiten Hebellasche der Hebelvorrichtung angelenkt sind, wobei die Hebellaschen über ein torsionsfreies Verbindungselement, insbesondere ein Verbindungsrohr miteinander verbunden sind. Durch die separate Verbindung der Hauptfeder und der Zusatzfeder über voneinander getrennte Hebellaschen ist es möglich, den nur sehr begrenzten Raum für die Federn und die Hebelvorrichtung optimal zu nutzen, so dass die nur schwer im Raum platzierbaren Bestandteile des gesamten Schwingsystems sowie des Unterbaus des Fahrzeugsitzes nicht verlegt werden müssen, sondern die vorgenannten Bestandteile des Schwingsystems werden um diese Teile herum angeordnet. Dies führt zu einer möglichst kompakten Bauweise des gesamten Schwingsystems.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Verbindungselement nicht mit der Drehachse der Hebelvorrichtung zusammenfällt. Auch dies dient dazu, wie die zuvor genannten Hebellaschen, torsionsfreie Verbindungen zwischen den Anlenkpunkten der Haupt- und der Zusatzfeder an diejenigen Orte im Schwingsystem zu legen, die am wenigsten die anderen Bestandteile des Schwingsystems stören.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Hebelvorrichtung mit einem Bedienelement, insbesondere einem Handhebel oder einem Handrad, verbunden ist. Dadurch kann das Schwingsystem durch einfache Art und Weise auf verschiedene Fahrergewichte eingestellt werden. Dabei ist eine ergonomische Handhabung und gute Erreichbarkeit des Bedienelements gegeben.
Eine weiter vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass zwischen der Hebelvorrichtung und dem Bedienelement ein Schrittschaltwerk mit einer Sperrvorrichtung, insbesondere einem Gesperre oder einem Klemmgesperre, angeordnet ist. Solche Schrittschaltwerke, umgangssprachlich auch als „Pumpen” bezeichnet, werden beispielsweise in der WO 2012/13234 A1 oder der EP 1 152 168 A2 beschrieben. Dabei sind in einem Gehäuse ein Getriebe und eine Bremsvorrichtung vereint. Das Getriebe bewirkt eine weitere Verringerung der Handkräfte, während die Bremsvorrichtung ein ungewolltes Verstellen des eingestellten Fahrergewichts verhindert. Zusätzlich kann auch noch mit Hilfe einer weiteren kinematischen Übersetzung im Bereich des Handhebels der Bedienwinkel am Bedienelement gegenüber dem Betätigungswinkel am Schrittschaltwerk verändert werden, beispielsweise von ±30° ohne kinematische Übersetzung auf ±13° mit kinematischer Übersetzung im Bezug auf die Mittelstellung.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand des in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
1 eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Schwingsystem von schräg oben,
2 ein vergrößertes Detail des Schwingsystems aus 1,
3 das Detail der 2 als Explosionsdarstellung,
4 eine seitliche Darstellung eines Teils des Details aus 2 bei maximaler Gewichtseinstellung,
5 eine Ansicht wie 4, aber bei minimaler Gewichtseinstellung und
6 eine schräge Draufsicht auf das Schwingsystem der 1 von rechts oben mit einem Bedienelement.
1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schwingsystems von schräg oben gesehen. Bestandteil dieses Schwingsystems ist ein konventionelles Scherenlenkersystem mit einem Unterrahmen 1 und einem Oberrahmen 2, die über zwei Scheren, eine Außenschere 3 und eine Innenschere 4, so miteinander verbunden sind, dass sie ihren vertikalen Abstand zueinander verändern können. Hierfür sind die beiden Scheren 3, 4 so miteinander verbunden, dass sie um eine horizontal verlaufende Rotationsachse 5 (siehe 6) rotieren können. Gleichzeitig ist jeweils eines ihrer beiden Enden mit einem der beiden Rahmen 1, 2 um jeweils eine feststehende Achse verbunden und mit ihrem jeweiligen anderen Ende sind sie beweglich zum anderen Rahmen 2, 1 gelagert. Da ein solches System dem Fachmann aus dem Stand der Technik bekannt ist, wird es im Folgenden nicht näher beschrieben.
Um die an einem Fahrzeug, in dem ein solches Schwingsystem in einem Fahrzeugsitz (nicht dargestellt) eingebaut ist, während der Fahrt auftretenden Schwingungen zu isolieren, ist – wie aus dem Stand der Technik bekannt – ein Federsystem integriert. Bei dem im Ausführungsbeispiel dargestellten erfindungsgemäßen Schwingsystem handelt es sich um ein rein mechanisches Federsystem; es können jedoch auch – wie weiter unten noch beschrieben – sowohl mechanische als auch andere Elemente enthalten sein. Um die Wirkungsweise des mechanischen Federsystems zu beschreiben, wird im Folgenden nicht nur auf 1 Bezug genommen, sondern auch auf 2, in der das mechanische Federsystem ohne die weiteren Bauteile des Schwingsystems dargestellt ist, und auf 3, in der die in 2 im zusammengesetzten Zustand dargestellten Bauteile in einer Explosionsdarstellung wiedergegeben sind.
Am oberen Ende der Außenschere 3 sind mit ihrem ersten Enden 60, 60' zwei Hauptfedern 6, 6' in Form von Schraubenzugfedern jeweils in ein Einhängeloch 14 eingehängt und mit ihrem jeweiligen zweiten Ende 61, 61' sind sie an jeweils einem ersten stiftförmigen Anlenkpunkt 73, 73', der sich jeweils an einer ersten Hebellasche 70, 70' befindet, in einer umlaufenden Nut eingehängt. Die beiden ersten Hebellaschen 70, 70' sind Bestandteil einer Hebelvorrichtung 7, die um eine Drehachse 9 mit dem Oberrahmen 2 rotierbar verbunden ist. Die Drehachse 9 ist parallel zur Rotationsachse 5 horizontal ausgerichtet. Die beiden ersten Hebellaschen 70, 70' sind über ein Verbindungsrohr 72, das diese torsionssteif miteinander verbindet, verbunden.
An dem Verbindungsrohr 72 sind darüber hinaus zwei zweite Hebellaschen 71, 71' fest angebracht – und somit Bestandteil der Hebelvorrichtung 7 –, die jeweils einen zweiten Anlenkpunkt 74, 74' aufweisen. Diese zweiten Anlenkpunkte 74, 74' sind im Wesentlichen gleich ausgebildet wie die ersten Anlenkpunkte 73, 73', nämlich jeweils in Form eines Stiftes, der eine umlaufende Nut aufweist.
Zwischen diesen zweiten Anlenkpunkten 74, 74' und dem Oberrahmen 2 – an dem den Hauptfedern 6, 6' abgewandten Ende – ist jeweils eine Zusatzfeder 80, 80' angeordnet. Mit ihrem einen Ende 81, 81' ist jede dieser Zusatzfedern 80, 80' jeweils über geeignete Mittel (nicht dargestellt, da sie dem Fachmann gut bekannt sind) mit dem Oberrahmen 2 verbunden. Mit ihrem jeweiligen anderen Ende 82, 82 umgreifen die Zusatzfedern 80, 80' jeweils den zweiten Anlenkpunkt 74, 74' und ruhen in der jeweiligen umlaufenden Nut.
Die Wirkungsweise dieses Systems aus Haupfedern 6, 6' und Zusatzfedern 80, 80' wird weiter unten anhand der 4 und 5 näher beschrieben.
In den 2 und 3 ist zusätzlich zu dem Federsystem zu erkennen, dass an dem dem Betrachter abgewandten Ende der Hebelvorrichtung 7 ein Zahnsegment 13 an der Hebelvorrichtung 7 angeordnet ist, das ebenfalls starr mit dieser – wie die Hebellaschen 70, 70', 71, 71' – verbunden ist. Die Zahnreihe des Zahnsegments 13 kämmt mit einem Ritzel 12, das mit einem Schrittschaltwerk 11 – wie dies beispielsweise aus der WO 2012/13234 A1 oder der EP 1 152 168 A2 bekannt ist –, in das eine Bremsvorrichtung integriert ist, verbunden ist. Das Schrittschaltwerk 11 ist auf der der Hebelvorrichtung 7 abgewandten Außenseite mit dem Oberrahmen 2 verbunden (siehe 6). Ein solches Schrittschaltwerk 11 wird auch ”Pumpe” genannt. Möglich ist auch ein Getriebe, das mit einer Bremsvorrichtung in einem Gehäuse kombiniert ist. Dann wird die Gewichtseinstellung nicht über einen Hebel in Schritten betätigt, sondern über eine Drehbewegung an einem Handrad. Das Getriebe bewirkt eine Verringerung der Handkräfte, während die Bremse ein ungewolltes Verstellen des eingestellten Fahrergewichts verhindert.
In den 4 und 5 wird eine seitliche Darstellung des Federsystems gezeigt – jeweils nur eine Hauptfeder 6 und eine Zusatzfeder 80 sowie Elemente zur Bedienung der Gewichtseinstellung mit Zahnsegment 13 und Ritzel 12. Es sind jeweils unterschiedliche Gewichtseinstellungen wiedergegeben: In 4 ist eine Gewichtseinstellung für einen sehr schweren Fahrer und in 5 für einen leichten Fahrer dargestellt.
Bei der in 4 dargestellten Gewichtseinstellung für einen sehr schweren Fahrer greift das Ritzel 12 am obersten Zahn des Zahnsegments 13 an, so dass dies die obere Extremposition darstellt. Noch schwerere Fahrer müssen mit dieser Gewichtseinstellung vorliebnehmen, da eine weitere Erhöhung der Vorspannung der Hauptfeder 6 nicht mehr möglich ist.
In der 4 sind zum einen die beiden Anlenkpunkte der Federn, nämlich der erste Anlenkpunkt 73 der Hauptfeder 6 und der zweite Anlenkpunkt 74 der Zusatzfeder 80 durch große, schwarz ausgefüllte Kreise dargestellt. Diese sind über dick ausgezogene Verbindungslinien jeweils mit der Drehachse 9, die auch durch einen großen, schwarz ausgefüllten Kreis dargestellt ist, verbunden. In der 4 ist ebenfalls die erste Kraftrichtung 62 der Hauptfeder 6 dargestellt, die sich auf der Geraden zwischen dem ersten Anlenkpunkt 73 der Hauptfeder 6 und dem Punkt, an dem die Hauptfeder 6 in dem Einhängeloch 14 der Innenschere 3 eingehängt ist (siehe 1), erstreckt. Diese erste Kraftrichtung 62 versucht den ersten Anlenkpunkt 73 und somit die erste Hebellasche 70 gegen den Uhrzeigersinn um die Drehachse 9 zu rotieren.
Eine im Wesentlichen in die entgegengesetzte Richtung angreifende zweite Kraftrichtung 83 der Zusatzfeder 80 wirkt diesem Drehmoment entgegen. Die zweite Kraftrichtung 83 ist entlang der Geraden zwischen dem zweiten Anlenkpunkt 74 und dem Verbindungspunkt des einen Endes 81 der Zusatzfeder 80 mit dem Oberrahmen 2 (nicht gezeigt) ausgerichtet. Dadurch wird versucht, den zweiten Anlenkpunkt 74 samt der zweiten Hebellasche 71 im Uhrzeigersinn um die Drehachse 9 zu rotieren.
Die beiden Hebellaschen 70, 71 sind so ausgebildet, dass der erste Hebelarm 63 der Hauptfeder 6 bedeutend kleiner ist als der zweite Hebelarm 84 der Zusatzfeder 80. Unter einem Hebelarm 63, 84 wird die vertikale Komponente der Verbindung von der Drehachse 9 zu dem jeweiligen Anlenkpunkt 73, 74 im Hinblick auf die jeweilige Kraftrichtung 62, 83 verstanden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel der 4 ergibt sich ein Verhältnis zwischen erstem Hebelarm 63 und zweitem Hebelarm 84 von 29:48. Dieses Verhältnis ist nur beispielhaft; es könnten auch andere Verhältnisse vorliegen. Dieses Verhältnis ergibt sich aufgrund der gewählten Formen für die Hebellaschen 70, 71 und der darauf befindlichen Anlenkpunkte 73, 74.
Das Verhältnis zwischen den beiden Hebelarmen 63, 84 – durch die jeweilige oben beschriebene Konstruktion mit den Hebellaschen 70, 71 und den daran befindlichen Anlenkpunkten 73, 74 – wurde so gewählt, um das Drehmoment, das an dem ersten Anlenkpunkt 73 angreift, betragsmäßig ungefähr gleich ausfallen zu lassen, wie das Drehmoment, das an dem zweiten Anlenkpunkt 74 angreift. Das geschilderte Verhältnis ist nötig, da die Hauptfeder 6 eine wesentlich höhere Zugkraft unter der vorliegenden Vorspannung entlang der ersten Kraftrichtung 62 entwickelt als die unter geringerer Vorspannung stehende Kraft der Zusatzfeder 80 entlang der zweiten Kraftrichtung 83 (schematisch dadurch verdeutlicht, dass der zum Bezugszeichen 62 gehörende Pfeil viel länger dargestellt ist als der zum Bezugszeichen 83 gehörende Pfeil). Da das Drehmoment in beide Richtungen, das sich im Wesentlichen aus dem Vektorprodukt der jeweiligen Federkraft und dem zugehörigen Hebelarm 63, 84 ergibt, im Wesentlichen gleich ist, muss kaum Kraft aufgewendet werden, um das System in seiner gewählten Stellung zu belassen und somit die Gewichtseinstellung unverändert zu lassen. Falls deutlich unterschiedliche Drehmomente an den beiden Anlenkpunkten 73, 74 angreifen würden, müsste zur Beibehaltung der Gewichtseinstellung eine hohe Kraft aufgewendet werden.
Wenn man die Gewichtseinstellung nach unten bewegt, also für einen Fahrer mit weniger Gewicht optimiert, gelangt man zu der Situation, die in 5 darstellt ist. Da das Ritzel 12 in 5 nicht am untersten Zahnrad des Zahnsegments 13 angreift, ist die Extremposition für einen möglichst leichten Fahrer noch nicht erreicht. In 5 sind alle in 4 auch dargestellten wesentlichen Teile dargestellt. Im Folgenden wird nur auf die Unterschiede eingegangen.
Aufgrund der geometrischen Gegebenheiten hat sich die Hebelvorrichtung 7 um die Drehachse 9 im Gegenuhrzeigersinn gedreht, so dass der erste Anlenkpunkt 73 der Hauptfeder 6 nach links und oben gewandert ist; der zweite Anlenkpunkt 74 der Zusatzfeder 80 ist hingegen nach links und geringfügig nach unten gewandert. Die Kraftrichtungen 62 und 83 der beiden Federn 6, 80 haben sich von ihrer Richtung her nur geringfügig geändert: Die ersten Kraftrichtung 62 hat sich leicht gegen den Uhrzeigersinn im Vergleich zu 4 verdreht; dasselbe gilt für die zweite Kraftrichtung 83 der Zusatzfeder 80. Allerdings ist die Größe der Zugkraft der Hauptfeder 6 deutlich geringer geworden, da sich der erste Anlenkpunkt 73 nach links auf den Anlenkpunkt der Hauptfeder 6 in Einhängeloch 14 an der Innenschere 3 mit seinem ersten Ende 60 (siehe 1) verschoben hat. Die dadurch freigewordene potentielle Federenergie der Hauptfeder 6 ist jedoch nicht – wie dies im Stand der Technik regelmäßig der Fall ist – dem Gesamtsystem entzogen worden, sondern dadurch, dass der zweite Anlenkpunkt 74 der Zusatzfeder 80 deutlich nach links gewandert ist, in die potentielle Federenergie der Zusatzfeder 80 umgewandelt worden. Dieser Energieübertragungseffekt wird durch die systematisch verkürzte Darstellung des Pfeils zum Bezugszeichen 62 und die Verlängerung des Pfeils zum Bezugszeichen 83 verdeutlicht.
Allerdings hat sich der erste Hebelarm 63 gegenüber der Stellung in 4 signifikant vergrößert, da der erste Anlenkpunkt 73 der Hauptfeder 6 deutlich nach oben gewandert ist; dagegen hat sich der zweite Hebelarm 84 der Zusatzfeder 80 nur geringfügig verkleinert, da der zweite Anlenkpunkt 74 der Zusatzfeder 80 im Vergleich zu seinem Höchststand gemäß 4 sich nur leicht nach unten bewegt hat. Man erhält ein Verhältnis des ersten Hebelarms 63 zum zweiten Hebelarm 84 von 41:43; auch dies ist – wie in 4 – nur ein mögliches Beispiel. Im Ergebnis erhält man auch hier Drehmomente, die an den beiden Anlenkpunkten 73, 74 angreifen, die im Wesentlichen betragsmäßig gleich groß sind. Somit ist es auch hier nicht nötig, eine große Kraft aufzubringen, um die gewählte Gewichtseinstellung in der dargestellten Position zu halten, wie dies auch schon zu 4 erläutert wurde.
Durch die geometrischen Verhältnisse zwischen Drehachse 9, erstem Anlenkpunkt 73, zweitem Anlenkpunkt 74 in Verbindung mit den jeweiligen Federkräften der Hauptfeder 6 und der Zusatzfeder 80 sowie deren jeweiligen Verbindungspunkten mit der Außenschere 3 beziehungsweise dem Oberrahmen 2 kann erreicht werden, dass nicht nur in den beiden in den 4 und 5 dargestellten Positionen der Gewichtseinstellung die an den beiden Anlenkpunkten 73, 74 angreifenden Drehmomente im Wesentlichen gleich sind, sondern auch kontinuierlich über sämtliche Zwischenpositionen zwischen den 4 und 5 und über die in 5 hinaus dargestellte Position für noch geringere Gewichtseinstellung.
Ein wesentlicher Gesichtspunkt der Erfindung ist es, dass die potentielle Federenergie der Hauptfeder 6, die in der Stellung gemäß 4 am größten ist – also bei einer maximalen Gewichtseinstellung – nicht dem System entzogen wird, sondern in einem Energiereservoir zwischengespeichert wird. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist dieses Energiereservoir die Zusatzfeder 80. Es ist jedoch genauso gut möglich, jeden anderen bekannten Energiespeicher als Energiereservoir zu verwenden, wie beispielsweise einen Akkumulator, einen Kondensator, etc. Es muss für jeden Fall nur dafür Sorge getragen werden, dass die von der Hauptfeder 6 freiwerdende Energie durch eine geeignete Übertragungseinheit, eventuell verbunden mit einer Umwandlungseinheit, in das Energiereservoir übergeführt wird und später wieder von diesem Energiereservoir der Hauptfeder 6 zugeführt werden kann, wenn von einer niedrigeren Gewichtseinstellung zu einer höheren Gewichtseinstellung gewechselt wird. Dadurch muss weniger Energie von außen von der Person aufgebracht werden, die die Gewichtseinstellung verändert. Diese Person muss dann – durch das Bedienelement – zur Gewichtseinstellung nur sehr wenig Kraft aufwenden, da der Hauptfeder 6 keine beziehungsweise kaum Energie zugeführt werden muss. Als Bedienelement kommt beispielsweise der in 6 dargestellte Handhebel 10 in Betracht, der direkt mit dem Schrittschaltwerk 11 verbunden ist und somit über das Ritzel 12, das bei einer Änderung der Stellung des Handhebels 10 gedreht wird, das Zahnsegment 13 der Hebelvorrichtung 7 um die Drehachse 9 dreht.
Ein weiterer Vorteil des darstellten Ausführungsbeispiels liegt darin, dass in keiner der Stellungen der Gewichtseinstellung eines der beiden Drehmomente signifikant größer ist als das andere und somit nur eine äußerst geringe Kraft aufgewandt werden muss, um die Gewichtseinstellung in der gewählten Position zu halten. Dadurch kann ein sehr einfaches Getriebe für die Einstellung verwendet werden.
Bezugszeichenliste

1: Unterrahmen
2: Oberrahmen
3: Außenschere
4: Innenschere
5: Rotationsachse
6, 6': Hauptfeder
7: Hebelvorrichtung
8: Energiereservoir
9: Drehachse
10: Handhebel
11: Schrittschaltwerk
12: Ritzel
13: Zahnsegment
14: Einhängeloch
60, 60': erstes Ende
61, 61': zweites Ende
62: erste Kraftrichtung
63: erster Hebelarm
70, 70': erste Hebellasche
71, 71': zweite Hebellasche
72: Verbindungsrohr
73, 73': erster Anlenkpunkt
74, 74': zweiter Anlenkpunkt
80, 80': Zusatzfeder
81, 81': eines Ende
82, 82': anderes Ende
83: zweite Kraftrichtung
84: zweiter Hebelarm

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2012/13234 A1 [0014, 0028]
EP 1152168 A2 [0014, 0028]

Claims

Schwingsystem für einen Fahrzeugsitz mit zwei Rahmen, nämlich einem Unterrahmen (1) und einem Oberrahmen (2), die über zwei um eine Rotationachse (5) rotierbar miteinander verbundene Scheren, nämlich eine Außenschere (3) und eine Innenschere (4), so miteinander verbunden sind, dass sie in ihrem vertikalen Abstand zueinander veränderbar sind, wobei zwischen einem der beiden Rahmen (1, 2) und einem der beiden Scheren (3, 4) eine Hauptfeder (6, 6') angeordnet ist, wobei die Hauptfeder (6, 6') mit ihrem ersten Ende (60, 60') an der einen Schere (3; 4) und mit ihrem zweiten Ende (61, 61') über einen ersten Anlenkpunkt (73, 73') an einer Hebelvorrichtung (7) angelenkt ist, wobei die Hebelvorrichtung (7) über eine Drehachse (9), die im Wesentlichen parallel zur Rotationsachse (5) ist, mit dem einen Rahmen (1; 2) verbunden ist, wobei die Hebelvorrichtung (7) so ausgebildet ist, dass der erste Hebelarm (63) zwischen dem ersten Anlenkpunkt (73, 73') der Hauptfeder (6, 6') an der Hebelvorrichtung (7) hinsichtlich der ersten Kraftrichtung (62) der Hauptfeder (6, 6') und der Rotationsachse (5) der Hebelvorrichtung (7) bei geringerer Spannung der Hauptfeder (6, 6') größer ist als bei höherer Spannung der Hauptfeder (6, 6'), wobei zwischen der Hebelvorrichtung (7) und dem einen Rahmen (1; 2) ein Energiereservoir (8) angeordnet ist, dessen Energieinhalt von der Spannung der Hauptfeder (6, 6') abhängt, wobei der Energieinhalt bei größerer Spannung der Hauptfeder (6, 6') geringer ist als bei geringerer Spannung der Hauptfeder (6, 6').
Schwingsystem nach Patentanspruch 1, wobei unabhängig von der Stellung der Hebelvorrichtung (7) die Summe des Energieinhalts des Energiereservoirs (8) und der Federenergie der Hauptfeder (6, 6') im Wesentlichen konstant ist.
Schwingsystem nach einem der vorstehenden Patentansprüche, wobei die Hauptfeder (6, 6') mit ihrem ersten Ende (60, 60') an der Außenschere (3) angelenkt ist, die Hebelvorrichtung (7) mit dem Oberrahmen (2) verbunden ist und das Energiereservoir (8) zwischen der Hebelvorrichtung (7) und dem Oberrahmen (2) angeordnet ist.
Schwingsystem nach einem der vorstehenden Patentansprüche, wobei das Energiereservoir (8) eine Zusatzfeder (80, 80') ist, die an ihrem einen Ende (81, 81') an dem einen Rahmen (1; 2) und an ihrem anderen Ende (82, 82') über einen zweiten Anlenkpunkt (74, 74') an der Hebelvorrichtung (7) angelenkt ist.
Schwingsystem nach Patentanspruch 4, wobei die Hauptfeder (6, 6') und/oder die Zusatzfeder (80, 80') jeweils eine Schraubenzugfeder oder eine Gasdruckfeder ist.
Schwingsystem nach Patentanspruch 4 oder 5, wobei der zweite Anlenkpunkt (74, 74') so gewählt ist, dass der zweite Hebelarm (84) zwischen dem zweiten Anlenkpunkt (74, 74') der Zusatzfeder (80, 80') an der Hebelvorrichtung (7) hinsichtlich der zweiten Kraftrichtung (83) der Zusatzfeder (80, 80') und der Rotationsachse (5) der Hebelvorrichtung (7) bei geringerer Spannung der Hauptfeder (6, 6') geringer ist als bei höherer Spannung der Hauptfeder (6, 6').
Schwingsystem nach Patentanspruch 6, wobei die Hauptfeder (6, 6') an einer ersten Hebellasche (70, 70') der Hebelvorrichtung (7) und die Zusatzfeder (80, 80') an einer zweiten Hebellasche (71, 71') der Hebelvorrichtung (7) angelenkt sind, wobei die Hebellaschen (70, 70', 71, 71') über ein torsionsfreies Verbindungselement, insbesondere ein Verbindungsrohr (72), miteinander verbunden sind.
Schwingsystem nach Patentanspruch 7, wobei das Verbindungselement nicht mit der Drehachse (9) der Hebelvorrichtung (7) zusammenfällt.
Schwingsystem nach einem der vorstehenden Patentansprüche, wobei die Hebelvorrichtung (7) mit einem Bedienelement, insbesondere einem Handhebel (10) oder einem Handrad, verbunden ist.
Schwingsystem nach Patentanspruch 9, wobei zwischen der Hebelvorrichtung (7) und dem Bedienelement (10) ein Schrittschaltwerk (11) mit einer Sperrvorrichtung, insbesondere einem Gesperre oder einem Klemmgesperre, angeordnet ist.