John Deere Active Seat

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1 John Deere Active Seat Fahrkomfort DLG-Prüfbericht 5175 F Kurzbeschreibung Hersteller Sears Manufacturing Sears Seating P.O. Box 3667 Davenport, IA USA Anmelder John Deere Vertrieb John-Deere-Straße Bruchsal Der John Deere Active Seat ist ein aktiv geregelter Sitz. Mit Hilfe eines Beschleunigungssensors und eines Lagesensors werden mit 200 Hz (200 mal pro Sekunde) die augenblickliche Lage und die auf den Sitz einwirkende Beschleunigung gemessen. Das bedeutet, daß die elektronische Steuerung an Hand der Signale ständig versucht, die Position der Sitzfläche über einen mit dem Hydrauliksystem des Schleppers verbundenen Zylinder auf konstanter Höhe zu halten. Dadurch werden die auf den Fahrer einwirkenden Beschleunigungen in senkrechter Richtung vermindert. Die Sitzfederung kann durch einen Kippschalter in 3 Positionen (straff, weich und mittel) eingestellt werden, die Höheneinstellung wird ebenfalls durch einen Schalter bedient. Federung und Dämpfung in Fahrtrichtung und in Querrichtung sind eingebaut, blockierbar, aber nicht aktiv geregelt. Der Sitz ist nur ab Werk serienmäßig erhältlich, ein nachträglicher Einbau in Schlepper anderer Marken ist nicht möglich. Vertrieb: Exklusiv in John Deere Schleppern der Baureihe 8020 und 7020 Beurteilung kurzgefasst Deutsche Landwirtschafts- Gesellschaft e.v. Prüfstelle für Landmaschinen Prüfmerkmal Prüfergebnis Bewertung Reduzierung der auf den Fahrer einwirkenden Beschleunigungen in z-richtung Sehr hoch ++ Aufwand für Sitzeinstellung Gering, da automatische Anpassung an Fahrergewicht ++ Fahrkomfort insgesamt Sehr gut ++ Bewertungsbereich: ++ / + / / / ( = Standard)

2 Prüfung Inhalt des Tests Messung von Beschleunigungen und Bewertung des Fahrkomforts mit einem John Deere-Schlepper 8520 ausgerüstet mit John Deere Active Seat und gefederter Vorderachse (John Deere Independant Link System ILS, Einzelradaufhängung). Zum Vergleich wurde der Schlepper mit ausgeschalteter Vorderachsfederung und ein John Deere-Schlepper 8220 mit ungefederter Vorderachse und einem herkömmlichen luftgefedertem Sitz eingesetzt. Andere Kriterien wurden nicht geprüft. Meßverfahren Als Meßstrecken wurden verwendet die 100 m lange Sitzprüfbahn nach 78/764/EWG der DLG-Prüfstelle und eine relativ ebene Kreisstraße in der Nähe der Prüfstelle. Auf der Sitzprüfbahn wurde mit Fahrgeschwindigkeiten zwischen 4 km/h und 20 km/h in Stufen von 2 km/h gemessen, jeweils mit leerem Schlepper und Schlepper mit Fünfschar-Volldrehpflug und Frontballast. Auf der Straße wurde mit Fahrgeschwindigkeiten von 25 km/h bis 40 km/h in Stufen von 5 km/h gemessen. Beschleunigungssensoren wurden am Schlepper vorn, in der Kabine vorn, in der Kabine hinten und am Schlepper hinten angebaut. Mit diesen vier Sensoren wurde die Beschleunigung nur in z-richtung (senkrecht) ermittelt. Auf der Sitzkonsole mittig auf dem Kabinenboden und auf dem Sitz wurden Beschleunigungssensoren für die x-, y- und z-richtung eingebaut. Die Meßwerte der Beschleunigung wurden mit einer Abtastfrequenz von 200 Hz erfasst und daraus in Abständen von etwa einer Sekunde der Effektivwert errechnet. Die Werte der beiden Dreiachsen- Geber wurden bewertet nach ISO 8041 (x und y: Bewertungsfilter W d, z: Bewertungsfilter W k ). Um Einflüsse der Räder auszuschließen, wurden der Höhenschlag von Reifen und Felgen bestmöglich ausgeglichen und bei beiden Schleppern dieselben Räder für die Messungen benutzt. Schlepperdaten John Deere 8520 John Deere 8220 Gesamtgewicht kg kg Vorderachslast 5290 kg 4190 kg Hinterachslast 6795 kg 6980 kg mit Pflug und Frontballast Gesamtgewicht kg kg Vorderachslast 5110 kg 3750 kg Hinterachslast 9540 kg 9755 kg Reifen vorn Kleber Super /70R A8 Reifen hinten Kleber Topker 650/85R A8 Reifendruck vorn 1,4 bar Reifendruck hinten 1,2 bar Sitztyp John Deere/Sears Sears luftgefedert Active Seat Bild 2: John Deere Active Seat im Schlepper mit der Meßausrüstung. DLG-Prüfbericht 5175 F 2

3 Prüfergebnisse und Einzelbeurteilungen Diagramm 1: Sitzprüfbahn 4 kmh/ bis 20 km/h Meßergebnisse John Deere 8220 bewertete eff. Beschleuniung m/s 2 2 1,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0, Fahrgeschwindigkeit km/h Diagramm 1 Messung auf der Sitzprüfbahn: Bewertete Effektivwerte der Beschleunigung in z-richtung (senkrecht) an der Sitzbefestigung am Kabinenboden und auf der Sitzfläche in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit (leerer Schlepper). Meßergebnisse auf der Sitzprüfbahn nach 78/764/EWG Meßergebnisse John Deere 8520 in z-richtung an der Sitzbefestigung in z-richtung auf dem Sitz Aus dem unterschiedlichen Verlauf der Kurven ist deutlich die Reduzierung der auf den Fahrer einwirkenden senkrechten Beschleunigungen durch den aktiv nachregelnden Sitz zu erkennen. Die Wirkung der Vorderachsfederung wird ebenfalls sichtbar. in z-richtung an der Sitzbefestigung, Vorderachsfederung abgeschaltet Wird die Federung der Vorderachse abgeschaltet, steigt vor allem im Bereich der Resonanzgeschwindigkeit des Schleppers und bei Geschwindigkeiten über 15 km/h die Beschleunigung am Kabinenboden an. in z-richtung auf dem Sitz, Vorderachsfederung abgeschaltet Durch den aktiven Sitz werden die Beschleunigungen auf der Sitzfläche fast im gleichen Maße reduziert wie beim Schlepper mit eingeschalteter Vorderachsfederung. bewertete eff. Beschleuniung m/s 2 2 1,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0, Kabine Z 8520 Sitz Z 8520 o.f. Kabine Z 8520 o.f. Sitz Z 8220 Kabine Z 8220 Sitz Z in z-richtung an der Sitzbefestigung in z-richtung auf dem Sitz Der Verlauf der beiden Kurven macht deutlich, daß die Beschleunigungen am Kabinenboden beim ungefederten Schlepper wesentlich höher sind und der herkömmliche luftgefederte Sitz diese Beschleunigungen vor allem bei höheren Fahrgeschwindigkeiten nur noch wenig reduzieren kann. Die Ausrüstung des Schleppers mit Anbaupflug und Frontballast brachte bei den Messungen mit dem 8520 geringere Beschleunigungen am Kabinenboden als mit leerem Schlepper. Entsprechend etwas geringer sind auch die Beschleunigungen auf dem Sitz. Der ungefederte beladene 8220 hatte dagegen bei höheren Geschwindigkeiten höhere Beschleunigungen am Kabinenboden als im leeren Zustand, die Beschleunigungen auf dem Sitz sind dementsprechend höher, im Verlauf ähnlich wie bei leerem Schlepper. Diagramm 2: Sitzprüfbahn Schlepper mit Pflug 4 kmh/ bis 20 km/h Fahrgeschwindigkeit km/h 8520 Kabine Z 8520 Sitz Z 8520 o.f. Kabine Z 8520 o.f. Sitz Z 8220 Kabine Z 8220 Sitz Z Diagramm 2: Bewertete Effektivwerte der Beschleunigung in z-richtung (senkrecht) an der Sitzbefestigung am Kabinenboden und auf der Sitzfläche in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit (Schlepper mit Pflug und Frontballast). Messung auf der Sitzprüfbahn DLG-Prüfbericht 5175 F 3

4 Diagramm 3: Strasse Richen-Altheim bewertete eff. Beschleuniung m/s 2 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0, Kabine Z 8520 Sitz Z 8520 o.f. Kabine Z 8520 o.f. Sitz Z 8220 Kabine Z 8220 Sitz Z Fahrgeschwindigkeit km/h Diagramm 3: Bewertete Effektivwerte der Beschleunigung in z-richtung (senkrecht) an der Sitzbefestigung am Kabinenboden und auf der Sitzfläche in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit. Messung auf der Straße, leerer Schlepper Meßergebnisse bei Straßenfahrt Bei den Messungen stellte sich bei einer Fahrgeschwindigkeit von etwa 35 km/h beim Schlepper 8520 ein Nicken ein, deutlich zu sehen an den Beschleunigungswerten am Kabinenboden. Der aktiv geregelte Sitz reduzierte diese Beschleunigungen dennoch auf ein geringes Maß. Der 8220 hatte keine so ausgeprägte Neigung zum Nicken, die höchsten Beschleunigungen wurden hier bei 40 km/h gemessen. Der luftgefederte Sitz im John Deere 8220 brachte bei Höchstgeschwindigkeit ebenfalls die höchsten Beschleunigungen. Tabelle 2: Effektive auf dem Sitz und effektive an der Sitzbefestigung in z-richtung (senkrecht) bei Fahrt auf Sitzprüfbahn und Straße. Absolutwerte und Relativwerte. Jeweils die geringsten gemessenen Werte der Beschleunigung wurden als 100% gesetzt. Absolutwert m/s 2 Relativwert % Absolutwert m/s 2 Relativwert % Sitzbefestigung Sitzbefestigung Sitzfläche Sitzfläche 12 km/h Sitzprüfbahn 8520 leer 0, , mit Pflug und Ballast 0, , ohne Federung leer 0, , ohne Federung mit Pflug und Ballast 0, , leer 0, , mit Pflug und Ballast 0, , km/h Straße 8520 leer 0, , ohne Federung leer 0, , leer 0, , DLG-Prüfbericht 5175 F 4

5 Zusammenfassung und Beurteilung Sitze auf Ackerschleppern sollen durch geeignete Federung und Dämpfung Schwingungseinwirkungen vom Fahrer fernhalten. Mechanische oder luftgefederte Sitzsysteme gelangen vor allem auf unebenen Fahrbahnen schnell an ihre Grenzen. Der von John Deere zusammen mit Sears entwickelte Active Seat ist in der Lage, die Sitzfläche des Sitzes relativ unabhängig von den auf den Schlepper beziehungsweise den Kabinenboden einwirkenden Beschleunigungen und damit Bewegungen in senkrechter Richtung auf gleichem Niveau zu halten. Wenn die Sitzfläche in konstanter Höhe gehalten wird, treten keine oder nur noch geringe Beschleunigungswirkungen auf den Fahrer auf. Die Messungen haben gezeigt, daß der Active Seat den Fahrkomfort in einem großen Fahrgeschwindigkeitsbereich erhöht, wie es mit konventionellen Systemen so noch nicht gelungen ist. Auf Grund der elektronisch gesteuerten automatischen Funktion ist die Einstellung des Sitzes auf Fahrergewicht und -größe sehr einfach. Sie beschränkt sich auf die luftunterstützte Höheneinstellung und die Auswahl von soft (weich) und firm (straff) und eine Zwischenstellung, jeweils mit einem Kippschalter in der Armlehne. Benutzer des Sitzes müssen sich daran gewöhnen, daß es wie bei üblichen Sitzen auch, eine Relativbewegung zwischen Sitzfläche und Kabinenboden gibt. Bild 3: Gefederte Einzelradaufhängung (ILS) im Schlepper 8520 Bild 4: Ungefederte Standard-Vorderachse im Schlepper 8220 DLG-Prüfbericht 5175 F 5

6 Beschleunigungssensor Betätigungszylinder Zusätzlicher Luftbehälter Lagesensor Steuergerät (im Unterbau) Steuerventileinheit Bild 5: Systemskizze Prüfung Prüfungsdurchführung DLG-Prüfstelle für Landmaschinen Max-Eyth-Weg Groß-Umstadt Berichterstatter Dipl.-Landw. Friedrich Uhlig Ing. grad. Rüdiger Kaiser 7/2003 DLG Deutsche Landwirtschafts- Gesellschaft e.v. Prüfstelle für Landmaschinen Max-Eyth-Weg 1, D Groß-Umstadt Telefon: / , Fax: / [email protected] Internet: Deutsche Landwirtschafts- Gesellschaft e.v. Prüfstelle für Landmaschinen Lerchensteig 42, D Potsdam Telefon: 03 31/ , Fax: 03 31/ [email protected] Internet: Download aller DLG-Prüfberichte unter: DLG-Prüfbericht 5175 F 6