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Dokumentenidentifikation DE102005051228A1 03.05.2007
Titel Vorrichtung und Verfahren zur schwingungsdämpfenden Höheneinstellung eines Fahrzeugsitzes
Anmelder Grammer AG, 92224 Amberg, DE
Erfinder Haller, Erwin, 92262 Birgland, DE
Vertreter Hannke Bittner & Partner, 93047 Regensburg
DE-Anmeldedatum 26.10.2005
DE-Aktenzeichen 102005051228
Offenlegungstag 03.05.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 03.05.2007
IPC-Hauptklasse G05D 3/00(2006.01)A, F, I, 20051026, B, H, DE
IPC-Nebenklasse B60N 2/16(2006.01)A, L, I, 20051026, B, H, DE   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur schwingungsdämpfenden Höheneinstellung eins Fahrzeugsitzes mittels einer Steuereinrichtung zur Steuerung der Zu- und Abführung von Druckgas in mindestens einer zwischen einem Sitzrahmen (44) und einem Grundrahmen (45) angeordneten Gasfeder, wobei die Gasfeder mit einer Ventileinrichtung zur Einstellung des Drucks in der Gasfeder und einem Kompressor mit einem Antriebsmotor zur Beaufschlagung der Gasfeder mit Druckgas verbunden ist, wobei eine Umwandlungseinrichtung zum Umwandeln linearer Bewegungen, die geradlinigen Auslenkungsbewegungen der Gasfeder mit einer Federfrequenz entsprechen, in Drehbewegungen (37) mit einer Drehfrequenz (2), um die Steuereinrichtung anzusteuern, angeordnet ist, wobei die Umwandlungseinrichtung mit einem Drehelement (38) zum Verzögern und Begrenzen der Drehbewegung (37) auf einen maximalen Drehgeschwindigkeitswert bei einer oberhalb eines vorbestimmbaren Frequenzgrenzwerts liegenden Federfrequenz verbunden ist.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur schwingungsdämpfenden Höheneinstellung eines Fahrzeugsitzes mittels einer Steuereinrichtung zur Steuerung der Zu- und Abführung von Druckgas in mindestens einer zwischen einem Sitzrahmen und einem Grundrahmen angeordneten Gasfeder, wobei die Gasfeder mit einer Ventileinrichtung zur Einstellung des Drucks in der Gasfeder und einem Kompressor mit einem Antriebsmotor zur Beaufschlagung der Gasfeder mit Druckgas verbunden ist, wobei eine Umwandlungseinrichtung zum Umwandeln geradlinigen Auslenkbewegungen der Gasfeder mit einer Federfrequenz entsprechenden Bewegungen in Drehbewegungen mit einer Drehfrequenz angeordnet ist, gemäß den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 und 7.

Aus DE 40 25 183 C1 ist ein Fahrzeugsitz bekannt, der während eines Schwingungsvorganges bei Überschreiten eines vorgegebenen Auslenkweges der Gasfeder eine Zuführung von Druckluft erfährt, um die Gasfeder und damit den Fahrzeugsitz in seine neutrale Position bzw. Ausgangsstellung zurückzubewegen. Eine derartige Zu- und Abführung von Gas, insbesondere Druckluft in und aus der Luftfeder wird über Zu- und Abluftventile geregelt. Diese Ventile werden bei Überschreiten eines vorbestimmbaren Auslenkweges der Gasfeder mittels zweier Schaltelemente angesteuert und betätigt. Hierfür findet eine Erfassung des Auslenkweges in derartigen geradlinig aufgebauten Gasfedern mittels einer Umwandlungseinrichtung statt, in welcher eine geradlinige Bewegung, welcher der geradlinigen Auslenkbewegung der Gasfeder entspricht, in eine Drehbewegung umgewandelt wird. Dafür weist eine derartige Umwandlungseinrichtung beispielsweise eine Kurvenscheibe, ein Nockenschaltwerk oder dergleichen auf, deren Drehbewegung nach links oder rechts eines der beiden Schaltelemente schaltet, um hierdurch die Betätigung der Ventile zu erreichen. Beispielsweise wird bei einer Linksdrehung der Kurvenscheibe ein erstes Schaltelement betätigt, wodurch das Zuluftventil für die Zuführung von Druckluft mittels der Steuereinrichtung angesteuert wird. Bei einer Rechtsdrehung hingegen wird das zweite Schaltelement betätigt, um mittels des Abluftventils eine Abführung der Druckluft über die Steuereinrichtung innerhalb der Gasfeder zu bewirken.

Derartige Umwandlungseinrichtungen weisen herkömmlicherweise einen Gurt ähnlich einem Sicherheitsgurt auf, der mit seinem einen Ende am Sitzrahmen befestigt ist und somit eine Höhenverstellung des Sitzrahmens gegenüber dem Grundrahmen durch sein Ein- und Ausfahren aus dem Gurtrollmechanismus erfährt. Auf diese Weise wird diese vertikale Längsbewegung in eine Drehbewegung innerhalb des Gurtaufrollmechanismus umgewandelt.

Die Drehbewegung der Kurvenscheibe mit einer Drehfrequenz, die sich aus einer Hin- und Herbewegung der Kurvenscheibe ergibt, entspricht der synchron durchgeführten Vertikalbewegung der Gasfeder. Sofern bei einer derartigen Schwingungsbewegung, welche die Auf- und Abbewegung des gesamten Fahrzeugsitzes wiederspiegelt, eines der Schaltelemente erreicht wird, findet eine Zu- bzw. Abführung der Druckluft zu oder von der Gasfeder statt. Hierbei sind die Schaltelemente derart voneinander beabstandet, dass sie ein sogenanntes Schaltfenster bzw. eine Hysterese einschließen, die einem Gasfederauslenkungsweg von +/– 15 mm beispielsweise entspricht. Sofern sich die Gasfeder mit ihrer Auslenkung innerhalb dieses Schaltfensters bewegt, finden keine durch die Schaltelemente initiierten Schaltvorgänge und somit keine Zu- oder Abführung von Luft statt.

Wenn hingegen eine starke Auslenkung des Fahrzeugsitzes und damit der Gasfeder stattfindet, die oberhalb einer Fahrzeugsitzeigenfrequenz von 1,0 Hz üblicherweise liegt, findet eine Luftzu- bzw. Luftabführung statt. Bei einer sogenannten positiven Einleitung, die einer Schwingungsbewegung des Fahrzeugsitzes nach unten entspricht und ein Überschreiten der unteren Schaltfenstergrenze bewirkt, findet eine Luftzuführung statt, um die Luftmenge in dem Gasfedersystem zu erhöhen. Dies hat bei der sich anschließenden nach oben gerichteten Federbewegung aufgrund zuviel vorhandener Luftmenge innerhalb der Gasfeder eine Schwingungsüberhöhung zur Folge. Hierdurch ergibt sich automatisch ein Überschreiten der oberen Grenze des Schaltfensters und somit eine Betätigung des hierfür zugeordneten Schaltelements, wodurch für die Dauer der Überschreitung der oberen Grenze des Schaltfensters eine Luftabführung durchgeführt wird. Dies hat wiederum eine Verringerung der in dem Luftfedersystem enthaltenen Luftmenge zur Folge und im Extremfall ein Durchfallen des Fahrzeugsitzes nach unten als Ergebnis.

Derartige Vorgänge der Schwingungsüberhöhung können sich in Extremsituationen ohne Außeneinwirkungen, wie beispielsweise Fahrbahnunebenheiten oder dergleichen, wiederholen und ein Aufschaukeln bzw. Nachschwingen des gesamten Fahrzeugschwingungssystems verursachen.

Bei einer negativen Einleitung, also einer Schwingungsbewegung des Fahrzeugsitzes und der Gasfeder nach oben, hingegen wird die Gasfeder auseinandergezogen und erfährt bei Überschreiten der oberen Grenze des Schaltfensters eine Abführung von Druckluft. Bei der sich anschließenden nach unten gerichteten Gegenbewegung der Gasfeder findet ein Durchsacken der Gasfeder aufgrund der fehlenden Luftmenge in dem Federungssystem statt, wodurch ein Überschreiten der unteren Grenze des Schaltfensters und eine nachgeschaltete Luftzufuhr stattfindet.

Derartige Schwingungsverstärkungen von gefederten Fahrzeugsitzen mit zu- und abgeführten Druckluftvolumina werden bisher dadurch vermieden, dass ein Dämpfungselement mit höherem bzw. härterem Dämpfungsgrad oder ein in seinem Dämpfungsgrad hydraulisch verstellbarer Dämpfer verwendet werden. Hierdurch wird ein Über- und Unterschreiten der Grenzwerte des Schaltfensters vermieden. Allerdings erhöht sich aufgrund der härter ausgebildeten Dämpfung der Anteil der geführten Bewegung in dem gesamten Fahrzeugfederungssystem aufgrund des Ausbleibens von zu- bzw. abgeführter Druckluft, wodurch der Sitzkomfort des Fahrzeugsitzes reduziert wird.

Demzufolge liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur schwingungsdämpfenden Höheneinstellung eines Fahrzeugsitzes mittels einer Steuereinrichtung zur Steuerung der Zu- und Abführung von Druckgas in mindestens einer zwischen einem Sitzrahmen und einem Grundrahmen angeordneten Gasfeder zur Verfügung zu stellen, bei der/dem auf einfache Weise ein Aufschaukeln der Schwingungen des Fahrzeugsitzes unter Beibehaltung eines hohen Sitzkomforts des Fahrzeugsitzes vermieden wird.

Diese Aufgabe wird vorrichtungsseitig durch die Merkmale des Patentanspruches 1 und verfahrensseitig durch die Merkmale des Patentanspruches 7 gelöst.

Kerngedanke der Erfindung ist es, dass bei einer Vorrichtung zur schwingungsdämpfenden Höheneinstellung eines Fahrzeugsitzes mittels einer Steuereinrichtung zur Steuerung der Zu- und Abführung von Druckgas in mindestens einer zwischen einem Sitzrahmen und einem Grundrahmen angeordneten Gasfeder, wobei die Gasfeder mit einer Ventileinrichtung zur Einstellung des Drucks in der Gasfeder und einem Kompressor mit einem Antriebsmotor zur Beaufschlagung der Gasfeder mit Druckgas verbunden ist und eine Umwandlungseinrichtung zum Umwandeln geradliniger Bewegungen, die den geradlinigen Auslenkungsbewegungen der Gasfeder mit einer Federfrequenz entsprechen, in Drehbewegungen mit einer Drehfrequenz, um die Steuereinrichtung anzusteuern, angeordnet ist, die Umwandlungseinrichtung mit einem Drehelement zum Verzögern und Begrenzen der Drehbewegung auf einen maximalen Drehgeschwindigkeitswert bei einer oberhalb einem vorbestimmbaren Frequenzgrenzwert liegenden Federfrequenz verbunden ist. Auf diese Weise wird mittels dem dämpfbaren Drehelement die geradlinige Auslenkbewegung und die sich daraus ergebende Geschwindigkeit der Gasfeder nicht direkt, also synchron, sondern indirekt, also asynchron, in eine Drehbewegung umgewandelt bzw. übertragen, wobei das Drehelement als Rotationsdämpfer wirken kann. Dies hat bei entsprechend konstruktiver Auslegung des dämpfenden Drehelementes zur Folge, dass eine maximale Drehgeschwindigkeit erreicht wird, über welche sich das Drehelement nicht hinaus beschleunigen lässt. Dadurch wird eine Drehfrequenz von beispielsweise 0,2 bis 1,5 Hz, vorzugsweise von 0,8 Hz oder kleiner erhalten, die dem Frequenzgrenzwert entspricht.

Diese Drehfrequenz liegt unterhalb der in der Praxis anwendungstypischen Betriebsfrequenzen eines Fahrzeugsitzes. Durch die Ausbildung des Drehelementes als innerhalb eines Gehäuses silikongelagerte Drehscheibe mit einem vorbestimmbaren Trägheitsmoment wird die Verzögerung und zugleich eine Begrenzung der Drehbewegung erhalten, die – gemessen an der Drehfrequenz – die Zweiteilung der stattfindenden Schwingungsfrequenzen in einen aktiven Bereich unterhalb von oder identischen mit 0,8 Hz und einem passiven Bereich oberhalb von 0,8 Hz bewirkt. Hierdurch ergibt sich eine frequenzabhängige Niveauregulierung bei einer Vertikalfederung des Fahrzeugsitzes, die zugleich das Erreichen der von Grenzwerten eines Schaltfensters bezüglich der angeordneten Schaltelemente wiedergibt.

Durch die Anordnung eines Hebelarms an dem Drehelement zum Betätigen von einem ersten und einem zweiten Schaltelement durch eine Links- und Rechtsschwenkung des Hebelarms wird erreicht, dass das erste Schaltelement bei dessen Betätigung durch den Hebelarm ein Steuersignal an die Steuereinrichtung zum Zuführen von Druckluft in die Gasfeder bei einem bestimmten ersten Auslenkungsweg derjenigen bewirkt. Das zweite Schaltelement wiederum sendet bei dessen Betätigung ein Steuersignal an die Steuereinrichtung zum Abführen von Druckluft aus der Gasfeder bei einem bestimmten zweiten Auslenkungsweg derjenigen.

Bedingt dadurch, dass ein vorbestimmter Drehgeschwindigkeitswert des Drehelementes, welches mit der Umwandlungseinrichtung verbunden ist, nicht überschritten werden kann und durch dessen Trägheitsmoment eine Verzögerung in der Drehbewegung der Umwandlungseinrichtung auftritt, werden das erste und das zweite Schaltelement entsprechend später betätigt, sodass eine Umlenkung der Federbewegung und der Drehbewegung in die entgegengesetzte Richtung bereits stattfindet, bevor eine Druckluft zu- bzw. abgeführt wird. Somit ist die Geschwindigkeit der Federbewegung bzw. der Schwingbewegung des Fahrzeugsitzes höher als die maximal mögliche Drehgeschwindigkeit des dämpfenden Drehelementes. Damit ist ein höherer Auslenkungsweg der Gasfeder möglich, als er durch die Schaltelemente und die Steuereinrichtung wahrgenommen wird. Dies hat das Vermeiden eines Aufschaukelns oder Nachschwingens bzw. einer Schwingungsüberhöhung des gesamten Federsystems zur Folge.

In dem aktiven Bereich unterhalb oder gleich dem Frequenzgrenzwert von 0,8 Hz werden die Auslenkungswege bzw. die vertikalen Bewegungen der Gasfeder direkt an die Steuereinrichtung in Form einer synchronisierten Bewegung übertragen, da die zulässige maximal Drehfrequenz von 0,8 Hz nicht überschritten wird.

Bevorzugt sind der Hebelarm und das Drehelement in einer Drehachse zweier x-förmiger miteinander verbundener Verbindungsarme zum Verbinden des Sitzrahmens mit dem Grundrahmen angeordnet. Auf diese Weise kann die Vertikalbewegung des Sitzteils gegenüber dem Grundrahmen entsprechend einer Vertikalbewegung der Gasfeder erfasst werden und auf einfache Weise in eine Drehbewegung umgesetzt werden.

Ein Verfahren zur schwingungsdämpfenden Höheneinstellung des Fahrzeugsitzes mittels der Steuereinrichtung zur Steuerung der Zu- und Abführung von Druckluft in die Gasfeder zeichnet sich dadurch vorteilhaft aus, dass es mittels des Drehelements die Drehbewegung der Umwandlungseinrichtung verzögert und auf eine maximal zulässige Drehgeschwindigkeit begrenzt, sofern die Federfrequenz einen vorbestimmten Frequenzgrenzwert überschreitet.

Die Steuereinrichtung verhindert eine Zu- oder Abführung von Druckluft in die Gasfeder zumindest zeitweise, wenn die Federfrequenz oberhalb des Frequenzgrenzwertes und die verzögerte und begrenzte Drehbewegung mit einer Drehfrequenz unterhalb des Frequenzgrenzwertes liegen.

Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Vorteile und Zweckmäßigkeiten sind der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung zu entnehmen. Hierbei zeigen:

1 in einem Federweg-Frequenz-Diagramm den Frequenz-Amplituden-Verlauf eines schwingenden Fahrzeugsitzes mit synchronisierter Umwandlung einer geradlinigen Bewegung in eine Drehbewegung gemäß dem aktiven Frequenzbereich einer erfindungsgemäßen Vorrichtung oder einer herkömmlichen Vorrichtung;

2 in einer schematischen Darstellung in einem Federweg-Frequenz-Diagramm den Frequenz-Amplituden-Verlauf eines schwingenden Fahrzeugsitzes mit asynchronisierter Umwandlung einer geradlinigen Bewegung in eine Drehbewegung gemäß der Ausführungsform der Erfindung;

3 in einer schematischen Darstellung in einem Federweg-Frequenz-Diagramm den Frequenz-Amplituden-Verlauf eines schwingenden Fahrzeugsitzes mit asynchronisierter Umwandlung einer geradlinigen Bewegung bei einer Sitzneubelegung oder Gewichterhöhung gemäß der Ausführungsform der Erfindung;

4 in einer schematischen Darstellung in einem Federweg-Frequenz-Diagramm den Frequenz-Amplituden-Verlauf eines schwingenden Fahrzeugsitzes mit asynchronisierter Umwandlung einer geradlinigen Bewegung bei einer Gewichtsveränderung während der Fahrt durch einen Bremsvorgang gemäß der Ausführungsform der Erfindung, und

5 in einer schematischen Seitenansicht eine Ausschnittsdarstellung eines Fahrzeugsitzgestelles mit einem Steuerelement gemäß der Ausführungsform der Erfindung.

In 1 wird in einem Federweg-Frequenz-Diagramm der Schwingungsverlauf des Fahrzeugsitzes bei einer synchronen Umwandlung des Auslenkungsweges der Gasfeder bzw. einer dieser gradlinigen Bewegung entsprechenden Bewegung in eine Drehbewegung gezeigt. Eine derartige synchrone Umwandlung findet sowohl bei herkömmlichen schwingungsgedämpften Fahrzeugsitzen als auch bei dem erfindungsgemäßen Fahrzeugsitz gemäß einer Ausführungsform im aktiven Frequenzbereich, also unterhalb oder gleich 0,8 Hz statt.

Gemäß Bezugszeichen 1a ist der negative Federweg bzw. der Auslenkungsweg der Gasfeder aufgetragen, bei deren zu starker Auslenkung eine Luftabfuhr im Bereich von 15 mm Auslenkweg stattfindet, und gemäß Bezugszeichen 1b ist der positive Federweg mit einer Luftzufuhr bei –15 mm dargestellt. Über die Abszisse ist die Frequenz 2 aufgetragen.

Es wird angestrebt, dass der Fahrzeugsitz um eine Nulllinie 3 schwingt, wobei ein oberer Grenzwert 4 des Schaltfensters und ein unterer Grenzwert 5 des Schaltfensters durch Betätigung von hier nicht dargestellten ersten und zweiten Schaltelementen bewirkt, dass eine hier nicht näher dargestellte Steuereinrichtung ein Steuersignal erhält, gemäß dem eine Luftzufuhr, wie sie gemäß Bezugszeichen 8 nach einer zuvor erfolgten Federbewegung nach unten, wie es beispielsweise bei einer Bodenerhebung stattfindet, (vgl. Bezugszeichen 7) stattgefunden hat, oder eine Luftabfuhr gemäß Bezugszeichen 12 durchgeführt wird.

Nachdem die Luftmenge gemäß Bezugszeichen 8 erhöht wurde, indem der untere Schaltpunkt bzw. das zugehörige Schaltelement überschritten bzw. betätigt wurde, findet eine entgegengesetzte Auslenkung 9 der Gasfeder nach oben statt, woraufhin bei Überschreitung des oberen Grenzwertes 4 durch Betätigung eines weiteren Schaltelementes die in der Gasfeder enthaltene Luftmenge reduziert wird (Bezugszeichen 10).

Nach einer weiteren Einleitung 11 in Form einer Federauslenkung nach oben mittels des Durchfahrens einer Bodensenke muss die Luftmenge gemäß Bezugszeichen 12 stark reduziert werden. Anschließend findet wiederum eine Luftmengenerhöhung gemäß Bezugszeichen 13 und dann wieder eine Luftmengenreduzierung gemäß Bezugszeichen 14 statt.

Somit ist der gesamten Darstellung gemäß 1 zu entnehmen, dass ein häufige Schalttätigkeit der ersten und zweiten Schaltelemente bei Überschreitung der Grenzwerte 4, 5 des Schaltfensters erforderlich ist, um bei einem Fahrbetrieb mit normalen Schwingungsvorgängen einer zu starken Federauslenkung entgegenzuwirken.

In 2 wird bei einem Fahrbetrieb des Fahrzeuges mit normalen Schwingungsvorgängen in einem Federweg-Frequenz-Diagramm die asynchrone Umsetzung der geradlinigen Federbewegung in eine Drehbewegung, wie sie durch ein Drehelement erfindungsgemäß realisiert werden kann, dargestellt. Gleiche und gleichbedeutende Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Wiederum ist die Auslenkung der Federung gemäß der Kurve 6, wie sie bereits in ihrem Frequenzverlauf in 1 dargestellt wurde, gezeigt. Die Kurve 15 hingegen gibt den Verlauf des gedämpften und verzögernd wirkenden Drehelementes mit einer maximal möglichen Drehgeschwindigkeit wieder.

Zunächst wird durch Auslenkung der Gasfeder mit einem negativen Federweg das Drehelement, welches als bedämpfte Kurvenscheibe ausgebildet sein kann, angeregt (Bezugszeichen 16). Diese Kurvenscheibe erfährt eine weniger starke Auslenkung als die Gasfeder und wechselt die Federwegrichtung, sobald eine Einleitung 17 in Form einer nach unten gerichteten Federbewegung aufgrund des Überfahrens einer Bodenerhebung stattfindet. Hierbei kann ein Fahrzeugkabinenboden nach oben gefahren werden, während die Gasfeder nach unten fährt. Wiederum verzögert sich der Richtungsverlauf der Kurve 15 gegenüber dem Richtungsverlauf der Kurve 6. Obgleich die Gasfeder einen positiven Federweg durchläuft, der den unteren Grenzwert 5 des Schaltfensters überschreitet, wird aufgrund der verzögernden Wirkung und der maximal möglichen Drehgeschwindigkeit der Kurvenscheibe keine Luft hinzugeführt, wie es im Bereich 18 der Kurve 15 deutlich dargestellt ist.

Bei einer zweiten Einleitung, wie beispielsweise dem Durchfahren einer Bodensenke, wird der Kabinenboden nach unten gefahren und die Gasfeder nach oben gefahren (vgl. Bezugszeichen 20). Wiederum findet ein Überschreiten eines Grenzwertes 4 des Schaltfensters statt. Der Kurvenverlauf der Kurve 15 der Kurvenscheibe hingegen überschreitet nicht den oberen Grenzwert 4 des Schaltfensters, wie es im Bereich 21 der Kurve 15 zu sehen ist. Somit wird keine Luftmengenreduzierung in dem Federungssystem durchgeführt.

In 3 wird in dem Federweg-Frequenz-Diagramm die asynchrone Übertragung der geradlinigen Bewegung in die Drehbewegung des Drehelementes in dem zweiten passiven Frequenzbereich oberhalb von 0,8 Hz dargestellt. Insbesondere wird hier eine Sitzneubelegung oder eine Gewichtserhöhung wiedergegeben.

Im Bereich 22 der Kurve 26, die den Schwingungsverlauf der Gasfeder darstellt, wird bei einer Sitzneubelegung oder Gewichtserhöhung durch eine den Fahrzeugsitz benutzende Person ein Nachuntenfahren der Gasfeder bewirkt. Daraufhin wird aufgrund des Überschreitens des Grenzwertes 5 des Schaltfensters eine Luftmenge in der Gasfeder erhöht (vgl. Bezugszeichen 23). Diese Luftmengenerhöhung findet deswegen statt, da auch die Kurve 27 der Kurvenscheibe, die verzögert die Auslenkung der Gasfeder wiedergibt, den unteren Grenzwert 5 überschreitet.

Die Kurvenscheibe wird im Bereich 24 durch die Luftmengenerhöhung bzw. die Luftzufuhr angeregt. Allerdings vermeidet sie eine Luftabfuhr, wie sie bei Überschreiten des oberen Grenzwertes 4 stattfindet, auch wenn die Gasfederkurve im Bereich 25 den oberen Grenzwert 4 überschreitet. Hierdurch wird eine Schwingungsüberhöhung und ein Nachschaukeln des gedämpften Fahrzeugsitzes vermieden.

In 4 wird in dem Federweg-Frequenz-Diagramm der Kurvenverlauf der Gasfeder und des Drehelementes bei einer Gewichtsveränderung während der Fahrt – wie es bei einem Bremsvorgang möglich ist – dargestellt. Wiederum ist die asynchrone Übertragung der geradlinigen Federbewegung auf die Drehbewegung dargestellt.

Die Gasfeder erfährt eine Auslenkung mit hoher Frequenz, wie es durch die Kurve 18 wiedergegeben wird. Hierdurch wird die Kurve 29 des Drehelementes bzw. der Kurvenscheibe im Bereich 30 angeregt.

In einem Bereich 31 findet der Fahrbetrieb des Fahrzeuges statt. In einem Bereich 32 findet die Einleitung eines Bremsvorganges statt, woraufhin der Sitz nach oben fährt und den oberen Grenzwert 4 des Schaltfensters überschreitet. Trotzdem wird durch die verzögerte Bewegung der Kurvenscheibe zunächst kein Überschreiten des oberen Grenzwertes 4 erreicht. Erst nach einem nochmaligen Überschreiten des oberen Grenzwertes 4 durch die Kurve 28 findet eine leichte Überschreitung dieses Grenzwertes 4 durch die Kurve 29 im Bereich 33 statt, woraufhin die Luftmenge in der Gasfeder reduziert wird.

Eine anschließend entgegengesetzte Gasfederbewegung lässt die Kurvenscheibe wieder Richtung Nulllinie 3 schwingen.

In 5 wird in einer schematischen Seitendarstellung eine Ausschnittsdarstellung eines Fahrzeugsitzgestelles wiedergegeben. Zwischen einem oberen Sitzrahmen 44 und einem unteren Grundrahmen 45 sind scherenartig, wie hier schematisch dargestellt, zwei Arme 34, 35 angeordnet.

In dem Drehpunkt 36 dieser Scherenarme 34, 35 ist seitlich das Drehelement 38 mit einem Trägheitsmoment und ein Hebelarm 39 mit einer seinen nach oben und unten gerichteten Verschwenkungen entgegenwirkenden Feder 40 dargestellt. Die Auslenkung wird durch den Doppelpfeil 37 wiedergegeben. Die Feder 40 ist an einem Zapfen 41 gegengelagert.

Der Hebelarm 39 betätigt durch dessen Verschwenken bei einer Auf- und Abwärtsbewegung des Sitzrahmens 44 ein erstes und ein zweites Schaltelement 42, 43, die bei deren Betätigung ein Steuersignal an die Steuereinrichtung senden, um mittels der Ventileinrichtung eine Luftzu- oder Luftabfuhr zu bewirken.

Aufgrund des auf die Drehbewegung verzögernd wirkenden Drehelementes 38 mit einer maximal möglichen Drehgeschwindigkeit findet ein Verschwenken des Hebelarms 39 nur selten soweit statt, dass die ersten und zweiten Schaltelemente 42, 43 betätigt werden. Dies hat zur Folge, dass eine Schwingungsüberhöhung und ein Aufschaukeln des gesamten schwingenden Fahrzeugsitzes oder auch einer Fahrkabine, die ein derartiges System verwenden kann, vermieden wird.

Die oben genannten Merkmale und Bauteile sind nicht nur für die Anwendungen auf einen Fahrzeugsitz sondern auch beispielsweise auf eine Fahrzeugkabine oder dergleichen Einrichtungen gedacht.

Sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale werden als erfindungswesentlich beansprucht, sofern sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.

1a
negativer Federweg
1b
positiver Federweg
2
Frequenz
3
Nulllinie
4
oberer Grenzwert
5
unterer Grenzwert
6, 26, 28
Kurvenverlauf der Gasfeder
7, 17
erste Einleitung
8, 13, 23
Luftmengenerhöhung
9
Auslenkung der Gasfeder
10, 12, 14
Luftmengenreduzierung
11
zweite Einleitung
15, 27, 29
Kurvenverlauf des Drehelementes
16
Anregung der bedämpften Kurvenscheibe
18
Luftmenge wird nicht erhöht
19
Auslenkung der Gasfeder
21
Luftmenge wird nicht reduziert
22
Sitzneubelegung oder Gewichtserhöhung, Federung fährt nach unten
24
Anregung der bedämpften Kurvenscheibe
25
Fahrbetrieb
30
Anregung der bedämpften Kurvenscheibe
31
Fahrbetrieb
32
Einleitung des Bremsvorgangs, Sitz fährt nach oben
34, 35
X-förmige Arme
36
Drehachse
37
Schwenkrichtung
38
Drehelement
39
Hebelarm
40
Feder
41
Zapfen
42, 43
erstes und zweites Schaltelement
44
Sitzrahmen
45
Grundrahmen


Anspruch[de]
Vorrichtung zur schwingungsdämpfenden Höheneinstellung eines Fahrzeugsitzes mittels einer Steuereinrichtung zur Steuerung der Zu- und Abführung von Druckgas in mindestens einer zwischen einem Sitzrahmen (44) und einem Grundrahmen (45) angeordneten Gasfeder, wobei die Gasfeder mit einer Ventileinrichtung zur Einstellung des Drucks in der Gasfeder und einem Kompressor mit einem Antriebsmotor zur Beaufschlagung der Gasfeder mit Druckgas verbunden ist, wobei eine Umwandlungseinrichtung zum Umwandeln linearer Bewegungen, die geradlinigen Auslenkungsbewegungen der Gasfeder mit einer Federfrequenz entsprechen, in Drehbewegungen (37) mit einer Drehfrequenz (2), um die Steuereinrichtung anzusteuern, angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Umwandlungseinrichtung mit einem Drehelement (38) zum Verzögern und Begrenzen der Drehbewegung (37) auf einen maximalen Drehgeschwindigkeitswert bei einer oberhalb einem vorbestimmbaren Frequenzgrenzwert liegenden Federfrequenz verbunden ist. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Frequenzgrenzwert in einem Bereich von 0,2 bis 1,5 Hz, vorzugsweise bei 0,8 Hz liegt. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehelement (38) einen Hebelarm (39) zum Betätigen von einem ersten und einem zweiten Schaltelement (42, 43) durch eine Links- und Rechtsschwenkung des Hebelarms (39) aufweist, wobei das erste Schaltelement (42) bei dessen Betätigung eine Steuersignal an die Steuereinrichtung zum Zuführen von Druckluft in die Gasfeder bei einem bestimmten ersten Auslenkungsweg (4) derjenigen und das zweite Schaltelement (43) bei dessen Betätigung ein Steuersignal an die Steuereinrichtung zum Abführen von Druckluft aus der Gasfeder bei einem bestimmten zweiten Auslenkungsweg (5) derjenigen bewirkt. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Hebelarm (39) und das Drehelement (38) an einer Drehachse (36) zweier x-förmig miteinander verbundener Verbindungsarme (34, 35) zum Verbinden des Sitzrahmens mit dem Grundrahmen angeordnet sind. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Schwingungsbereich des Fahrzeugsitzes unterhalb und gleich dem Frequenzgrenzwert die Drehfrequenz der Federfrequenz entspricht. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehelement (38) mindestens eine innerhalb eines Gehäuses silikongelagerte Drehscheibe mit einem Trägheitsmoment umfasst. Verfahren zur schwingungsdämpfenden Höheneinstellung eines Fahrzeugsitzes mittels einer Steuereinrichtung zur Steuerung der Zu- und Abführung von Druckgas in mindestens einer zwischen einem Sitzrahmen (44) und einem Grundrahmen (45) angeordneten Gasfeder, wobei eine Ventileinrichtung den Druck der Gasfeder einstellt, ein Kompressor mit einem Antriebsmotor die Gasfeder mit Druckgas beaufschlagt und eine Umwandlungseinrichtung lineare Bewegungen, die geradlinigen Auslenkungsbewegungen der Gasfeder mit einer Federfrequenz entsprechen, in Drehbewegungen mit einer Drehfrequenz umwandelt, wobei die Drehbewegung die Steuereinrichtung ansteuert, dadurch gekennzeichnet dass ein Drehelement (38) die Drehbewegung verzögert und auf einen maximalen Drehgeschwindigkeitswert begrenzt, sofern die Federfrequenz einen vorbestimmten Frequenzgrenzwert überschreitet. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Frequenzgrenzwert in einem Bereich von 0,2 bis 1,5 Hz, vorzugsweise bei 0,8 Hz liegt. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehfrequenz synchron zu der Federfrequenz ist, wenn diese unterhalb des Frequenzgrenzwertes liegt. Verfahren nach einem der Ansprüche 7–9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung eine Zu- oder Abführung von Druckluft in die Gasfeder zumindest teilweise verhindert, wenn die Federfrequenz oberhalb des Frequenzgrenzwertes und die verzögerte und begrenzte Drehbewegung mit einer Drehfrequenz unterhalb des Frequenzgrenzwertes liegen.






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