DE3517345C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Federungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches.

Eine derartige Federungsvorrichtung ist aus der DE-Zeitschrift "Konstruktion" 21 (1969) Heft 1, Seite 35 bekannt.

Die mit einer solchen bekannten Federungsvorrichtung erzielte nicht lineare Federungscharaktersistik kann degressiv oder progressiv sein. Die Federungsvorrichtung besteht aus zwei Teilfedern, die einen gemeinsamen Verbindungsabschnitt auf­ weisen. An diesem Verbindungsabschnitt greift das Organ zur Beaufschlagung der Schraubenzugfeder an. Da das Organ bei dieser Federungsvorrichtung punktförmig zwischen den beiden Teilfedern angreift, ist die Federungscharakteristik dort einzig und allein von der Federkonstante der verwendeten Teilfedern abhängig. Damit sind jedoch die Möglichkeiten, mit einfachen Mitteln wahlweise unterschiedliche Fede­ rungscharakteriken zu erzielen, äußerst begrenzt.

Aus dem Buch "Die Federn", 1938, VDI-Verlag GmbH, Berlin NW7, Seiten 98 und 99 ist eine Querfederung von Schrauben­ zugfedern bekannt. Dort werden verschiedene Belastungs­ fälle der in Querrichtung ausgelenkten Schraubenzugfeder diskutiert. Da auch dort die Schraubenzugfeder mit einem punktförmig angreifenden Organ quer zur Längsrichtung der Schraubenzugfeder beaufschlagt wird, ist die Federungs­ charakteristik auch dort nur von der Federkonstanten der Schraubenzugfeder abhängig.

Die DE-PS 9 43 171 beschreibt eine Federungsvorrichtung, bei der ein Federelement beispielsweise in Form eines Federbandes mit seinen beiden Endabschnitten in orts­ festen Widerlagern eingespannt ist. Quer zum Federelement wirken bei dieser Federungsvorrichtung Organe, die je zwei Elemente aufweisen. Die Elemente sind voneinander in Längsrichtung des Federelementes beabstandet angeordnet.

Bei der aus der FR-PS 13 80 315 bekannten Federungs­ vorrichtung ist ein wellenförmiger Federstreifen vorge­ sehen. An diesem wellenförmigen Federstreifen liegen die Elemente eines den Federstreifen beaufschlagenden und auslenkenden Organes an, wobei die einzelnen Elemente des Organes voneinander einen seitlichen Abstand auf­ weisen. Dieser seitliche Abstand entspricht der halben Periodenlänge des wellenförmigen Federstreifens. Die Federungseigenschaften dieser Federungsvorrichtung sind durch die Eigenschaften des verwendeten Feder­ streifens bestimmt. Sie können in begrenztem Umfang dadurch verändert bzw. eingestellt werden, daß die an dem Federelement angreifenden und seitlich versetzten Elemente voneinander in einem bestimmten Abstand ange­ ordnet werden. Derartige Federungsvorrichtungen benöti­ gen jedoch einen großen Platzbedarf, so daß sie sich nur für ganz spezielle Anwendungen eignen.

Aus der FR-PS 7 71 385 ist eine Einrichtung mit einem rohrförmigen Außenelement und einem im rohrförmigen Elemente angeordneten zentralen Element bekannt. Das zentrale Element oder das rohrförmige Außenelement kann an seinem einen Ende mit einer Schraubendruckfeder versehen sein, die zwischen dem rohrförmigen und dem zentralen Element eine Verbindung herstellt. Die die Verbindung zwischen den beiden zuletzt genannten Elementen herstellenden Flächenabschnitte des rohrförmigen und des zentralen Elementes können gekrümmt ausgebildet sein. Sie können an der Innenseite der Schraubendruckfeder anliegen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Federungs­ vorrichtung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß die nichtlineare Abhängigkeit der Federkraft von dem vom Organ zurückgelegten Weg nicht nur von der Feder­ konstante der Schraubenfeder abhängig ist, sondern daß die Federungscharakteristik außerdem auch noch durch das Organ selbst einstellbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teiles des Anspruches gelöst.

Durch die Ausbildung der beiden Elemente des Organes, die sich in bezug zur Schraubenzugfeder gegenüberliegen und die mit der Schraubenzugfeder zugewandten gekrümmten Flächen ausgebildet sind, ist es möglich, durch geeig­ nete Ausbildung der gekrümmten Flächen die Federungs­ charakteristik der Federungsvorrichtung zu beein­ flussen. Das ist deshalb möglich, weil jedes Element des Organes mit seiner gekrümmten Fläche nicht nur an einer Windung der Schraubenzugfeder anliegt, sondern an mehreren Windungen. Dabei greift das eine oder das andere Element des Organes bei einer Auslenkung der Schraubenzugfeder nicht von vornherein stets an allen zugehörigen Windungen der Schraubenzugfeder an, sondern anfangs nur an wenigen Windungen. Mit zunehmender Aus­ lenkung der Schraubenzugfeder greift das eine oder das andere Element des Organes an immer mehr Windungen der Schraubenzugfeder an. Durch diese mit der Auslenkung der Schraubenzugfeder zunehmende Anzahl Windungen, die mit dem Organ in Berührung kommen, wird die Fede­ rungscharakteristik der erfindungsgemäßen Federungsvor­ richtung beeinflußt bzw. kann die Federungscharakteristik nicht nur in Abhängigkeit von der Federkonstante der verwendeten Schraubenzugfeder wunschgemäß eingestellt werden. Die Federungscharakteristik ist also nicht nur von der Federkonstante der verwendeten Schraubenzug­ feder abhängig, sondern auch von der Gestalt der der Schraubenzugfeder zugewandten gekrümmten Fläche der beiden Elemente des Organes.

Erfindungsgemäß ist es auch möglich, die beiden Elemente des Organes mit unterschiedlichen gekrümmten Flächen auszubilden, wodurch das Federverhalten der erfindungs­ gemäßen Federungsvorrichtung in der einen Auslenkungs­ richtung anders ist als in der entgegengesetzten Aus­ lenkungsrichtung.

Die nichtlineare Abhängigkeit der Federkraft von dem vom Organ zurückgelegten Weg ist nicht nur durch die Krümmung der der Feder zugewandten Fläche einstellbar, sondern auch durch geeignete Wahl der Länge und des Durchmessers sowie der Steigung der Windungen der Schraubenzugfeder.

Infolge der Federungscharakteristik mit einem in einem bestimmten Bereich um die neutrale Ruhelage herum wei­ chen und an beiden Seiten dieses mittleren Bereiches anschließenden harten Federungsverhalten ist die Federungs­ vorrichtung besonders vorteilhaft zur Horizontalfederung einer Sitzplatte eines Fahrzeugsitzes in bezug zu einem Auflager für die Sitzplatte verwendbar.

Nachfolgend wird ein in der Zeichnung schematisch darge­ stelltes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Fede­ rungsvorrichtung beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Federungsvorrichtung,

Fig. 2 eine Ansicht der Federungsvorrichtung gemäß Fig. 1 von oben,

Fig. 3 ein Diagramm der Federungscharakteristik unter­ schiedlicher Federungsvorrichtungen entsprechend den Fig. 1 und 2, und

Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugsitzes mit einer Federungsvorrichtung gemäß den Fig. 1 und 2.

Die Fig. 1 und 2 zeigen eine Federungsvorrichtung 10 mit einer elastischen Feder 12 und einem die Feder 12 beaufschlagenden Organ 14. Die Feder 12 ist als Schrau­ benzugfeder ausgebildet und mit ihren Enden 16 an Wider­ lagern 18 angeordnet. Das die Feder 12 beaufschlagende Organ 14 ist zur Erzielung einer nichtlinearen Abhängig­ keit der Federkraft F von dem vom Organ 14 in einer von der Längsrichtung der Feder 12 abweichenden Richtung zurückgelegten Weg x zwischen den beiden Enden der Feder 12 angeordnet.

In Fig. 3 sind zwei verschiedene Federcharakteristiken erfindungsgemäßer Federungsvorrichtungen 10 dargestellt, wobei die mit der Bezugsziffer 21 gekennzeichnete Fe­ dercharakteristik in einem größeren Bereich um die mit 0 bezeichnete neutrale Ruhelage der Federungsvorrichtung 10 weicher ist als die mit der Bezugsziffer 23 bezeich­ nete Federungscharakteristik. In dieser Figur ist durch die strichpunktierte Linie die lineare Abhängigkeit der Federkraft F von dem von einem Organ in Längs­ richtung der Feder 12 zurückgelegten Weg x angedeutet. Das Organ 14 wird bei der Federungsvorrichtung 10 gegen die Feder 12 in einer Richtung wirksam, die von der Längsrichtung der Feder 12 abweicht. In den Fig. 1 und 2 wird das Organ 14 senkrecht zur Längsrichtung der Feder 12 wirksam. Es ist jedoch auch möglich, das Organ 14 unter einem vom rechten Winkel abweichenden Winkel gegen die Feder 12 wirksam werden zu lassen. Auch durch eine derartige schräge Einwirkung des Organs 14 auf die Feder 12 ist es möglich, die Federungs­ charakteristik zu beeinflussen.

Durch die Wahl der Form der der Feder 12 zugewandten Fläche 20 ist es möglich, die Federungscharakteristik der Federungsvorrichtung 10 wunschgemäß zu beeinflussen.

Die Fig. 1 und 2 zeigen eine Federungsvorrichtung 10, bei der das Organ 14 zwei einander gegenüberliegende Elemente 22 aufweist, zwischen denen die Feder 12 ange­ ordnet ist. Jedes dieser Elemente 22 weist eine mit einer Krümmung versehene Fläche 20 auf. Die beiden ein­ ander zugewandten Flächen 20 der Elemente 22 sind vorzugsweise gleich ausgebildet. Es ist jedoch auch möglich, die beiden Flächen 20 der Elemente 22 unter­ schiedlich auszubilden. Durch unterschiedlich ausge­ bildete Elemente 22 ergibt sich eine Federungscharakteristik, die in der einen Richtung des vom Organ 14 zurückgelegten Weges x anders verläuft als in der entgegengesetzten Richtung. Die beiden Elemente 22 des Organs 14 sind mittels Verbindungslaschen 24 miteinander verbunden und sie liegen mit ihren gekrümmten Flächen 20 an der Feder 12 an.

Fig. 4 zeigt einen teilweise geschnittenen Fahrzeugsitz 26 mit einer gegen ein Auflager 28 verschiebbaren Sitz­ platte 30 und einer Rückenlehne 32. In der Sitzplatte 30 ist eine Federungsvorrichtung 10 angeordnet, die in dieser Figur schematisch angedeutet ist. Die Feder 12 ist mit ihren Enden 16 in der Sitzplatte 30 vertikal aufgespannt. Das zwischen den beiden Enden 16 der Feder 12 angeordnete Organ 14 zur Erzielung einer nichtlinearen Federungscharakteristik weist zwei ein­ ander gegenüberliegende Elemente 22 auf, zwischen denen die Feder 12 angeordnet ist. Das Organ 14 ist über ein Verbindungselement 34 mit dem Auflager 28 für die Sitz­ platte 30 des Fahrzeugsitzes 26 verbunden.

Bei einem eine derartige Federungsvorrichtung 10 verwen­ deten Fahrzeugsitz ergibt sich eine Horizontalfederung der Sitzplatte, die in einem bestimmten Bereich um die neutrale Ruhelage weiche Federungseigenschaften auf­ weist, an die sich in beiden Richtungen harte Federungs­ eigenschaften anschließen, wie sie in Fig. 3 dargestellt sind.

Claims (1)

1. Federungsvorrichtung (10) mit einer elastischen Schraubenzug­ feder (12) und einem die Schraubenzugfeder beaufschlagenden Organ (14), wobei das die Schraubenzugfeder (12) beauf­ schlagende Organ (14) zwischen den beiden ortsfesten Enden (16) der Schraubenzugfeder (12) angeordnet und bei Be­ aufschlagung in einer Richtung gegen die Schraubenzug­ feder (12) wirksam ist, die von der Längsrichtung der Schraubenzugfeder (12) abweicht, dadurch gekennzeichnet, daß das Organ (14) zwei Elemente (22) aufweist, die sich auf gleicher Höhe gegenüberliegen und zwischen denen die Schraubenzugfeder (12) angeordnet ist, daß jedes Element (22) eine der Schraubenzugfeder (12) zugewandte Fläche (20) aufweist, die mit einer Krümmung versehen ist und die sich über mehrere Windungen der Schraubenzugfeder (12) erstreckt, und daß die beiden Elemente (22) des Organs (14) miteinander verbunden sind und mit ihren gekrümmten Flächen (20) an der Schraubenzugfeder (12) anliegen.