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Diese
Anmeldung nimmt die Priorität der früheren PCT-Anmeldung
Nr.
PCT/EP2008/051096 , ”Seat
for a vehicle”, in Anspruch.
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Die
Erfindung betrifft einen Niedrigprofilsitz für ein Fahrzeug,
der unter Extrembedingungen erhöhte Bequemlichkeit, Stabilität
und Sicherheit bietet.
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Wasserfahrzeuge
und Geländefahrzeuge, die auf unebenem Gelände
fahren, sind typischerweise starken, hauptsächlich vertikalen
Stößen und Schwingungen ausgesetzt, somit ist
ein geeigneter Sitz erforderlich, um den Lenkern und/oder Passagieren
solcher Fahrzeuge ausreichenden Schutz vor Verletzungen zu bieten
und gleichzeitig auch eine angenehme Fahrt zu ermöglichen.
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Wasserfahrzeuge
sind Stößen und Schwingungen aufgrund von Wellen
ausgesetzt, wobei diese Effekte im Fall von hohen Wellen und unter
windigen Verhältnissen insbesondere bei mit hoher Geschwindigkeit
fahrenden Wasserfahrzeugen verstärkt werden.
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Panzer
und andere Geländefahrzeuge, die auf unebenem Gelände
mit Bodenwellen und Hügeln fahren, sind aufgrund harter
Aufschläge, die beim Fahren in solchem Gelände
entstehen, ebenfalls oft Stößen und Schwingungen
ausgesetzt.
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Generell
sind alle diese Fahrzeuge extremen Abbremsungen von bis zu 10 G
unterworfen, die schwere Rücken- und Wirbelsäulenverletzungen
verursachen können und in bestimmten Fällen zu
sofortiger Bewusstlosigkeit oder sogar zum Tod führen.
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Die
heutigen Sitze für Fahrzeuge sind nicht in der Lage, diese
extremen Stöße abzufedern, wodurch es ihnen nicht
gelingt, den Insassen ausreichenden Schutz zu bieten.
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Die
meisten der derzeitigen Lösungsansätze setzen
sich eine der beiden folgenden, auf den ersten Blick sogar widersprüchlichen
Anforderungen als Hauptpriorität. Es wurden einige Versuche
unternommen, die vom Fahrzeug auf den Sitz übertragenen Stöße
abzufedern, indem der Sitz an einer Art Dämpfungselement
befestigt wird, das unter dem Sitz angeordnet ist. Diese Sitze sind
jedoch einerseits gewöhnlich sehr voluminös, und
andererseits führen sie oft eine ständige vertikale
Schaukelbewegung aus, was nicht immer akzeptabel ist, da dadurch
kein sicheres Sitzen zum Lenken eines Fahrzeugs möglich ist.
Diese Lösungen erfordern zudem erheblichen Raum zwischen
der Unterseite des Sitzes und dem Boden, um das Dämpfungselement
unter dem Sitz unterzubringen. Je größer die Verstellbewegung
des Dämpfungselements ist, desto mehr Raum wird unter dem
Sitz benötigt. In Fällen, in denen eine niedrige Sitzposition
erforderlich ist, kann dies ein erheblicher Nachteil sein.
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Auf
der anderen Seite sind einige der heutigen Fahrzeuge, wie sie z.
B. für den Rennsport verwendet werden, mit schalenförmigen
Sitzen versehen, die an der Karosserie des Fahrzeugs starr befestigt
sind. Diese Sitze können einen Lenker fest und stabil genug
halten, um auch bei hoher Geschwindigkeit und starken Schwingungen
eine sichere Lenkposition zu ermöglichen. Diese schalenförmigen
Cockpit-Sitze bieten jedoch keinen Schutz für den Rücken
und die Wirbelsäule, der für eine sichere und
bequeme Fahrt nötig ist. Die ungedämpfte, starre Befestigung
des Sitzes an der Karosserie überträgt alle Schwingungen,
die auftreten, wenn das Fahrzeug fährt, direkt auf den
Insassen, wodurch nicht einmal das geringste Maß an Bequemlichkeit
oder Sicherheit geboten wird.
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Darüber
hinaus ist gegenwärtig kein Fahrzeugsitz bekannt, der geeignet
ist, lineare Schwingungen in allen drei Raumrichtungen und auch
Drehschwingungen zu kompensieren.
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Es
ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Niedrigprofilsitz
für ein Fahrzeug zu schaffen, der gleichzeitig einen ausreichend
festen Halt für eine sichere Lenkposition sowie eine reibungslose,
angenehme Fahrt und Schutz auch bei hohen Geschwindigkeiten und
unebenem Gelände oder hohen Wellen bietet, wenn das Fahrzeug
starken Stößen und Schwingungen sowohl in seitlicher Richtung
als auch in Längsrichtung ausgesetzt ist.
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Es
ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Niedrigprofilsitz
zu schaffen, d. h. einen Sitz, der nur einen minimalen Raum zwischen der
Unterseite des Sitzes und dem Boden benötigt, ohne den
gebotenen Komfort und Halt zu beeinträchtigen.
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Es
ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Niedrigprofilsitz
zu schaffen, der geeignet ist, sowohl lineare Schwingungen in allen
drei Raumrichtungen als auch Drehschwingungen um mindestens eine
der drei Raumrichtungen zu kompensieren.
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Die
vorliegende Erfindung erreicht die oben genannten Ziele, indem eine
Sitzschale an einer Basisscheibe befestigt wird, die an dem Fahrzeug
unter Verwendung eines dazwischen befindlichen Montagemittels befestigt
wird, das mindestens zwei symmetrisch angeordnete Teleskopachsen
umfasst, wobei diese Anordnung geeignet ist, sowohl vertikale als
auch seitliche Stöße und Schwingungen, denen das
Fahrzeug ausgesetzt ist, zu dämpfen und/oder zu absorbieren.
Damit ein niedriges Profil erreicht werden kann, während
gleichzeitig die Anforderungen hinsichtlich Komfort und Stabilität
erfüllt werden können, verläuft die Teleskopanordnung
hinter der Rückenlehne des Sitzes, und im Gegensatz zu
den bereits bekannten Sitzen ist der Sitz nur am oberen Teil der
Rückenlehne mit der Teleskopanordnung verbunden, wodurch
die Länge der Teleskopachsen maximiert wird und der erforderliche
Abstand zwischen dem Sitz und dem Boden minimiert wird.
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Der
Hauptvorteil der Verwendung einer symmetrischen Teleskopanordnung
ist die Fähigkeit der Teleskopanordnung, sowohl vertikale
als auch seitliche Stöße zu absorbieren. Die Teleskope
haben auch den Vorteil, dass sie verstellt werden können, um
das richtige Gleichgewicht zwischen dem Schutz des Insassen und
einem ausreichend festen Halt zu bieten, um unter allen Bedingungen
eine konstant sichere Lenkposition zu ermöglichen.
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Die
Anordnung der Teleskope hinter der Rückenlehne des Sitzes
und das Aufhängen des Sitzes am Ende der Teleskope bietet
den Hauptvorteil, dass die Teleskope erheblich länger als
bei bekannten Lösungen gestaltet werden können,
bei denen sie unter dem Sitz angeordnet würden, wobei dies
den zusätzlichen Vorteil bietet, dass der notwendige Raum
unter dem Sitz minimiert ist.
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Die
teleskopische Montage der Sitzschale bietet auch die Möglichkeit,
die relative Höhe des Sitzes in Bezug auf den Boden einzustellen,
ohne dass zusätzliche Strukturelemente nur für
die Höheneinstellung verwendet werden.
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Die
Ausführungsform, in der die Basisscheibe eine rotierende
Scheibe ist, bietet den weiteren Vorteil, dass der gesamte Sitz
zusammen mit dem Montagemittel um seine Achse gedreht werden kann, um
eine große Vielzahl an Sitzpositionen einnehmen zu können
und um noch mehr Komfort und Flexibilität zu bieten.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Um
die vorliegende Erfindung noch vollständiger zu beschreiben
und um weitere Ziele und Vorteile derselben zu erläutern,
wird auf die folgende Beschreibung verwiesen, die in Verbindung
mit den beiliegenden Zeichnungen zu lesen ist, wobei:
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1 eine
auseinandergezogene perspektivische Ansicht der bevorzugtem Ausführungsform des
Sitzes gemäß der vorliegenden Erfindung ist, die die
Hauptstrukturteile des Sitzes zeigt;
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2 eine
perspektivische Ansicht ist, die die Sitzschale und ihre Subkomponenten
gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
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3 eine
perspektivische Ansicht ist, die die Montagemittel des Sitzes gemäß der
vorliegenden Erfindung zeigt;
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4A eine
Seitenansicht ist, die den Niedrigprofilsitz gemäß der
vorliegenden Erfindung mit Teleskopachsen zeigt, die hinter der
Rückenlehne der Sitzschale angeordnet sind, wobei die Sitzschale am
oberen Teil der Teleskopachsen unter Zwischenstellung eines Aufhängeelements
aufgehängt ist, das mittels eines Befestigungselements
verbunden ist;
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4B eine
Seitenansicht ist, die eine winkelverstellbare Ausführungsform
des Befestigungselements zeigt, die durch ein Neigungsstabilisierungsteleskop
ergänzt wurde;
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5A eine
Rückansicht ist, die den Niedrigprofilsitz gemäß der
vorliegenden Erfindung zeigt, wobei die Teleskopachsen hinter der
Rückenlehne der Sitzschale angeordnet sind und die Sitzschale am
oberen Teil des oberen Elements der Teleskopachsen unter Zwischenstellung
eines Aufhängeelements aufgehängt ist, das durch
ein Befestigungselement verbunden ist;
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5B eine
Rückansicht ist, die den Niedrigprofilsitz mit einer weiteren
Ausführungsform der Basisscheibe und ihrer Aufnahmemittel
zeigt, die die Neigebewegungen der Basisscheibe kompensieren;
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5C eine
Rückansicht ist, die den Niedrigprofilsitz mit einer weiteren
Ausführungsform des Aufhängeelements sowie der
Basisscheibe und ihrer Aufnahmemittel zeigt, die seitliche Verschiebungen der
Basisscheibe kompensieren;
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5D eine
Rückansicht ist, die den Niedrigprofilsitz mit einer weiteren
Ausführungsform des Aufhängeelements sowie der
Basisscheibe und ihrer Aufnahmemittel zeigt, die seitliche Verschiebungen der
Basisscheibe kompensieren, wobei darüber hinaus ein Paar
schräg verlaufender Teleskope vorgesehen ist;
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6 eine
perspektivische Ansicht ist, die eine weitere Ausführungsform
des Montagemittels des Sitzes gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt.
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Genaue Beschreibung
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Die
bevorzugte Ausführungsform des Sitzes 10 gemäß der
vorliegenden Erfindung besteht aus zwei Hauptstrukturteilen, wie
sie in der auseinandergezogenen Ansicht von 1 dargestellt
sind. Diese zwei Hauptstrukturteile sind die Sitzschale 11 und das
Montagemittel 19.
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Neben
anderen Elementen umfasst die Sitzschale 11, wie dies im
Detail in 2 dargestellt ist, eine Sitzfläche 12 und
eine Rückenlehne 13, die beide aus Materialien
hergestellt sind, die für ein angenehmes Sitzen geeignet
sind, aber gleichzeitig ausreichende Festigkeit bieten. Die gewählten
Materialien sollten auch zum Inneren des Fahrzeugs passen, für
das sie bestimmt sind. In bestimmten Fällen werden Leder
und andere qualitativ hochwertige Materialien bevorzugt, während
andererseits für extreme Umgebungen praktische, sehr dauerhafte,
aber weniger anspruchsvolle Materialien benötigt werden. Sowohl
die Sitzfläche 12 als auch die Rückenlehne 13 sind
so ausgestaltet, dass sie genau zur Umgebung passen, in der sie
verwendet werden sollen. Bei marinen Umgebungen, wie z. B. bei Verwendung
in Booten, müssen die Materialien wasserfest sein, und die
Sitzschale 11 muss hohle Bereiche umfassen, damit das Wasser
abtropfen kann. Andererseits muss eine Sitzschale 11, die
zum Beispiel in kalten Umgebungen verwendet wird, Schutz vor Wind
und Feuchtigkeit bieten, so dass die Gegenwart hohler, belüfteter
Bereiche zu vermeiden ist. Darüber hinaus können
Heizelemente für zusätzlichen Komfort eingebaut
werden. Auch die ergonomische Form der Sitzfläche 12 und
der Rückenlehne 13 ist zu erwähnen. Diese
sind speziell ausgestaltet, um die nötige Bequemlichkeit
und den nötigen Halt zu bieten, die unter extremen Bedingungen
erforderlich sind.
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In
der bevorzugten Ausführungsform ist die Sitzschale 11 für
zusätzlichen Halt mit Seitenstützen 14 versehen.
Diese Seitenstützen 14 können von der Sitzschale 11 getrennte
Teile sein, oder sie können einstückig mit der
Sitzfläche 12 und/oder der Rückenlehne 13 ausgeführt
sein. Die genaue Form und Abmessung der Seitenstützen 14 werden
in Abhängigkeit von den exakten Bedürfnissen bei
der tatsächlichen Verwendung der Sitzschale 11 bestimmt.
Die Seitenstützen 14 helfen zusammen mit der Rückenlehne 13 und
der Sitzfläche 12, eine Schale zu bilden, um den
Insassen aufzunehmen und ihm Schutz in allen Richtungen zu bieten.
Bei Hochgeschwindigkeitsfahrzeugen ist die Verwendung von Seitenstützen 14 gewöhnlich
verpflichtend, da bei hohen Geschwindigkeiten aufgrund der zentripetalen
und zentrifugalen Kräfte, die entstehen können,
erhebliche seitliche Kräfte auftreten. Bei der bevorzugten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung haben die Seitenstützen 14 eine
weitere sehr bedeutende Rolle, d. h. sie verbinden die Rückenlehne 13 mit
der Sitzfläche 12. Diese Verbindung schafft nicht
nur eine erhöhte Stabilität, sondern ermöglicht
es der Rückenlehne 13 auch, das gesamte Gewicht
der Sitzschale 11 und ihres Insassen zu tragen. Dies ist
nötig, da bei bestimmten Ausführungsformen der
einzige Punkt, an dem die Sitzschale 11 gehalten wird,
der obere Teil der Rückenlehne 13 ist.
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3 zeigt
den zweiten Hauptstrukturteil des Sitzes 10, d. h. das
Montagemittel 19. Gemäß der vorliegenden
Erfindung umfasst das Montagemittel 19 mindestens zwei
parallele Teleskopachsen 17 in einer annähernd
aufrechten Position. Jede Teleskopachse 17 umfasst ein
unteres Element 17.1 und ein oberes Element 17.2,
die derart miteinander verbunden sind, dass das obere Element 17.2 eine
relative Schiebebewegung in Bezug auf das untere Element 17.1 ausführen
kann. Diese Schiebebewegung wird gedämpft, was die federnde
Montage der Sitzschale 11 gewährleistet.
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Es
kann eine ganze Teleskopanordnung als Teleskopachsen 17 als
Teil des Montagemittels 19 verwendet werden. Es können
alle hydraulischen und pneumatischen Teleskope und Teleskope mit
innerhalb oder außerhalb angeordneten Federn verwendet
werden, solang sie für die notwendige Dämpfung
und den notwendigen Schutz sorgen können, den die Teleskopachsen 17 bieten
müssen, um eine angenehme Fahrt und gleichzeitig eine stets
sichere Betriebsposition für die Insassen des Fahrzeugs
zu gewährleisten, in dem der Sitz 10 montiert
ist. Auch eine Kombination von Dämpfungslösungen,
wie z. B. ein hydraulisches Teleskop mit einer zusätzlichen
Feder wird bevorzugt. Die Hauptanforderung an die Teleskopachsen 17 ist,
dass sie einen progressiven Steifigkeitsgrad aufweisen, d. h. je
stärker die Kompression der Achse ist, umso steifer wird
die Achse. Dies gewährleistet, dass die Teleskopachsen 17 reaktionsfähig
sind und auf diese Weise in der Lage sind, schwache Schwingungen
zu dämpfen, gleichzeitig aber auch durch harte Stöße
nicht zerstört oder voll bis zum Limit zusammengedrückt
werden, wo sie ”anschlagen” würden.
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In
einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
wird ein aktives Überwachungs- und Dämpfereinstellungssystem
verwendet, um die Schwingungen und Stöße, denen
der Sitz 10 ausgesetzt ist, kontinuierlich zu überwachen,
und um den Steifigkeitsgrad der Teleskopachsen 17 mit Hilfe
einer Steifigkeitseinstellungsvorrichtung entsprechend anzupassen.
Das System ist ein Echtzeitsteuersystem, das auf Stöße
reagiert und die Eigenschaften der Teleskopachsen 17 entsprechend
einstellt. Dieses aktive Überwachungs- und Dämpfereinstellungssystem
umfasst einen Beschleunigungsmesser, der plötzliche Stöße/Schwingungen
messen kann, sowie eine Steuerelektronik, die das Signal vom Beschleunigungsmesser
empfängt und die als Reaktion auf die Signale die Steifigkeitseinstellungsvorrichtung entsprechend
steuert.
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Die
Steifigkeitseinstellungsvorrichtung weist zwei alternative Ausführungsformen
auf:
- – Der Steifigkeitsgrad der Teleskopachsen 17 kann
eingestellt werden, indem ein speziell kalibriertes Öffnungsbypass-System
gesteuert wird, wodurch der Druck in der Teleskopachse 17 präzise
kalibriert wird, was eine gleichzeitige Einstellung der Kompression
und der Rückfederung ermöglicht. Dieses Verfahren
führt auch zu einer präzisen und gleichmäßigen
Einstellung;
- – in einer weiteren Ausführungsform der Teleskopachsen 17 und
des aktiven Überwachungs- und Dämpfereinstellungssystems
wird der Steifigkeitsgrad der Teleskopachsen 17 eingestellt,
indem ein elektromagnetisch reaktives Medium in den Teleskopen verwendet
wird, das seine Viskosität als Reaktion auf ein elektromagnetisches Feld
verändert, das darauf angelegt wird, und somit den Steifigkeitsgrad
der Teleskopachsen 17 entsprechend verändert.
Diese Ausführungsform wird besonders bevorzugt, da in einem
Echtzeit-Dämpfereinstellungssystem eine rasche Veränderung
des Steifigkeitsgrads der Teleskopachse 17 notwendig ist.
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In
einer weiteren Ausführungsform des Montagemittels 19 haben
die Teleskopachsen 17 eine einstellbare Länge,
was eine einstellbare Montagehöhe des Sitzes 10 relativ
zum Boden des Fahrzeugs ermöglicht, ohne dass zusätzliche
Strukturelemente nur für die Höheneinstellung
verwendet werden.
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In
den bevorzugten Ausführungsformen umfassen die Montagemittel 19 zwei
identische, symmetrisch angeordnete Teleskopachsen 17.
Dies ermöglicht es der Anordnung, Stöße
auf symmetrische Weise zu absorbieren, gleich, aus welcher Richtung diese
Stöße kommen. Andererseits ermöglicht
eine symmetrische Anordnung der Teleskopachsen 17 ein perfektes
Ausbalancieren des Gewichts der Sitzschale 11 und der auftretenden
Kräfte.
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Das
Montagemittel 19 umfasst darüber hinaus eine Basisscheibe 15.
Dieser Teil hat die Aufgabe, den gesamten Sitz 10 im Fahrzeug
zu befestigen und es dem Sitz 10 gleichzeitig zu ermöglichen,
sich um eine Drehachse R1 zu drehen. Die Basisscheibe 15 ist
vorzugsweise mit hochbelastbaren Lagern versehen, um eine reibungslose
Drehung zu ermöglichen und gleichzeitig den Sitz 10 zuverlässig
zu befestigen. Um den Sitz 10 in einer feststehenden Position
zu halten, kann die Basisscheibe 15 durch ein Befestigungsmittel
in einer gewählten Position fixiert werden. Dieses Befestigungsmittel
ist derart ausgestaltet, dass, wenn es eingerastet ist, der Sitz 10 fix befestigt
ist, ohne dass eine Drehung möglich ist. Dies ist besonders
wichtig für den Sitz 10 des Lenkers des Fahrzeugs,
da dieser Sitz 10 während der Fahrt vorzugsweise
so befestigt sein sollte, dass er nach vorne gerichtet ist. Das
Befestigungsmittel kann leicht gelöst werden, um eine freie
Drehung des Sitzes 10 zu ermöglichen. Dieses Befestigungsmittel
ist entweder ein Hebel, der in eine entsprechende Öffnung
in einem Teil der am Boden befestigten Drehscheibe 15 einrastet,
oder er übt in einem solchen Ausmaß Druck gegen
diesen Teil der am Boden befestigten Drehscheibe 15 aus,
dass eine Drehung nicht länger möglich ist.
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Die
Basisscheibe 15 ist darüber hinaus mit Mitteln 16 zur
Aufnahme der Teleskopachsen 17 versehen. Diese Mittel sind
an die jeweils verwendeten Teleskopachsen 17 angepasst
und in Form zylindrischer Ringe oder Vertiefungen vorgesehen, wobei die
Innendurchmesser an den Außendurchmesser des unteren Elements 17.1 der
Teleskopachsen 17 angepasst sind.
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4A zeigt
eine Seitenansicht des Niedrigprofilsitzes 10 gemäß der
vorliegenden Erfindung, wobei sich die Teleskopachsen 17 hinter
der Rückenlehne 13 des Sitzes befinden, wobei
die Sitzschale 11 am oberen Teil der Teleskopachsen 17 unter
Zwischenstellung eines Aufhängeelements 18 aufgehängt
ist, das mittels eines Befestigungselements 18.3 verbunden
ist. Diese Zeichnung zeigt sehr gut das wichtigste Merkmal der vorliegenden
Erfindung, d. h. die Tatsache, dass die Länge der Teleskopachsen 17 maximiert
ist, während der erforderliche Raum unter der Sitzschale 11 minimiert
ist. Dieses Ziel wird erreicht, indem die Teleskopachsen 17 hinter
der Rückenlehne 13 der Sitzschale 11 angeordnet werden
und indem die Sitzschale 11 nur am oberen Teil ihrer Rückenlehne 13 aufgehängt
ist, wobei die Rückenlehne durch den oberen Teil des oberen
Elements 17.2 der Teleskopachsen 17 unter Zwischenstellung
eines Befestigungselements 18.3 gehalten wird. Durch die
Verwendung einer solchen Anordnung können die Teleskopachsen 17 erheblich
länger als bei bereits bekannten Sitzen gestaltet werden,
bei denen die Teleskope zwischen der Unterseite des Sitzes und dem
Boden angeordnet sind. In einem extremen Fall kann die Länge
der Teleskope so lang wie der Abstand des Sitzes vom Boden und die
Höhe der Rückenlehne zusammen sein. Die Gegenwart
einer langen Teleskopachse 17, die die Sitzschale 11 hält,
hat den Vorteil, dass die Dämpfung in vertikaler Längsrichtung
v1, die durch solche Teleskopachsen 17 geboten wird, viel
reibungsloser sein kann, und dadurch, dass erheblich mehr Platz
zur Verfügung ist, ist man viel flexibler bei ihrer Ausgestaltung
als bei den kurzen Teleskopen, die unter herkömmlichen
Sitzen angeordnet sind. Eine vergrößerte Länge
der Teleskopachsen 17 bedeutet, dass eine viel längere
relative Schiebebewegung der oberen Elemente 17.2 in Bezug auf
die unteren Elemente 17.1 vorgesehen werden kann, wobei
eine solche verlängerte Schiebebewegung erhöhten
Komfort und die Möglichkeit bietet, stärkere Schwingungen
oder Stöße wirksam zu dämpfen. Alles
in allem ermöglicht es diese Anordnung, dass der Sitz ein
sehr niedriges Profil aufweist, was eine sehr wichtige Anforderung
in Fahrzeugen ist, in denen die Sitzposition so niedrig wie möglich
sein muss, zum Beispiel um den Schwerpunkt tief zu halten.
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Gemäß der
vorliegenden Erfindung wird das Verhältnis zwischen der
Länge der relativen Schiebebewegung der Teleskopachse 17 und
dem erforderlichen Abstand zwischen der Unterseite des Sitzes 10 und
dem Boden erheblich vergrößert, wobei dieser Raum
nicht größer sein muss als die zulässige
vertikale Bewegung des Sitzes. Bei einem herkömmlichen
Sitz kann dieses Verhältnis sehr klein sein und nur ½ betragen,
d. h. zum Beispiel für eine relative Schiebebewegung von
150 mm wird bis zu 300 mm Raum unter dem Sitz benötigt.
Bei der vorliegenden Erfindung beträgt dieses Verhältnis
jedoch 1, d. h. zum Beispiel für eine relative Schiebebewegung
von 150 mm wird nicht mehr als 150 mm Raum unter dem Sitz benötigt.
Darüber hinaus kann auch das Verhältnis der Länge
des Teleskops zu der ermöglichten relativen Schiebebewegung
erheblich vergrößert werden. Bei einem herkömmlichen
Sitz wird dieses Verhältnis durch den Raum unter dem Sitz
begrenzt, so wird zum Beispiel bei einem herkömmlichen
Bussitz eine Dämpfung von 150 mm durch ein 300 mm-Teleskop
ermöglicht, im Gegensatz zu einem Teleskop von sogar 1000
m oder mehr für die gleiche relative Schiebebewegung von
150 mm. Auf diese Weise kann das Verhältnis gemäß der
vorliegenden Erfindung von 2 bei herkömmlichen Sitzen auf
sogar 10 erhöht werden. Die Erhöhung dieser genannten
Verhältnisse ermöglicht eine große Flexibilität
bei der Auswahl oder Ausgestaltung der geeigneten Teleskope und
ermöglicht die Verwendung allmählich starrer werdender
Teleskope, die im Vergleich zu herkömmlichen Teleskopen
gewöhnlich sehr lang sind.
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4A zeigt
auch eine erste Ansicht des Aufhängeelements 18 gemäß der
vorliegenden Erfindung. Dieses Aufhängeelement 18 ist
vorzugsweise an den oberen Enden der oberen Elemente 17.2 der Teleskopachsen 17 angeordnet.
In der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
ist das Aufhängeelement 18 mit rohrförmigen
Ausnehmungen 18.1 versehen, die die oberen Enden der oberen Elemente 17.2 der
Teleskopachsen 17 aufnehmen. Nach dem Zusammenbau gleiten
diese rohrförmigen Ausnehmungen 18.1 an den oberen
Elementen 17.2 der Teleskopachsen 17, und da sie
einen Innendurchmesser aufweisen, der dem Außendurchmesser
der oberen Elemente 17.2 entspricht, sitzt das Aufhängeelement 18 fest
an der Oberseite der Teleskopachsen 17.
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In 4A ist
auch eine Seitenansicht der Aufnahmemittel 16 zu sehen.
In der abgebildeten Ausführungsform sind die Aufnahmemittel 16 rohrförmige
Ausnehmungen in der Basisscheibe 15, die in einem Winkel
geneigt sind, der dem Winkel der Teleskopachsen 17 entspricht,
wobei sie einen Innendurchmesser aufweisen, der dem Außendurchmesser
der unteren Elemente 17.1 der Teleskopachsen 17 entspricht,
so dass sie eine fixe Befestigung der Teleskopachsen 17 bieten.
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In 4B ist
eine weitere Ausführungsform der Aufhängemittel
und insbesondere des Befestigungselements 18.3 zu sehen.
In dieser Ausführungsform ist das Befestigungselement 18.3 drehbar, so
dass der Winkel zwischen der Rückenlehne 13 der Sitzschale 11 und
den Teleskopachsen 17 frei eingestellt werden kann. Dies
wird durch ein Befestigungselement 18.3 erreicht, das Drehachsen
aufweist, um die es sich drehen kann. In der bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung weist das Aufhängeelement 18 darüber
hinaus mindestens ein Neigungsstabilisierungsteleskop 22 auf,
das die Voreinstellung des genannten Winkels ermöglicht
und gleichzeitig auch einen horizontalen Dämpfungseffekt
bietet. Dieses Neigungsstabilisierungsteleskop 22 ist an
einem Ende mit der Sitzschale 11 und am anderen Ende mit
der Teleskopachse 17 verbunden, vorzugsweise mit ihrem
oberen Element 17.2.
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In
der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
ist ein Paar von Neigungsstabilisierungsteleskopen 22 angebracht,
und zwar ein Neigungsstabilisierungsteleskop 22 an jeder
Seite der Sitzschale 11.
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Es
ist festzustellen, dass das Neigungsstabilisierungsteleskop 22 nicht
nur die Einstellung des Winkels der Sitzschale 11 erlaubt,
sondern auch geeignet ist, eine zusätzliche Dämpfung
der Schwingungen in der direkten Drehrichtung r1 und auch in der
direkten horizontalen Richtung h1 zu bieten, wie dies durch entsprechende
Pfeile in 4B angezeigt ist. Direkte Richtung
bedeutet im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung die Richtung
im rechten Winkel zur Ebene, die durch die zwei Teleskopachsen 17 definiert
wird, die in den meisten Fällen die Fahrtrichtung des Fahrzeugs
ist, in dem der Niedrigprofilsitz 10 montiert ist.
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5A ist
eine Rückansicht, die den Niedrigprofilsitz 10 gemäß der
vorliegenden Erfindung zeigt, wobei die Teleskopachsen 17 hinter
der Rückenlehne 13 der Sitzschale 11 angeordnet
sind und die Sitzschale 11 am oberen Teil des oberen Elements 17.2 der
Teleskopachsen 17 unter Zwischenstellung eines Aufhängeelements 18 aufgehängt
ist, das durch ein Befestigungselement 18.3 verbunden ist.
Es sind auch die rohrförmigen Ausnehmungen 18.1 zu
sehen, die oben auf die oberen Elemente 17.2 der Teleskopachsen 17 geschoben
wurden. Wie hier dargestellt, verbindet das Aufhängeelement
vorzugsweise die beiden Teleskopachsen 17, was der Struktur
Steifigkeit verleiht. Andererseits ist das Aufhängeelement
mittels eines Befestigungselements 18.3 mit der Rückenlehne 13 der
Sitzschale 11 verbunden. In der in 5A dargestellten
Ausführungsform ist das Befestigungselement 18.3 eine
Befestigungsplatte mit Schrauben, Bolzen oder anderen geeigneten
Mitteln, um sie an der Rückenlehne 13 zu befestigen.
Anspruchsvollere Ausführungsformen des Befestigungselements 18.3 sollen
anhand weiterer Zeichnungen beschrieben werden.
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Das
Wirkungsprinzip der Erfindung hinsichtlich der Dämpfung
von Schwingungen in vertikaler Längsrichtung v1 kann anhand
von 5A gut beschrieben werden:
- – Die
Basisscheibe 15, die fest mit einem Fahrzeug verbunden
ist, wird direkt einer Schwingung in vertikaler Längsrichtung
v1 ausgesetzt;
- – diese Schwingung wird über die Basisscheibe 15 und
das Aufnahmemittel 16 auf das untere Element 17.1 der
Teleskopachsen 17 übertragen;
- – aufgrund ihrer Dämpfungsfähigkeit
wird der Großteil der Energie der Schwingungen durch die Teleskopachsen 17 absorbiert,
die als Reaktion auf die Schwingungen relative Schiebebewegungen
ihrer oberen Teile 17.2 in Bezug auf ihre unteren Teile 17.1 ausführen;
- – als Ergebnis der relativen Schiebebewegungen der
oberen Teile 17.2 in Bezug auf ihre unteren Teile 17.1,
die die Energie der Schwingungen zerstreut, wird vorzugsweise nichts
von den Schwingungen, schlimmstenfalls aber nur ein sehr kleiner
Teil davon, auf das Aufhängeelement 18 und somit
auf die Sitzschale 11 übertragen.
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Es
muss nochmals betont werden, dass die vergrößerte
Länge der Teleskopachsen 17, die durch die erfindungsgemäße
Anordnung der vorliegenden Erfindung ermöglicht wird, eine
Hauptrolle spielt, indem sie es ihnen ermöglicht, im Vergleich
zu herkömmlichen Sitzen eine größere
Menge an Schwingungsenergie zu absorbieren.
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In 5A ist
auch gut zu sehen, dass die Basisscheibe 15 um die vertikale
Achse R1 gedreht werden kann, ohne die Dämpfungsfunktionalitäten des
Niedrigprofilsitzes 10 in irgendeiner Weise zu beeinträchtigen.
Diese Drehung um R1 kann verhindert werden, indem der Sitz durch
Befestigungsmittel wie Befestigungsstifte, Spindeln oder andere
bekannte Mittel in einer definierten Position um die Achse R1 fixiert
wird.
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5B zeigt
eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
die zur Dämpfung zusätzlicher Schwingungen in
der transversalen Drehrichtung r2 geeignet ist. Transversal bedeutet
in diesem Zusammenhang parallel zur Ebene, die durch die zwei Teleskopachsen 17 definiert
wird, die in den meisten Fällen quer zur Fahrtrichtung
des Fahrzeug ist, in dem der Niedrigprofilsitz 10 montiert
ist. In dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können
die beiden Teleskopachsen 17 unabhängige relative
Schiebebewegungen ausführen, wobei ein Unterschied Δv
dieser relativen Schiebebewegungen die Neigebewegungen Δα der
Basisscheibe 15 kompensiert, wodurch eine konstante, im
Wesentlichen horizontale Position der Sitzschale 11 gewährleistet wird
und eine Dämpfung der Schwingungen in der transversalen
Drehrichtung r2 ermöglicht wird. Das Wirkungsprinzip hinsichtlich
der Dämpfung von Schwingungen in transversaler Drehrichtung
r2 kann anhand von 5B gut beschrieben werden:
- – Die Basisscheibe 15, die
fest mit einem Fahrzeug verbunden ist, wird direkt einer Drehschwingung
in der transversalen Drehrichtung r2 unterworfen;
- – als Ergebnis dieser Schwingung wird die Basisscheibe 15 mit
einem Winkel Δα geneigt;
- – um diese Neigung mit einem Winkel Δα zu
kompensieren, führen die zwei Teleskopachsen 17 unabhängige
relative Schiebebewegungen aus (zum Beispiel kann die eine auseinandergezogen werden,
während die andere zusammengeschoben wird; oder die eine
wird stärker auseinandergezogen als die andere usw.);
- – ein Unterschied Δv der relativen Schiebebewegungen
kompensiert die Neigebewegungen der Basisscheibe 15 mit
dem Winkel Δα, wodurch eine konstante, im Wesentlichen
horizontale Position der Sitzschale 11 gewährleistet
wird und eine Dämpfung der Schwingungen in der transversalen
Drehrichtung r2 ermöglicht wird.
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Eine
weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist
in 5C dargestellt, die eine Rückansicht
des Niedrigprofilsitzes 10 mit einer weiteren Ausführungsform
des Aufhängeelements 18 sowie der Basisscheibe 15 und
ihrer Aufnahmemittel 16 zeigt, die seitliche Verschiebungen
der Basisscheibe 15 kompensieren. In dieser Ausführungsform
sind nicht nur die Aufnahmemittel 16 drehbar, sondern auch
die rohrförmigen Ausnehmungen 18.1 des Aufhängeelements 18.
Wie in 5C zu sehen ist, bilden die
Basisscheibe 15, die zwei Teleskopachsen 17 und
das Aufhängeelement eine teleskopische Parallelogram-Anordnung,
die es der Basisscheibe 15 ermöglicht, eine relative
Verschiebung seitwärts in Bezug auf die Sitzschale 11 in
horizontaler Querrichtung h2 auszuführen. Horizontale Querrichtung
h2 bedeutet im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung die Richtung
parallel zur Ebene, die durch die zwei Teleskopachsen 17 definiert
wird, die in den meisten Fällen quer zur Fahrtrichtung
des Fahrzeugs ist, in dem der Niedrigprofilsitz 10 montiert
ist. Das Wirkungsprinzip hinsichtlich der Dämpfung von Schwingungen
in horizontaler Querrichtung h2 kann anhand von 5B gut
beschrieben werden:
- – Die Basisscheibe 15,
die fest mit einem Fahrzeug verbunden ist, wird direkt Schwingungen
in horizontaler Querrichtung h2 ausgesetzt;
- – als Ergebnis der Schwingungen in horizontaler Querrichtung
h2 führt die Basisscheibe 15 eine seitliche Bewegung
(Δh) aus;
- – um die seitliche Bewegung (Δh) zu kompensieren,
neigen sich die Teleskopachsen 17 in Bezug auf die Basisscheibe 15 mit
einem Winkel (Δβ);
- – die Neigung mit einem Winkel (Δβ)
kompensiert die seitliche Bewegung (Δh), wodurch die Schwingungen
in horizontaler Querrichtung h2 gedämpft werden.
-
In 5D ist
eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit zusätzlichen
schräg verlaufenden Teleskopen 24 dargestellt,
die die oberen Enden des oberen Elements 17.2 einer der
zwei Teleskopachsen 17 mit einem unteren Ende des oberen Elements 17.2 der
anderen Teleskopachse 17 verbinden, wodurch die teleskopische
Parallelogramm-Anordnung stabilisiert wird. Die Hauptfunktion dieser
schräg verlaufenden Teleskope 24 ist es, die teleskopische
Parallelogramm-Anordnung daran zu hindern, sich unkontrolliert um
die sich drehenden Aufnahmemittel 16 und die sich drehenden
rohrförmigen Ausnehmungen 18.1 zu neigen, wobei
sie es der teleskopischen Parallelogramm-Anordnung aber gleichzeitig
ermöglichen, sich als Reaktion auf Schwingungen zu neigen.
Wenn die Basisscheibe 15 Schwingungen in der horizontalen
Querrichtung h2 unterworfen wird, wird sich die teleskopische Parallelogramm-Anordnung
daher neigen, wobei diese Neigung durch die schräg verlaufenden
Teleskope 24 gedämpft und kontrolliert wird. Sobald
die Schwingungen verschwinden, kehrt die teleskopische Parallelogramm-Anordnung
in ihre ursprüngliche Position zurück, wozu sie
durch die schräg verlaufenden Teleskope 24 gezwungen
wird.
-
Schlussfolgernd
kann gesagt werden, dass die in 5D dargestellte
bevorzugte Ausführungsform geeignet ist,
- – Schwingungen
in der vertikalen Längsrichtung v1 zu dämpfen,
indem die oberen Elemente 17.2 und die unteren Elemente 17.1 der
Teleskopachsen 17 eine relative Schiebebewegung ausführen;
- – Schwingungen in der direkten Drehrichtung r1 und
in der direkten horizontalen Richtung h1 zu dämpfen, indem
eine drehende Ausführungsform des Befestigungselements 18.3 und
ein Neigungsstabilisierungsteleskop 22 (in 4B dargestellt)
verwendet werden;
- – Schwingungen in der transversalen Drehrichtung r2
zu dämpfen, indem drehende Aufnahmemittel 16 der
Basisscheibe 15 verwendet werden und indem es den beiden
Teleskopachsen 17 ermöglicht wird, unabhängige
relative Schiebebewegungen auszuführen, wobei ein Unterschied Δv
der relativen Schiebebewegungen die Neigebewegungen Δα der
Basisscheibe 15 kompensiert;
- – Schwingungen in der horizontalen Querrichtung h2
zu dämpfen, indem drehende rohrförmige Ausnehmungen 18.1 des
Aufhängeelements 18 verwendet werden und indem
die oberen Enden des oberen Elements 17.2 einer der zwei
Teleskopachsen 17 mit einem unteren Ende des oberen Elements 17.2 der
anderen Teleskopachse 17 verbunden wird, wobei eine Neigung Δβ eine
laterale Verschiebung Δh in der horizontalen Querrichtung
h2 kompensiert.
-
In
der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
wird die Steifigkeit der beiden Teleskopachsen 17, der
schräg verlaufenden Teleskope 24 und eventuell
des Neigungsstabilisierungsteleskops 22 in Abhängigkeit
von der jeweiligen Nutzung des Niedrigprofilsitzes 10 derart
festgelegt, dass ein entsprechendes Gleichgewicht der Sitzschale 11 erreicht
wird und gleichzeitig die Schwingungen in der vertikalen Längsrichtung
v1, in der direkten Drehrichtung r1, in der direkten horizontalen Richtung
h1, in der transversalen Drehrichtung r2 und in der horizontalen
Querrichtung h2 in Abhängigkeit von der Stärke
der Schwingungen in jeder Richtung der Reihe nach kompensiert werden,
während gleichzeitig dem Niedrigprofilsitz 10 die
erforderliche Steifigkeit verliehen wird.
-
In
der weiteren Ausführungsform, in der die Teleskope aktiv
gesteuert werden, umfasst der Niedrigprofilsitz 10 Sensoren
(z. B. Beschleunigungsmesser), die derart angeschlossen sind, dass
sie nicht nur die absoluten Schwingungen der Basisscheibe 15 und
der Sitzschale 11 erfassen können, sondern auch
ihre relativen Schwingungen, wodurch es der Steuerelektronik und
den Steifigkeitseinstellungsvorrichtungen ermöglicht wird,
die Steifigkeit der Teleskopachsen 17 und/oder des Neigungsstabilisierungsteleskops 22 und/oder
des schräg verlaufenden Teleskops 24 in Echtzeit
zu verändern, so dass sie auf die von den Sensoren zum
jeweiligen Zeitpunkt festgestellten Schwingungen reagieren können
und diese kompensieren können.
-
6 zeigt
eine weitere Ausführungsform des Montagemittels 19 gemäß der
vorliegenden Erfindung. In dieser Ausführungsform umfasst
das Montagemittel darüber hinaus ein Verbindungsstück 20 zur
Verbindung der unteren Elemente 17.1 der Teleskopachsen 17 und
eine zusätzliche gemeinsame Achse 21. Diese zusätzliche
gemeinsame Achse 21 ist am oberen Ende mit dem mittleren
Teil des Verbindungsstücks 20 verbunden, und das
untere Ende der zusätzlichen gemeinsamen Achse 21 ist über
die Mittel 16 mit dem Boden des Fahrzeugs verbunden. In dieser
Ausführungsform fungiert die zusätzliche gemeinsame
Achse 21 als zusätzlicher Stoßdämpfer und
erfüllt gleichzeitig die Aufgabe der Basisscheibe 15,
d. h. sie ermöglicht die Drehung der Sitzschale 11 um
eine Drehachse R2 der zusätzlichen gemeinsamen Achse 21.
-
Es
versteht sich von selbst, dass viele Abänderungen an der
oben beschriebenen spezifischen Struktur vorgenommen werden können,
ohne den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen, wie er in den
folgenden Ansprüchen definiert wird.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- Sitz
- 11
- Sitzschale
- 12
- Sitzfläche
- 13
- Rückenlehne
- 14
- Seitenstütze
- 15
- Basisscheibe
- R1
- Drehachse
- 16
- Aufnahmemittel
- 17
- Teleskopachse
- 17.1
- unteres
Element
- 17.2
- oberes
Element
- 18
- Aufhängeelement
- 18.1
- rohrförmige
Ausnehmungen
- 18.3
- Befestigungselement
- 19
- Montagemittel
- 20
- Verbindungsstück
- 21
- zusätzliche
gemeinsame Achse
- 22
- Neigungsstabilisierungsteleskop
- 24
- schräg
verlaufendes Teleskop
- v1
- vertikale
Längsrichtung
- r1
- direkte
Drehrichtung
- h1
- direkte
horizontale Richtung
- r2
- transversale
Drehrichtung
- h2
- horizontale
Querrichtung
-
Anm.d.Ü.:
-
- Absatz [0010], [0013]:
Bei der Formulierung ”three
special directions” dürfte es sich um einen Schreibfehler
handeln. Sinngemäß sollte es wohl ”three
spatial directions” (drei Raumrichtungen) lauten.
- Absatz [0032] (Original Seite 10, Zeile 32):
Anstatt ”1000
m” sollte es hier offensichtlich ”1000 mm” lauten.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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