DE3508776C2 - Stoßdämfpungseinrichtung zur Verwendung bei einem Fahrzeugsitz - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Stoßdämpfungseinrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zur Verwendung bei einem Fahrzeugsitz, z. B. für ein Kraftfahrzeug, einen Gabelstapler oder einen Traktor.

Wenn Fahrzeuge auf unebenen Straßen fahren, wirken auf- und abwärts gerichtete Schwingungen, Stöße und ähnliches auf den Fahrer und andere Personen in dem Fahrzeug. Eine Maßnahme dies zu verhindern, besteht in der weitbekannten Stoßdämpfereinrichtung, bei der ein paralleler oder X-artiger Verbindungsmechanismus zwischen dem Sitz und dem Boden angeordnet und mit Dämpfungsgliedern und Stoß­ dämpfern kombiniert ist, um Stöße zu dämpfen und Schwin­ gungen zu verringern.

Eine Stoßdämpfungseinrichtung, bei der ein paralleler Verbindungsmechanismus verwendet wird, sind vordere und rückwärtige Verbindungen parallel zueinander zwischen dem Sitz und einem Befestigungselement am Boden angeord­ net, damit der Sitz oberhalb der Bodenbefestigungselemen­ te schwebt.

Der Sitz spricht im Bezug auf Trägheitskräfte wie Stöße und Schwingungen besser an, wenn die Neigung des Ver­ bindungsmechanismus im Bezug auf eine von den Verbindun­ gen gebildete horizontale Seite stärker horizontal wird. Das gleiche trifft zu, wenn ein Verbindungsmechanismus von der Art eines X verwendet wird, wobei es jedoch auf­ grund der Konstruktion unmöglich ist, die Verbindungen unter eine horizontale Lage zu bringen. Deshalb ist die Verwendung eines parallelen Verbindungsmechanismus zweck­ mäßiger, wenn das Ansprechen des Sitzes auf die Trägheits­ kräfte als Ziel ins Auge gefaßt wird.

Wenn die vorderen und rückwärtigen Verbindungen immer stärker eine horizontale Lage einnehmen, stimmt der Ver­ schwenkungsweg des Sitzes jedoch mit demjenigen von je­ der der Verbindungen überein und eine der Verbindungen bewegt sich manchmal unter die horizontale Linie. Der Sitz wird in diesem Fall verschwenkt und nach vorne oder nach hinten geneigt, wodurch die Möglichkeit besteht, daß eine auf dem Sitz sitzende Person in Gefahr gebracht wird.

Aus der GB-PS 1 208 051 ist eine Stoßdämpfungseinrichtung zur Verwendung bei einem Fahrzeugsitz bekannt, der beiderseits ange­ ordnete, parallele Lenkerpaare aufweist, die über senkrecht zu diesem verlaufende untere und obere Achsen miteinander verbunden sind, wobei die unteren Achsen in Befestigungselementen am Boden und die oberen Achsen im Sitztragrahmen drehbar gelagert sind.

Bei dem herkömmlichen Sitz ergibt sich aufgrund der Ausbildung des Verbindungsmechanismus der Nachteil, daß, je mehr sich die vordere Verbindung und die rückwärtige Verbindung der Horizonta­ len nähern, ein Zurückschwenken entweder der vorderen Verbindung oder der rückwärtigen Verbindung erfolgt. Daraus ergibt sich, daß bei weiterem Verschwenken des Sitzes ein beträchtliches Ab­ senken der vorderen Verbindung entsteht, so daß sich ein unkom­ fortable und auch entsprechend äußerst gefährliche Sitzstellung ergibt. Wenn dieser Verbindungsmechanismus verwendet wird, ist es gemäß diesem Aufbau unmöglich, die Verbindungen in die Nähe der Horizontalen zu verschwenken.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Stoßdämpfungseinrichtung zur Verwendung bei einem Fahrzeug­ sitz mit einem Parallelverbindungsmechanismus zu schaffen, der eine Parallelverbindungsvorrichtung aufweist, bei dem eine zu­ friedenstellende Stoßdämpfung erzielt wird, unter Vermeidung un­ komfortabler oder gar gefährlicher Sitzstellungen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Im Betrieb der Stoßdämpfungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung nimmt das Sitzkissen die Last einer Person auf, und die vordere Verbindung, bzw. das vordere Lenkerpaar und die rückwärtige Verbindung, bzw. das rückwärtige Lenkerpaar drehen sich in eine hinabsinkende Richtung, wenn die oberen Achsen sich um die Mitten der unteren Achsen gegen die Kraft des Dämpfungs­ teils bzw. der Zugfedern drehen. Wenn die Zugfedern schwingen, führt der Stoßdämpfer seine Dämpfungsfunktion aus und die Schwingung wird gestoppt, da sich die Halterungen, die entspre­ chend mit den oberen Achsen, bzw. dem vorderen Lenkerpaar und dem rückwärtigen Lenkerpaar befestigt sind, zusammen mit den oberen Achsen drehen. Daraus ergibt sich ein Abstand zwischen der rückwärtigen Endstellung und des Stoßdämpfer-Zylinders des Stoßdämpfers, der drehbar mit den Halterungen verbunden ist, und das Führungsteil an der Rückseite des oberen Rahmens ändert sich und eine Rolle der Achse bewegt sich nur vertikal entlang des Führungsteils.

Es ist hieraus ersichtlich, daß aufgrund der die Mitten der obe­ ren Achsen und die Schwenkzapfen des Stoßdämpfers verbindenden Linien ein Parallelogramm von der Seite aus gesehen beschreiben, so daß es nicht möglich ist, daß das hintere Lenkerpaar vor das vordere Lenkerpaar zurückschwenkt.

Dadurch ergibt sich, daß gemäß der vorliegenden Erfindung es möglich ist, die Position der vorderen und hinteren Verbindung nahe der Horizontalen einzunehmen und die Funktion der Stoßdämp­ fungseinrichtung zu verbessern. Ausdrücklich weist die Stoßdämp­ fungseinrichtung der vorliegenden Erfindung nicht nur eine gute Antwort auf ein starkes Trägheitsmoment, sondern auch auf ein schwaches Trägheitsmoment auf.

Wenn sich das vordere und rückwärtige Lenkerpaar nahe der hori­ zontalen Stellung befinden, so ist es möglich, eine Vorwärts- und Rückwärtsrichtungsbewegung des Sitzkissens während desselben Hubes zu verkleinern. Da die Linie, die die vordere Verbindung und ein die rückwärtige Verbindung stützendes Drehzentrum ver­ bindet, sich in der Horizontalen befindet, ist es möglich, den gesamten Aufbau der Stoßdämpfungseinrichtung dünn bzw. schlank zu machen, so daß der Fahrzeugsitz eine gute Abfederung und eine erhöhte Sicherheit aufweist.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungs­ beispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher er­ läutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Stoßdämpfungseinrichtung, die einen paralle­ len Verbindungsmechanismus aufweist und von der die Erfindung ausgeht,

Fig. 2 eine Seitenansicht einer Ausführungsform einer Stoßdämpfungseinrichtung nach der Erfindung, und

Fig. 3 eine Explosionsdarstellung einer Stoßdämpfungsein­ richtung nach der Erfindung.

In Fig. 1 umfaßt ein paralleler Verbindungsmechanismus eine vordere Verbindung 2, eine rückwärtige Verbindung 3, einen oberen Rahmen 5, der unter dem Sitz (nicht dar­ gestellt) angeordnet ist und an den oberen Enden der vor­ deren und rückwärtigen Verbindungen 2 und 3 verschwenkbar befestigt ist, und ein Befestigungselement 4 am Boden, welches mit den unteren Enden der Verbindungen 2 und 3 verbunden ist und diese stützt.

Die beiden Enden 6a und 6b eines Dämpfungselementes 6 sind an dem oberen Rahmen 5 bzw. einem Abschnitt der rück­ wärtigen Verbindung 3 befestigt, welcher von deren Dreh­ punkt A an dem oberen Rahmen 5 hervorsteht.

Wenn die Neigungswinkel der vorderen und rückwärtigen Verbindungen 2 bzw. 3 gleich R₃ (horizontale Lagen, der Drehpunkt A liegt bei A2 und das Ende 6b des Dämpfungs­ elementes bei 6b2), gleich R₂ (der Drehpunkt liegt bei A1 und das Ende 6b des Dämpfungselementes bei 6b1), und gleich R₁ (die Bauteile sind in der vorhergehend be­ schriebenen Weise angeordnet) sind, kann das Drehmoment M um den Drehpunkt B der rückwärtigen Verbindung 3 an dem Befestigungselement 4 am Boden in der folgenden Weise ausgedrückt werden, vorausgesetzt daß die Kraft F (F=F1=F2 in Fig. 1) die auf die rückwärtige Verbindung 3 wirkt, bestimmt ist:

M = FL cos R₁ < F1·L cos R₂ < F2·L cos R₃
= F·LO < F·L1 < F·L2.

Mit anderen Worten bedeutet dies, daß das Drehmoment M zunimmt, wenn die Neigung der rückwärtigen Verbindung 3 horizontaler wird, und das Dämpfungselement 6 liefert eine größere Zugkraft, um das Ansprechen des Sitzes zu verstärken, wenn die vorderen und rückwärtigen Verbin­ dungen 2 und 3 eine immer horizontalere Lage einnehmen.

Wenn die vorderen und rückwärtigen Verbindungen 2 und 3 nahezu horizontal verlaufen, sind die geometrischen Orte der vorderen und rückwärtigen Verbindungen 2, 3 und der obere Rahmen 5 geometrisch bestrebt, den Abstand zwi­ schen ihnen sicher beizubehalten. Als Ergebnis hiervon kann es eintreten, daß die vordere oder rückwärtige Ver­ bindung 2 bzw. 3 unterhalb der horizontalen Linie ver­ schwenkt, so daß sich der obere Rahmen 5 neigt.

Dies ist der Gegenstand, der insbesondere durch die be­ vorzugten, in den Fig. 2 und 3 gezeigten Ausführungs­ formen nach der Erfindung gelöst werden soll.

Eine Stoßdämpfungseinrichtung 11 weist parallele Verbin­ dungsmechanismen 13 zwischen einem Paar von Befestigungs­ elementen 12 am Boden und einem oberen Sitztragrahmen 21 auf, der auf der Seite eines Sitzkissens angeordnet ist. Der parallele Verbindungsmechanismus 13 umfaßt ein Paar vordere und rückwärtige Verbindungen, bzw. parallele Lenkerpaare 14 und 15.

Eine untere Achse 16 ist durch das untere Ende des vorderen Lenkerpaares 14 hindurchgeführt und an diesen befestigt, während eine obere Achse 17 durch dessen obere Enden hindurchgeführt und an diesen befestigt ist.

In gleicher Weise ist eine untere Achse 18 durch die unteren Enden des rückwärtigen Lenkerpaares 15 hindurchgeführt und an diesen befestigt, während eine obere Achse 19 durch dessen obere Enden hindurchgeführt und an diesen befestigt ist.

Beide Enden der unteren Achsen 16 und 18 sind an als Winkel ausgebildete Befestigungselementen 12 mit inneren und äußeren Buchsen 22 und 23 gehalten.

Die inneren Buchsen 22 sind aus Kunststoff wie z. B. Nylon oder Polyazetal hergestellt, während die äußeren Buchsen 23 aus Metall sind. Die von den Befestigungselementen 12 hervorstehenden Enden der unteren Achsen 16 und 18 sind mit Muttern 24 befestigt, und die unteren Achsen 16 und 20 sind drehbar zwischen den Befestigungselementen 12 gehalten.

Schwenkhalterungen 26 sind an beiden Seiten des oberen Rahmens 21 mit Bolzen 29 befestigt. Buchsen 28 sind vor­ ne und rückwärtig an den Schwenkhalterungen 26 befestigt.

Beide Enden der jeweiligen oberen Achsen 17 und 19 sind in Buchsen 28 mittels innerer Buchsen 27 befestigt. Die inneren Buchsen 27 bestehen aus dem gleichen Material wie die Buchsen 22 während die Buchsen 28 aus Metall ebenso wie die äußeren Buchsen 23 bestehen.

Das vordere und rückwärtige Ende eines Stoßdämpfer-Zylinders 34, der als Verbindungsstange dient, um einen Stoßdämpfer 33 zu bilden, sind an den oberen Achsen 17 und 18 befestigt. Der Zylinder 34 ist an Halterungen 31 und 32, die an den oberen Achsen 17 bzw. 19 befestigt sind, derart festgelegt, daß das vordere und rückwärtige Ende des Zy­ linders 34 an den Halterungen 31 bzw. 32 mittels je eines Stiftes 35 und 36 befestigt ist. Der Zylinder 34, die Halterungen 26 und eine Gerade, die durch die Mitten der oberen Achsen 17 und 19 verläuft, bilden bei Betrachtung von der Seite ein Parallelogramm, um einen zweiten pa­ rallelen Verbindungsmechanismus zu ergeben.

Eine Kolbenstange 37 steht von dem rückwärtigen Ende des Zylinders 34 nach hinten hervor. Rollen sind von einer Rollenhalterung 40 am rückwärtigen Ende der Kolbenstange 37 gehalten.

Die Rollen 39 werden nach oben und nach unten durch ein Führungsteil 53 geführt, das an der rückwärtigen Seite des oberen Rahmens 21 ausgebildet ist.

Ein Paar Haken 38 ist an der oberen Achse 19 des rückwärtigen Lenkerpaares 15 befestigt, und zwar an dessen Enden. Der Haken 38 weist einen geeigneten Winkel relativ zu der Längsrichtung des rückwärtigen Lenkerpaares 15 auf, damit er aufwärts gerichtet ist, selbst wenn das rückwärtige Lenkerpaar 15 im wesentlichen eine horizontale Lage einnimmt.

Eine Schraubspindel 41 ist zwischen beiden Seiten des oberen Rahmens 21 angeordnet. Ein Ende dieser Schraub­ spindel 41 erstreckt sich durch eine Seite des oberen Rahmens 21 und steht von dieser hervor, und ein Betäti­ gungsknopf 42 ist an diesem hervorstehenden Ende der Schraubspindel 41 befestigt.

Zueinander symmetrische Gewindeabschnitte 43 und 44 sind an beiden Endabschnitten der Schraubspindel 41 ausgebil­ det, und bewegbare Teile 45 und 46 sind auf die Gewinde­ abschnitte 43 bzw. 44 geschraubt, so daß die bewegbaren Teile 45 und 46 symmetrisch zueinander bei einer Drehung der Schraubspindel 41 bewegt werden können.

Eine bandartige Platte 47 ist längs der Schraubspindel 41 an dem oberen Rahmen 21 befestigt, und ein Paar flache Winkelhebel 48 sind mit Stiften 49 an der Platte 47 be­ festigt. Ein Ende eines jeden Winkelhebels steht mit dem bewegbaren Teil 45 bzw. 46 in Eingriff, die jeweils auf die Schraubspindel 41 aufgeschraubt sind.

Ein Ende von paarweise vorgesehenen Dämpfungselementen 51, die Zugfedern oder ähnliches sind, ist an den anderen Enden der jeweiligen Winkelhebel 48 festgelegt, während ihre anderen Enden an den Haken 38 festgelegt sind, die an der oberen Achse 19 befestigt sind.

Wenn die Schraubspindel 141 durch den Bedienungsknopf 142 gedreht wird und sich die bewegbaren Teile 145 und 146 da­ bei einander nähern oder voneinander entfernen, wird in­ folge dessen jeder Hebel 48 um den Stift 49 verschwenkt, um dadurch die Spannung der jeweiligen Zugfeder 51 einzustellen.

Ein Gummipuffer 55 oder ähnliches steht von jedem Befestigungselement 12 nach oben hervor, um als zusätzliches Dämpfungselement zu dienen, wenn der obere Rahmen 21 schnell abgesenkt wird. Ein Anschlagelement 57 ist an der oberen Achse 19 des rückwärtigen Lenkerpaares 15 befestigt und erstreckt sich quer, damit es an einen Teil des oberen Rahmens 21 stößt, um dadurch das Anheben der oberen Achse 19 auf eine angemessene Höhe zu begrenzen.

Wenn sich eine Person auf dem Sitzkissen niedersetzt und den oberen Rahmen 21 belastet, werden das vordere und rückwärtige Lenkerpaar 14 und 15 nach unten verschwenkt, da sich die oberen Achsen 17 und 19 um die unteren Achsen 16 und 18 entgegen der Zugspannung der Zugfedern 51 verschwenken.

Selbst wenn dabei die die Dämpfungselemente bildenden Zugfedern 51 schwingen, können sich die Rollen 39 der Stange 37 nur nach oben und unten entlang der Führungselemente 53 bewegen, da die Halterungen 31 und 32 gemeinsam mit den oberen Achsen 17 und 19 verschwenken, und somit wird der Abstand zwi­ schen dem rückwärtigen Ende des Zylinders 34 des Stoß­ dämpfers 33 und dem Führungselement 53 an der rückwär­ tigen Seite des oberen Rahmens 21 verändert. Der Stoß­ dämpfer 33 ergibt somit eine Dämpfungswirkung, um die Schwingungen zu beenden.

Da die Verbindungslinie der Mitten der oberen Achsen 17 und 19 und die Verbindungslinie der Stifte 35 und 36 einen zweiten Verbindungsmechanismus in der Form eines Parallelo­ grammes bilden, wenn von der Seite betrachtet wird, kön­ nen das rückwärtige und vordere Lenkerpaar 15 bzw. 14 niemals umgekehrt verschwenkt werden.

Gemäß dem vorhergehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist der zweite Verbindungsmechanismus durch die durch die Mitten der oberen Achsen 17, 19 und die quer verlaufenden Stifte 35, 36 des Stoßdämpfers 33 gebildet, der als Verbindungsstange dient, jedoch kann der zweite Verbindungsmechanismus durch eine Verbindungs­ stange oder ähnliches, die unterschiedlich angeordnet ist, und durch die durch die Mitten der oberen Achsen 17, 19 hindurchgehende Gerade gebildet sein.

Wenn der obere Rahmen 21 als Rahmen für ein Sitzkissen ausgebildet ist, so steht ein leichterer und dünnerer Sitz besserer Qualität zur Verfügung.

Claims (5)

1. Stoßdämpfungseinrichtung zur Verwendung bei einem Fahrzeug­ sitz, der beidseits angeordnete, parallele Lenkerpaare (14, 15) aufweist, die über senkrecht zu diesen verlaufende untere und obere Achsen (16, 18; 17, 19) miteinander verbunden sind, wobei die unteren Achsen (16, 18) in Befestigungselementen (12) am Boden und die oberen Achsen (17, 19) im Sitztragrahmen (21) drehbar gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, daß an den beiden oberen Achsen (17, 19) Halterungen befestigt sind, an denen das vordere bzw. hintere Ende eines Stoßdämpfer-Zylinders (34) derart drehbeweglich gehalten wird, daß dieser beim Verschwenken der Lenkerpaare (14, 15) stets hori­ zontal angeordnet ist, und daß die im Stoßdämpfer-Zylinder (34) ge­ führte Kolbenstange (37) am anderen Ende (39) an der Innenseite des Sitztragrahmens (21) angelenkt ist, wobei parallel zum Stoß­ dämpfer Zugfedern (51) angeordnet sind, die jeweils an einem Ende gleichfalls mit dem Sitztragrahmen (21) und am anderen Ende über Haken (38) mit einer oberen Achse (17 oder 19) verbunden sind.

2. Stoßdämpfungseinrichtung zur Verwendung bei einem Fahrzeugsitz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die im Stoßdämpfer-Zylinder (34) geführte Kolbenstange (37) nach oben und nach unten verschiebbar mit einem Führungselement (53) an der rückwärtigen Seite des Rahmens (21) verbunden ist.

3. Stoßdämpfungseinrichtung zur Verwendung bei einem Fahrzeug­ sitz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einstelleinrichtung (41, 42, 45, 46, 48) zur Einstellung der Feder­ spannung der Zugfedern (51) an der Seite des oberen Rahmens (21) angeordnet ist.

4. Stoßdämpfungseinrichtung zur Verwendung bei einem Fahrzeugsitz nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstelleinrich­ tung für die Federspannung umfaßt: eine drehbar von dem oberen Rahmen (21) gehalterte Schraube (41), durch die Schraube (41) be­ wegbare Teile (45, 46) und verschwenkbare Hebel (48), die mit einem ihrer Enden mit dem jeweiligen bewegbaren Teil (45, 46) in Eingriff stehen und durch jene verschenkbar sind und mit ihrem anderen Ende mit der Zugfeder (51) verbunden sind.

5. Stoßdämpfungseinrichtung zur Verwendung bei einem Fahrzeugsitz nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Einstellknopf (42) für die Zugfederspannung an dem Ende der Schraube (41) befe­ stigt ist, welcher von der der Seite des oberen Rahmens (21) her­ vorsteht.