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Fahrzeugsitz Die Erfindung betrifft einen um eine etwa waagerechte
Drehachse verschwenkbaren Fahrzeugsitz, insbesondere Traktorsitz, mit einer Vorrichtung
zur Beeinflussung der Drehstellung des Fahrzeugsitzes bezüglich dieser Drehachse
in Abhängigkeit von der Neigung des vom Fahrzeug befahrenen Bodens.
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Bei Traktoren und ähnlichen Fahrzeugen, die praktisch ungefedert und
ungedämpft sind, wirken auf den Fahrer je nach Art der Fahrbahn sehr erhebliche
Beschleunigungskräfte. Zum Dämpfen der in senkrechter Richtung wirkenden Beschleunigungskräfte
sind entsprechende Sitzanordnungen bekannt. Diese können aber horizontal
wirkende
Beschleunigungskräfte nicht dämpfen; solche horizontalen Beschleunigungskräfte treten
z. B. dann auf, wenn ein Traktor mit den Rädern einer Seite in eine Ackerfurche
fährt, wie das z. B. beim Pflügen hinfig der Fall ist.
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Man kennt bereits einen um eine waagerechte Drehachse verschwenkbaren
Fahrzeugsitz (DOS 1 655 372), der bei waagerechter Lage des Fahrzeugs durch ein
hydraulisches Gestänge relativ zum Fahrzeug blockiert ist. Im hydraulischen Gestänge
ist ein Ventil vorgesehen, das von einem nach unten hängenden Pendel gesteuert und
bei einer Schräglage des Fahrzeugs geöffnet wird, so daß sich der Sitz wieder in
die Waagerechte einstellen kann. Eine Dämpfung von Beschleunigungskräften erfolgt
aber nicht, sondern eine solche Anordnung eignet sich nur für stationäre Fälle,
z. B. den Fall, daß der Traktor an einem Hang auf relativ glatter Bahn fährt, wobei
sich dann der Sitz senkrecht einstellen kann.
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Aus der US-PS 3 021 107 kennt man ferner eine ähnliche Anordnung,
bei der aber die vertikale Einstellung des Sitzes mittels eines hydraulischen Kraftverstärkers
bewirkt wird, und zwar ebenfalls gesteuert durch ein Pendel, das stark gedämpft
in einem Druckölbehälter angeordnet ist und sich jeweils vertikal einstellt und
dadurch über den Kraftverstärker auch eine vertikale Stellung des Sitzes unabhängig
von der Fahrzeglage herbeiführt. Auch ein solches System ist aber nicht in der Lage,
horizontale Beschleunigungskräfte merklich zu dämpfen.
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Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, einen Fahrzeugsitz zu schaffen,
der in der Lage ist, horizontale Beschleunigungskräfte zu dämpfen, z. B. die horizontalen
Beschleunigungskräfte, die beim Pflügen auf den Traktorfahrer wirken.
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/und sonstigen Feldarbeiten Erfindungsgemäß wird dies bei einem eingangs
genannten Fahrzeugsitz dadurch erreicht, daß dieser einer einen gewichtsbelasteten
Hebel aufweisenden dynamischen Anordnung zugeordnet ist, wobei der Hebel mit dem
Fahrzeugsitz gegenphasig gekoppelt ist und
wobei ferner Federmittel
vorgesehen sind, die den i'ahrzeugsi-tz bei waagerechter Fahrbahn in einer etwa
waagerechten Ruhelage stabilisieren. Der gewichtsbelastete Hebel ist also weil einer
dynamischen Anordnung, welche auf eine für den Fahrer angenehme Eigenfrequenz, z.
B. in der Größenordnung von 1 ... 2 Schwingungen pro Sekunde, abgestimmt wird, und
welche die Übertragung der horizontalen Beschleunigungskräfte und insbesondere deren
Spitzen auf den Fahrer stark dämpft, wobei gleichzeitig auch die Einhaltung einer
etwa vertikalen Lage des Fahrzeugsitzes erreicht werden kann.
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Zweckmäßig geht man dabei ferner so vor, daß der gewichtsTelastete
Hebel eine etwa senkrechte Ruhelage aufweist, wobei die Anordnung mit besonderem
Vorteil so ausgebildet ist, daß der gewichtsbelastete Hebel an seinem unteren Abschnitt
angelenkt ist und an seinem oberen Abschnitt das Gewicht aufweist. Eine solche Anordnung
hat sich bei praktischen Versuchen sehr gut bewährt.
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Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung
ergeben sich aus den irn folgenden beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispielen. Es zeigen: Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Anordnung, Fig. 2 eine Darstellung zur Erläuterung der Wirkungsweise der Anordnung
nach Fig. 1, und und eines dritten Fig. 3 eine Darstellung eines zweiteAusführungsbeispiels
& 4 einer erfindungsgemcißen Anordnung.
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Die beschriebenen Anordnungen sind jeweils so ausgebildet, daß sie
auch noch nachträglich auf Fahrzeugen montiert werden können, die ursprünglich nicht
mit einer solchen Anordnung versehen waren. Naturgemäß sind erhebliche Modifikationen
im Sinne konstruktiver Vereinfachungen möglich, wenn eine erfindungsgemäße Anordnung
bereits von Anfang an bei der Konstruktion des Fahrer zeugs berücksichtigt wird.
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Fig. 1 zeigt schematisch das Oberteil 10 eines (nicht dargestellten)
Traktors, auf dem eine Montagelwlat-te 11 befestigt ist, in deren Mit-te eine Golenkanordnung
12 zum Anlenken einer Basisplatte 13 für einen mit F bezeichneten l*ahrzeugsitz
vorgesehen ist. Die Platte 13 wird in ihrer Ruhelage durch zwei gleich starke, zweckmäßig
vorgespannte Druckfedern 14 und 15 parallel zur I4ontageplatte 11 gehalten und ist,
wie Fig. 2 zeigt, um die durch das Gelenk 12 gebildete Drehachse verschwenkbar,
wobei dann z. B. - wie in Fig. 2 dargestellt - bei Verschwenkung im Uhrzeigersinn
die Feder 15 zusammengedrückt und die Feder 14 gedehnt wird. Ferner ist ein beidseitig
wirkender hydraulischer Stoßdämpfer 16 vorgesehen, der zwischen der Platte 13 und
dem Oberteil 10 angeordnet ist und dadurch die Ausschläge der Basisplatte 13 dämpft.
Die Vorspannung der Federn 14 und 15 ist zweckmäßig verstellbar.
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An einer Seite hat die Montageplatte 11 eine nach oben ragende Fortsetzung
17, an der - etwa in Fortsetzung der in Ruhelage befindlichen Basisplatte 13 - ein
Gelenkpunkt 18 vorgesehen ist, an welchem ein in seiner Ruhelage senkrecht nach
oben ragender Hebel 19 angelenkt ist, an dem oben ein Gewicht 22 so befestigt ist,
daß es längs des Hebels 19 verschoben werden kann.
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Hebel 19 und Gewicht 22 stellen also eine Art Pendel dar. Nimmt man
an, der Schwerpunkt des Gewichts 22 habe vom Gelenkpunkt 18 einen Abstand h von
etwa 30 cm, so eignet sich ein Gewicht von z. B. etwa 5 ... 10 kp.
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Ärn Fuße des Hebels 19 ist ein zweiter Hebel 23 mit einem Hebelarm
von z. B. 4 cm befestigt und hat an seinem freien Ende eine langlochartige Ausnehmung
24, in die ein Zapfen 25 am rechten Ende der Basisplatte 13 eingreift. Der Abstand
vom Zapfen 25 zur Mitte der Basisplatte 13 kann z. B. 18 cm betragen, also etwa
in der GröMenordnung von einer halben Sitzbreitc liegen.
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Die beschriebene Anordnung nach Fig. 1 arbeitet wie folgt: Wenn der
Traktor auf ebener Fahrbahn fährt, treten keine wesentlichen Querbeschleunigungen
auf und der Sitz 14 sowie der Hebel 19
behalten im wesentlichen
ihre senkrechte Lage bei, die durch die Federn 14 und 15 als Anfangsbedingung vorgegeben
ist. Dabei dämpft der Stoßdämpfer 16 kleine Ausschläge wirksam ab.
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Bei Fahrt auf einer unebenen Fahrbahn, z. B. einem gepflügten Acker
, treten starke Querbeschleunigungen auf, wie das Fig. 2 zeigt, wo der Traktor gerade
in eine Ackerfurche gefahren ist und sich daher - bezogen auf Fig. 2 - stark entgegen
dem Uhrzeigersinn verdreht hat. Dabei folgt naturgemäß auch der Sitz 14 dieser Fahrzeugbewegung,
ebenso das Pendel 19, 22, dessen Gewicht 22 durch diese Bewegung eine zusätzliche
seitliche Kraftkomponente K erhält, die gleich K = G . sin alpha ist, wobei G das
Pendelgewicht und alpha den Neigungswinkel darstellt.
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Diese Kraft bewirkt eine Verdrehung des Hebels 19 entgegen dem Uhrzeigersinn
und damit - über das Gestänge 19, 23, 13 - eine Verdrehung der Basisplatte 13 um
den Anlenkpunkt 12 im Uhrzeigersinn, also entgegen der auf den Sitz wirkenden Querbeschleunigung,
so daß deren Wirkung stark abgemildert wird. - Dieser Kraft K überlagert sich noch
die auf die Masse m des Gewichts 22 wirkende Beschleunigungskraft Kb = m .
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die besonders dann sehr stark ist, wenn ein Traktor plötzlich in eine
Furche einfährt und sich dabei z. B. - wie in Fig. 2 dargestellt - entgegen dem
Uhrzeigersinn verdreht und sich daran anschließend, z. B. beim Herausfahren aus
der Furche, diese Bewegung in eine Drehbewegung in entgegengesetzter Richtung, also
hier im Uhr/eigersinn, utnkehrt. Die WirklJnlr einer erfindungsgemäßen Anordnung
wird gerade bei diesen extremen Beanspruchungssituationen vom Fahrer als besonders
angenehm empfunden, da die hierbei auftretenden Stöße stark gemildert werden. In
der Praxis pendelt z. B. beim Pflügen das Gewicht 22 ständig hin und her und mildert
dadurch die auf den Sitz wirkenden
Querbeschleunigungskräfte sehr
stark, wobei der Sitz mehr oder weniger in der Senkrechten gehalten wird.
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Je nach dem Gewicht des Fahrzeugführers kann entweder das Gewicht
22 vergrößert (schwerer Fahrer) oder verkleinert (leichter Fahrer) werden, oder
es kann bei einem leichten Fahrer der Abstand h entsprechend verringert werden.
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In manchen Fällen würde eine Anordnung des Gewichts 22 seitlich vom
Sitz 14 stören, da dort gelegentlich weitere Personen transportiert werden sollen.
Für einen solchen Fall eignet sich eine Anordnung gemäß Fig. 3; gleiche oder gleichwirkende
Teile wie in den vorhergehenden Figuren werden dort mit denselben Bezugszeichen
bezeichnet und nicht nochmals beschrieben.
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Der Hebel 19 ist hier direkt hinter dem - nur schematisch angedeuteten
- Fahrzeugsitz F angeordnet, zweckmäßig in einem entsprechenden Gehäuse, z. B. einem
- nicht dargestellten - Blechkasten. Der Anlenkpunkt des Hebels 19 kann hier z.
B. mit der Gelenkanordnung 12 zusammenfallen.
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Die Basisplatte 30 für den Sitz F ist hier an beiden Enden hochgebogen,
um Platz für die Unterbringung stärkerer Federn 14 und 15 zu schaffen. Zusätzlich
sind zur Verstellung der Feder-Vorspannung Einstellglieder 31 und 32 vorgesehen,
die in herkömmlicher Art und Weise ausgebildet sein können und deshalb nur schematisch
angedeutet sind.
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Mn rechten knde der Basisplatte 30 ist eine U-Führung 33 für einen
Zapfen 34 eines dreieckfönnigen Umlenkstückes 35 vorgesehen, das an einer am Oberteil
10 festgeschweißten Stahlplatte 56 angelenkt ist. Die Anlenkstelle 7 liegt in der
Ruhelage des Sitzes F etwa auf derselben Höhe wie der Zapfen 34.
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Oberhalb der Anlenkstelle 37 ist an einer Stelle 38 eine etwa waagerechte
Stange 39angelenkt, die eine Verbindung vom Umlenkstück
35 zum
hebel 19 darstellt, an welchem diene Stange an einer Stelle 42 angelenkt ist.
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Die Wirkungsweise ist hier dieselbe wie bei dem Ausführungsbeispiel
nach den Fig. 1 und 2, d. h. auch hier werden die Bewegungen des Hebels 19 gegenphasig
auf den Sitz 14 übertragen und dämpfen dessen Querbeschleunigungen. Gegebenenfalls
kann die Anordnung nach Fig. 3 natürlich auch symmetrisch ausgebildet werden, wobei
dann auch links ein Umlenkstück mit entsprechenden Verbindungen vorgesehen werden
muß.
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Weitere Abwandlungen, z. B. durch Modifizierung des Gestänges, sind
ohne weiteres möglich. So kann z. B. auch ein hydraulisches Gestänge verwendet werden,
beispielsweise von der Art, wie es in Faisandier, Les Mbcanismes Hydrauliques, 2.
Auflage, Paris 1962, Seite 219, beschrieben ist. Zur Kompensation der Wärmeausdehnung
der Hydraulikflüssigkeit ist hierbei ein Kompensierglied erforderlich, das auch
die Leckverluste deckt. Bei einem Traktor ist z. B. eine Verbindung mit dem Hydrauliksystem
für die Pflugsteuerung möglich.
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Für das Gewicht 22 werden zweckmäßig jeweils Anschläge vorgesehen,
die seine Drehbewegung begrenzen.
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Fig. 4 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung, das konstruktiv
besonders einfach ist und bei kompakter Bauweise wartungsarm aufgebaut ist, wobei
sich eine günstige Kraftübertragung vom Hebel 19 auf den Sitz ergibt.
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Der Hebel 19 ist hier - wie bei Fig. 3 - direkt hinter dem Fahrersitz
F angeordnet; sein Anlenkpunkt fällt mit der Gelenk= anordnung 12 zusammen. Die
Basisplatte 30 ist wie bei i?ig. 3 ausgebildet. An der Mon-tageplatte 11 ist eie
einen Drehzapfen 37' aufweisende otahlplatte 3E,' angeschweißt, wobei sm Zapfen
37' ein dreieckförmiges Umlenkstück 35' angelenkt ist, von dessen Gelenkpunkt 38'
eine Stange 39' zu einem Anlenk= punkt 42' im unteren Bereich des Hebels 19 und
von dessen
Gelenkpunkt 34' eine Lasche 44 zu einem Anlenkpunkt 45
am rechten Ende der Montageplatte 30 führt.
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Die Wirkungsweise ist dieselbe wie bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen,
d.h. die Bewegungen des Hebels 19 werden auch hier durch das Gestänge 39' - 35 -
44 gegen= phasig auf den Sitz F übertragen und dämpfen dessen Quer beschleunigungen.
- Besonders vorteilhaft ist bei dieser Ausführungsform die kompakte Bauweise, die
praktisch keinen zusätzlichen Raum auf dem Fahrzeug erfordert. Auch werden hier
keine Langlochverbindungen verwendet, so daß überall gekpselte, wartungsfreie Gelenke
verwendet werden können9 was lur eine lange Lebensdauer wichtig ist. Ferner ist
die etwa bogenförmige Kraftübertragung besonders günstig gelöst0