DE2537174A1 - Lateral damping for vehicle seat - with pendant damped suspension on vertically sprung frame able to accommodate different driver weights - Google Patents
Lateral damping for vehicle seat - with pendant damped suspension on vertically sprung frame able to accommodate different driver weightsInfo
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Abstract
Description
Beschreibung zur Patentanmeldung "Fahrersitz mit Horizontalschwingvorrichtung und Dämpfing" Die Erfindung bezieht sich auf eine quer zur ahrzeugachse wirkende Horizontalschwingvorrichtung bekannter Art. Description of the patent application "Driver's seat with horizontal oscillating device and damping "The invention relates to a transverse to the vehicle axis Horizontal vibrating device of known type.
Bei ungefederten Radfahrzeugen handelt es sich speziell ii Geländeeinsatz in der Regel um Arbeitsfahrzeuge mit relativ kleiner Fortbewegungsgeschwindigkeit. Aus Gründen der Arbeitsübersicht beziehungsweise der Bauweise ist der Führerstand überwiegend hoch über den Erdboden angeordnet. Es ist bei unebener Geländc äu1.erst selten, daß die Räder einer Achse gleichzeitig über Erhöhung oder Vertiefung rolion, so daf bei starrer Fahrzeugachsverbindung in erster Linie Schwenkbewegungen um die Längsschse des Fahrzeuges entstehen.In the case of unsprung wheeled vehicles, it is specifically ii off-road use usually around work vehicles with a relatively slow locomotion speed. For reasons of the work overview and the construction, the driver's cab is predominantly arranged high above the ground. It is extremely difficult on uneven terrain seldom that the wheels of an axle at the same time over elevation or depression rolion, so that with a rigid vehicle axle connection primarily pivoting movements around the Lengthways of the vehicle arise.
Die einseitige, vertikale Schwingungsdämpfung von Fahrersitzen auf ungefederten Radfahrzeugen bekannter Art hatten deshalb einige Mängel.The one-sided, vertical vibration damping of driver seats Unsprung wheeled vehicles of the known type therefore had some shortcomings.
1. Wird beispielsweise ein Rad einer Achse aufgrund einer Erhöhung nach oben beschleunigt, wie dies. in Fig. 1 dargestellt ist, so überträgt sich die Erregerbeschleunigung auf den Schwerpunkt des Fahrers über einen beispielsweise starr it de Fahrzeug verbundenen Sitz wie folgt: Schwenkt man den Beschleunigungsvektor b um den entstandenen Momentanpol der Zugmaschine MZ auf der Polstrahl MZS und überträgt den Beschleunigungsvektor b nach Burmester auf den Schwerpunkt S, so ist bei einer Zerlegung in suer- und Vertikalbeschleunigwig zu erkennen, daß bq doppelt so groß ist bv Selbst wenn die dadurch auf den Körper des Fahrers einwirkende ;Stoßkraft (Trägheitskraft) in vertikaler Aufwärtsbeweg.ung durch die Addition der Erregerbeschleunigung und Erdbeschleunigung in der Regel größer ist als die in Querrichtung, ist es erstrebenswert, den menschlichen Körper vor Querbeschleunigungen zu schützen oder zumindest diese zu verringern, da die Dauereinwirkung der dadurch entstehenden querkräfte ebenso zu Gesundheitsschäden führen können. Die Stoßkraft in -cuerrichtung übersteigt die Aufwärtsstoßkraft nach dem in Fig. 1 dargestellten Bescllleunigullgsverllältnis erst, wenn die Erregerbeschleunigung größer wird als die Erdbeschleunigung, was bei schneller fahrweise über unebenes Gelände ohne weiteres möglich ist.1. For example, a wheel becomes an axle due to an increase accelerates upwards like this. is shown in Fig. 1, the Excitation acceleration on the driver's center of gravity via an example rigidly connected to the vehicle seat as follows: One swivels the acceleration vector b around the resulting instantaneous pole of the tractor MZ on the pole beam MZS and transmits the acceleration vector b according to Burmester to the center of gravity S, so is with one Decomposition into vertical and vertical accelerations to see that bq is twice as large is bv Even if the impact force acting on the driver's body as a result (Inertial force) in a vertical upward movement by adding the exciter acceleration and acceleration due to gravity is usually greater than that in the transverse direction, it is desirable to protect the human body from lateral accelerations, or at least these to reduce, since the permanent effect of the resulting transverse forces as well can lead to damage to health. The impact force in -cuerrichtung exceeds the Upward thrust force according to the acceleration ratio shown in FIG. 1 only when the excitation acceleration is greater than the acceleration due to gravity, what at faster Driving over uneven terrain is easily possible is.
2. Ein weiterer Nachteil der genannten einseitigen Schwingungsdämp fung von-Fahrersitzen bekannter Art liegt darin, daß sie 'finkeländerungen der Fahrzeugaehse, wie dies in Fig. 2 mit dem Winkel OL gekennzeichnet ist, voll übertragen und der Fahrer gezwungen ist, diese Bewegungen ständig mit dem oberkörper auszugleichen, was auf die Dauer zu Bandscheibensehäden führen kann. Die Winkeländerung α kann auch iiber eine längere írbeitsperiode anhalten wenn zum Beipiel mit einer Zugmaschine gepflügt wird und eine Spur des Fahrzeuges in der Furche läuft. Auch hier sitzt der Fahrer in einer unnatürlichen Haltung, indem der Oberkörper abgeknickt werden muß, um aufrecht sitzen zu können. Auf längere Sicht kann auch diese Sitzhaltung zu Verkrampfungen und Banfscheibenschäden führen.2. Another disadvantage of the mentioned one-sided vibration dampers known type of driver's seats is that they 'change the angle of the vehicle axle, as indicated in Fig. 2 with the angle OL, fully transferred and the Driver is forced to constantly balance these movements with the upper body, which can lead to intervertebral disc damage in the long run. The change in angle α can also last over a longer period of work if, for example, with a The tractor is plowed and a track of the vehicle runs in the furrow. Even here the driver sits in an unnatural position in which the upper body is bent must be in order to be able to sit upright. In the long run, this posture can also be used lead to cramping and banf disc damage.
Fahrersitze mit Schwingungsausgleich in horizontaler Richtung sind bereits in geringem Maße bekannt geworden, konnten aber die genannten mängel nur teilsweise, beziehungsweise unzureichend aussaaten. Diesen Sitzen mangelt es entweder an notwedigem Seitenhub und können keine Winkeländerung der Sitzschale zur Fahrzeugachse ausglelchen oder sie sind nicht stabil angelenkt, das heißt1 die Rückstellung der Sitzschale in die Nullage wird nicht über das Eigengewicht erreicht, sondern ueber federnde Kräfte, die je nach Körpergewicht exakt eingestellt werden müssen. Bei zu geringe Federkraft wird der Sitz funktionsunfähig, indem er aufgrund zu großer Vertikalkräfte, hervorgerufen durch das Eigengewicht des Fahrers in Verbindung der labilen Anlenkungsgeometrie, bis zum Anschlag umknickt. Es fehlt die Einstellmöglichkeit der Schwingcharakteristik, was nach folgender Erfindungsbeschreibung notwendig ist. Außerdem fehlt die horizontale Schwingungsdämpfung schlechthin, denn dessen Fehlen kann zu unkontrollierbaren Resonanzschwingungen führen.The driver's seats are swing-compensated in the horizontal direction has already become known to a small extent, but the above-mentioned defects could only be partially or insufficiently sow. These seats are either lacking necessary lateral lift and cannot change the angle of the seat shell to the vehicle axis compensate or they are not stably articulated, i.e.1 the resetting of the The seat shell in the zero position is not reached via its own weight, but via resilient forces that have to be precisely adjusted depending on the body weight. at If the spring force is too low, the seat becomes inoperable because it is too large Vertical forces caused by the driver's own weight in connection with the unstable articulation geometry, kinked as far as it will go. There is no setting option the vibration characteristics, which is necessary according to the following description of the invention. In addition, there is absolutely no horizontal vibration damping because it is missing can lead to uncontrollable resonance oscillations.
Die Erfindung stützt sic im Grundsatz auf ein Koppelgelenk, indem eine Sitzschale über Soppelstreben an einem Träger, der mit dem Fahrzeug verbunden ist, hängt. Mit dieser Koppel sollen nur Schwankbewegungen ausgeglichen werden, da Nickbewegungen, Drehbewegungen um die Fahrzeugquerachse, nur in sehr geringem Maße auf den Fahrer übertragen werden. her Achsabstand ist in der Regel doppelt so groß wie die Spurweite des Fahrzeuges. Außerdem ist die Lenkachse meist als Pendelachse ausgebildet, so daß einseitige Achsveränderungen in vertikaler Richtung halbiert erden. in allscits gefederter Fahrersitz würde den Fahrer in einen gewissen Schwebezustand versetzen und er könnte Schaltelemente, die ;iit den , Fahrzeug fest verbunden sind, nicht mehr sicher bedienen.The invention is based in principle on a coupling joint by a seat shell via double struts on a carrier that is connected to the vehicle is depends. With this coupling only fluctuations should be compensated, because nodding movements, turning movements around the vehicle's transverse axis, only to a very small extent Dimensions are transferred to the driver. The center distance is usually double as big as the track width of the vehicle. In addition, the steering axis is mostly designed as a pendulum axis, so that one-sided axis changes in vertical Ground direction halved. in allscits sprung driver's seat would turn the driver into a put a certain suspension state and he could shift elements that; iit the, vehicle are firmly connected, can no longer be operated safely.
Nach der in Fig. 1 schematisch dargestellten l.oppel mit dem Momentanpol MK auf oder in der Nähe der Bodenoberfläche ist die Querbeschleuneigung auf den Sitz gleich oder nahezu Null1 da der Momentanpol der Koppel 1. nur vertikal beschleunigt wird und zwar um b/2. Dies trifft allerdings nur zu, wenn die Amplituden und somit die Winkeländerung der Fahrzeugachse nahezu Null sind, wie dies etwa bei schneller Fahrt über kleine Unebenheiten der Fall ist. Im Geländeeinsatz sind jedoch andere Fahrverhältnisse zu erwarten. Neigt sich ein Fahrzeug auf eine Seite, so weicht der Sitz 1 ilit der genannten Loppelstellung aufgrund der Verlagerung; der Schwerpunktachse des Fahrcrs einschlielilich Sitzschale in die Richtung des tieferliet,enden Rades und zwar so weit, bis die Schwerpunktachse durch den nachkommenden Momentanpol der Koppel MKI geht, wie dies in Fig. 2 ersichtlich ist. Daraus ergibt sich eine zusätzliche Winkeländerung der Sitzebene zur Fahrzeughöhenachse, die in Fig. 2 mit ß angegeben ist. Die Sitzposition hat sich gegenüber eines starren Sitzes somit verschlechtert, so daß in üieseni lall eine indem run der Koppelgeometrie notwendig ist.After the l.oppel with the instantaneous pole shown schematically in Fig. 1 MK on or near the ground surface is the lateral acceleration on the Seat equal to or almost zero1 because the momentary pole of the coupling 1. only accelerates vertically becomes by b / 2. However, this only applies if the amplitudes and thus the change in angle of the vehicle axis are almost zero, as is the case with faster Driving over small bumps is the case. In off-road use, however, there are others Driving conditions to be expected. If a vehicle tilts to one side, it gives way the seat 1 ilit the said double position due to the displacement; the center of gravity axis of the rider including the seat pan in the direction of the lower end of the wheel until the center of gravity axis passes through the following instantaneous center of the Coupling MKI goes, as can be seen in FIG. This results in an additional one Angular change of the seat plane to the vehicle height axis, which is indicated in Fig. 2 with ß is. The sitting position has deteriorated compared to a rigid seat, so that in üieseni lall a run of the coupling geometry is necessary.
Sind die Schwankbewegungen in ihrer Frequenz und Amplitude so groß, daß eine nennenswerte querbeschleunigung auf den Schwerpunkt S wirksam wird, ist eine Koppelgeometrie zu wählen, dessen Momentanpol unterhalb des Schwerpunktes S, jedoch oberhalb der Bodenoberfläche liegt. Durch die jetzt auftretenden Querbeschleunigung, die beispielsweise durch ein plötzliches Absacken des linken Bades -Fig. 2-hervorgerufen werden kann, weicht die Sitzschale aufgrund der Trägheitskraft entgegen der Beschleunigungsrichtung aus. I-iit der neuen Koppelgeometrie, wie dies im Fall II in Fig. 9. dargestellt ist, ändert sich die Winkeländerung der Sitzebene zur Fahrzeughöhenachse gleichlaufend zur Hubrichtung der Sitzschale und der Fahrer sitzt lotrecht, solange das Gleichgewicht der Trägergewicht und die natürliche Rückstellkraft aufrecherhalten wird. Um diesem Idealzustand möglichst nahezukommen, ist eine dem Gelände und der Fahrgeschwindigkeit entsprechend einstellbare Geometrieveränderung der Koppel notwendig.Are the fluctuations in frequency and amplitude so large, that a significant transverse acceleration on the center of gravity S is effective to choose a coupling geometry whose instantaneous pole is below the center of gravity S, but is above the ground surface. Due to the now occurring lateral acceleration, which, for example, by a sudden sagging of the left bath -Fig. 2-evoked the seat shell deviates due to the force of inertia against the direction of acceleration the end. I-iit the new coupling geometry, as shown in case II in FIG is, the change in angle of the seat plane to the vehicle height axis changes simultaneously to the direction of travel of the seat shell and the driver sits vertically, as long as the balance the carrier weight and the natural restoring force is maintained. To this Ideal condition if possible coming close is one of the terrain and the Driving speed accordingly adjustable geometry change of the coupling is necessary.
handelt es sich um ausgesprochen langsame und weiche Schwankbewegungen der I?ahrzeugachse, so daß die Rückstellkräfte die Trägheitskräfte überwiegen, ist eine hoppelbeometrie zu wählen, deren Iiomentanpol -It I- oberhalb des Schwerpunktes 5 liegt, wie dies in dem Fall llI dargestellt ist. Diese Einstellung bewirkt zur Hubrichtung der Sitzschale eine gegenläufige Winkeländerung der Sitzebene zur i?ahrzeu0Ib.henachse. Auch hier entsteht ein natürliches Rückstellmoniet, so daß der Fahrer dies durch geringe Verlagerun des Körperschwerpunktes ausgleichen kann, um die Idealstellunb III der Sitzschale zu erreichen. Eine Feineinstellung der Koppelgeometrisänderung wäre auch hier notwendig, um das besagte Rückstellmoment möglichst klein zu halten.it is an extremely slow and soft swaying motion the vehicle axis, so that the restoring forces outweigh the inertia forces to choose a hoppelbeometrie whose Iiomentanpol -It I- above the center of gravity 5 is, as shown in the case III. This setting causes the Direction of stroke of the seat shell is an opposite angle change of the seat plane to the axis of the height of the seat. Here, too, there is a natural Rückstellmoniet so that the driver can do this through can compensate for a slight shift in the body's center of gravity in order to achieve the ideal position III to reach the seat shell. A fine adjustment of the coupling geometry change would also be necessary here in order to keep the said restoring torque as small as possible.
Bei Bodenverhältnissen mit stark unterschiedlichen Unebenheiten und ständig wechselnder Fahrgeschwindigkeit ist es zweckmäßig, die Koppelgeometrie als Parallelogramni auszubilden -Fig. 4-. Dadurch wird eine neutrale Schwingcharakteristik erreicht, indem die Winkeländerung der Sitzebene zur Fahrzeughöhenachse Null wird und somit eine eventuell durch überlagerung ungünstige Winkeländerung ausgeschlossen ist.For ground conditions with very different bumps and constantly changing driving speed, it is useful to use the coupling geometry as To train parallelogramni -Fig. 4-. This creates a neutral vibration characteristic achieved by the change in angle of the seat plane to the vehicle height axis is zero and thus a possibly unfavorable angle change due to overlapping is excluded is.
Im Folgenden sei eine Einrichtung gemäß der Erfindung beschrieben, Fig. 3, die all die genannten Mängel vermeidet und die gestellten Forderungen erfüllt.In the following a device according to the invention will be described, Fig. 3, which avoids all the shortcomings mentioned and meets the requirements.
Eine Sitzschale l ist über die mit Gelenken gelagerten Schwingstrebe 9 und 10 hängend mit einer Trägervorrichtung 2, die über eine Feder-und Dämpfungseinrichtung 5 -ein Dämpfungszylinder ist der Übersicht wegen nicht eingezeichnet- sowie einer Führungsvorrichtung 3 und Befestigungsplattform 4 nach bekannter Art vertikal schwingbar verbunden ist, horizontal zur Fahrzeugquerachse beweglich verbunden.A seat shell l is on the swing strut mounted with joints 9 and 10 hanging with a support device 2, which has a spring and damping device 5 - a damping cylinder is not shown for the sake of clarity - and one The guide device 3 and the mounting platform 4 can be pivoted vertically in a known manner is connected, horizontally movably connected to the vehicle transverse axis.
Die Rollen 26 und 27 stützen den Sitz 1 über ein Distanzblech 24 unten und die Rolle 29 über ein Führungsblech 28 oben gegen verkanten ab.The rollers 26 and 27 support the seat 1 via a spacer plate 24 below and the roller 29 over a guide plate 28 against tilting at the top.
Zur Einstellung der gewünschten Schwingcharakteristik können die Schwingstreben 9 und 10 eine mit einem Rechts- und Linkegewinde aufweisenden und in den Seitenwänden 6 und 7 sowie dem Lagerbock 8 drehbar gelagerten Vorstellwelle 11 und den mit den Schwingstreben 9 und 10 verbundenen Muttern 12 und 13 synchron und stufenlos verstellt werden, so daß die Symmetrie in beiden Hubrichtungen gewährleistet it. in Führungsanschlag 14 an der Trägervorrichtung 2 oder an des zugehörigen Schwingstreben vorhindertein Mitdrehen der dafür ausgebildeten muttern 12 und 13.The oscillating struts can be used to set the desired oscillation characteristics 9 and 10 one with a right and left thread having and in the side walls 6 and 7 and the bearing block 8 rotatably mounted advance shaft 11 and with the Oscillating struts 9 and 10 connected nuts 12 and 13 adjusted synchronously and continuously so that the symmetry in both stroke directions is guaranteed. in guide stop 14 on the carrier device 2 or on the associated oscillating struts Turn the specially designed nuts 12 and 13 at the same time.
Ein Dämpfungszylinder 23, der über die mit der Trägervorrichtung 2 verbundenen Seitenwand 7 und der Sitzschale 1 drehbar gelagert ist, dämpft die Querschwingungen in beiden Hubrichtungen gleichsam.A damping cylinder 23, which is connected to the carrier device 2 connected side wall 7 and the seat shell 1 is rotatably mounted, damps the transverse vibrations in both stroke directions as it were.
Die Druckfedern 19 und 20 über wirken über den mit einem Langloch ausgebildeten Anschlag 21 auf die Sitzschale 1 und es können somit die :ückstellkräfte verstärkt werden. Die Grölle dieser gewünschten Kräfte hann stufenlos und für beide Hubrichtungen symmetrisch wirkend über die Nuttern 16 und 17 und über eine mit einem Rechts- und Linksgewinde ausgerüstete Verstellwelle 15, die in den Seitenwänden 6 und 7 7 drehbar uelaoert ist, eingestellt werden. Ein Führungsanschlag 10 verhindert auch hier das Mitdrehen der entsprechend ausgebildeten Muttern 16 und 17. Damit die Druckfedern 19 und 20 während dem Schwingvorgang sich nicht überlagern können, werden sie von einem Auschlag 31 (Fig. 4) auf der Verstellwelle 15 getrennt.The compression springs 19 and 20 act on the with an elongated hole trained stop 21 on the seat shell 1 and it can thus: ückstellkraft be reinforced. The magnitude of these desired forces can be infinitely variable and for both Stroke directions acting symmetrically over the nuts 16 and 17 and over one with one Right-hand and left-hand thread equipped adjusting shaft 15, which in the side walls 6 and 7 7 rotatable uelaoert can be adjusted. A guide stop 10 prevents also here the turning of the correspondingly designed nuts 16 and 17 the compression springs 19 and 20 cannot overlap during the oscillation process, they are separated by a knockout 31 (FIG. 4) on the adjusting shaft 15.
Sind Hubbewegungen in seitlicher Richtung vollkommen unerwünscht, wie dies beipielsweise der Fall sein kann, wenn aus Platzgründen eine Verletzungsgefahr fiir den S Beifahrer einer Zugmaschine entsteht oder der Sitz durch häufiges Bedienen von Schaltelementen am Fahrzeug aufgrund dadurch entstehender Seitenkräfte ständig ausweichen würde und somit cin sicheres Steuern des Fahrzeuges nicht mehr gewährleistet wäre, so kann der Seitenhub arretiert werden, indei:i das Gestänge 23 durch eine Schaltweise bekannter Art in ein senkrechtes Langloch in der Trägervorrichtung 2 oder in eine gleichartige Arretiervorrichtung greift. Obwohl die Seitenbewegungen des Sitzes jetzt ausgeschaltet sind, bleibt die Schwingmöglichkeit in vertikaler Richtung aufrecht erhalten.If lateral lifting movements are completely undesirable, as can be the case, for example, if there is a risk of injury due to lack of space for the S passenger of a tractor or the seat through frequent use of switching elements on the vehicle due to the resulting side forces would evade and thus safe control of the vehicle is no longer guaranteed the side stroke can be locked, indei: i the linkage 23 by a Switching of a known type into a vertical elongated hole in the carrier device 2 or engages in a similar locking device. Though the side movements of the seat are now switched off, the possibility of swinging remains vertical Maintain direction.
Bei einer ständigen Schrädlage der Fahrzeugachse, wie dies bei einer Fahrweise quer zum oder beim Pflägen auftritt, kann der Sitz mit der gleichen Arretiervorrichtung festgestellt werden, wenn im bereich der beiden Maximalanschläge des Seitenhubes jeweils ein senkrechtes Langloch oder Gleichartiges in der Trägervorrichtung 2 vorgesehen ist. Damit der Mahrer möglichst lotrecht sitzt, kann über die genannte Verstellbarkeit der Schwingstreben 9 und 10 der entsprechende Winkel der Sitzebene zur Fahrzeughöhenachse stufenlos eingestellt werden, sie dies beispielsweise in Fig. 5 als Maximaleinstellung dargestellt ist. Auch hier ist bei jeder Winkeleinstellung die Symmetrie der Winkeländerung zur Fahrzeughöhenachse gewährleistet, was notwendig ist, wenn das Fahrzeug den gleichen Hang oder die gleiche Furche wieder zurückfährt. Während dem Wenden muß die Arretierung selbstverständlich gelöst und der Sitz in die Gegenrichtung geschwenkt werden, wobei die erneute Arretierung bei entsprechend ausgelegtem Mechanismus bekannter ÄFt autoniatisch erfulgen kann.With a constant sloping position of the vehicle axle, as is the case with a Driving at right angles to or when plowing occurs, the seat can use the same locking device be determined when in the area of the two maximum stops of the side stroke A vertical elongated hole or the like is provided in the carrier device 2 in each case is. So that the driver sits as perpendicular as possible, the adjustability mentioned the swing struts 9 and 10 the corresponding angle of the seat plane to the vehicle height axis can be set continuously, for example in FIG. 5 as the maximum setting is shown. Here, too, there is symmetry of the change in angle for every angle setting to the vehicle height axis ensures what is necessary when the vehicle is the same Downhill or down the same furrow. The lock must be used while turning of course released and the seat swiveled in the opposite direction, with the renewed locking with an appropriately designed mechanism known ÄFt is automatic can accomplish.
Claims (8)
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DE19752537174 Withdrawn DE2537174A1 (en) | 1975-08-21 | 1975-08-21 | Lateral damping for vehicle seat - with pendant damped suspension on vertically sprung frame able to accommodate different driver weights |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8125 | Change of the main classification |
Ipc: B60N 1/00 |
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |