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B e s c h r e i b u n g:
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Die Erfindung betrifft einen abgefederten Fahrzeugsitz, bei dem ein
Sitzrahmen, der das Sitzpolster trägt, vermittels an ihm angeordneterLenker und
einer zwischengeschalteten Luftfeder an einem Bodenrahmen abgestützt ist, und bei
dem die eingestellte statische Höhe des Sitzes unabhängig vom Gewicht des jeweiligen
Sitzbenutzers autotisch konstant gehalten wird, indem der Betriebs innendruck der
Luftfeder in Schwingpositionen oberhalb der statischen Höhe vermittels eines Druckluftablaßventil
abgesenkt und in Schwingpositionen unterhalb der statischen Höhe vermittels eines
Druckluftzufuhrventils erhöht wird, wobei das Öffnen und Schließen der Ventile vermittels
einer Schaltmechanik erfolgt, deren Bewegung mit der Schwingbewegung des Sitzes
gekoppelt ist.
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Bei den bekannten Sitzen dieses Typs werden die Schwingbewegungen
des Sitzes vermittels eines Schaltgestänges dauernd auf die Ventilstößel übertragen.
Zugleich sind die Schaltpunkte der Ventile relativ eng oberhalb und unterhalb der
eingestellten statischen Höhe des Sitzes angeordnet, um diese möglichst exakt trotz
der unterschiedlichen Gewichte der Sitzbenutzer einzuhalten. Unter statischer Höhe
versteht man dabei die Höhe, die der Sitz bei ruhender (statischer) Belastung mit
dem jeweiligen Gewicht des Sitzbenutzers einnehmen soll. Automatische Gewichtseinstellungen
dieser Art haben den Nachteil, daß beim Schwingen des Sitzes um die statische Höhe
ständig Druckluft aus der Luftfeder abgelassen oder zugeführt wird. Das verursacht
eine hohe Lärmbelästigung für den Sitzbenutzer und einen hohen Luftverbrauch. Zudem
können die regelmäßig auftretenden Impulse aus der Druckluftbetätigung das Luftfeder-Masse-System
des Sitzes zu kritischen Schwingungen anregen.
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Es ist deshalb vorgeschlagen worden, zeitverzögerte Ventile einzusetzen,
die nach der Betätigung der Ventilstößel ca.
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0,5 Sekunden das Öffnen oder Schließen der Ventile verzögern. Solche
Ventile sind aber teuer und unterliegen einem erheblichen Verschleiß, da auch sie
ständig betätigt werden. Zudem reagieren sie beim plötzlichen Auftreten starker
Fahrstöße zu langsam und der Sitz ist dann bereits mehrmals auf dem Boden aufgeschlagen;
bevor sich eine wirksame Druckerhöhung in der Luftfeder bemerkbar macht.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine automatische Gewichtseinstellung
für Fahrzeugsitze des vorgenannten Typs zu schaffen, die sofort reagiert und dennoch
ruhig und ohne größere Lärmbelästigung arbeitet.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schaltmechanik
nach dem Öffnen eines Ventils in der jeweiligen Endposition festgehalten wird und
daß die Kopplungsvorrichtung eine Nachschleppstrecke x besitzt, so daß die Bewegung
der Schaltmechanik nach dem Öffnen des Ventils um die Nachschleppstrecke x hinter
der Schwingbewegung des Sitzes zurückbleibt.
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Gemäß der Erfindung bleibt die Schaltmechanik mit der Schwingbewegung
des Sitzes gekoppelt und die Schaltpunkte zum Öffnen der Ventile werden direkt und
ohne Verzögerung angesprochen. Nach dem Öffnen der Ventile muß jedoch die Schwingbewegung
des Sitzes erst eine Nachschleppstrecke x durchlaufen haben, bevor das betreffende
Ventil wieder geschlossen wird. Dadurch wird die Gesamtdauer der Druckluftzufuhr
und des Druckluftablaßvorganges pro Schwinghub vergrößert und es können die Öffnungsschaltpunkte
der Ventile gefahrlos weiter entfernt von der eingestellten statischen Elöhe angeordnet
werden, da die dann noch verbleibende Dauer der Druckluftzufuhr bzw. des Druckluftablaßvorganges
in jedem Fall eine merkbare Druckerhöhung oder Druckabsenkung in der Luftfeder garantiert.
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Durch die Anordnung der Öffnungsschaltpunkte der Ventile in größerer
Entfernung oberhalb und unterhalb der statischen Höhe wird auch erreicht, daß die
Ventile nicht ständig arbeiten, sondern nur.betätigt werden, wenn die Schwingungen
des Sitzes das zulässige Normalmaß überschreiten.
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Erst in diesem Fall (und dann aber sofort und ohne Verzögerung) wird
das entsprechende Ventil geöffnet und es bleibt insgesamt über eine relativ große
Dauer geöffnet, so daß der Betriebs innendruck der Luftfeder merkbar korrigiert
wird und zu starke Sitzschwingungen bereits bei der nächsten Schwingung wirksam
abgefangen werden. Der erfindungsgemäße Sitz arbeitet somit ruhiger und mit nur
geringer Geräuschentwicklung. Da die Ventile nur bei ernsthaftem Bedarf geöffnet
werden und unnötige Schaltvorgänge niht stattfinden, ist der Verschleiß gering und
die Ventile besitzen eine hohe Lebensdauer.
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Mit einem erfindungsgemäßen Ventil ist auch die automatische Gewichtseinstellung
gewährleistet, insbesondere dann, wenn nach einer vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung die Nachschleppstrecke x der Kopplungsvorrichtung im wesentlichen
dem Abstand zwischen der Schaltposition beim Öffnen eines Ventils und der statischen
Höhe des Sitzes entspricht. In diesem Fall liegen die Schließpunkte der Ventile
direkt auf der statischen Höhe oder in einem kleinen Abstand davor, so daß die statische
Höhe durch die Schließpunkte der Ventile exakt und automatisch eingehalten wird
und zwar unabhängig vom jeweiligen Gewicht des Sitzbenutzers.
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Verläßt beispielsweise ein Fahrer den Sitz seines Fahrzeuges, dann
wird dieser aufgrund des Betriebsinnendruckes der Feder bis zum Öffnen des Druckluftablaßventils
hochgedrückt.
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Dies schließt erst wieder, wenn der Sitz bis in seine statische Höhe
zurückgekehrt ist. Der stark abgesenkte Betriebsinnendruck trägt dann nur den unbenutzten
Sitz.
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Sobald derselbe oder ein anderer Sitzbenutzer wieder Platz genommen
hat, wird der Sitz zunächst kurzzeitig weit unter die statische Höhe gedrückt, das
Druckluftzufuhrventil öffnet und schließt erst dann wieder, wenn die statische Höhe
erreicht ist.
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Nachfolgend werden vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung
näher beschrieben. Es zeigen: Figur 1 - 5 ein erstes Ausführungsbeispiel mit einer
Schaltscheibe, Figur 6 und 7 ein zweites Ausführungsbeispiel mit einem Schaltschlitten,
Figur 8 - 11 ein drittes Ausführungsbeispiel mit einem Schalthebel.
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Figur 1 zeigt in perspektivischer Darstellung ein Schwingsystem, bestehend
aus seitlichen Scherenlenkern 10 und 11, einem oberen Sitzrahmen 12, der das Sitzpolster
trägt, und einem unteren Bodenrahmen 13, der am Fahrzeugaufbau befestigt ist. Die
Scherenlenker 10 sind im Sitzrahmen 12 vermittels einer feststehenden Achse 14 und
im Bodenrahmen vermittels einer Achse 15 gelagert, die vermittels der Rollen 16
im Bodenrahmen verschiebbar ist. Ebenso sind die Scherenlenker 11 im Bodenrahmen
mit einer Festachse 17 und im Sitzrahmen mit einer Verschiebeachse 18 gelagert.
Zwischen den Scherenlenkern ist die Luftfeder 19 vermittels angeschweißter Querbleche
20 und 21 eingespannt. Die Luftfeder 19 besitzt eine Druckluftzuleitung und eine
Druckluftableitung (nicht dargestellt), die mit den Druckluftventilen verbunden
sind.
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Das vorstehend beschriebene Schwingsystem mit Scherenlenkern ist nur
ein Beispiel, an dem die verschiedenen Ausführungsbeispiele der Erfindung im folgenden
demonstriert werden sollen. Ebenso hätte zu diesem Zweck auch ein Schwingsystem
mit Parallelogrammlenkern oder ein anderes bekanntes Schwingsystem benutzt werden
können. Die Erfindung läßt sich bei allen Scliwingsystemen verwirklichen. Das in
Figur 1 dargestellte Schwingsystem ist identisch mit den in Figur 6 und Figur 8
dargestellten Schwingsystemen, so daß eine erneute Beschreibung der in Figur 6 und
Figur 8 dargestellten Schwingsysteme entfallen kann.
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Aus Figur 1 ist ersichtlich, daß auf der Festachse 17 im Bodenrahmen
13 eine Schaltscheibe 22 schwenkbar gelagert ist, die mit Schaltnocken zum Betätigen
der am Bodenrahmen 13 montierten Ventile 23 versehen ist und die vermittels eines
Langloches 24, in das ein Mitnehmerstab 25 eingreift, mit der Schwingbewegung des
Sitzes gekoppelt ist. Figur 1 verdeutlicht die Anordnung dieser Teile am S-chwingsystem.
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In den Figuren 2 - 4 sind diese Teile genauer ausgeführt.
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Figur 2 zeigt im Querschnitt die Festachse 17 mit der schwenkbar aufgesetzten
Schaltscheibe 22, die das Langloch 24 besitzt-, in das der Mitnehmerstab 25 eingreift,
der an dem Scherenlenker 11 befestigt ist. Die Schaltscheibe besitzt zwei Schaltnocken
26 und 27 zum Betätigen der Ventilstößel 28 und 29. Beim Eindrücken des Ventilstößels
28 wird das Druckluftzufuhrventil geöffnet. Ist der Ventilstößel 28 vollständig
aus dem Ventilgehäuse 23 ausgefahren, dann ist das Druckluftzufuhrventil geschlossen.
In gleicher Weise arbeitet der Ventilstößel 29 des Druckluftablaßventils.
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Normalerweise reichen die Festhaltekräfte der Ventilstößel 28 und
29 aus, um die Schleppscheibe 22 in der jeweiligen
Endposition
festzuhalten. Hat die Schleppscheibe ein größeres Gewicht und besteht dementsprechend
die Gefahr, daß sie unerwünscht aus ihrer Endposition abfällt, dann empfiehlt es
sich, eine Rastkerbung 30 vorzusehen, wie dies bei dem Schaltnocken 26 angedeutet
ist.
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Da die Figuren 3 und 4 identisch die Teile der Figur 2 zeigen, entfällt
für die Figuren 3 und 4 eine gesonderte Beschreibung. Der FunVionsabiauf der Schaltmechanik
wird nunmehr anhand der Figuren 2 - 4 in Verbindung mit Figur 5 beschrieben.
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Figur 5 zeigt in idealisierter Form eine Sitzschwingung. Die Schwingung
beginnt gemäß Figur 5 in der statischen Sitzhöhe.
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Wird angenommen, daß es sich um eine Schwingung mit größerer Amplitude
handelt, dann erreicht die Schwingung den Schaltpunkt l,in der der Ventilstößel
29 das Druckluftablaßventil öffnet, wie dies Figur 4 zeigt. Der Ventilstößel 29
wird dann auf den Schaltnocken 27 gezogen und erreicht die Position 2 in Figur 5.
In dieser Position wird die Schaltscheibe festgehalten und der Scherenlenker 11
schwingt zurück. Dabei durchläuft zunächst der Mitnehmerstab 25 die Nachschleppstrecke
x. Im Anschluß daran wird die Schaltscheibe nach unten gedrückt und der Ventilstößel
29 rutscht von dem Schaltnocken 27, so daß der Schaltpunkt 3 in Figur 5 erreicht
wird und das Druckluftablaßventil schließt. Da die Schließvorgänge stets mit einer
gewissen Trägheit behaftet sind, liegt der Schaltpunkt 3 kurz vor Erreichen der
statischen Höhe.
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Figur 2 zeigt den Schaltpunkt 4, bei dem der Ventilstößel 28 des Druckluftzufuhrventils
auf den Schaltnocken 26 gezogen wird bis er seine Endposition bei Punkt 5 erreicht.
Diese Endposition zeigt Figur 3. Der Mitnehmerstab 25 durchläuft dann wieder die
Nachschleppstrecke x bis der Schaltpunkt 6
kurz vor der statischen
Höhe (Figur 5) erreicht ist, in der das Druckluftzufuhrventil wieder schließt.
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Aus Figur 5 ist erkennbar, daß bei diesem Ausführungsbeispiel die
Nachschleppstrecke x im wesentlichen dem Abstand zwischen der Schaltposition 1 bzw.
4 beim Öffnen eines der Ventile und der statischen Höhe des Sitzes entspricht.
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Zum Verändern der statischen Höhe des Sitzes können die Ventile 28,
29 relativ zu der Bewegung der Schaltnocken 26,27 verschoben werden, wie dies noch
genauer anhand Figur 7 beschieben wird. Die statische Höhe des Ausführungsbeispiels
gemäß den Figuren 2 - 4 kann aber auch dadurch verändert werden, daß der Teil des
Mitnehmerstabes 25, der in das Langloch 24 eingreift, in der dargestellten Weise
exzentrisch ausgebildet ist und daß der Mitnehmerstab drehbar an dem Scherenlenker
11 befestigt ist. In diesem Fall genügt ein Verdrehen des Mitnehmerstabes, um die
Schaltpunkte in Figur 5 und damit die statische Höhe des Sitzes zu verändern. Die
Nachschleppstrecke x bleibt dabei konstant.
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Soll die Nachschleppstrecke x eingestellt werden, beispielsweise um
ein früheres Öffnen des Druckluftablaßventils gemäß Schaltpunkt 1 in Figur 5 zu
erreichen, dann kann gemäß einer zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung vorgesehen
sein, in den Kopfteil des Langloches 25 eine Schraube 31 einzudrehen, wie dies beispielsweise
anhand Figur 1 gezeigt ist.
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Die Figuren 6 und 7 zeigen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung,
bei dem die Schaltmechanik ais einem am Querblech 32 des oberen Sitzrahmens 12 verschiebbar
gelagerten Schaltschlittens 33 besteht, der mit Schaltnocken 34 und 35 zum
Betätigen
der Ventilstößel 36 und 37 versehen ist. Der Schaltschlitten ist vermittels eines
Langloches 38, in das der Mitnehmerstab 39 eingreift, mit der Schwingbewegung des
Sitzes gekoppelt. In diesem Fall ist die Schwingbewegung im Bereich des oberen Rollenlagers
des Scherenlenkers 11 vermittels des gebogenen Mitnehmerstabes 29 vom Schwingsystem
abgegriffen.
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Figur 7 zeigt die beiden Ventilstößel 36 und 37 in einem gemeinsamen
Ventilgehäuse 40. Dieses Ventilgehäuse kann zum Einstellen der statischen Höhe des
Sitzes auf dem Querblech 32 verschoben werden, wie dies durch die gestrichelten
Linien in Figur 7 angedeutet ist.
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Die Figuren 8 - 11 zeigen als drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung
eine Schaltmechanik, die aus einem am Rahmen schwenkbar gelagerten Schalthebel 41
besteht, der mit Schaltnocken 42 und 43 zum Betätigen der Ventilstößel 44 und 45
versehen ist. Der Schalthebel ist gekröpft ausgeführt und mit einer Zugfeder 46
belastet, die den Schalthebel aus der in Figur 9 gezeigten neutralen Position auf
entgegengesetzte Seiten umschalten kann. Das gekröpfte Ende des Schalthebels 41
arbeitet mit-einer Steuerkurve 47 zusammen, die an dem Scherenlenker 11 befestigt
ist, wie dies Figur 9 genauer zeigt.
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In Figur 9 sind noch einmal die beiden Scherenlenker 10 und 11 verdeutlicht
und es ist gezeigt, daß die Steuerkurve 47 an dem Scheren anker 11 starr befestigt
ist. Hinter der Steuerkurve 47 ist der Haltewinkel 48 erkennbar, der die Ventilaufsitzplatte
49 trägt. Die Ventilaufsitzplatte 49 ist vermittels seitlicher Rollen 50 in einer
Kurvenführung 51 der Haltewinkel verschwenkbar gelagert.
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Figur 10 und 11 zeigen den Ablauf der Schaltpositionen des gekröpften
Schalthebels 41 relativ zur Steuerkurve 47. Zum richtigen Verständnis muß jedoch
hervorgehoben werden, daß
in Figur 10 nur die Relativpositionen
des Schalthebels 41 relativ zur Steuerkurve 47 dargestellt sind, denn beim Betrieb
des Schwingsystems bewegt sich im wesentlichen die Steuerkurve 47 und der Schalthebel
41 führt lediglich eine Schwenkbewegung um seine Achse 51 aus.
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Figur 11 zeigt als ausgezogene Linie wieder in idealisierter Form
eine Schwingung des Systems. Sie beginnt wieder mit der statischen Höhe und erreicht
die Schaltposition 1, in der das Druckluftablaßventil öffnet. Aus Figur 10 ist ersichtlich,
daß der Schalthebel unmittelbar nach dem Öffnen des Druckluftablaßventils vermittels
der Zugfeder 46 und mit Unterstützung der Steuerkurve von 1 nach 1 umspringt und
in dieser Endposition festgehalten wird, in der er mit dem in Figur 10 rechts dargestellten
Teilstück der zweigeteilten Steuerkurve 47 zusammenarbeitet. Das Umspringen des
Schalthebels 41 über eine relativ große Strecke erzeugt eine eindeutig definierte
und verzögerungsfreie Öffnung des Druckluftablaßventils. Bei dem weiteren Schwinghub
wird dann der Schalthebel auf dem rechten Teil der Steuerkurve 47 über die Position
2 in die Schaltposition 3 geführt, wobei die Nachschleppstrecke gemäß Figur 11 durchlaufen
wurde. In der Schaltposition 3 schließt das Druckluftablaßventil.
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Der Schalthebel gelangt dann wieder in seine neutrale Lage, wie sie
in Figur 9 dargestellt ist. In dieser neutralen Lage bleibt der Schalthebel im wesentlichen
ohne Betätigung bis er durch den linken Teil der in Figur 10 dargestellten Steuerkurve
gezwungen wird, von 4 nach 4 umzuspringen und das Druckluftzufuhrventil gemäß Schaltposition
4 in Figur 11 zu öffnen. Vermittels der Zugfeder 46 wird der Schalthebel nach dem
Öffnen des Druckluftzufuhrventils in fester Anlage an dem in Figur 10 auf der linken
Seite dargestellten Teil der Steuerkurve 47 gehalten und über die Position 5 in
die Schaltpositon 6 überführt, in der das Druckluftzufuhrventil
schließt.
Der Schalthebel gelangt dann wieder in seine neutrale Position, die in Figur 9 dargestellt
ist.
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Sofern bei dem erfindungsgemänen Fahrzeugsitz Schwingungen auftreten,
die mit ihren maximalen Amplituden die Schaltpunkte 1 und 4 nicht erreichen, verbleibt
der Schalthebel ohne weitere Betätigung in seiner neutralen Position. Dadurch ergibt
sich eine relativ geringe Beanspruchung der Schaltmechanik, die nur bei größeren
Schwingungen betätigt wird, wie sie in Figur 11 dargestellt sind.
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Figur 11 verdeutlicht, daß bei dem erfindungsgemäßen Sitz in einfachster
Weise eine Höheneinstellung durch Verändern der statischen Höhe des Sitzes gegeben
ist. Soll die statische Höhe von der unteren Position in Figur 11 in die obere Position
in Figur 11 gebracht werden, die durch die gestrichelte Schwingung angedeutet ist,
dann braucht lediglich die Ventilaufsitzplatte 49 in der Kurvenführung 51 verschoben
zu werden. Das kann beispielsweise vermittels eines Seilzuges oder eines einfachen
Schiebegestänges erfolgen. In Figur 11 ist mit A der konstruktiv maximal zulässige
Schwinghub des Schwingsystems angegeben,der sich vom oberen Endanschlag bis zum
unteren Endanschlag erstreckt. Legt man eine Normal schwingung in der dargestellten
Größenordnung zugrunde, dann ergibt sich eine Höheneinstellung des Sitzes über den
mit B gekennzeichneten B>reich.