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Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß die Beanspruchung
des zu prüfenden Materials grundsätzlich oberhalb der Beanspruchung im gewöhnlichen
Betrieb liegen muß, um die Sicherheit zu gewinnen, daß das Material dem gewöhnlichen
Betrieb in jedem Fall
gewachsen ist, aber eben auch den außergewöhnlichen
Beanspruchungen standhalten kann. Dabei wird unter anderem vorausgesetzt, daß die
Sitze in beispielsweise Omnibussen nicht nur von sorgfältigen Personen eingenommen
und betätigt werden, sondern auch von Betrunkenen oder Randalierern. Abgesehen davon
können ungewöhnliche Belastungen auch seitens unbeholfener Personen vorgenommen
werden. Für alle diese Eventualitäten müssen die Sitze hinreichend ausgelegt sein.
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Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Prüfmaschine
der eingangs genannten Zweckbestimmung zu schaffen, welche das zu testende Material
entsprechenden Sonderbelastungen unterwirft, und zwar in Form von Dauerbelastungen,
wobei die Prüfmaschine möglichst raumsparend und leicht begehbar gestaltet sein
soll.
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Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabenstellung ergibt sich einschließlich
vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen aus dem Inhalt der Patentansprüche,
welche dieser Beschreibung vorangestellt sind.
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Mit der Erfindung ist der Vorteil verbunden, daß der Montageboden
unmittelbar über dem betreffenden Raumboden angeordnet werden kann, so daß auch
die zu prüfenden Sitze sehr leicht zugänglich sind, und zwar auch während des Testbetriebes.
Außerdem arbeiten die Hubwerke, insbesondere pneumatische Zylinder, nicht auf Anschlag,
sondern bewirken eine maximale Belastung, wie sie auch bei gewaltsamer Betätigung
der betreffenden Einzelteile vorkommt.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das die
Person simulierende Gewicht mittels eines zusätzlichen Hubwerkes unabhängig von
anderen Bewegungsvorgängen am Sitz in verschiedene Stellungen bewegbar eingerichtet,
wobei das Gewicht vorzugsweise auf einem eigenen Traggestell gelagert ist, an dem
das für das Gewicht bestimmte Hubwerk angreift.
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Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß Bewegungen der Person auf dem
Sitz simuliert werden können, die nicht gleichzeitig mit Bewegungen beispielsweise
der Rükkenlehne stattfinden, was gerade bei längeren Fahrten oftmals zu beobachten
ist.
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Eine weitere Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch
aus, daß das Gewicht, beispielsweise ein Wasserbehälter, flexible Wandungen und
einen verschieblichen Inhalt aufweist, die Eigenbewegungen des Gewichtes bezüglich
seiner Gestalt innerhalb gewisser Grenzen gestatten. Dies entspricht dem Umstand,
daß sitzende Personen als solche nicht starre Körper sind, sondern gewissermaßen
unsymmetrische Bewegungen vollführen, so daß Sitz- und Rückenlehnenfläche in verschiedener
Weise beansprucht werden.
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Die erfindungsgemäße Prüfmaschine berücksichtigt nach Möglichkeit
alle im praktischen Betrieb vorkommenden Erscheinungsformen von Beanspruchungen
der Sitze in Personenbeförderungsmitteln, und zwar unter besonderer Berücksichtigung
des das Normale überlagernden Belastungs-Sonderfalles.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in vereinfachter
Darstellungsweise wiedergegeben, welches nachstehend beschrieben wird. Es zeigt
F i g. 1 die Prüfmaschine in Seitenansicht, F i g. 2 die Prüfmaschine in Draufsicht,
F i g. 3 die Prüfmaschine in Rückansicht.
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Die Prüfmaschine ist auf einer festen Grundfläche 10 aufgestellt
und besteht im wesentlichen aus einem Montageboden 11 mit vier in Form von Schraubenfedern
12 ausgebildeten nachgiebigen Ständern sowie aus einem
Elektromotor 13 mit variabler
Unwuchteinrichtung, zwei auf dem Montageboden 11 befestigten Omnibussitzen 14 als
Prüfobjekte mit Personen-Simulierungsgewicht 15 und aus zwei Konsolen 16, 17 mit
verschiedenen Hubwerken, die auf einzelne Teile der Sitze 14 einwirken(Fig. 1-3).
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Der Montageboden 11 ist eine ebene rechteckige Stahlplatte, die verhältnismäßig
dicht über der Grundfläche 10, beispielsweise dem Fußboden eines Prüflabors, angeordnet
und sehr leicht begehbar ist. Ungefähr in der Mitte des Montagebodens 11 ist der
Unwuchtmotor 13 befestigt, so daß sich dessen Schwingungen in gleichmäßiger Weise
auf die vier nachgiebigen Ständer 12 auswirken. Die Drehzahl des Motors 13 kann
derart stufenlos reguliert werden, daß Schwingungen zwischen etwa zwei und achtzehn
Hertz auf die Prüfobjekte 14 übertragen werden können. Auf dem Montageboden 11 sind
außerdem zwei Schienen 18 befestigt, die zur leicht auswechselbaren Anbringung der
Sitze 14 bestimmt sind. Die beiden Sitze 14 ruhen auf einem herkömmlichen Doppelsitzgestell
mit zwei Füßen 19 und einer Sitzführung 20, auf der die Sitze bzw. wenigstens ein
Sitz mittels Gleitlagern 21 um ein gewisses Maß querverschieblich angeordnet sind.
Jeder Sitz umfaßt einen Sitzflächenteil 22 und ein Rückenlehnenteil 23, die jeweils
in einer Sitzaufnahme (nicht dargestellt) befestigt sind. Der Rückenlehnenteil 23
ist um einen Drehpunkt 25 in üblichen Grenzen schwenkbeweglich. Die Sitzaufnahmen
sind U-förmig gestaltet und tragen an den Außenwangen einen L-förmigen Armlehnenträger
24 mit hoch- und niederklappbarer Armlehne 26. Jeder Sitz 14 ist mit einem als sog.
Beckengurt ausgebildeten Sicherheitsgurt 27 mit seitlichem Gurtschloß 28 ausgerüstet,
der bei der Prüfmaschine zur Sicherung des Wassersakkes herangezogen ist.
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Das Personen-Simulierungsgewicht 15 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
auf dem linken Sitz 14 aufgelagert; es besteht aus einem mit Wasser gefüllten Plastiksack
mit oberem Einfüllstutzen 29. Die Bodenfläche des Sackes hat ungefähr die Größe
der den Sitzflächenteil 22 üblicherweise berührenden Körperteile eines Fahrgastes
mit durchschnittlichem Körpergewicht. Die Wasserfüllung des Sackes ist mengenmäßig
entsprechend ausgelegt. Der Sack lehnt sich nicht unmittelbar an den Rückenlehnenteil
23 an, sondern stützt sich zur Rückenlehne hin an einem Traggestell 30 ab, welches
im ganzen als Schale gearbeitet ist und das mit Wasser gefüllte Gewicht 15 in einer
entsprechenden Muldung aufnimmt. Das Traggestell 30 kann beispielsweise aus Kunststoff
gefertigt sein. Es liegt mit seiner Unterkante 31 auf der Oberfläche des Sitzflächenteils
22 auf und kann um diese Kante zur Rückenlehne hin kippen. Im oberen Bereich hat
das Traggestell 30 einen Haltebügel 32, mit dem der Wassersack 15 umfaßt und am
Traggestell 30 festgehalten wird. An den Bügel 32 schließen sich beiderseits des
Traggestelles 30 je eine Lasche 33 an, die das Traggestell zur Rückenlehne hin überragen
und es beim Anlehnen an die Rückenlehne 23 führen. An der Unterseite des Bügels
32 ist ein U-Rahmen 35 angelenkt, der zum Angriff eines noch zu beschreibenden Hubwerkes
an dem Gewicht 15 dient.
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Die auf dem Montageboden 11 vor den Sitzen 14 befestigte Konsole
16 ist dazu vorgesehen, eine Anzahl von Hubwerken zu tragen, mit denen verschiedene
Bewegungsvorgänge an den Prüfobjekten bewirkt werden können. Außerdem dient die
Konsole 16 zur Anbringung einer Armaturentafel 36 mit den erforderlichen Betätigungselementen,
Anzeigeinstrumenten, Sicherungen,
Ventilen usw. Die Konsole 17 nimmt
hingegen nur ein einziges Hubwerk auf, welches zum Testen der Verschwenkbarkeit
von Armlehnen dient, welche erfahrungsgemäß - insbesondere auf der Gangseite von
Omnibussen - besonders rauh behandelt werden.
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An der Konsole 16 sind vier Hubwerke angeschlossen, und zwar handelt
es sich bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel jeweils um pneumatische Hubwerke,
wobei der zentrale Eingang für das pneumatische Medium zur Versorgung sämtlicher
Hubwerke durch einen Kasten 37 unter der Konsole 16 angedeutet ist. Die Hin-und
Rückleitungen zu den einzelnen Hubwerken sind aus Vereinfachungsgründen nicht dargestellt.
Auch die elektrische Verkabelung wurde nicht eingezeichnet An der Konsole 16 sind
mit Abstand parallel übereinander zwei Gleitstangen 38, 39 angeordnet, die sich
ebenfalls parallel zur Querverschieberichtung der Sitze 14 erstrecken. Auf und zwischen
den Gleitstangen ist ein Schlitten 40 querverschieblich gelagert, der dazu bestimmt
ist, die Prüfeinrichtungen für verschiedene Bestandteile der Sitze 14 auch bei und
nach deren Querverschiebung unverändert wirken zu lassen. Der Schlitten 40 wird
von einem pneumatischen Hubwerk 41 beaufschlagt, welches den Schlitten 40 unter
den Bedingungen einer Programmsteuerung (nicht dargestellt) auf den Gleitstangen
38,39 verschiebt. Zur Übertragung dieser Querverschiebung des Schlittens 40 auf
den für die Prüfung vorgesehenen Sitz 14 sind am Schlitten in geeigneter Weise zwei
Schiebebacken 42 befestigt, die die Sitzaufnahmen bzw. Armlehnenträger 24 jeweils
von der Außenseite her erfassen, d. h. den Sitz zwischen sich einschließen, so daß
er jeglicher Querverschiebung des Schlittens 40 folgen muß, also auf der Stange
20 ebenfalls querverschoben wird. Die beim normalen Gebrauch erforderliche Arretierung
52 des Sitzes 14 an den Endpunkten seiner Querverschiebung wird durch ein Hubwerk
53 für den Beginn des Querverschiebungsvorganges aufgehoben; das Einrasten an den
Endpositionen erfolgt selbsttätig auf Federdruck Ebenfalls am Schlitten 40 befindet
sich ein Hubwerk 43 zur Betätigung eines Hebels 44, der sich an einer Seite des
Armlehnenträgers 24 befindet und in herkömmlicher Weise dazu dient, eine nicht dargestellte
Gasfeder auszulösen, wodurch das stufenlose Zurückschwenken der Rückenlehne 23 in
die aufrechte Stellung veranlaßt wird. Das Hubwerk 43 verursacht also das Aufrichten
der Rückenlehne, und zwar an jeder beliebigen Stelle des Querverschiebungsweges
des Sitzes.
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Am oberen Ende des Schlittens 40 ist eine nach oben ragende Gabel
45 befestigt, die zwischen ihren Schenkeln 46 schwenkbeweglich ein pneumatisches
Hubwerk 47 aufnimmt, dessen Kolbenstange 48 an dem bereits erwähnten U-Rahmen 35
angreift, so daß das Hubwerk 47 die Bewegungen des Traggestelles 30 und damit des
Gewichtes 15 steuert. Die Gabel 45 mit den an ihr angebrachten Teilen folgt also
ebenfalls den Querbewegungen des Schlittens 40 und des zugeordneten Sitzes 14.
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Die Konsole 17 trägt ein Hubwerk 49, welches ein auf eine dortseitige
Armlehne 50 prüfend einwirkendes Ringglied 51 in Bewegung versetzt, mit dem die
Armlehne 50 derart umgriffen wird, daß sie kräftig nach oben und nach unten verschwenkt
werden kann. Die Häufigkeit dieser Bewegungen läßt sich - wie alle Bewegungsvorgänge
der Prüfmaschine - beispielsweise durch manuelle Einstellung an der Armaturentafel
36 programmieren.
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Während des Prüfbetriebes wird in der gewünschten Abfolge sowohl
die Armlehne 50 verschwenkt als auch
der dem Schlitten 40 zugeordnete Sitz in Querrichtung
ruckartig hin- und hergeschoben. Dabei wird nach einem gewählten Rhythmus das Gewicht
15 mit dem Traggestell 30 durch das Hubwerk 47 gegen die Rükkenlehne 23 gedrückt,
so daß sich die Rückenlehne nach hinten neigt. Dieser Vorgang simuliert das Verhalten
eines Fahrgastes, der sich an die Rückenlehne anlehnt und sie mit dem Gewicht seines
Körpers zurückdrückt, bis er die gewünschte Schräglage erreicht hat. Das Wiederaufrichten
des Gewichtes 15 geschieht dann nicht mittels der Rückenlehne 23, sondern in Übereinstimmung
mit dem tatsächlichen Verhalten eines Fahrgastes derart, daß zunächst das Gewicht
15 aufgerichtet wird, und zwar mittels des Hubwerkes 47, und daß dann mittels des
Hubwerkes 43 über den Hebel 44 die Rückenlehne 23 nachgeführt wird, wobei sie verhältnismäßig
ruckartig nach vorn schwenkt. Diese Bewegungsabläufe können, wie erwähnt, in jeder
beliebigen Stellung des Sitzes in Querrichtung erfolgen. Dies ist die Folge des
querverschieblichen Schlittens 40 mit den daran angeordneten Hubwerken 43,47 sowie
53.
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Während der geschilderten Sitzbewegungen ruht das Gewicht 15 nicht
als in sich starrer Gegenstand auf dem Sitzflächenteil 22, sondern aufgrund der
Ausbildung als Wassersack mit flexiblen Wandungen vollführt das den Fahrgast simulierende
Gewicht innerhalb gewisser Grenzen bestimmte Eigenbewegungen, die beispielsweise
den Relativbewegungen zwischen Oberkörper und Gesäß eines Menschen beim Fahren in
einem Omnibus o. dgl. entsprechen. Hierdurch ergeben sich in der Praxis sehr verschiedenartige
Gewichtsverlagerungen in allen möglichen Richtungen, so daß die Teile des betreffenden
Sitzes tendenziell zu Verkantungen neigen, die zwar in der Regel nicht optisch in
Erscheinung treten, aber bei einer entsprechenden Häufigkeit zu Schäden führen können.
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Während des Prüfbetriebes und der Tätigkeit der beschriebenen Hubwerke
läuft ununterbrochen der Unwuchtmotor 13 auf dem Montageboden 11 und versetzt diesen
und damit alle auf ihm gelagerten Teile der Prüfmaschine einschließlich der Prüfobjekte
in die gewünschten Schwingungen, deren Auswirkungen sich mit den Effekten der Hubwerke
überlagern. Da die Hubwerke nicht auf Anschlag arbeiten, sondern auf Drosselung,
werden die von ihnen hervorgerufenen Bewegungen der Sitze 14 und des Gewichtes 15
bis zu einem solchen Ausmaß hervorgerufen, daß nur die konstruktive Auslegung des
Testobjektes entsprechende Grenzen setzt. Hierdurch können maximale Belastungen
erzielt werden, und zwar in unregelmäßiger Abfolge, so daß sich im ganzen Beanspruchungen
der Sitze einrichten lassen, die noch wesentlich größer sind als bei sehr rauhem
Betrieb, beispielsweise bei der Beförderung von Fußballzuschauern. Die Prüfmaschine
gestattet also sowohl eine Dauerprüfung als auch einzelne Funktionsprüfungen unter
extremen Bedingungen so wie Kombinationen dieser beiden Prüfmethoden.
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Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Patentansprüchen, der
Zeichnung und der Zusammenfassung offenbarten Merkmale des Gegenstandes dieser Unterlagen
können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen untereinander für die
Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich
sen.