DE68906457T2

DE68906457T2 - Aufhängungseinrichtung mit einem Nockenunterstützungselement.

Info

Publication number: DE68906457T2
Application number: DE89302406T
Authority: DE
Inventors: Cole T Brodersen; Danny S Foster
Original assignee: Sears Manufacturing Co
Current assignee: Sears Manufacturing Co
Priority date: 1988-05-19
Filing date: 1989-03-10
Publication date: 1993-12-09
Anticipated expiration: 2009-03-11
Also published as: US4943037A; EP0342779A3; EP0342779A2; CA1301042C; JPH0270544A; JPH0729578B2; EP0342779B1; DE68906457D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft verschiedene Aufhängungsmechanismen, die Sitzaufhängungen einschließen die üblicherweise in Lastkraftwagen und im Bauwesen und in Landmaschinen eingesetzt werden.
Es besteht weiterhin ein Bedürfnis für Aufhängungsmechanismen, die einfach aufgebaut und preisgünstig sind, während sie andererseits die ständig steigenden Anforderungen an den Hersteller für kompakte Bauweise und Komfort erfüllen sollen. Eine zusätzliche Anforderung besteht an solchen Einrichtungen, deren Aufhängungs- und Sitzcharakteristik auf einfache Weise verändert werden kann.
Einige Sitzaufhängungen besitzen Dämpfungseinrichtungen wie beispielsweise Stoßdämpfer. Im Zusammenhang mit diesen entstehen verschiedene Probleme. Zuerst ist anzumerken, daß der Hub der Stoßdämpfer keine lineare Abhängigkeit zu der vertikalen Bewegung des Sitzes aufweist. Das nichtlineare Verhalten zwischen dem Hub des Stoßdämpfers und der vertikalen Bewegung des Sitzes beeinträchtigt Verhalten der Sitzcharakteristiken von solchen Aufhängungseinrichtungen.
Zusätzlich weisen Stoßdämpfer oder andere solcher mit Fluiden arbeitende Einrichtungen oftmals die Problematik der Verlustwärme auf, insbesondere dann, wenn sie innerhalb einer Einrichtung eingesetzt werden, in der die Luftzirkulation nicht ausreichend ist. Hierdurch wird sowohl ein schlechtes Verhalten als auch eine kürzere Lebensdauer des Stoßdämpfers verursacht.
Weitere Schwierigkeiten sind in den Höheneinstellungsmechanismen der Sitzaufhängung vorhanden. Häufig sind solche Mechanismen schwierig zu bilden, die Hebel oder Auslöser erfordern, da sie eine Bedienungsperson einklemmen können, und ganz allgemein sind sie aufwendig und teuer. Weiterhin können solche Mechanismen Gefahren bei ihrer Bedienung mit sich bringen, wenn sich ein Fahrzeug bewegt, und die Bedienungsperson muß nach dem Einstellungsmechanismus tasten oder suchen.
Schließlich übertragen die meisten Sitz-Aufhängungseinrichtungen die Belastung von dem Sitz auf die Aufhängungsfedern über Stahlstäbe, die Scherenarme oder Parallelogrammgelenke aufweisen, die virtuell die gesamte auf den Sitz aufgebrachte Belastung tragen. Diese Stangen wirken unmittelbar mit den Aufhängungsfedern zusammen. Daher ist mit allen diesen Stangen, die wesentliche Teile der Konstruktion bilden, ein Anstieg der Kosten und der Komplexität der Vorrichtungen verbunden. Typische Einrichtungen nach dem Stand der Technik sind in den folgenden US-Patenten beschrieben: US-A-3 339 906 von Persson; US-A-3 826 457 von Huot de Longchamp; und US-A-4 125 242 von Meiller et al.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Aufhängungseinrichtung (ein Aufhängungssystem) zur Bildung zweier Flächen (Ebenen) angegeben, die im wesentlichen in einer parallelen Anordnung zueinander beabstandet sind, die einen Trägerarm, der winklig verschiebbar ist, um den Abstand der zwei Flächen zueinander zu verändern, wobei der Arm Einrichtungen zur beweglichen Kopplung eines ersten Endes mitu einer der zwei Flächen besitzt, und Einrichtungen, die an dem zweiten Ende des Arms angeordnet sind, um die winklige Verschiebung des Arms relativ zu der anderen der zwei Flächen zu ermöglichen, falls sich der Abstand zwischen den zwei Flächen (Ebenen) ändert, aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Verbindungseinrichtung einen Nocken aufweist, der an dem ersten Ende des Arms angeordnet ist, wobei der Nocken eine größere bogenförmige Fläche und eine kleinere bogenförmige Fläche aufweist und wobei die Nockenflächen eine imaginäre Achse bilden, um die sich der Nocken schwenkt, wenn der Trägerarm winklig verstellt wird.
Das Aufhängungssystem der Erfindung bildet eine billigere, kompaktere und komfortablere Sitzaufhängung. Sie verwendet einen unabhängig arbeitenden Trägerarm mit einem Nocken, der sich um einen imaginären Schwenkpunkt schwenkt. Eine Dämpfungseinrichtung, die eine im wesentlichen konstante, lineare Beziehung zu der vertikalen Bewegung des Sitzes besitzt kann ebenfalls vorgesehen werden.
Eine Ausführungsform des Aufhängungssystems, das angegeben wird, befindet sich in einem Aufhängungsgehäuse. Die eigentliche Aufhängungsfunktion wird durch die erste Trägereinrichtung gebildet, bei der es sich um einen Trägerarm handelt, der sich innerhalb des Gehäuses dreht. In einer bevorzugten Ausführungsform weist ein zweiter Träger für das Aufhängungsgehäuse typischerweise parallele Scherenarme auf, die die vertikale Bewegung des Gehäuses führen und die einen geringeren Betrag der Kräfte aufnehmen, die durch die Belastung der Sitzaufhängung hervorgerufen wird. Dies folgt dadurch, daß die Aufhängungseinrichtungen, wie beispielsweise Spannfedern, unmittelbar mit dem Trägerarm verbunden und nicht mit den Scherenarmen verbunden sind. Eine Höheneinstelleinrichtung bildet einen Teil des Trägerarms. Die Scherenarme, die mit dem zweiten Träger verbunden sind, bilden eine Dämpfungseinrichtung, wie beispielsweise einen Stoßdämpfer.
Mit diesem Aufbau ist es möglich, eine straffe Sitzaufhängung zu bilden, die strenge Dimensionsanforderungen, die durch die Fahrzeughersteller vorgegeben werden, erfüllen. Dies wird durch die Unabhängigkeit des Trägerarms von den Scherenarmen und seiner imaginären Schwenkung, die durch zwei bogenförmige Flächen auf den Nocken an dem Ende des Trägerarms gebildet wird, erfüllt. Ein weiteres, vorteilhaftes Merkmal der Sitzaufhängung ist dasjenige, daß es schnell und einfach auseinandergenommen werden kann. Demzufolge kann die Aufhängungs- und Sitzcharakteristik einfach durch Wechsel zu verschiedenen Aufhängungsfedern und Stoßdämpfer modifiziert werden.
Die angegebene Sitzaufhängung ermöglicht weiterhin ein komfortables Sitzverhalten. Dies folgt aufgrund der physikalischen Unabhängigkeit der Aufhängungsfedern von den Stoßdämpfern, die eine im wesentlichen konstante, lineare Abhängigkeit zwischen der vertikalen Bewegung des Sitzes und dem Arbeitshub der Dämpfungseinrichtung bildet, das zu einem komfortableren Sitzverhalten über den gesamten Betriebsbereich der Aufhängung führt.
In der bevorzugten Ausführungsform liegt die Anordnung des Stoßdämpfers außerhalb der Scherenarme, wo sie stärker der frei zirkulierenden Luft ausgesetzt wird. Demzufolge wird die Wärme von den Stoßdämpfern einfach abgeführt, wodurch die Funktionsweise effektiver wird und wodurch gleichzeitig verhindert wird, daß er sich so schnell, wie bei den Einrichtungen nach dem Stand der Technik, abnutzt.
Ein Höheneinstellmechanismus wird vorzugsweise in den Trägerarm integriert und er erfordert keinen Hebel, Auslöser oder andere Einrichtungen für die vertikale Einstellung der Sitzaufhängung. Solche Einrichtungen können zwar eingebaut werden, sind aber manchmal nicht erwünscht. Die Einstellung wird durch nach oben gerichtetes Ziehen an dem oberen Bereich des Trägergehäuses vorgenommen, wodurch eine schwenkbare Klaue und eine Vorspannfeder aktiviert werden, die in Kerben (Nuten) an dem Nocken eingreifen, die verschiedene vertikale Stellungen ermöglichen.
Alternative Ausführungsformen eines einfacher aufgebauten Aufhängungssystems als dasjenige, das vorstehend beschrieben ist, sind ebenfalls möglich und werden nachfolgend beschrieben. Die Steifigkeit und Kompaktheit des Trägerarms erlaubt den Aufbau eines Aufhängungssystems ohne die Scherenarme, die Dämpfungseinrichtungen oder die Höheneinstellvorrichtungen, obwohl eine oder mehrere von diesen Einrichtungen eingesetzt werden können. Das Aufhängungssystem weist mindestens eine bewegbare Fläche (Ebene) auf und besitzt den Trägerarm mit dem Nocken, der zwei bogenförmige Flächen an einem Ende besitzt. Nockenabtasteinrichtungen definieren die Bewegung des Nockens, während Vorspanneinrichtungen, wie beispielsweise eine Feder oder ein Stoßdämpfer, die relative Bewegung der zwei Flächen steuern, die in einer zueinander beabstandeten Beziehung durch das System aufrechterhalten wird.
Ein besseres Verständnis der Erfindung wird durch die nachfolgende Beschreibung erhalten, die in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen vorgenommen wird, in denen folgendes dargestellt ist:
Figur 1 zeigt einen Fahrer, der auf einem Sitz, der an der Oberseite der mechanischen Sitzaufhängung befestigt ist, sitzt;
Figur 2 zeigt eine perspektivische Ansicht einer mechanischen Sitzaufhängung, die gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist, wobei die äußeren Teile zur besseren Darstellung entfernt sind;
Figur 3 zeigt eine Explosionsdarstellung der vorliegenden Erfindung;
Figur 4 zeigt eine Draufsicht auf die mechanische Sitzaufhängung;
Figur 5 zeigt eine Seitenansicht, teilweise entlang der Schnittlinie 5-5 in Figur 4 geschnitten, und zeigt den Gegenstand der Erfindung in seiner höchsten Einstellposition;
Figur 6 zeigt eine Seitenansicht, teilweise in Schnittdarstellung, ähnlich der Figur 5, die die mechanische Sitzaufhängung in ihrer vollständig belasteten oder zusammengedrückten Stellung mit der imaginären Schwenkachse außerhalb der Einrichtung angeordnet darstellt;
Figur 7 zeigt einen Querschnitt entlang der Schnittlinie 7-7 der Figur 5, der die unabhängig arbeitenden Scherenarme und Trägerarme innerhalb des Gehäuses darstellt, wobei der Stoßdämpfer an der Außenseite eines Scherenarms angeordnet ist;
Figur 8 zeigt eine Explosionsdarstellung des Trägerarms, der in größerem Detail den Nocken und die Höheneinstelleinrichtung dargestellt;
Figur 9 zeigt die Höheneinstelleinrichtung in einer nicht verriegelten Stellung;
Figur 10 zeigt die Höheneinstelleinrichtung, die in einer Zwischenstellung verriegelt ist;
Figur 11 zeigt die Höheneinstelleinrichtung, die wieder in einer ersten Verriegelungsstellung eingerastet ist;
Figur 12 zeigt einen Teil einer unzulänglichen Einrichtung in einer angehobenen Stellung;
Figur 13 zeigt die unzulängliche Einrichtung in einer an sich nicht möglichen, zusammengedrückten Stellung;
Figur 14 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Trägerarms; und
Figur 15 zeigt eine Querschnittsdarstellung in einer Vergrößerung einer anderen Ausführungsform des Aufhängungssystems, das den Trägerarm einsetzt.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Figur 1 zeigt ganz allgemein die mechanische Sitzaufhängungseinrichtung 1. Die Einrichtung 1 ist an einer Fläche 2 in einem (nicht dargestellten) Fahrzeug befestigt und kann durch einen Sitz 3 mit Polstern oder Federn abgedeckt sein. Der Fahrer 4 sitzt auf dem Sitz 3.
Eine perspektivische Übersichtsdarstellung des erfindungsgemäßen Gegenstandes ist in Figur 2 gezeigt, während eine Explosionsdarstellung der Einrichtung 1 in Figur 3 gezeigt ist. Zunächst werden die größeren, tragenden Teile der Einrichtung 1 beschrieben, während danach die kleineren Teile im Detail beschrieben werden, und dann wird die Arbeitsweise der Einrichtung 1 erläutert.
Das Gehäuse der Einrichtung 1 besteht aus einem unteren Bereich 10 und einem oberen Bereich 20. In diesem Beispiel ist jeder Bereich durch eine feste (massive) Platte gebildet, die quer umgebogene oder angeschweißte Kanten aufweist; allerdings würde eine im wesentlichen rahmenähnliche Struktur ebenfalls ausreichend sein. Mit dem Gehäuse sind parallele Paare von Scherenarmen 35 verbunden, wobei jedes Paar mit den Bezugszeichen 35A und 35B bezeichnet ist. Ein Ende der Scherenarme 35 ist mit dem oberen und dem unteren Gehäuse 10, 20 durch Wellenlagerrohre 36 und 38, die an den Scherenarmen 35 verschweißt sind, verbunden. Gewindewellen 42 und 44 führen durch Öffnungen 43 an den Enden des unteren und des oberen Gehäuses 10, 20 und den Lagerrohren 36, 38 hindurch. Diese Wellen sind an einem Ende durch Muttern 46 (hiervon ist eine gezeigt) gesichert, die an der Außenseite des Gehäuses angeordnet sind.
Die anderen Enden der Scherenarme 35 sind mit Stäben 37 und 39 verschweißt. Diese Stäbe 37, 39 werden durch Nylon-Rollkappen (Rollspitzen) 40 umschlossen, die in Kanälen 12 und 22 des unteren und des oberen Gehäuses 10 und 20 jeweils entlang rollen.
Anhand dieser Anordnung ist erkennbar, daß die größeren Komponenten der Einrichtung einfach von der gesamten Struktur abgenommen werden können. Durch Entfernung der Muttern 46 von den Enden der Gewindewellen 42 und 44 und dann durch Herausziehen der Wellen 42, 44 wird die Einrichtung in das untere und das obere Gehäuse 10, 20 und die Scherenarme 35 zerlegt.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung weisen Ösen (Laschen) 13 zur Verbindung des oberen Gehäuses 20 mit einem Sitz 3 und Öffnungen 14 zur Befestigung des unteren Gehäuses 10 an einer Fläche 2 in einem Kraftfahrzeug auf. Weiterhin ist ebenfalls mit den Scherenarmen 35 die Dämpfungseinrichtung, wie beispielsweise ein Stoßdämpfer 25, verbunden. Mit einem Ende der Scherenarme ist eine Klaue 26 verschweißt. Der Stab 27, der mit der Klaue 26 verbunden ist, führt durch ein Lager 28 an einem Ende des Stoß dämpfers 25 (Figur 3) hindurch. Das andere Lager 28 des Stoßdämpfers 25 steht schwenkbar mit dem Stab 39 (Figur 7) in Eingriff. Die Lagerenden 28 können reibungsmäßig von dem Scherenarm 35 durch Nylon- oder Gummiunterlegscheiben 29 (Figur 2) getrennt sein.
Wenn nur die Scherenarme 35 und die Gehäuse 10, 20 zusammengebaut werden, ist keine Kraft vorhanden, um das obere und das untere Gehäuse 10, 20 voneinander zu trennen und demzufolge fallen diese Teile ohne den Stoßdämpfer 25 nur unter ihrem Eigengewicht zusammen. Dies bedeutet, daß keine horizontale Kraft gegen die Rollkappen 40 beim Gleiten in den Kanälen 12, 22 wirkt. In der zusammengebauten Einrichtung 1 werden die Gehäuse 10, 20 durch eine Trägerarmanordnung, die mit 60 bezeichnet ist, verbunden und auf Abstand zueinander gehalten. Ein Ende des Trägerarms 60 schwenkt in Trägern 70 an der Unterseite des oberen Gehäuses 20 und ist mit einer Aufhängungseinrichtung, die Federn 90 aufweist, verbunden. Das andere Ende der Trägerarmanordnung 60 ist mit einer Querstange 62 mit Nylon-Endkappen 64 verschweißt. Diese Endkappen 64 rollen in Kanälen 65, die aus Stahlplatten, die mit dem unteren Gehäuse 10 verschweißt sind, gebildet werden.
Die Trägerarmanordnung 60 ist vorzugsweise aus zwei getrennten Teilen 60A und 60B, wie dies in Figur 8 gezeigt ist, zusammengesetzt. Das gebogene Ende der Trägerarmanordnung 60 paßt zwischen die Träger 70. Eine Federwelle 92 führt durch Trägerschlitze 72 und Trägerarmschlitze 65 hindurch. Ein Satz von Enden der Federn 90 ist funktionsmäßig mit der Federwelle 92 verbunden. Die anderen Enden der Federn 90 sind gegen eine Verschiebung durch die indirekte Verbindung mit dem oberen Gehäuse 20 gesichert.
Das allgemeine Prinzip, das soweit beschrieben wurde, ermöglicht die unabhängige mechanische Arbeitsweise des Trägerarms 60 und der Scherenarme 35. Die Trägerarmanordnung 60 greift letztendlich in die Aufhängungseinrichtung und die Federn 90 ein. Die Scherenarme wirken unabhängig mit den Dämpfungseinrichtungen, wie dem Stoßdämpfer 25, zusammen. Wenn eine Belastung auf die Einrichtung 1 einwirkt, rollen die abgerundeten Enden 61 der Trägerarmanordnung 60 oder schwenken gegen die Unterseite des oberen Gehäuses 20, wodurch sie an den Aufhängungsfedern 90 ziehen. Gleichzeitig wird die Bewegung der Federn 90 durch den Stoßdämpfer 25 gedämpft.
Demzufolge bildet der Schwenk-Trägerarm 60 die erste Trägereinrichtung der Vorrichtung. Die Scherenarme 35 bilden eine zweite Trägereinrichtung, die in erster Linie als eine Führungseinrichtung für die vertikale Bewegung des oberen Gehäuses 20 dient. Eine strukturelle Analyse der gesamten Anordnung in dem Zustand, wenn sie belastet ist, ergibt, daß die Scherenarme 35 gewisse vertikale und horizontale Kraftkomponenten übertragen, wobei allerdings diese Komponenten relativ klein verglichen mit der Belastung sind, die durch die Trägerarmanordnung 60 aufgenommen wird. Demzufolge können die Scherenarme unter einem im wesentlichen geringeren und kostengünstigeren Materialeinsatz als Vorrichtungen nach dem Stand der Technik aufgebaut werden.
Die Trägerarmanordnung 60 ist in der Explosionsdarstellung der Figur 8 gezeigt. Die Anordnung weist die Elemente, die notwendig sind, um mit der Aufhängungseinrichtung zusammenzuwirken, und die Elemente, die dazu dienen, um die Höhe der Einrichtung 1 einzustellen, auf. Der Nocken 80 ist zwischen den Teilen 60A und 60B angeordnet. Die Federwelle 92 führt durch die Schlitze 66, durch die Teile 60A und 60B und durch die Öffnung 81 in dem Nocken 80 hindurch, um ein Ende des Nockens 80 innerhalb des Trägerarms 60 zu sichern. Ein Stift 83 führt durch die Schlitze 67 in den Teilen 60A und 60B und durch die Nockenöffnung 82 hindurch. Eine Vorspannfeder 85 ist (in nicht dargestellter Weise) durch die Windungen 87 der Feder 85 zwischen den Teilen 60A und 60B mit einem Feder-Winkelwiderhaken 86, der in die Kerbe 69 eingesetzt ist, stiftartig befestigt. Eine Klaue 95 ist zwischen den Teilen 60A und 60B durch einen Stift 96 (Figur 9) durch die Öffnungen 97A, 97B hindurchführend befestigt.
An jeder Außenseite des Trägerarms 60 sind Federendrollen 100 mit einer umlaufenden Nut 102 auf jedes Ende der Federwelle 92 (Figur 3) aufgepaßt. Die Rollen 100 sind mit den zwei Enden der Welle 92 durch Verriegelungsstifte 104 (von denen einer darstellt ist) befestigt. Die Federn 90 besitzen gekrümmte Enden 90A, die in Nuten 102 (siehe Figur 4 in der Draufsicht) eingepaßt sind. Die Enden der Federn 90, die mit den Federwellen 92 verbunden sind, sind beweglich, wie dies nachfolgend noch beschrieben wird. Bei den befestigten Enden der Federn 90 handelt es sich um gekrümmte Enden 90A, die um den Stab 110 herumgelegt sind, der einen Teil des Federaufhängungseinstellmechanismus bildet.
Wie in Figur 3 gezeigt ist, besteht der Federeinstellmechanismus aus einer Gewindestange 112, die über das Gewinde mit dem Stab 110 verbunden ist. Der Stab 112 erstreckt sich durch eine (nicht dargestellte) Ausrichtungsöffnung in dem oberen Gehäuse 20. Ein Ende der Stange 112 ist mit einem Betätigungsgriff 114 außerhalb des oberen Gehäuses verbunden, während das andere Ende über ein Gewinde mittels einer Unterlegscheibe 117 und einer Mutter 118 mit einer Platte 116 verbunden ist, die an die Träger 70 anstößt. Demzufolge bewegt sich der Stab 110, wenn der Betätigungsknopf 114 die Gewindestange 112 dreht, in Richtung des Betätigungsgriffs 114 oder in Richtung des Trägers 70. Hierdurch wird die Spannung auf die Federn 90 eingestellt. Die Spannung in den Federn wird letztendlich auf das obere Gehäuse 20 durch die Stange 112 und die Platte 116 übertragen.
Die Funktionsweise des Aufhängungssystems und deren Zusammenwirken mit dem Trägerarm 60 wird nachfolgend beschrieben. Eine der wesentlichen Ausgestaltungsmerkmale der Einrichtung 1 ist ein sogenannter imaginärer Schwenkpunkt, der das Zentrum von zwei konzentrischen Kreisen, die durch die gebogenen Flächen 80A und 80B des Nockens 80 (Figur 9) gebildet wird, definiert werden. Diese Flächen sind immer mit den zylindrischen Nockenabtastern 120 und 122 in Eingriff, die innerhalb der Träger 70 (Figur 3) befestigt sind. Jeder Nockenabtaster ist drehbar um eine feste Achse angeordnet. Die gesamte Trägerarmanordnung bewegt sich, wie die Figuren 5 bis 7 zeigen, wenn eine vertikale Kraft A auf das obere Gehäuse 20 ausgeübt wird, in einer vorbestimmten Art und Weise. Die Rollen 64 gleiten nach rechts (Figur 5) in den Schlitzen 65 (Figur 7) und die linke Seite des Trägerarms 60 und der Nocken 80 schwenken im Gegenuhrzeigersinn (Figur 5). Diese Bewegung tritt daher auf, da die Nockenabtaster 120 und 122 relativ zu der Lage der Träger 70 und des oberen Gehäuses 20 befestigt sind. Da die Federn 90 mit der Federwelle 92 verbunden sind und da sie relativ zu dem oberen Gehäuse 20 über den Stab 110 befestigt sind, ziehen die Federn 90 den Nocken 80 und das Nockenende des Trägerarms 60 nach rechts. Die nach unten gerichtete Bewegung des oberen Gehäuses 20 bewirkt jedoch eine Drehung im Gegenuhrzeigersinn auf dem Nocken 80 entgegen der Kraft A. Da sich der Nocken 80 bewegt, bewegt sich auch der imaginäre Schwenkpunkt vertikal durch den Raum.
Ein Vergleich der Figuren 5 und 6 zeigt die kreisförmige Bewegung des Nockens 80 relativ zu den festgelegten Stellungen der Nockenabtaster 120, 122. Von der höchsten Einstellung der Einrichtung 1 ausgehend, wie in Figur 5 gezeigt ist, hat die Kraft A bewirkt, daß sich der Nocken 80 im Gegenuhrzeigersinn zu der untersten Stellung gemäß Figur 6 der Einrichtung dreht. Zur gleichen Zeit haben sich die Rollen 64 des Trägerarms 60 weiter nach rechts bewegt, wodurch ein Zusammendrücken der Vorrichtung 1 erfolgt. Es ist auch anzumerken, daß Schlitze 72 in den Trägern 70 denselben konzentrischen Bogenabschnitt wie derjenige der Nockenflächen 80A und 80B definieren, die sich gegen die Nockenabtaster 120, 122 verschieben. Demzufolge folgt die Federwelle 92 derselben bogenförmigen Bewegung des Nockens 80. Es ist anzumerken, daß die Figuren 5 und 6 zwei verschieden hohe Einstellungen der Einrichtung 1 zeigen. Wie nachfolgend ersichtlich wird, verändert sich der Höheneinstellmechanismus nicht, wenn die Einrichtung 1 belastet wird. Die Figuren 5 und 6 stellen in einfacher Weise die zwei extremen Konfigurationen der vorliegenden Erfindung dar.
Figur 6 zeigt die sogenannte imaginäre Verschwenkung, die durch die sich schneidenden Radien der Bogenabschnitte, die durch die Nockenflächen 80A und 80B festgelegt werden. Der Schwenkpunkt ist, ausgenommen im Hinblick auf das obere Gehäuse 20, nicht festgelegt und seine Lage ändert sich mit der vertikalen Verschiebung des Nockens 80 und des oberen Gehäuses 20. Wie anhand der Figur 6 zu sehen ist, kann der imaginäre Schwenkpunkt außerhalb des Gehäuses der Einrichtung 1 angeordnet sein. Diese Ausführung ist für den kompakten Aufbau des Gegenstandes der vorliegenden Erfindung maßgeblich. Nach der vorliegenden Ausführungsform beträgt die zusammengeschobene Höhe nach der Figur 6 3 Inch (7,62 cm), während die volle Höhe nach der Figur 7 ungefähr 9 Inch (22,9 cm) beträgt.
Die Figuren 12 und 13 zeigen eine herkömmliche Anordnung, die eine größere Bauhöhe der gleichen Vorrichtung erfordert. Um die Eigenschaften nach der vorliegenden Erfindung zu erzielen, würde dies einen Scherenarm 330 mit einem Krafthebelarm von dem Schwenkpunkt 300 zu einem Punkt 310 kollinear zu der Feder 320 erforderlich machen. Mit dieser mechanischen Anordnung nach der Figur 12 kann eine vollständig zusammengeschobene Anordnung entsprechend der Figur 6 nicht erhalten werden. Dies wird mit der Figur 13 erläutert, wo die eingestellte Höhe H 5 Inch (12,7 cm) betragen würde, wodurch es unmöglich wäre, das obere und das untere Gehäuse 20, 10 zusammenzuführen. Die wenigen Inch, die durch die Höhe einer mechanischen Sitzaufhängung eingespart werden, können den Unterschied zwischen dem Erreichen oder Nichterreichen der Abmessungstoleranzen bedeuten, die durch den Ausrüstungshersteller vorgegeben sind, der solche Aufhängungseinrichtungen abnimmt. In herkömmlicher Weise wird die Aufhängung der Einrichtung durch das Hebelverhältnis festgelegt, das die vertikale Verschiebung des oberen Gehäuses relativ zu der Bewegung der Aufhängungsfeder bildet. Im Fall der vorliegenden Erfindung folgen die Radien der Krümmung der Nockenscheibenflächen 80A und 80B aufgrund einer vorgegebenen Wahl eines Hebelverhältnisses des Designers des Sitzes, das in der vorliegenden Einrichtung 3:1 beträgt.
Die Unabhängigkeit des Trägerarms 60 von dem Stoßdämpfer 25 ermöglicht nicht nur eine effizientere Bedienungsweise von jedem Teil, sondern sie ermöglicht auch eine im allgemeinen konstante lineare Abhängigkeit zwischen der vertikalen Bewegung des oberen Gehäuses 20 und dem Stoßdämpfer 25. Diese Linearität erfolgt aufgrund einer Einheitlichkeit der Ausführung des Sitzes, unabhängig von seiner Belastung oder seiner Höheneinstellung. Das bevorzugte Verhältnis der Verschiebung der Sitzaufhängung zu der Hubbewegung der Dämpfungseinrichtung beträgt ungefähr 3.
Das lineare Verhältnis zwischen dem oberen Gehäuse 20 und dem Stoßdämpfer 25 sollte nicht von der eigentlichen Linearität um mehr als 10 Prozent abweichen. Dies folgt daraus, daß sich die zwei Enden des Stoßdämpfers in einer im wesentlichen linearen Beziehung zueinander, und zwar anders als die Scherenarme, bewegen. In den Einrichtungen nach dem Stand der Technik würde der Stoßdämpfer mit dem oberen und dem unteren Gehäuse verbunden werden. Dies würde zu einer bogenförmigen, nicht linearen Bewegung führen und demzufolge würde dies die vertikale Komponente der Kraft, die auf den Stoßdämpfer einwirkt, verringern, da die Höhe in vertikaler Richtung der Aufhängung verkleinert werden würde. Im vorliegenden Fall ist die Kraft in dem Stoßdämpfer 25 unabhängig (innerhalb eines Bereiches von 10 Prozent) von der Höhe des Sitzes und wird nur durch die Belastung auf dem Sitz festgelegt.
Die Höhe der Klaue 26 bestimmt die Länge des Hubes des Stoßdämpfers 25. Ein maximaler Betrag des Hubes des Stoßdämpfers ist erwünscht. Je weiter der Scherenarmschwenkpunkt 350 von dem Stab 27 entfernt ist, desto größer wird der Hub des Stoßdämpfers 25 werden. Hierdurch wird das Verhältnis zwischen der Verschiebung des oberen Gehäuses 20 und des Stoßdämpfers 25 verringert. Für einen Fachmann wird ersichtlich daß es nicht erforderlich ist, daß das Hebelverhältnis und das Hubverhältnis identisch ist und daß solche Ausführungen ein Ergebnis der Anforderungen an das Design für eine spezielle Aufhängungseinrichtung sind.
Die Figuren 9, 10 und 11 zeigen die Arbeitweise der Höheneinstelleinrichtung. Ganz allgemein drückt die Vorspannfeder 85 die Klaue 95 in einen Verriegelungseingriff mit einer Nut einer Vielzahl von Nuten 150 an dem Nocken 80. Die Nuten 150 werden durch eine Vielzahl von Zähnen 152 und Klaueneingriffszähnen 154 festgelegt Die beschriebene Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet 3 Nuten, wobei jede eine unterschiedliche Höheneinstellung bildet. Es können mehr oder weniger Nuten eingesetzt werden und die Angabe von drei Höheneinstellungen ist nur beispielhaft vorgenommen. Figur 10 stellt die Einstelleinrichtung und ihre Zwischenhöhe dar. Der Pfeil X zeigt die Richtung der Kraftwirkung der Federn 90 an, die mit der Vorspannkraft der Feder 85 gekoppelt ist, die die Spitze der Klaue 95 mit der Nut 150 in Eingriff hält. Um die Höhe der Einrichtung 1 anzuheben, ist die Ausübung einer vertikalen Kraft Y auf die Federwelle 92 erforderlich, die durch eine nach oben gerichtete, auf das obere (nicht dargestellte) Gehäuse 20 ausgeübte Kraft erreicht werden kann. Hierdurch wird der Trägerarm 60 im Uhrzeigersinn geschwenkt. Rollen 64 in Kanälen 65 bewegen sich nach links, während die vertikale Kraft Y den Trägerarm 60 und den Nocken 80 nach oben zieht. Hierdurch wird die Verriegelungskraft weggenommen, die die Klaue 95 und die Nut 150 in Eingriff hält, so daß, falls der Nocken 80 nach oben gezogen wird, die Klaue 95 über die Spitze des Zahnes 151 und in die benachbarte, rechtsliegende Kerbe 150A (Figur 10) gleitet.
Nach der beschriebenen Ausführungsform bildet die Kerbe 150A die höchstmögliche Höheneinstellung. Um die Höhe der Vorrichtung 1 zu verringern, wird eine zusätzliche vertikale Kraft auf den Trägerarm 60 und den Nocken 80 ausgeübt, bis die Klaueneingriffskante 195 den Nocken berührt und die Kante 180 aus ihrem Eingriff bringt. Je größer eine nach aufwärts gerichtete Kraft ausgeübt wird, desto mehr schwenkt die Klaue 95 um den Stift 96. Demzufolge bewegt sich die Spitze 295 der Klaue 95, die die Feder 85 berührt, von der Spitze 185 der Feder 85 aus in die Kerbe 285. Die Spitze der Klaue 95, die in die Kerbe 150 eingreift, wird unterhalb des Bogens, der von den Zähnen 151 beschrieben wird, bewegt und die Höheneinstelleinrichtung wird vollständig aus dem Eingriff gelöst. Der Wiedereingriff der Höheneinstelleinrichtung erfordert eine nach unten gerichtete Kraft, die auf den Trägerarm 60 und den Nocken 80 ausgeübt werden muß. Dies wird dadurch vorgenommen, daß ein oberes (nicht in den Figuren 9-11 dargestellte) Gehäuse 20 nach unten gedrückt wird, wodurch der Trägerarm 60 im Gegenuhrzeigersinn dreht, da sich die Rollen 64 nach rechts bewegen. Diese Bewegung bewirkt letztlich, daß die Spitze der Klaue 95 mit dem Klaueneingriffszahn 154 in Berührung tritt, der größer als die Zähne 151 ist. Wenn erstmals der Kontakt hergestellt ist, wird die Spitze 295 noch in der Kerbe 285 gehalten. Eine weiter nach unten gerichtete Kraft bewirkt, daß die Klaue 95 um den Stift 96 schwenkt, so daß die Klauenspitze 295 zurück zu der Federspitze 185 gesetzt wird. Diese Anordnung ist in Figur 11 dargestellt, die die Höheneinstelleinrichtung zeigt, wie sie in ihrer ersten oder tiefsten Stellung in Eingriff steht.
Es ist wichtig anzumerken, daß die Geometrie der Vorspannfeder 85 und der Klaue 95 eine spezielle Ausgestaltung besitzt und einen speziellen Zweck hat. Wenn sich die Höheneinstelleinrichtung in irgendeiner der drei Positionen befindet oder in irgendeiner dazwischen, wird die hintere Klauenspitze 295 immer an der Spitze 185 der Vorspannfeder gehalten und sie wird damit in Eingriff mit den Kerben 150 gedrückt. Wenn die Klaue 95 vollständig aus dem Eingriff gelangt wie dies in Figur 9 gezeigt ist, betätigt die Kerbe 285 die schwenkbare Klaue 95, um ständig außer Eingriff außerhalb des Bogens der Zähne 151 zu bleiben, bis der Wiedereingriffszahn 154 in Eingriff mit der Klaue 95 in der ersten Stellung gelangt. Die Sperreinrichtung der die Klaue lösenden Kante 195 und die den Nocken lösende Kante 180 setzen die Klauenspitze 295, durch Drehung der Klaue 95, hinsichtlich der Federspitze 185 oder der Federkerbe 285 fest.
Die Figur 14 zeigt eine perspektivische Ansicht eines vereinfachten Trägerarms 560 ähnlich im Aufbau wie die Trägeranordnung 60, die vorstehend beschrieben ist. Da kein Höheneinstellmechanismus in dem Arm eingesetzt ist, kann sie als ein einzelnes Bauelement aufgebaut werden. Der Trägerarm 560 weist einen Schaft 562 auf. An einem Ende des Schafts ist ein Nocken 580 angeordnet, der eine größere Bogenfläche 561 und eine kleinere Bogenfläche 566 aufweist. Die Bogenflächen definieren einen Mittelpunkt C, wie er durch den Schnitt der Radien r&sub1; und r&sub2; in Figur 15 dargestellt ist. An dem gegenüberliegenden Ende des Schaftes 562 von dem Nocken 580 ist eine Einrichtung 564 vorgesehen, um eine winkelmäßige Verschiebung des Trägerarms zu ermöglichen. Eine solche Einrichtung kann im wesentlichen aus einer massiven Stange 564 bestehen, wie dies in Figur 14 gezeigt ist, die auf einer Fläche gleiten kann. Alternativ kann die Einrichtung zur Ermöglichung einer winkelmäßigen Verschiebung ähnlich den Rollen 64 aufgebaut sein, die in Kanälen 65, wie weiter vorne beschrieben wurden, gleiten. Verschiedene andere äquivalente Einrichtungen zur Ermöglichung der winkelmäßigen Verschiebung können einfach ausgetauscht werden. Zum Beispiel könnte das Ende des Schafts 562 lediglich abgerundet sein, um ein sanftes Gleiten auf einer Oberfläche zu ermöglichen, oder sie könnte durch eine Rolle gebildet sein. Die Bewegung der Einrichtung 564 ist allgemein parallel zu den zwei Flächen, die getragen werden.
Eine Einrichtung zur betriebsmäßigen Verbindung des Trägerarms 560 mit dem verbleibenden Teil des Aufhängungssystems kann in unterschiedlicher Art und Weise ausgeführt werden. Die Stange 592 kann mit einem Ende einer Feder 500, wie dies in Figur 15 gezeigt ist, befestigt werden. Andere äquivalente Befestigungen, wie beispielsweise Schlitze, Muttern Schrauben, Verschweißungen u. a. sind in gleicher Weise verwendbar. Eine praktische, allerdings auch vereinfachte Ausführung eines Aufhängungssystems, das den Trägerarm 560 verwendet, ist in Figur 15 dargestellt. Es ist kein Höheneinstellmechanismus, keine Scherenarm oder keine lineare Dämpfungseinrichtungen vorhanden, obwohl vorausgesetzt wird, daß irgendeine oder mehrere dieser Elemente eingesetzt werden können. Anstelle der Scherenarme wird die Stabilität der Platte 520 durch die Stange 540 sichergestellt, die in einem Paar von Trägern mit (nicht dargestellten) parallelen Schlitzen 545 läuft, die wechselweise mit der Fläche 547 verbunden ist. Alternativ kann die Stabilität des Trägerarms und des Aufhängungssystems durch ein Paar von Platten 570 sichergestellt werden, die in ähnlicher Weise wie die Träger 70, die vorstehend angegeben sind, wirken. Andere Einrichtungen für die Stabilisierung des Aufhängungssystems sind auch möglich, wie beispielsweise die vorstehend angegebenen Rollen 64 und die Kanäle 65 oder wie die Verwendung von zwei (nicht dargestellten) parallelen Trägerarmen.
Eine Aufhängungsfeder 500 bildet eine Vorspannkraft auf das System durch Entgegenwirken der Drehung des Trägerarms 560, da die Nockenabtasteinrichtungen 522 und 523 die Bewegung des Nockens 580 führen. Auf diese Weise funktioniert der Trägerarm im wesentlichen in einem eher komplexen System, wie es beschrieben wurde. Die Feder 500 kann natürlich an einem Ende 501 in verschiedener Weise befestigt werden, wie beispielsweise durch einen Streifen 510, der an der Platte 520 befestigt ist. Es ist auch möglich, daß die Vorspanneinrichtung alternativ andere hydraulische oder mechanische Einrichtungen, die dem Fachmann bekannt sind, aufweisen kann.
In Figur 15 handelt es sich bei der Dämpfungseinrichtung 525 um einen Stoßdämpfer, der angedeutet dargestellt ist, dessen Anordnung es erlaubt, daß das dargestellte Aufhängungssystem in etwa auf der gleichen Weise zusammenklappen kann, wie dies in Figur 6 gezeigt ist. Abhängig von der erforderlichen Bewegungs- und Kraftcharakteristik, ebenso abhängig von den Dimensions- und Kostenanforderungen, könnte der Stoßdämpfer 525 auch weggelassen werden; oder er kann in einer vertikalen Stellung zwischen der Platte 520 und der Bodenfläche 530 oder in anderen erforderlichen Stellungen angeordnet werden.
Wie in Figur 15 gezeigt ist, erfordert das vereinfachte Aufhängungssystem nur eine bewegliche Fläche oder Platte 520. Bei der Fläche 530 könnte es sich um ein paralleles Elementensystem handeln, wie beispielsweise ein unteres Gehäuse 10, wie vorstehend beschrieben wurde, oder es könnte einfach der flache Boden der Führerkabine sein. In gleicher Weise kann das Aufhängungssystem, das in den Zeichnungen dargestellt ist, um 90º umorientiert werden, zum Beispiel um eine Rückenhalterung für einen Sitz zu bilden.
Natürlich ist anzumerken, daß verschiedene Anderungen oder Abwandlungen an den bevorzugten Ausführungsformen, die beschrieben wurden, für den Fachmann möglich sind. Solche Anderungen und Abwandlungen können vorgenommen werden, ohne den allgemeinen Erfindungsgedanken, wie er in den anhängenden Ansprüchen angegeben ist, zu verbessern und ohne Verringerung der gegebenen Vorteile.

Claims

1. Aufhängungseinrichtung zur Bildung zweier Flächen, die im wesentlichen in einer parallelen Anordnung zueinander beabstandet sind, die einen Trägerarm (60; 560), der winklig verschiebbar ist, um den Abstand der zwei Flächen zueinander zu verändern, wobei der Arm Einrichtungen (80, 580) zur beweglichen Kopplung eines ersten Endes davon mit einer der zwei Flächen aufweist, und Einrichtungen (64), die an dem zweiten Ende des Arms angeordnet sind, um die winklige Verschiebung des Arms relativ zu der anderen der zwei Flächen, zu ermöglichen, falls sich der Abstand zwischen den zwei Flächen ändert aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungseinrichtung einen Nocken (80; 580) aufweist, der an dem ersten Ende des Arms angeordnet ist, wobei der Nocken eine größere bogenformige Fläche (80B) und eine kleinere bogenförmige Fläche (80A) aufweist und wobei die Nockenflächen einen imaginären Schwenkpunkt bilden, um die sich der Nocken schwenkt, wenn der Trägerarm winklig verstellt wird.

2. Aufhängungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung im wesentlichen nahe dem ersten Ende des Arms (60; 560) zur betriebsmäßigen Verbindung des Arms mit einem Trägerteil befestigt ist, das an einem Ende der zwei Flächen befestigt ist.

3. Aufhängungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur betriebsmäßigen Verbindung eine Stange (95, 592) aufweist, die mit einer Vorspanneinrichtung (90; 500) der Aufhängungseinrichtung verbunden ist.

4. Aufhängungseinrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Vornahme der Winkelverstellung eine Fläche (65; 530) aufweist, die das zweite Ende des Arms führt, um sie im wesentlichen parallel zu den zwei Flächen zu bewegen.

5. Aufhängungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Nocken (80) weiterhin eine Einrichtung (150) zum Eingriff in einen Höheneinstellmechanismus (95) aufweist.

6. Aufhängungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie Nockenabtasteinrichtungen (120, 122; 522, 523), die mit den Nockenflächen zusammenwirken und die die Bewegung des Nockens (80; 580) festlegen, falls die zwei Flächen relativ zueinander bewegt werden, aufweist.

7. Aufhängungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspanneinrichtung (90; 500) betriebsmäßig mit dem Arm (60; 560) zur Bildung einer Aufhängungskraft in der Aufhängungseinrichtung in Eingriff steht.

8. Aufhängungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen (70; 570) zur Aufrechterhaltung der Stabilität der Aufhängungseinrichtung vorgesehen sind.

9. Aufhängungseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenabtasteinrichtung (120,122; 522,523) an den Stabilisierungseinrichtungen (70; 570) befestigt sind.

10. Aufhängungseinrichtung nach Anspruch 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin Einrichtungen (95; 150) zur Einstellung der Höhe der Aufhängungseinrichtung vorgesehen sind.

11. Aufhängungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin Einrichtungen (25; 525) zur Dämpfung der Schwingungsbewegung der Aufhängungseinrichtung vorgesehen sind.