DE1505326A1

DE1505326A1 - Vorrichtung zum Aufhaengen von Fahrzeugsitzen

Info

Publication number: DE1505326A1
Application number: DE19661505326
Authority: DE
Inventors: Doumenach Jean Eugene Denis
Original assignee: Autocoussin SA
Current assignee: Faurecia Sieges dAutomobile SAS
Priority date: 1964-05-19
Filing date: 1966-08-13
Publication date: 1970-02-26
Also published as: FR1404543A

Description

Jean, Eugeine, Denis Doumenach 191» Boulevard Pereire, 75, Paris

Firma Autocoussin 191, Boulevard Pereire, ?5, Paris

Vorrichtung zum Aufhängen von Fahrzeugsitzen

Die Erfindung betrifft einen Sitz, der die Schwingungen, die von Fahrzeugen oder anderen Maschinen auf die Fahrer oder Fahrgäste übertragen werden können, dämpft.

Nach der klassischen Art wird diese Dämpfung durch mehr oder weniger elastische und weiche Kissen oder Polster bewirkt, die zwischen den Körper des Fahrers oder der Fahrgäste und einen Rahmen gelegt werden, der seinerseits fest am Fahrgestell der Maschine angebracht ist.

Eine Verbesserung dieser Anordnung lag darin, dass der mit dem Fahrgestell verbundene Rahmen mit einem elastisch

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verformbaren System versehen ist, das fähig ist, Schwingungen aufzufangen, die ausserdem mehr oder weniger durch Dämpfer gedämpft sind. Diese Dämpfer funktionieren als Elemente, die fähig sind, Energie durch iteibung, Viskositäten oder dergleichen, als Funktion der Verformungen des Systems, mit dem sie verbunden sind, zu zerstören.

Diese Anordnung elastisch verformbarer Hahmen und Dämpfer ergibt gute Resultate, wenn die Schwingungen, denen sie unterworfen ist, Dauerschwingungen sind, und wenn die Frequenzen der Störschwingungen merklich grosser sind als die Eigenschwingungen der Rahmen.

Andererseits ist bekannt, dass in der Praxis die Eigenfrequenzen des Rahmens sich nicht sehr von 1,3 Hz unterscheiden können, da andernfalls der Benutzer den Eindruck hat, dass die Aufhängung entweder zu weich oder zu hart ist, je nachdem die Eigenfrequenzen unter oder über 1,3 Hz liegen.

Aus ähnlichen Gründen kann die Eigenfrequenz der Aufhängungen von Fahrzeugen sich auch nicht allzu weit von diesen Frequenzen entfernen. Wegen der Annäherung der Störungsfrequenzen

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und der Eigenfrequenz des Rahmens müssen beachtliche Dämpfungen vorhanden sein, um zu verhindern, daß bei Resonanz eine zu grosse Überspannung auftritt. Theoretisch muss eine Dämpfung gutgeheissen werden, die etwa der Hälfte der kritischen Dämpfung entspricht. Es wird darauf hingewiesen, daß in der folgenden Beschreibung der Ausdruck Überspannung (eventuell auch Gütespannung) analog zu der in der Technik von elektronischen Schwingungskreisen bekannten Bezeichnung verwendet wird.

Unglücklicherweise kann die Bequemlichkeit nicht vollständig durch das harmonische Ansprechen des Sitzes erreicht werden, und die Permanentbereiche haben in Wirklichkeit keinen grossen Sinn, da diese wegen der Dämpfung der Eigenaufhängungen der Fahrzeuge selten erreicht werden, es sei denn, dass regelmässige und angemessen im Abstand liegende Unregelmässigkeiten auftreten. Dagegen wird das unangenehme Gefühl durch mehr oder weniger heftige, auf den Fahrer oder den Fahrgast übertragene Reaktionen entstehen, die eine Folge von Erschütterungen sind, die sich aus den Stb'ssen oder aufnehmbaren Erschütterungs- oder Stosseinheiten ergeben.

Mit einem Wort, die besonderen Merkmale sind die indizlellen und impulsionellen Reaktionen oder Antworten.

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In diesen Fällen vertragen die Systeme mit starken Dämpfung wesentliche Überspannungen, da sie kurzzeitig ansprechen, und zwar wegen der durch den Dämpfer verursachten Steifigkeit, wodurch grosse Grenzfrequenzen und die Überspannungen im gleichen Sinne wie die Grenzfrequenzen variieren.

Unter einer anderen Form wird alles was einem Schock ähnelt, unangenehm in die vorübergehende Phase quer durch die Dämpfer mit starker Dämpfung übertragen.

Die Folge hiervon ist, dass die Systeme mit einem einzigen Freiheitsgrad in der Praxis nur unter einem Kompromiss eingebaut werden können, der in extremen Fällen immer schlecht ist. Dieser Kompromiss hat zur Folge: entweder ein starkes Schwanken der periodischen Störungen, dessen Frequenz sich der Eigenfrequenz des Rahmens nähert oder einen kräftigen Überspannungskoeffizienten oder Gütefaktor in den impulsionellen oder indizionellen Reaktionen, die durch ein sehr unangenehmes Schockempfinden begleitet sind.

Diese letztere Art der Reaktion ist besonders wichtig für Maschinen, die nicht speziell für den Strassenverkehr, wie

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beispielsweise Fahrzeuge für den öffentlichen Verkehr, gebaut sind und die auf der Strasee während des Vorwärtsbewegens sehr unangenehm auf den Führer wirken.

Hingegen wird man die erstgenannte Art der Schwingungen in leichten Maschinen oder zu wenig beladenen Maschinen schwerer empfinden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung 1st, die Wahl oder den Kompromiss beim Bau des Rahmens auszuschalten, wobei nicht mehr ein elastisch verformbares System mit einem einzigen Freiheitsgrad sondern ein System mit zwei Freiheitsgraden verwendet wird.

Der erfindungsgemässe Sitz ist dadurhh gekennzeichnet, dass ein fester Rahmen starr mit dem Fahrgestell des Fahrzeuges verbunden ist, ein beweglicher Rahmen vorgesehen ist, auf dem der Sitz selbst befestigt ist, eine Aufhängevorrichtung

Rahmen
die beiden/miteinander verbindet, die einerseits aus einem elastischen Organ, dem sog. Hauptorgan, und andererseits aus einer an dem beweglichen Rahmen elastisch aufgehängten. liilfaaaase besteht, and dass ein Dämpfer die :'r-bien Sch^i.ajfimgeu dieser iiasse begrenzt.

BA" OR¹C^''

Bas Hilfspihal,bestehend aus der schweren, elastisch aufgehängten Nasse, kann in der Praxis in verschiedener Weise ausgebildet sein. Es reicht, wenn seine Schwingungen
parallel zu denen des Rahmens liegen, den er stabilisieren soll.

Nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung kann dieses Pendel aus einer Gewichtsmasse bestehen, die an einer am beweglichen Rahmen festgehakten Feder aufgehängt ist· Bei
einer zweiten Ausführung ist diese Masse zwischen zwei Federn angeordnet, von denen die eine am beweglichen Rahmen und die andere am festen Rahmen festgehakt ist.

In allen diesen Fällen überträgt das mit dem Hauptsystem verbundene Hilfspendel im harmonischen Verhältnis eine Dämpfung auf das Hauptsystem, die direkt proportional ist dem Quadrat der Kopplung oder umgekehrt proportional der Eigendämpfuiig des Hilf spendeis.

ist es möglich., die Eigendämpfung des Hilfs- ?o sä wählen, dass dieser Bei Erregungen mit aus-

:■·.·:■ Amplitude schwingen Kann, deren Frequenzen die

;?ii ier Reaktionen ier Aufhängung iea Fahrzeuges

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Durch diese Wirkung der Dämpfungsübertragung ist man daher sicher, dass für Erregungen mit nahe bei der Eigenfrequenz liegenden Frequenz keine wesentlichen Überspannungen vorhanden sind.

Der Vorteil des Systems mit zwei Freiheitsgraden gegenüber den Anordnungen mit einem einzigen Freiheitsgrad liegt darin, dass beim ersteren dann, wenn es durch eine plötzliche Unterbrechung attakiert wird, das Hauptsystem sich wie ein solches ohne Eigendämpfung verhält, also verhältnismässig langsam anspricht, und sich infolgedessen als System mit schwacher Überspannung zeigt.

Mit anderen Worten, eine plötzliche Unebenheit oder Unterbrechung kann nicht durch einen stark viskosen Dämpfer übertragen werden, da dieser in dem Hauptsystem nicht existiert, und dies im Gegensatz zum Stand der Technik. Die entsprechenden Stösse werden daher vom Benutzer nicht empfunden.

Im folgenden wird anhand der Zeichnungen die Erfindung näher erläutert.

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Fig. 1 ist eine Seitenansicht, teilweise aufgebrochen,
einer erfindungsgemässen Aufhängevorrichtung für
Fahrzeugsitze;

Fig. 2 ist ein Schnitt durch eine solche Anordnung;
Fig. 3 ist ein Aufriss, der eine Anordnung zur Hilfeaufhängung in Arbeitsstellung darstellt;

Fig. 4 ist ein Teilschnitt entlang der Linie M- - 4 in Fig.

In Fig. 1 ist ein Fahrzeugsitz mit Kissen G und Rückenlehne D dargestellt. Letztere;/ist an einem Stützrohr T befestigt und die gesamte Anordnung ist von einer erfindungsgemässen Aufhängung S getragen.

Die Einrichtung S besteht aus einem unbeweglichen Rahmen 1, der fest am Boden des Fahrzeuges angebracht ist. Bin beweglicher Rahmen 2 ist am festen Rahmen mittels einer Anordnung von zwei gelenkig ausgebildeten Stangen oder Leisten 3 verbunden, die an jeder Seite des Sitzes vorgesehen sind.

Eine elastische Aufhängevorrichtung oder -anordnung, allgemein mit 4- bezeichnet, und eine elastische sog. Hilfevorrichtung 5 tragen den beweglichen Rahmen 2,auf dem das Kissen 0 und das Stützrohr T angeordnet oder befestigt sind. Ferner

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WiPECTH)

sind noch zwei Hilfsvorrichtungen zum Aufhängen 6a, 6b, deren Zweck noch näher beschrieben wird, vorgesehen. Venn diese Vorrichtungen 6a, 6b in Arbeitsstellung sind, liegen ihre Hauptachsen in der Querebene des Sitzes, in der sich die Achse der Hauptanordnung 4 befindet.

Aus Fig. 2 ist ersichtlich, dass die gelenkig angeordneten Stangen 3 aus zwei Stangen oder Leisten 10a und 10b bestehen, die miteinander bei 11 gelenkig verbunden sind. Die Stange 10a ist an einem Ende 12a am beweglichen Rahmen 2 drehbar angebracht, während das andere Ende 12b mit einer Rolle 12c versehen ist, die ihrerseits auf einer fest mit dem unbeweglichen Rahmen 1 verbundenen Rollbahn 13 aufliegt,

Die andere Stange oder Leiste 10b ist an einem Ende 14a am unbeweglichen Rahmen 1 schwenkbar angeordnet, während das andere Ende 14b mit einer Rolle 14c versehen ist, die ihrerseits auf einer fest mit dem beweglichen Rahmen 2 verbundenen Rollbahn 15 aufliegt.

Ee ist leicht zu verstehen, dass die beiden Anordnungen der gelenkig gelagerten Stangen oder Leisten jede Querverschlebung des beweglichen Rahmens 2 in Bezug auf den festen Bah-

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men 1 verhindern und dass sie andererseits eine entsprechende Führung des beweglichen Rahmens 2 gestatten, wenn sich eine Person auf den Sitz setzt und dieser Schwingungen oder Stössen unterworfen wird.

Im folgenden wird die elastische Hauptanordnung 4 (Pig. 2) naher beschrieben· Diese Einrichtung besteht aus einer Hauptfeder 16, die an ihren beiden Enden von zwei Schalen 17, 13 bedeckt ist. Biese beiden Schalen sind fest mit entsprechenden Gewinderingen 19 und 20 verbunden, die ihrerseits mit den Aussengewinden der Zylinder 21, 22 zusammenwirken. Letztere gehören zu zwei Zylinder-Kolbenanordnungen 23, 24, die koaxial alt der Feder 16 und den Schalen 17 und 18 ausgerichtet sind. Die Kolben 25» 26 dieser Anordnungen sind durch eine koaxiale Kolbenstange 27 miteinander verbunden.

Die Bewegungen der Kolben 25, 26 sind durch die Anschläge 21a, 22a begrenzt, die fest mit dem Inneren der Zylinder verbunden sind.

Die Basis des Zylinders 21 ist in einer eingedrückten Ausbuchtung 28 des festen Rahmens mittels einer Nietbefestigung 29 eingebaut. Diese Anordnung ist derart, dass es möglich ist,

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den Zylinder um seine Achse zu drehen, und zwar mit Hilfe einer Höhensteuerung 30, die kraftschlüssig mit dem Zylinder verbunden ist. "

in Das obere Ende des Zylinders 22 ist/einer eingedrückten Aushöhlung 31 des beweglichen Rahmens 2 gelagert, während die Basis dieses Zylinders mit einem Steuerrad 32 verbunden ist. Letzteres ist mit einer ringförmigen Rille 33 versehen, in das der Rand einer Aussparung 34 im beweglichen Rahmen 2 eingreift. Diese Anordnung gestattet es, den Zylinder 24 in Bezug auf den beweglichen Rahmen 2 zu drehen, wodurch eine Regulierung der Spannung der Feder 16 erfolgt, wie weiter unten näher erläutert ist.

Die Hilfseinrichtung 5 besteht aus einer Gewichtsmasse M, die beispielsweise aus einer runden gusseisernen Platte, oder irgendeinem anderen zweckmässigen Material hergestellt ist. Sie ist zwischen zwei Federn 40 und 41 aufgehängt. Diese beiden Federn sind in Bezug auf die Masse M koaxial angeordnet. Sie lagern einerseits an ringförmigen Rippen 42a, 42b, die im Rahmen 1 bzw. im Rahmen 2 eingedrückt sind, und andererseits an zwei Ringen 43a, 43b, die beispielsweise durch Angiessen an die Masse M gebildet sein können. Ausserdem ist

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ein klassischer Dämpfer 44 vorgesehen, der durch die Kolbenstange 45 seines Kolbens 46 am beweglichen Rahmen 2 mit Hilfe einer Schraube mit Mutter 17 befestigt ist.

Es wird darauf hingewiesen, dass die Aufgabe der Erfindung auch durch Weglassen der unteren Feder 40 gelöst werden kann.

Die Fig. 3 und 4 zeigen insbesondere die Hilfsvorrichtungen 6a, 6b zum Aufhängen. Diese sind vollkommen gleich ausgebildet und es genügt daher, wenn eine derselben beschrieben wird.

Eine solche Vorrichtung besteht aus einer L-förmigen Tragplatte 50, die am Rahmen 1 befestigt und mit einer Aussparung versehen ist, in der ein Ende einer Welle 51 drehen kann. Das andere Ende dieser Welle geht durch ein umgebogenes Randteil 52 des festen Rahmens 1 hindurch. Die Welle ist ferner mit einem gebogenen Hebel 53 fest verbunden. Einer der Arme 54 dieses Hebels trägt an seinem freien Ende, an der Aussenseite des Sitzes einen Knopf ^ und an der Innenseite des Sitzes einen Bolzen oder Nocken 56, der in ein Loch 56a (Fig. 1) im umgebogenen Rand 52 mittels einer Federanordnung (nicht dargestellt) eingeklinkt werden kann. Der andere Arm 57 des Hebels 53 ist an seinem freien Ende mit einem Gelenkbolzen 57a versehen.

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Die Welle 51 is* ferner mit einem Hebel 58 fest verbunden, der an seinem freien finde einen anderen Gelenkbolzen 57b aufweist, der mit dem Bolzen 57a koaxial ausgerichtet ist. Auf diesen beiden Bolzen ist ein zylindrisches Teil 59 gelenkig angebracht, das durch zwei Schenkel 60a, 60b verlängert ist, die in Haken enden, die ^eich gegen die Welle stützen können, wenn die Anordnung 6a in Arbeitsstellung ist.

Das Teil 59 weist einen Hohlraum auf, dessen Boden 61 einerseits durch die Stütze an einem Ende einer Feder 62 und andererseits durch den Anschlag für ein Arretierungselement 63 verschlossen wird.

Das Element 63 ist fest mit einer Kolbenstange 64 verbunden, die koaxial zu der Feder 62 liegt und in einem zweiten Arretierungselement 65 endet.

Der bewegliche Rahmen 2 weist einen umgebogenen Rand 66 auf, der mit einer Rille 67a versehen ist. Eine L-fÖrmige Stützplatte 68 ist fest am Rahmen 2 angebracht und trägt eine Rille 67b, die der Rille 67a entspricht. In diesen Rillen können zwei mit einer Kappe 70 kraftschlüssig verbundene Führungeachsen 69a bzw. 69b axial ausgerichtet frei gleiten.

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Diese Kappe weist einen Hohlraum 71 auf, an dessen Boden das obere Ende der Feder 62 aufliegt. Sie ist ausserdem mit einer zylindrischen Kammer 72 versehen, in der das Arretierungselement 65 hin- und her-¥erschiebbar ist, wobei ein ringförmiger Rand 73 dieser Kammer als Anschlag für das Element 65 dient.

Um die Drehbewegung der Schalen 17 und 18 zu verhindern, sind diese mit Führungsschienen 74· bzw. 75 ausgerüstet, die in den entsprechenden hierfür in den beiden Stützen 76 und 77 vorgesehenen RiILen hin- und hergleiten können.

Im folgenden sind einige praktische Werte der Hauptmerkmale der erfindungsgemässen Aufhängevorrichtung angegeben. Es sind lediglich Ausführungsbeispiele, auf die die Erfindung nicht beschränkt ist.

Die Hauptmerkmale der Hilfsvorrichtung 5 sind:

Gewichtsmasse M ( Gewicht 16 kg

( Dicke 28 m/m aus Gusseisen ( Durchmesser 310 m/m

untere Feder 40 aus Stahlst

obere Feder 41 aus Stahldraht

Durchmesser 260 m/n Drahtdurchmeseer 10 m/m freie Höhe 239,3 m/m Anzahl der Spiralen 4

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ORIGINAL INSPECTED

Die Eigenfrequenz eines so aufgebauten Systeme beträgt dann 2,08 Hz.

Es wird darauf hingewiesen, dass die Höhe der Feder 40 im freien Zustand so gewählt ist, dass die mit der Masse M von 16 kg belastete Feder eine Höhe hat, die der Höhe der oberen Feder 41 im freien Zustand entspricht. Auf diese Weise bleibt die Hasse H in der Mitte der beiden Rahmen und 2, wenn sich diese während der Arbeit der Aufhängung gegeneinander verschieben.

Die maximale Höhe des so dimensionierten Systems beträgt 260 m/m und die minimale Höhe beträgt 100 m/m.

Die Hauptfeder 16 ist so berechnet, dass sie dann, wenn sie mit den Federn 40 und 41 der Hasse H gekoppelt ist, bei einen aufgehängten Gewicht von 60 kg eine Eigenfrequenz von 1,3 HflGberträgt. Die angehängten Gewichte werden ausgehend von dem Gewicht der auf dem Sitz befindlichen Personen nach der folgenden Tabelle gegeben:

- Gewicht der Person (kg), : 60, 68, 75» 82, 90, 100

- aufgehängtes Gewicht (kg): 48, 53, 60, 67, 74, 82

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Die Dimensionen der Hauptfeder sind wie folgt gewählt:

- Durchmesser der Windungen: 120 m/m

- Durchmesser des Drahtes : 8,75 m/m

woraus sich folgende Eigenfrequenzen ergeben: - Gewicht der Person (kg): 60, 68, 75, 82

. - Eigenfrequenz der Vor- (

f richtung (Hz) : ( 1,45 1,38 1,3 1,21

Es ist ersichtlich, dass die Eigenfrequenz der Vorrichtung geringer wird, wenn sich das Gewicht der Person erhöht. Ein höheres Gewicht hätte zur Folge, dass sich der Wert der Eigenfrequenz vom ermittelten Wert von 1,3 Hz sehr entfernen würde.

Der Zweck der beiden Aufhänge-Hilfsvorrichtungen 6a und 6b ist nunmehr leicht zu verstehen. Wenn sich eine sehr schwere Person auf den Sitz setzt, wird sie, wenn die Vorrichtungen 6a, 6b in Ruhestellung sind, den Eindruck haben, dass die Aufhängung des Sitzes zu weich ist.

Diese Person kann dann die gebogenen Hebel 53 bewegen, indem sie diese nach unten drückt, bis die Bolzen oder Hocken 56 in die Löcher 56a einrasten, wie in den Fig. 3 und 4 gezeigt ist.

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Die Federn der Aufhänge-Hilfsvorrichtungen sind so berechnet, dass folgende Ergebnisse erhalten werden:

- Gewicht der Person (kg): 75, 32, 90, 100

- Eigenfrequenzen (Hz) : 1,45 1»37 1i30 1,24

Wenn sich also eine Person mit einem Gewicht von 90 kg auf den Sitz setzt, nimmt die Anlage eine Eigenfrequenz von 1,3 Hz an.

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Claims

1. Fahrzeugsitz, dadurch gekennzeichnet, dawf ein fester Rahmen (1) kraftschlüssig mit dem Fahrgestell de ο Fahrzeuges verbunden ist, ein beweglicher Rahmen (2) vorgesehen ist, auf dem der eigentliche Sitz (O,D,T) angeordnet ist, die beiden Rahmen durch eine Aufhängevorrichtung (S) miteinander verbunden 3ind, die einerseits aus einem elastischen sog. Hauptelement (4) und andererseits aus einer Hilfsmasse (M) besteht, wobei letztere elastisch am beweglichen Rahmen aufgehängt ist, und dass ein Dämpfer (44) die freien Schwingungen der Masse (M) begrenzt.

2. Sitz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewichtsmasse (M) an einer Feder (41) hängt, die am beweglichen Rahmen (2) festgehakt ist.

5· Sitz nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewichtsmasse (M) zwischen zwei Federn angeordnet ist, von denen eine Feder (41) am beweglichen Rahmen und die andere Feder (40) am festen Rahmen festgehakt ist.

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4. Sitz nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, dass in Ruhelage des Sitzes die Höhe der durch die Gewichtsmasse (M) zusammengedrückte untere Feder (40) der Höhe der oberen Feder (4-1) entspricht.

5. Sitz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewichtsmasse (H) ein Gewicht von 10 - 20 kg aufweist.

6. Sitz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Hauptelement aus einer Feder (16) und einer Steueranordnung (32) zur Regelung der Federspannung und einer Steueranordnung für die Höhe des Sitzes besteht.

7. Sitz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verhinderung der seitlichen Verschiebung des Sitzes (T) eine Anordnung von gelenkig verformbaren Stangen oder Leisten (10a, 10b) vorgesehen ist, die die beiden Rahmen (1, 2) miteinander verbinden.

8. Sitz nach. Anspruch 3 t dadurch gekennzeichnet, dass die Merkmale der die Hasse (H) tragenden Federn (40, 41) und diejenigen der Hasse selbst so gewählt sind, dass die Eigenperiode des schwingenden Systems in der Mitte zwischen den normalen Eigenperioden der auf den Sitz übertragenen Störschwingungen der Pusparbeit und des Schleudern« liegt.

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