DE202015104192U1

DE202015104192U1 - Horizontalschwingungsvorrichtung für einen Fahrzeugsitz

Info

Publication number: DE202015104192U1
Application number: DE202015104192.6U
Authority: DE
Original assignee: Grammer AG
Current assignee: Grammer AG
Priority date: 2015-08-10
Filing date: 2015-08-10
Publication date: 2015-09-25
Anticipated expiration: 2025-08-11

Abstract

Horizontalschwingungsvorrichtung (1) für einen Fahrzeugsitz (2), umfassend ein Dämpfermodul (3), welches horizontale Schwingungen zwischen einem sitzseitigen Oberteil (4) und einem karosserieseitigen Unterteil (5) in Fahrzeuglängsrichtung (X) und/oder in Fahrzeugbreitenrichtung (Y) dämpft und ein Regel-/Steuermodul (6) zum Regeln und/oder Steuern des Dämpfermoduls (3), wobei das Dämpfermodul (3) in einem Zwischenraum (7) zwischen dem sitzseitigen Oberteil (4) und dem karosserieseitigen Unterteil (5) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass, das Dämpfermodul (3) zumindest einen hydraulischen Schwingungsdämpfer (8, 8a, 8b) umfasst, wobei der zumindest eine hydraulischen Schwingungsdämpfer (8, 8a, 8b) mit einem Volumenausgleichsmodul (9) fluidisch verbunden ist, wobei das Regel-/Steuermodul (6) eine Ventilanordnung (26) umfasst, welche derart mit dem zumindest einen hydraulischen Schwingungsdämpfer (8, 8a, 8b) fluidisch verschaltet ist, dass die Leistung der Druckstufe und/oder der Zugstufe des hydraulischen Schwingungsdämpfers (8, 8a, 8b) mittels dieser Ventilanordnung (26) modulierbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Horizontalschwingungsvorrichtung für einen Fahrzeugsitz, umfassend ein Dämpfermodul, welches horizontale Schwingungen zwischen einem sitzseitigen Oberteil und einem karosserieseitigen Unterteil in Fahrzeuglängsrichtung (X) und/oder in Fahrzeugbreitenrichtung (Y) dämpft und ein Regel-/Steuermodul zum Regeln und/oder Steuern des Dämpfermoduls, wobei das Dämpfermodul in einem Zwischenraum zwischen dem sitzseitigen Oberteil und dem karosserieseitigen Unterteil angeordnet ist.
Insbesondere bei Fahrzeugsitzen in Nutzfahrzeugen, wie beispielsweise Traktoren, Baumaschinen, Stapler und LKWs ist es wünschenswert, dass neben einer vertikalen Federung beziehungsweise einer Dämpfung vertikaler Schwingungen auch eine Dämpfung horizontaler Schwingungen vorhanden ist. Solche Fahrzeuge werden oft auf unebenem Gelände betrieben und müssen oft große Steigungen beziehungsweise Gefälle bewältigen. Dabei sind die Personen in dem Fahrzeug nicht unerheblichen Stößen und Positions- und Richtungsänderungen ausgesetzt. Um einen optimalen Sitzkomfort zu ermöglichen, sollte dies durch einen Fahrzeugsitz sowohl in vertikaler als auch horizontaler Richtung so gut wie möglich ausgeglichen werden. Ebenso verursachen Unebenheiten, wie beispielsweise Schlaglöcher, auf einer ebenen Fahrbahn solche Stöße. Bei längerer Fahrt kann dies auf den Fahrer, beispielsweise eines LKW, ermüdend wirken oder sogar Schmerzen verursachen. Schwingungen und Stöße quer zur Fahrtrichtung können mit einer Quer- bzw. Seitenhorizontalfederung gedämpft werden, um den Rücken vor ungesunden Erschütterungen zu schützen, während Schwingungen bei schneller Fahrt oder in sehr hügeligem Gelände von einer Längshorizontalfederung minimiert werden können.
Aus dem Stand der Technik sind Horizontalschwingungsvorrichtungen bereits bekannt. Die verwendeten Dämpfersysteme, welche zwischen einem sitzseitigen Oberteil und einem karosserieseitigen Unterteil eingebaut sind, nehmen allerdings in der Regel zu viel Bauraum ein. Insbesondere die Höhe eines Fahrzeugsitzunterbaus sollte nicht zu groß ausgestaltet werden. Ferner ist es oftmals erwünscht, die Dämpfungseigenschaften der Horizontalschwingungsvorrichtung einstellbar auszugestalten. Dies erfordert üblicherweise eine Steuer-/Regeleinrichtung, welche zusätzlichen Bauraum erfordert. Meist hat dies einen komplizierten Aufbau und entsprechend kostenintensive Lösungen zur Folge.
Es ist Aufgabe vorliegender Erfindung, eine Horizontalschwingungsvorrichtung bereitzustellen, welche einen geringeren Bauraum erfordert und deren Dämpfungseigenschaften einstellbar sind. Ferner ist es eine Aufgabe der Erfindung, einen Fahrzeugsitz mit einer solchen Horizontalschwingungsvorrichtung bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Horizontalschwingungsvorrichtung für einen Fahrzeugsitz, umfassend ein Dämpfermodul, welches horizontale Schwingungen zwischen einem sitzseitigen Oberteil und einem karosserieseitigen Unterteil in Fahrzeuglängsrichtung (X) und/oder in Fahrzeugbreitenrichtung (Y) dämpft und ein Regel-/Steuermodul zum Regeln und/oder Steuern des Dämpfermoduls, wobei das Dämpfermodul in einem Zwischenraum zwischen dem sitzseitigen Oberteil und dem karosserieseitigen Unterteil angeordnet ist. Die Horizontalschwingungsvorrichtung zeichnet sich weiterhin dadurch aus, dass das Dämpfermodul zumindest einen hydraulischen Schwingungsdämpfer umfasst, wobei der zumindest eine hydraulische Schwingungsdämpfer mit einem Volumenausgleichsmodul fluidisch verbunden ist, wobei das Regel-/Steuermodul eine Ventilanordnung umfasst, welche derart mit dem zumindest einen hydraulischen Schwingungsdämpfer fluidisch verschaltet ist, dass die Leistung der Druckstufe und/oder der Zugstufe des hydraulischen Schwingungsdämpfers mittels dieser Ventilanordnung modulierbar ist.
Durch eine derartige Horizontalschwingungsvorrichtung wird der benötigte Bauraum deutlich reduziert. Zum einen weist die erfindungsgemäße Horizontalschwingungsvorrichtung eine modulare Bauweise auf. Demzufolge ist zwar das Dämpfermodul in dem Zwischenraum zwischen dem sitzseitigen Oberteil und dem karosserieseitigen Unterteil angeordnet, das Regel-/Steuermodul zum Regeln und/oder Steuern des Dämpfermoduls kann jedoch außerhalb des Zwischenraums angeordnet werden. Ferner wird bei Einfahren des hydraulischen Schwingungsdämpfers das dabei aus dem Schwingungsdämpfer verdrängte Hydraulikfluid dem Volumenausgleichsmodul zugeführt. Der Schwingungsdämpfer kann somit baulich klein ausgestaltet werden. Das Volumenausgleichsmodul kann vorteilhaft ebenfalls außerhalb des Zwischenraums angeordnet werden. Der Zwischenraum zwischen dem sitzseitigen Oberteil und dem karosserieseitigen Unterteil kann somit möglichst klein bemessen werden. Ferner kann das Dämpfermodul durch ein Regel-/Steuermodul geregelt beziehungsweise gesteuert werden, in dem durch die Ventilanordnung die Leistung der Druckstufe und/oder der Zugstufe des hydraulischen Schwingungsdämpfers modulierbar ist.
Vorzugsweise ist der zumindest eine hydraulische Schwingungsdämpfer ein Einrohrdämpfer. Der Einrohrdämpfer umfasst einen doppeltwirkenden Hydraulikzylinder, welcher durch einen Kolben mit Kolbenstange in einen Ringraum und einen Kolbenraum unterteilt ist. Unter einem Ringraum wird der Arbeitsraum des Zylinders verstanden, in dem sich die Kolbenstange befindet. Der Kolbenraum ist dann der kolbenstangenferne Arbeitsraum des Zylinders. Ein doppeltwirkender Hydraulikzylinder weist zwei gegenüberliegende Kolbenflächen auf, die mit dem Hydraulikfluid beaufschlagbar sind. Die Kolbenstange kann somit im Vor- und Rückhub belastet werden, wodurch der Zylinder zwei aktive Bewegungsrichtungen hat. Bevorzugt ist in dem Kolben und/oder zwischen zumindest einem hydraulischen Schwingungsdämpfer und dem Volumenausgleichsmodul ein Dämpfungsventil angeordnet, durch welche(s) ein Strömungswiderstand festlegbar ist. Durch den Strömungswiderstand sind Dämpfungseigenschaften des Dämpfers bestimmt. Es wäre denkbar, dieses Dämpfungsventil ansteuerbar auszugestalten, wodurch der Strömungswiderstand und somit die Dämpfungseigenschaften steuerbar wären.
Alternativ wäre denkbar, dass der hydraulische Schwingungsdämpfer ein Zweirohrdämpfer ist. Zweirohrdämpfer weisen ein Innenrohr auf, in dem ein Kolben beweglich angeordnet ist. Dieses Innenrohr wird von einem Gehäuse oder Außenrohr umgeben, welchem das aus dem Innenrohr verdrängte Hydraulikfluid zugeführt wird. Vorteilhafterweise ist das Außenrohr mit dem Volumenausgleichsmodul fluidisch verbunden, so dass sich lediglich ein Teil des verdrängten Hydraulikfluids in dem Außenrohr befindet und ein weiterer Teil dem Volumenausgleichsmodul zugeführt wird. Demnach kann auch ein Zweirohrdämpfer derart bemessen werden, dass dieser einen kleineren Bauraum ausfüllt.
Nach einem bevorzugten Gedanken der Erfindung ist das Volumenausgleichsmodul mit dem Kolbenraum des zumindest einen hydraulischen Schwingungsdämpfers fluidisch verbunden. Vorzugsweise ist dabei das in der Druckstufe des zumindest einen hydraulischen Schwingungsdämpfers verdrängte Fluid dem Volumenausgleichsmodul zuführbar und in der Zugstufe des zumindest einen hydraulischen Schwingungsdämpfers Hydraulikfluid von dem Volumenausgleichsmodul dem zumindest einen hydraulischen Schwingungsdämpfer zuführbar. Bevorzugt erfolgt dabei die fluidische Verbindung zwischen dem zumindest einen hydraulischen Schwingungsdämpfer und dem Kolbenraum über eine Druckleitung. Vorzugsweise ist die Druckleitung mit einem ersten Anschlusselement des Kolbenraums und einem Anschlusselement des Volumenausgleichmoduls verbunden. Weiter bevorzugt ist in der Druckleitung zwischen dem Kolbenraum des hydraulischen Schwingungsdämpfers und dem Volumenausgleichmodul ein Dämpfungsventil angeordnet.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das in der Druckstufe des zumindest einen hydraulischen Schwingungsdämpfers verdrängte Hydraulikfluid dem Volumenausgleichsmodul zuführbar, wodurch ein Vorspannelement in dem Volumenausgleichsmodul komprimierbar ist. Vorzugsweise ist in der Zugstufe des hydraulischen Schwingungsdämpfers das durch das nun expandierende Vorspannelement angetriebene Hydraulikfluid aus dem Volumenausgleichsmodul dem hydraulischen Schwingungsdämpfer zuführbar. Ein solches Vorspannelement kann ein komprimierbares Gas, eine Feder, ein Elastomer oder ein anderweitiges komprimierbares Element sein.
Vorzugsweise umfasst das Volumenausgleichsmodul einen Zylinder mit einer ersten und einer zweiten Kammer. Bevorzugt sind die erste und die zweite Kammer durch einen in dem Zylinder beweglich angeordneten Kolben unterteilt. Das dem Volumenausgleichsmodul zugeführte Hydraulikfluid ist dabei der ersten Kammer zuführbar. Da das Hydraulikfluid nun ein größeres Volumen in der ersten Kammer einnimmt, wird der Kolben in Richtung der zweiten Kammer verschoben. Das Vorspannelement, welches in der zweiten Kammer angeordnet ist, ist dadurch komprimierbar.
Vorzugsweise ist das Regel-/Steuermodul außerhalb des Zwischenraums zwischen dem sitzseitigen Oberteil und dem karosserieseitigen Unterteil angeordnet. Bevorzugt ist das Regel-/Steuermodul mit dem Ringraum und dem Kolbenraum fluidisch verbunden. Weiter bevorzugt ist das Regel-/Steuermodul mittels Druckleitungen mit einem zweiten Anschlusselement des Kolbenraums und einem Anschlusselement des Ringraums verbunden. Demnach kann der Zwischenraum besonders platzsparend ausgestaltet werden, da zwar das Dämpfermodul und die entsprechenden Verbindungsleitungen bzw. Druckleitungen in dem Zwischenraum angeordnet sind, jedoch das Regel-/Steuermodul und das Volumenausgleichmodul nicht in dem Zwischenraum angeordnet werden müssen.
Nach einem weiteren bevorzugten Gedanken der Erfindung ist die Ventilanordnung des Regel-/Steuermoduls ein Drosselventil, welches mit dem zumindest einen hydraulischen Schwingungsdämpfer wirkverbunden ist. Die Ventilanordnung ist mit dem zumindest einen hydraulischen Schwingungsdämpfer derart fluidisch verschaltet, dass die Leistung der Druckstufe und der Zugstufe mittels dieser Ventilanordnung synchron modulierbar ist. Die Leistung beziehungsweise die Dämpfungsleistung des hydraulischen Schwingungsdämpfers ist durch den Strömungswiderstand des Dämpfungsventils gegeben. Ein solches Dämpfungsventil kann, wie bereits beschrieben, in dem Kolben des hydraulischen Schwingungsdämpfers und/oder in der Druckleitung zwischen dem hydraulischen Schwingungsdämpfer und dem Volumenausgleichsmodul angeordnet sein. Durch eine bevorzugte Bypassleitung zwischen dem Ringraum und dem Kolbenraum wird der Strömungswiderstand in dem Dämpfungsventil und somit die Dämpfungsleistung beeinflusst. Vorzugsweise ist die Ventilanordnung in der Bypassleitung angeordnet. Die Strömung in der Bypassleitung wird somit durch die Ventilanordnung gesteuert, wodurch wiederum der Strömungswiderstand in dem Dämpfungsventil durch die Ventilanordnung steuerbar ist. Ein Passagier auf einem Fahrersitz kann somit die Ventilanordnung betätigen und somit die gewünschte Dämpfung einstellen, beziehungsweise auf das befahrene Terrain einstellen. Das Drosselventil kann beispielsweise mechanisch, elektrisch oder magnetisch betätigt werden.
Nach einem weiteren bevorzugten Gedanken der Erfindung umfasst die Ventilanordnung des Regel-/Steuermoduls zwei antiparallel geschaltete Drosselrückschlagventile, welche mit dem zumindest einen hydraulischen Schwingungsdämpfer wirkverbunden sind. Die Ventilanordnung ist mit dem zumindest einen hydraulischen Schwingungsdämpfer derart fluidisch verschaltet, dass die Leistung der Druckstufe und der Zugstufe mittels dieser Ventilanordnung separat durch je ein Drosselrückschlagventil modulierbar ist. Ein Drosselrückschlagventil besteht aus zwei einzelnen Ventilen, die in einem Gehäuse untergebracht sind. Zum einen aus einer Drossel, die den Leitungsquerschnitt verringert und aus einem Rückschlagventil. Demnach wird das Medium in einer Richtung gedrosselt und kann in der anderen Richtung ungedrosselt durchfließen.
Nach einem weiteren vorteilhaften Gendanken der Erfindung umfasst das Regel-/Steuermodul eine Hydraulikfluidfördereinrichtung, welche mit dem hydraulischen Schwingungsdämpfer wirkverbunden ist. Vorzugsweise ist die Hydraulikfluidfördereinrichtung mit dem hydraulischen Schwingungsdämpfer derart fluidisch verschaltet, dass die Leistung der Druckstufe und/oder der Zugstufe mittels der Hydraulikfluidfördereinrichtung modulierbar ist. Vorteilhafterweise weist die Hydraulikfluidfördereinrichtung eine regelbare bidirektionale Pumpe und einen Motor für die Pumpe auf. Weiter bevorzugt ist die Hydraulikfluidfördereinrichtung durch eine Steuer-/Auswerteeinrichtung ansteuerbar.
Vorzugsweise ist sowohl die Hydraulikfluidfördereinrichtung als auch die Ventilanordnung dem zumindest einen hydraulischen Schwingungsdämpfer wirkverbunden. Bevorzugt ist die Hydraulikfluidfördereinrichtung parallel zu der Ventilanordnung geschaltet. Vorzugsweise ist die Hydraulikfluidfördereinrichtung, die Ventilanordnung mit dem zumindest einem hydraulischen Schwingungsdämpfer derart fluidisch verschaltet, dass die Leistung der Druckstufe und/oder der Zugstufe mittels derer in Kombination modulierbar ist.
Wird die Hydraulikfluidfördereinrichtung in Kombination mit einem Drosselventil betrieben, kann die Dämpfung von Zug- und Druckstufe synchron passiv (vor-)eingestellt werden, während durch die Hydraulikfluidfördereinrichtung eine aktive Dämpfungsregelung ermöglicht ist. Wird die Hydraulikfluidfördereinrichtung in Kombination mit zwei antiparallel geschaltenen Drosselrückschlagventilen betrieben, kann die Dämpfung von Zug- und Druckstufe separat passiv (vor-)eingestellt werden, während durch die Hydraulikfluidfördereinrichtung eine aktive Dämpfungsregelung ermöglicht ist.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die Horizontalschwingungsvorrichtung zumindest eine Sensoreinrichtung. Bevorzugt weist die Sensoreinrichtung einen Positionssensor auf, mit dem die Position des sitzseitigen Oberteils relativ zu dem karosserieseitigen Unterteil in wenigstens einer Raumrichtung (X, Y, Z) messbar ist. Weiter bevorzugt weist die Sensoreinrichtung einen Geschwindigkeitssensor auf, mit dem die Geschwindigkeit des sitzseitigen Oberteils relativ zu dem karosserieseitigen Unterteil in wenigstens einer Raumrichtung (X, Y, Z) messbar ist. Vorteilhaft weist die Sensoreinrichtung einen Beschleunigungssensor auf, mit dem die Beschleunigung des sitzseitigen Oberteils relativ zu dem karosserieseitigen Unterteil in wenigstens einer Raumrichtung (X, Y, Z) messbar ist. Vorzugsweise umfasst das Regel-/Steuermodul eine Steuer-/Auswerteeinrichtung, durch welche die Daten der Sensoreinrichtung auswertbar sind und die Ventilanordnung und/oder die Hydraulikfluidfördereinrichtung ansteuerbar sind/ist.
Die Horizontalschwingungsvorrichtung ist auf verschiedene Arten zu betreiben. Zunächst wäre es denkbar, die Horizontalschwingungsvorrichtung aktiv oder auch passiv zu betreiben. Bei einer aktiven Dämpfung kann in einer bevorzugten Ausführungsform einem Arbeitsraum (Kolbenraum, Ringraum) des hydraulischen Schwingungsdämpfers anhand der durch die Sensoreinrichtung bestimmten Daten durch die Hydraulikfluidfördereinrichtung Hydraulikfluid zu- bzw. abgeführt werden. Es kann also aktiv eine Kraft auf den Kolben bzw. die Kolbenstange ausgeübt werden. Zur aktiven Regelung ist das Messen bestimmter Daten durch die Sensoreinrichtung notwendig. Dabei wird vorzugsweise die relative Position des beweglichen sitzseitigen Oberteils bezüglich des feststehenden karosserieseitigen Unterteils bestimmt. Vorteilhafterweise ergeben die Werte aus Position und Geschwindigkeit der sich gegeneinander bewegenden Baugruppen ein Produkt, welches für den Regelalgorithmus des aktiv geregelten Systems erforderlich ist.
Eine passive Dämpfung kann nicht verstellbar ausgeführt sein. Die Eigenschaften des Dämpfers beziehungsweise der Dämpfung sind fest definiert, so dass der Strömungswiderstand des Hydraulikfluids durch die in dem Dämpfer verwendeten Ventilanordnungen festgelegt ist. Die bei einem definierten Arbeitshub ausgetauschte (zwischen Volumenausgleichsmodul und Kolbenraum) Menge an Hydraulikfluid ist immer gleich. Der Strömungswiderstand ist allein von der Geschwindigkeit des Kolbens innerhalb des Hydraulikzylinders abhängig. Es sind aber auch Ausführungsformen mit einer verstellbaren passiven Dämpfung denkbar. Dabei kann die Menge an Hydraulikfluid in der Zugstufe/Druckstufe synchron oder asynchron durch eine händisch betätigbare Ventilanordnung moduliert werden. Die Ventilanordnung ist dabei vorzugsweise zwischen Ringraum und Kolbenraum geschaltet. Bei einer synchronen Modulierung ist die zwischen den Arbeitsräumen ausgetauschte Menge in Zug- und Druckstufe durch eine Ventilanordnung einstellbar. Bei einer asynchronen Modulierung ist die ausgetauschte Menge an Hydraulikfluid in Zugstufe und Druckstufe separat einstellbar.
Nach einem weiteren vorteilhaften Gedanken der Erfindung umfasst die Sensoreinrichtung einen Grundkörper und einen an dem Grundkörper drehbar angeordneten Messarm. Vorzugsweise ist der Grundkörper an dem sitzseitigen Oberteil und der Messarm an dem karosserieseitigen Unterteil angeordnet. Es wäre aber auch denkbar, dass der Grundkörper an dem karosserieseitigen Unterteil und der Messarm an dem sitzseitigen Oberteil angeordnet ist. Vorteilhafterweise bestimmt die Sensoreinrichtung Daten, wie Position, Geschwindigkeit und Beschleunigung aus der Änderung eines Drehwinkels des Messarms.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst das Dämpfermodul einen ersten und einen zweiten hydraulischen Schwingungsdämpfer. Bevorzugt sind der erste und der zweite hydraulische Schwingungsdämpfer in Fahrzeuglängsrichtung (X) und/oder in Fahrzeugbreitenrichtung (Y) angeordnet. Vorteilhafterweise ist der Ringraum des ersten hydraulischen Schwingungsdämpfers mit dem Ringraum des zweiten hydraulischen Schwingungsdämpfers fluidisch verbunden. Ferner ist es bevorzugt, dass der Kolbenraum des ersten hydraulischen Schwingungsdämpfers mit dem Kolbenraum des zweiten hydraulischen Schwingungsdämpfers und dem Volumenausgleichsmodul verbunden ist.
Vorzugsweise ist in dem Zwischenraum zwischen dem sitzseitigen Oberteil und dem karosserieseitigen Unterteil ein Führungssystem angeordnet, durch welches das sitzseitige Oberteil an dem karosserieseitigen Unterteil verschiebbar gelagert ist. Ein solches Führungssystem könnte beispielsweise ein Schienensystem sein.
Weitere Vorteile, Ziele und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung werden anhand nachfolgender Beschreibung der anliegenden Figuren erläutert. Gleichartige Komponenten können in den verschiedenen Ausführungsformen gleiche Bezugszeichen aufweisen.
In den Figuren zeigen:
1 eine Ansicht einer Horizontalschwingungsvorrichtung mit einem sitzseitigen Oberteil und einem karosserieseitigen Unterteil;
2 eine Ansicht einer Horizontalschwingungsvorrichtung;
3 eine Schaltskizze eines hydraulischen Schwingungsdämpfers gemäß einer Ausführungsform;
4 eine Schaltskizze eines hydraulischen Schwingungsdämpfers gemäß einer weiteren Ausführungsform;
5 eine Schaltskizze eines hydraulischen Schwingungsdämpfers gemäß einer weiteren Ausführungsform;
7 eine Draufsicht auf eine Horizontalschwingungsvorrichtung mit einem sitzseitigen Oberteil und einem karosserieseitigen Unterteil;
7a, b, c eine Draufsicht auf eine Sensoreinrichtung bei verschieden ausgelenktem sitzseitigem Oberteil und einem karosserieseitigen Unterteil;
8 eine Seitenansicht eines Fahrzeugsitzes mit vertikaler Federung und Horizontalschwingungsvorrichtung;
9 eine Rückansicht eines Fahrzeugsitzes mit vertikaler Federung und Horizontalschwingungsvorrichtung.
In 1 wird eine Horizontalschwingungsvorrichtung (1) für einen Fahrzeugsitz (2) dargestellt. Dabei werden die modular aufgebaute Horizontalschwingungsvorrichtung (1) das sitzseitige Oberteil (4) und das karosserieseitige Unterteil (5) gezeigt. Das sitzseitige Oberteil (4) und das karosserieseitige Unterteil (5) erstrecken sich in Fahrzeuglängsrichtung (X) und in Fahrzeugbreitenrichtung (Y). Die Horizontalschwingungsvorrichtung (1) umfasst ein Dämpfermodul (3), welches horizontale Schwingungen zwischen einem sitzseitigen Oberteil (4) und einem karosserieseitigen Unterteil (5) in Fahrzeuglängsrichtung (X) und/oder in Fahrzeugbreitenrichtung (Y) dämpft. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Horizontalschwingungsvorrichtung (1) zur Dämpfung von Schwingungen in Fahrzeugbreitenrichtung (Y) ausgelegt. Eine alternative Auslegung für eine Schwingungsdämpfung in Fahrzeuglängsrichtung (X) oder eine Kombination von Dämpfungsmodulen (3) zur Dämpfung von Schwingungen sowohl in Fahrzeuglängsrichtung (X) als auch in Fahrzeugbreitenrichtung (Y) wäre ebenso denkbar.
Das sitzseitige Oberteil (4) ist in einer Höhenrichtung (Z) oberhalb des karosserieseitigen Unterteils (5) angeordnet. Dabei ist in dem Zwischenraum (7) zwischen dem sitzseitigen Oberteil (4) und dem karosserieseitigen Unterteil (5) ein Führungssystem (37) angeordnet, durch welches das sitzseitige Oberteil (4) an dem karosserieseitigen Unterteil (5) verschiebbar gelagert ist. In diesem Ausführungsbeispiel besteht das Führungssystem aus einem Schienensystem mit einer C-Profilschiene, in der eine Gleitschiene verschiebbar gelagert ist. Es wäre jedoch auch denkbar, dass Gleitelemente aus Kunststoff oder Kugellager zur Lagerung verwendet werden. Die Horizontalschwingungsvorrichtung (1) dämpft horizontale Schwingungen in Fahrzeugbreitenrichtung (Y). Demzufolge ist in einem jeweilig äußeren Randbereich in Fahrzeuglängsrichtung (X) jeweils ein Schienensystem angeordnet, wobei die Schienensysteme symmetrisch zu einer Mittelachse (39) angeordnet sind.
An dem karosserieseitigen Unterteil (5) sind an dessen Unterseite (41) zwei Befestigungsschienen (37) angeordnet, durch welche dieses an dem weiteren Sitzunterbau befestigt werden kann. Diese Unterseite (41) ist diejenige Seite, welche in Höhenrichtung (Z) derjenigen Seite des karosserieseitigen Unterteils (5) gegenüberliegt, welche dem sitzseitigen Oberteil (4) zugewandt ist. Diese Befestigungsschienen (37) erstrecken sich entlang der Fahrzeuglängsrichtung (X) und sind in Fahrzeugbreitenrichtung (Y) in einem jeweiligen äußeren Randbereich angeordnet.
Das Dämpfermodul (3) ist in dem Zwischenraum (7) zwischen dem sitzseitigen Oberteil (4) und dem karosserieseitigen Unterteil (5) angeordnet. Das Dämpfermodul (3) umfasst erfindungsgemäß zumindest einen hydraulischen Schwingungsdämpfer (8, 8a, 8b), wobei der zumindest eine hydraulischen Schwingungsdämpfer (8, 8a, 8b) mit einem Volumenausgleichsmodul (9) fluidisch verbunden ist. In diesem Ausführungsbeispiel umfasst das Dämpfermodul (3) einen ersten (8a) und einen zweiten hydraulischen Schwingungsdämpfer (8b). Die hydraulischen Schwingungsdämpfer (8, 8a, 8b) sind als Einrohrdämpfer ausgebildet. Diese Einrohrdämpfer umfassen einen doppeltwirkenden Hydraulikzylinder (10, 10a, 10b), welcher durch einen Kolben (11) mit Kolbenstange (12, 12a, 12b) in einen Ringraum (13, 13a, 13b) und einen Kolbenraum (14, 14a, 14b) unterteilt ist. In den 3 bis 8 ist ein solcher Einrohrdämpfer mit entsprechender Beschaltung als Prinzipskizze gezeigt.
Die jeweiligen Hydraulikzylinder (10) sind derart zwischen dem sitzseitigen Oberteil (4) und dem karosserieseitigen Unterteil (5) angeordnet, dass eine jeweilige Längsachse eines Hydraulikzylinders (10, 10a, 10b) und die jeweilige Kolbenstange entlang der Dämpfungsrichtung orientiert ist. Die Dämpfungsrichtung ist in diesem Ausführungsbeispiel die Fahrzeugbreitenrichtung (Y) und entspricht ebenso der Richtung, in welcher das Führungssystem (37) bzw. das Schienensystem eine Verlagerung des sitzseitigen Oberteils (4) erlaubt. Die beiden hydraulischen Schwingungsdämpfer (8, 8a, 8b) sind ebenso wie die beiden Schienensysteme in einem in Fahrzeuglängsrichtung (X) äußeren Bereich angeordnet. Ebenso sind sie symmetrisch zu der Mittelachse (39) angeordnet. Weiterhin sind sie in Fahrzeuglängsrichtung (X) näher zur Mittelachse (39) als das jeweilige Schienensystem angeordnet. Das sitzseitige Oberteil (4) ist dabei mit den Kolbenstangen (12, 12a, 12b) der beiden hydraulischen Schwingungsdämpfer (8, 8a, 8b) verbunden. Das karosserieseitige Unterteil (5) ist mit den Hydraulikzylindern (10, 10a, 10b) der beiden hydraulischen Schwingungsdämpfer (8, 8a, 8b) verbunden. Durch die zur Mittelachse (39) symmetrische Anordnung der Schienensysteme und der beiden hydraulischen Schwingungsdämpfer (8, 8a, 8b) wird ein gleichmäßig auf die beiden hydraulischen Schwingungsdämpfer (8, 8a, 8b) verteilter Krafteintrag gewährleistet.
Der in dem Hydraulikzylinder (10, 10a, 10b) angeordnete Kolben (11) unterteilt den Hydraulikzylinder (10, 10a, 10b) in einen Ringraum (13, 13a, 13b) und einen Kolbenraum (14, 14a, 14b). Der Ringraum (13a) des ersten hydraulischen Schwingungsdämpfers (8a) ist mit dem Ringraum (13b) des zweiten hydraulischen Schwingungsdämpfers (8b) fluidisch verbunden. Ebenso ist der Kolbenraum (14a) des ersten hydraulischen Schwingungsdämpfers (8a) mit dem Kolbenraum (14b) des zweiten hydraulischen Schwingungsdämpfers (8b) und überdies dem Volumenausgleichsmodul (9) fluidisch verbunden. Die jeweilige fluidische Verbindung erfolgt über Druckleitungen (16), wobei eine Druckleitung (16) mit jeweils einem ersten Anschlusselement (17, 17a, 17b) des Kolbenraums (14, 14a, 14b), eine weitere Druckleitung mit einem ersten Anschlusselement (17, 17a, 17b) des Kolbenraums (14, 14a, 14b) und einem Anschlusselement (18) der Volumenausgleichsmoduls (9) verbunden ist und eine weitere Druckleitung (16) mit einem jeweiligen Anschlusselement (40, 40a, 40b) des Ringraums (13, 13a, 13b) verbunden ist. Durch eine derartige Verbindung von Ring und Kolbenräumen und in Kombination mit der bereits beschriebenen symmetrischen Anordnung der hydraulischen Schwingungsdämpfer (8, 8a, 8b) wird ein gleichmäßig auf die beiden hydraulischen Schwingungsdämpfer (8, 8a, 8b) verteilter Krafteintrag gewährleistet.
Die Horizontalschwingungsvorrichtung (1) umfasst weiterhin ein Regel-/Steuermodul (6) zum Regeln und/oder Steuern des Dämpfermoduls (3). Dieses Regel-/Steuermodul (6) ist außerhalb des Zwischenraums (7) zwischen dem sitzseitigen Oberteil (4) und dem karosserieseitigen Unterteil (5) angeordnet, wodurch die Horizontalschwingungsvorrichtung (1) kompakt und platzsparend baut. Dabei ist das Regel-/Steuermodul (6) in einem in Fahrzeuglängsrichtung (X) äußeren Bereich an einer Unterseite (41) des karosserieseitigen Unterteils (5) durch eine Befestigungsvorrichtung (6a) befestigt. Demnach ist das Regel-/Steuermodul (6) in Fahrzeuglängsrichtung (X) lateral über das karosserieseitige Unterteil (5) bzw. das sitzseitige Oberteil (4) hinausragend. Auf der in Fahrzeuglängsrichtung (X) gegenüberliegenden Seite ist das Volumenausgleichsmodul (9) an der Unterseite (41) des karosserieseitigen Unterteils (5) angeordnet.
Ferner ist das Regel-/Steuermodul (6) mit dem Ringraum (13, 13a, 13b) und dem Kolbenraum (14, 14a, 14b) der beiden hydraulischen Schwingungsdämpfer (8, 8a, 8b) fluidisch verbunden. Dabei ist das Regel-/Steuermodul (6) mittels Druckleitungen (16) mit einem zweiten Anschlusselement (24) des Kolbenraums (14) und einem zweiten Anschlusselement (25) des Ringraums (13, 13a) des ersten hydraulischen Schwingungsdämpfers (8, 8a) verbunden. Durch den bereits beschriebenen gleichmäßig verteilten Krafteintrag und die fluidische Verbindung der Ring- (13, 13a, 13b) und Kolbenräume (14, 14a, 14b) durch die Druckleitungen (16) in die beiden hydraulischen Schwingungsdämpfer (8, 8a, 8b) wirkt eine Modulierung der Dämpfereigenschaften durch das Regel-/Steuermodul (6) beispielsweise durch eine Bypassleitung mit einem ansteuerbaren Ventil gleichmäßig auf beide hydraulische Schwingungsdämpfer (8, 8a, 8b). In 2 ist lediglich das Dämpfermodul (3) und das Regel-/Steuermodul (6) ohne das sitzseitige Oberteil (4) und das karosserieseitige Unterteil (5) dargestellt.
Die Horizontalschwingungsvorrichtung (1) umfasst weiterhin eine Sensoreinrichtung (34). Die Sensoreinrichtung (34) weist einen Positionssensor, mit dem die Position des sitzseitigen Oberteils (4) relativ zu dem karosserieseitigen Unterteil (5) in wenigstens einer Raumrichtung (X, Y, Z) messbar ist, einen Geschwindigkeitssensor, mit dem die Geschwindigkeit des sitzseitigen Oberteils (4) relativ zu dem karosserieseitigen Unterteil (5) in wenigstens einer Raumrichtung (X, Y, Z) messbar ist und einen Beschleunigungssensor, mit dem die Beschleunigung des sitzseitigen Oberteils (4) relativ zu dem karosserieseitigen Unterteil (5) in wenigstens einer Raumrichtung (X, Y, Z) messbar ist, auf. Diese Daten der Sensoreinrichtung (34) sind durch eine Steuer-/Auswerteeinrichtung in dem Regel-/Steuermodul (6) auswertbar. Anhand dieser Daten ist dann eine aktive oder semiaktive Regelung der Dämpfung, beispielsweise durch eine Ventilanordnung (26) und/oder die Hydraulikfluidfördereinrichtung (31), möglich.
Die Sensoreinrichtung (34) umfasst einen Grundkörper (35) und einen an dem Grundkörper (35) drehbar angeordneten Messarm (36). Der Grundkörper (35) ist dabei an dem sitzseitigen Oberteil (4) und der Messarm (36) an dem karosserieseitigen Unterteil (5) beziehungsweise an der Unterseite (41) des karosserieseitigen Unterteils (5) angeordnet. Der Grundkörper (35) ist dabei, ebenso wie das Regel-/Steuermodul (6), in Fahrzeuglängsrichtung (X) über das karosserieseitige Unterteil (5) bzw. das sitzseitige Oberteil (4) hinausragend angeordnet. Bei einer Verlagerung des sitzseitigen Oberteils (4) relativ zu dem karosserieseitigen Unterteil (5) dreht sich der Messarm relativ zu dem Grundkörper. Dies ist in den
7, 7a, 7b und 7c ersichtlich, welche eine Draufsicht (7) auf die Unterseite (41) des karosserieseitigen Unterteils (5) bzw. einen die Sensoreinrichtung (34) einschließenden Ausschnitt (7a, 7b, 7c) der Draufsicht zeigen. Bei einem bezüglich des karosserieseitigen Unterteils (5) nicht ausgelenkten sitzseitigen Oberteil (4) befindet sich der Messarm in einer Mittelstellung (42). Dies ist in 7b ersichtlich. Wird das sitzseitige Oberteil (4) relativ zu dem karosserieseitigen Unterteil (5) verlagert, dreht sich der Messarm (36) um einen Drehwinkel (α). Dies ist aus den 7a und 7b ersichtlich. Die Sensoreinrichtung (34) bestimmt aus der Winkeländerung die relative Position, die Geschwindigkeit und die Beschleunigung des beweglichen sitzseitigen Oberteils (4) bezüglich des feststehenden karosserieseitigen Unterteils (5). Die Werte aus Position und Geschwindigkeit der sich gegeneinander bewegenden Baugruppen ergeben ein Produkt, welches für den Regelalgorithmus des semiaktiv bzw. aktiv geregelten Systems erforderlich ist.
In den 3 bis 6 sind Prinzipskizzen eines hydraulischen Schwingungsdämpfers (8, 8a, 8b) gezeigt, welcher mit einem Volumenausgleichsmodul (9) fluidisch verbunden ist. Ferner sind verschiedene Ausführungsformen gezeigt, in denen die Dämpfungseigenschaften durch verschiedene Schaltungen des hydraulischen Schwingungsdämpfers (8, 8a, 8b) mit dem Volumenausgleichsmodul (9) und einem Regel-/Steuermodul (6), durch welches das Dämpfermodul (3) regelbar ist. Wie bereits erwähnt, wirkt eine solche Beschaltung auf zwei oder auch mehrere hydraulische Schwingungsdämpfer (8, 8a, 8b) wegen der gleichmäßigen Kraftverteilung durch die symmetrische Anordnung und wegen der fluidischen Verbindung durch Druckleitungen der Ring- (13, 13a, 13b) und Kolbenräume (14, 14a, 14b). Die Ausführungsformen in diesen Figuren unterscheiden sich lediglich in der Beschaltung des Schwingungsdämpfers (8, 8a, 8b) durch das Regel-/Steuermodul (6).
Es wird ein hydraulischer Schwingungsdämpfer (8, 8a, 8b), welcher als ein Einrohrdämpfer ausgebildet ist, gezeigt. Der Einrohrdämpfer umfasst einen doppeltwirkenden Hydraulikzylinder (10, 10a, 10b), welcher durch einen Kolben (11) mit Kolbenstange (12) in einen Ringraum (13, 13a, 13b) und einen Kolbenraum (14, 14a, 14b) unterteilt ist. Der Kolbenraum (14, 14a, 14b) ist mit dem Volumenausgleichsmodul (9) fluidisch verbunden. Das in der Druckstufe des hydraulischen Schwingungsdämpfers (8, 8a, 8b) verdrängte Hydraulikfluid ist somit dem Volumenausgleichsmodul (9) zuführbar. In der Zugstufe des hydraulischen Schwingungsdämpfers (8, 8a, 8b) ist das Hydraulikfluid von dem Volumenausgleichsmodul (9) dem hydraulischen Schwingungsdämpfer (8, 8a, 8b) zuführbar. Die fluidische Verbindung zwischen dem Volumenausgleichsmodul (9) und dem Kolbenraum (14, 14a, 14b) erfolgt, wie bereits beschrieben, über eine Druckleitung (16), wobei die Druckleitung (16) mit einem ersten Anschlusselement (17, 17a, 17b) des Kolbenraums (14, 14a, 14b) und einem Anschlusselement (18) des Volumenausgleichsmoduls (9) verbunden ist. Zwischen dem hydraulischen Schwingungsdämpfer (8, 8a, 8b) und dem Volumenausgleichsmodul (9) ist überdies ein Dämpfungsventil (15) angeordnet, durch welches der Strömungswiderstand in der Druckleitung (16) festlegbar ist und somit die Dämpfung vorgegeben wird.
Das Volumenausgleichsmodul (9) umfasst einen Zylinder (20) mit einer ersten (21) und einer zweiten Kammer (22). Diese erste (21) und zweite Kammer (22) sind durch einen in dem Zylinder (20) beweglich angeordneten Kolben (23) unterteilt. Das in der Druckstufe des zumindest einen hydraulischen Schwingungsdämpfers (8, 8a, 8b) verdrängte Hydraulikfluid wird dem Volumenausgleichsmodul (9) beziehungsweise der ersten Kammer (21) zugeführt. Demzufolge bewegt sich der Kolben (23) durch das expandierende Volumen in der ersten Kammer (21) in Richtung der zweiten Kammer (22). In der zweiten Kammer (22) ist ein Vorspannelement (19) angeordnet, welches durch diese Bewegung komprimiert wird. In den Figuren wird das Vorspannelement (19) prinzipiell als eine Feder dargestellt. Dies könnte jedoch als ein komprimierbares Gas oder ein anderweitiges komprimierbares Medium ausgestaltet sein. In der Zugstufe des hydraulischen Schwingungsdämpfers (8, 8a, 8b) ist dann das durch das nun expandierende Vorspannelement (19) angetriebene Hydraulikfluid aus dem Volumenausgleichsmodul (9) dem hydraulischen Schwingungsdämpfer (8, 8a, 8b) zuführbar.
In 3 ist eine Ausführungsform gezeigt, in der das Regel-/Steuermodul (6) eine Ventilanordnung (26) umfasst, welche mit dem zumindest einen hydraulischen Schwingungsdämpfer (8, 8a, 8b) wirkverbunden ist. Die Ventilanordnung (26) ist über eine Bypassleitung beziehungsweise eine Druckleitung (16) mit dem Ringraum (13, 13a, 13b) und dem Kolbenraum (14, 14a, 14b) verbunden und ist somit mit dem zumindest einen hydraulischen Schwingungsdämpfer (8, 8a, 8b) derart fluidisch verschaltet, dass die Leistung der Druckstufe und/oder der Zugstufe mittels dieser Ventilanordnung (26) modulierbar ist. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Ventilanordnung (26) als ein Drosselventil (26a) ausgebildet. In der Druckstufe strömt somit Hydraulikfluid aus dem Kolbenraum (14, 14a, 14b) über Leitungspunkt A, die Ventilanordnung (26) und Leitungspunkt B zum Ringraum (13, 13a, 13b). In der Zugstufe strömt das Hydraulikfluid in umgekehrter Richtung. Die Strömung wird durch die Ventilanordnung (26) bzw. das Drosselventil gesteuert. Dadurch sind der Strömungswiderstand in dem Dämpfungsventil (15) und somit die Dämpfungseigenschaften des hydraulischen Schwingungsdämpfers (8, 8a, 8b) steuerbar. Insbesondere ist die Leistung der Druckstufe und der Zugstufe mittels dieser Ventilanordnung (26) passiv synchron modulierbar.
In 4 ist eine Ausführungsform gezeigt, in der das Regel-/Steuermodul (6) eine Ventilanordnung (26) umfasst, welche zwei antiparallel geschaltete Drosselrückschlagventile (26b, 26c) umfasst, welche mit dem hydraulischen Schwingungsdämpfer (8, 8a, 8b) wirkverbunden sind. Durch die beiden Drosselrückschlagventile (26b, 26c) ist die Leistung der Druckstufe und der Zugstufe des hydraulischen Schwingungsdämpfers (8, 8a, 8b) mittels dieser Ventilanordnung (26) separat durch je ein Drosselrückschlagventil (26b, 26c) modulierbar.
In den 5 und 6 umfasst das Regel-/Steuermodul (6) eine Hydraulikfluidfördereinrichtung (31), welche mit dem zumindest einen hydraulischen Schwingungsdämpfer (8, 8a, 8b) wirkverbunden ist. Die Hydraulikfluidfördereinrichtung (31) mit dem zumindest einen hydraulischen Schwingungsdämpfer (8, 8a, 8b) ist derart fluidisch verschaltet, dass die Leistung der Druckstufe und/oder der Zugstufe mittels der Hydraulikfluidfördereinrichtung (31) modulierbar ist. Die Hydraulikfluidfördereinrichtung (31) weist eine regelbare bidirektionale Pumpe (32) und einen Motor (33) für die Pumpe (32) auf. Durch die Hydraulikfluidfördereinrichtung (31) ist demnach eine aktive Steuerung der Dämpfung möglich.
Die in 5 dargestellte Schaltanordnung entspricht im Grunde der Schaltanordnung aus 3, allerdings ist zu der Ventilanordnung (26) beziehungsweise dem Drosselventil (26a) eine Hydraulikfluidfördereinrichtung (31) parallel geschaltet. Die Hydraulikfluidfördereinrichtung (31) und die Ventilanordnung (26) sind mit dem hydraulischen Schwingungsdämpfer (8, 8a, 8b) derart fluidisch verschaltet, dass die Leistung der Druckstufe und der Zugstufe mittels derer, in Kombination modulierbar ist. Demnach ist ein passive (Vor-)Einstellung der Dämpfungseigenschaften durch das Drosselventil möglich. Weiterhin ist eine aktive Regelung der Dämpfung durch die Hydraulikfluidfördereinrichtung (31) möglich.
Ferner entspricht die in 6 dargestellte Schaltanordnung im Grunde der Schaltanordnung aus 4. Hier ist zu den antiparallel geschalteten Drosselrückschlagventilen (26b, 26c) eine Hydraulikfluidfördereinrichtung (31) parallel geschaltet. Die Hydraulikfluidfördereinrichtung (31) und die Drosselrückschlagventile (26b, 26c) sind mit dem hydraulischen Schwingungsdämpfer (8, 8a, 8b) derart fluidisch verschaltet, dass die Leistung der Druckstufe und der Zugstufe mittels derer in Kombination modulierbar ist. Dies entspricht einer passiven asynchronen Dämpfungssteuerung. Demnach ist ein separate passive (Vor-)Einstellung der Dämpfungseigenschaften von Zug- und Druckstufe durch die Drosselrückschlagventile (26b, 26c) möglich. Weiterhin ist eine aktive Regelung der Dämpfung durch die Hydraulikfluidfördereinrichtung (31) möglich.
In den 8 und 9 ist ein Fahrzeugsitz (2) mit einer Horizontalschwingungsvorrichtung (1) in einer Seitenansicht beziehungsweise einer Rückansicht dargestellt. Der Fahrzeugsitz (2) weist einen Sitzunterbau (43) auf, in den die Horizontalschwingungsvorrichtung (1) integriert ist. Ferner ist in den Sitzunterbau (43) auch eine vertikale Federung bzw. eine Schwingungsdämpfung (44) integriert.
Sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale werden als erfindungswesentlich beansprucht, sofern sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
Bezugszeichenliste

1: Horizontalschwingungsvorrichtung
2: Fahrzeugsitz
3: Dämpfermodul
4: sitzseitiges Oberteil
5: karosserieseitiges Unterteil
6: Regel-/Steuermodul
6a: Befestigungsvorrichtung des Regel-/Steuermoduls
7: Zwischenraum zwischen sitzseitigen Oberteil karosserieseitigen Unterteil
8: hydraulischer Schwingungsdämpfer
8a: erster hydraulischer Schwingungsdämpfer
8b: zweiter hydraulischer Schwingungsdämpfer
9: Volumenausgleichsmodul
10, 10a, 10b: Hydraulikzylinder
11: Kolben
12, 12a, 12b: Kolbenstange
13: Ringraum
13a: Ringraum des ersten hydraulischen Schwingungsdämpfers
13b: Ringraum des zweiten hydraulischen Schwingungsdämpfers
14: Kolbenraum
14a: Kolbenraum des ersten hydraulischen Schwingungsdämpfers
14b: Kolbenraum des zweiten hydraulischen Schwingungsdämpfers
15: Dämpfungsventil
16: Druckleitung
17, 17a, 17b: erstes Anschlusselement des Kolbenraums
18: Anschlusselement des Volumenausgleichsmoduls
19: Vorspannelement
20: Zylinder des Volumenausgleichsmoduls
21: erste Kammer des Zylinders des Volumenausgleichsmoduls
22: zweite Kammer des Zylinders des Volumenausgleichsmoduls
23: Kolben
24: zweites Anschlusselement des Kolbenraums
25: Anschlusselement des Ringraums
26: Ventilanordnung
26a: Drosselventil
26b: Drosselrückschlagventil
31: Hydraulikfluidfördereinrichtung
32: Pumpe
33: Motor
34: Sensoreinrichtung
35: Grundkörper der Sensoreinrichtung
36: Messarm der Sensoreinrichtung
37: Führungssystem
38: Befestigungsschiene
39: Mittelachse
40, 40a, 40b: Anschlusselement des Ringraums
41: Unterseite des karosserieseitigen Unterteils
42: Mittelstellung
43: Sitzunterbau
44: vertikale Federung
X: Fahrzeuglängsrichtung
Y: Fahrzeugbreitenrichtung
Z: Höhenrichtung
α: Drehwinkel

Claims

Horizontalschwingungsvorrichtung (1) für einen Fahrzeugsitz (2), umfassend ein Dämpfermodul (3), welches horizontale Schwingungen zwischen einem sitzseitigen Oberteil (4) und einem karosserieseitigen Unterteil (5) in Fahrzeuglängsrichtung (X) und/oder in Fahrzeugbreitenrichtung (Y) dämpft und ein Regel-/Steuermodul (6) zum Regeln und/oder Steuern des Dämpfermoduls (3), wobei das Dämpfermodul (3) in einem Zwischenraum (7) zwischen dem sitzseitigen Oberteil (4) und dem karosserieseitigen Unterteil (5) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass, das Dämpfermodul (3) zumindest einen hydraulischen Schwingungsdämpfer (8, 8a, 8b) umfasst, wobei der zumindest eine hydraulischen Schwingungsdämpfer (8, 8a, 8b) mit einem Volumenausgleichsmodul (9) fluidisch verbunden ist, wobei das Regel-/Steuermodul (6) eine Ventilanordnung (26) umfasst, welche derart mit dem zumindest einen hydraulischen Schwingungsdämpfer (8, 8a, 8b) fluidisch verschaltet ist, dass die Leistung der Druckstufe und/oder der Zugstufe des hydraulischen Schwingungsdämpfers (8, 8a, 8b) mittels dieser Ventilanordnung (26) modulierbar ist.
Horizontalschwingungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine hydraulischen Schwingungsdämpfer (8, 8a, 8b) ein Einrohrdämpfer ist, wobei der Einrohrdämpfer einen doppeltwirkenden Hydraulikzylinder (10, 10a, 10b) umfasst, welcher durch einen Kolben (11) mit Kolbenstange (12, 12a, 12b) in einen Ringraum (13, 13a, 13b) und einen Kolbenraum (14, 14a, 14b) unterteilt ist, wobei in dem Kolben (11) und/oder zwischen dem zumindest einen hydraulischen Schwingungsdämpfer (8, 8a, 8b) und dem Volumenausgleichsmodul (9) ein Dämpfungsventil (15) angeordnet ist, durch welche(s) ein Strömungswiderstand festlegbar ist.
Horizontalschwingungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumenausgleichsmodul (9) mit dem Kolbenraum (14, 14a, 14b) des zumindest einen hydraulischen Schwingungsdämpfers (8, 8a, 8b) fluidisch verbunden ist, wobei das in der Druckstufe des zumindest einen hydraulischen Schwingungsdämpfers (8, 8a, 8b) verdrängte Hydraulikfluid dem Volumenausgleichsmodul (9) zuführbar ist und in der Zugstufe des zumindest einen hydraulischen Schwingungsdämpfers (8, 8a, 8b) das Hydraulikfluid von dem Volumenausgleichsmodul (9) dem zumindest einen hydraulischen Schwingungsdämpfer (8, 8a, 8b) zuführbar ist, wobei die fluidische Verbindung zwischen dem Volumenausgleichsmodul (9) und dem Kolbenraum (14, 14a, 14b) über eine Druckleitung (16) erfolgt, wobei die Druckleitung (16) mit einem ersten Anschlusselement (17, 17a, 17b) des Kolbenraums (14, 14a, 14b) und einem Anschlusselement (18) der Volumenausgleichsmoduls (9) verbunden ist.
Horizontalschwingungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das in der Druckstufe des zumindest einen hydraulischen Schwingungsdämpfers (8, 8a, 8b) verdrängte Hydraulikfluid dem Volumenausgleichsmodul (9) zuführbar ist, wodurch ein Vorspannelement (19) in dem Volumenausgleichsmodul (9) komprimierbar ist, wobei in der Zugstufe des zumindest einen hydraulischen Schwingungsdämpfers (8, 8a, 8b) das durch das nun expandierende Vorspannelement (19) angetriebene Hydraulikfluid aus dem Volumenausgleichsmodul (9) dem zumindest einen hydraulischen Schwingungsdämpfer (8, 8a, 8b) zuführbar ist.
Horizontalschwingungsvorrichtung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumenausgleichsmodul (9) einen Zylinder (20) mit einer ersten (21) und einer zweiten Kammer (22) umfasst, wobei die erste (21) und die zweite Kammer (22) durch einen in dem Zylinder (20) beweglich angeordneten Kolben (23) unterteilt sind, wobei das dem Volumenausgleichsmodul (9) zugeführte Hydraulikfluid der ersten Kammer (21) zuführbar ist, wodurch das Vorspannelement (19), welches in der zweiten Kammer (22) angeordnet ist, komprimierbar ist.
Horizontalschwingungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Regel-/Steuermodul (6) außerhalb des Zwischenraums (7) zwischen dem sitzseitigen Oberteil (4) und dem karosserieseitigen Unterteil (5) angeordnet ist, wobei das Regel-/Steuermodul (6) mit dem Ringraum (13, 13a, 13b) und dem Kolbenraum (14, 14a, 14b) fluidisch verbunden ist, wobei das Regel-/Steuermodul (6) mittels Druckleitungen (16) mit einem zweiten Anschlusselement (24) des Kolbenraums (14) und einem zweiten Anschlusselement (25) des Ringraums (13, 13a, 13b) verbunden ist.
Horizontalschwingungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilanordnung (26) des Regel-/Steuermoduls (6) ein Drosselventil (26a) ist, welches mit dem zumindest einen hydraulischen Schwingungsdämpfer (8, 8a, 8b) wirkverbunden ist, wobei die Ventilanordnung (26) mit dem zumindest einen hydraulischen Schwingungsdämpfer (8, 8a, 8b) derart fluidisch verschaltet ist, dass die Leistung der Druckstufe und der Zugstufe mittels dieser Ventilanordnung (26) synchron modulierbar ist.
Horizontalschwingungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilanordnung (26) des Regel-/Steuermoduls (6) zwei antiparallel geschaltete Drosselrückschlagventile () umfasst, welche mit dem zumindest einen hydraulischen Schwingungsdämpfer (8, 8a, 8b) wirkverbunden sind, wobei die Ventilanordnung (26) mit dem zumindest einen hydraulischen Schwingungsdämpfer (8, 8a, 8b) derart fluidisch verschaltet ist, dass die Leistung der Druckstufe und der Zugstufe mittels dieser Ventilanordnung (26) separat durch je ein Drosselrückschlagventil modulierbar ist.
Horizontalschwingungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Regel-/Steuermodul (6) eine Hydraulikfluidfördereinrichtung (31) umfasst, welche mit dem zumindest einen hydraulischen Schwingungsdämpfer (8, 8a, 8b) wirkverbunden ist, wobei die Hydraulikfluidfördereinrichtung (31) mit dem zumindest einen hydraulischen Schwingungsdämpfer (8, 8a, 8b) derart fluidisch verschaltet ist, dass die Leistung der Druckstufe und/oder der Zugstufe mittels der Hydraulikfluidfördereinrichtung (31) modulierbar ist, wobei die Hydraulikfluidfördereinrichtung (31) eine regelbare bidirektionale Pumpe (32) und einen Motor (33) für die Pumpe (32) aufweist.
Horizontalschwingungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die Hydraulikfluidfördereinrichtung (31) als auch die Ventilanordnung (26) mit dem zumindest einen hydraulischen Schwingungsdämpfer (8, 8a, 8b) wirkverbunden sind, wobei die Hydraulikfluidfördereinrichtung (31), die Ventilanordnung (26) und/oder die Gleichrichterschaltung (27) mit dem zumindest einen hydraulischen Schwingungsdämpfer (8, 8a, 8b) derart fluidisch verschaltet ist, dass die Leistung der Druckstufe und/oder der Zugstufe mittels derer in Kombination modulierbar ist.
Horizontalschwingungsvorrichtung (1) einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Horizontalschwingungsvorrichtung (1) zumindest eine Sensoreinrichtung (34) umfasst, wobei die Sensoreinrichtung (34) einen Positionssensor aufweist, mit dem die Position des sitzseitigen Oberteils (4) relativ zu dem karosserieseitigen Unterteil (5) in wenigstens einer Raumrichtung (X, Y, Z) messbar ist, wobei die Sensoreinrichtung (34) einen Geschwindigkeitssensor aufweist, mit dem die Geschwindigkeit des sitzseitigen Oberteils (4) relativ zu dem karosserieseitigen Unterteil (5) in wenigstens einer Raumrichtung (X, Y, Z) messbar ist, wobei die Sensoreinrichtung (34) einen Beschleunigungssensor aufweist, mit dem die Beschleunigung des sitzseitigen Oberteils (4) relativ zu dem karosserieseitigen Unterteil (5) in wenigstens einer Raumrichtung (X, Y, Z) messbar ist, wobei das Regel-/Steuermodul (6) eine Steuer-/Auswerteeinrichtung umfasst, durch welche die Daten der Sensoreinrichtung (34) auswertbar sind und die Ventilanordnung (26) und/oder die Hydraulikfluidfördereinrichtung (31) ansteuerbar sind/ist.
Horizontalschwingungsvorrichtung (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (34) einen Grundkörper (35) und einen an dem Grundkörper (35) drehbar angeordneten Messarm (36) umfasst, wobei der Grundkörper (35) an dem sitzseitigen Oberteil (4) und der Messarm (36) an dem karosserieseitigen Unterteil (5) oder umgekehrt angeordnet ist, wobei die Sensoreinrichtung (34) Daten, wie Position, Geschwindigkeit und Beschleunigung aus der Änderung eines Drehwinkels des Messarms (36) bestimmt.
Horizontalschwingungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfermodul (3) einen ersten (8a) und einen zweiten hydraulischen Schwingungsdämpfer (8b) umfasst, wobei der erste (8a) und der zweite hydraulische Schwingungsdämpfer (8b) in Fahrzeuglängsrichtung (X) und/oder in Fahrzeugbreitenrichtung (Y) angeordnet sind, wobei der Ringraum (13a) des ersten hydraulischen Schwingungsdämpfers (8a) mit dem Ringraum (13b) des zweiten hydraulischen Schwingungsdämpfers (8b) fluidisch verbunden ist, wobei der Kolbenraum (14a) des ersten hydraulischen Schwingungsdämpfers (8a) mit dem Kolbenraum (14b) des zweiten hydraulischen Schwingungsdämpfers (8b) und dem Volumenausgleichsmodul (9) fluidisch verbunden ist.
Horizontalschwingungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Zwischenraum (7) zwischen dem sitzseitigen Oberteil (4) und dem karosserieseitigen Unterteil (5) ein Führungssystem (37) angeordnet ist, durch welches das sitzseitige Oberteil (4) an dem karosserieseitigen Unterteil (5) verschiebbar gelagert ist.
Fahrzeugsitz mit einer Horizontalschwingungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.