CH654259A5

CH654259A5 - Stufenlos verstellbares scharniergelenk, insbesondere fuer autositze.

Info

Publication number: CH654259A5
Application number: CH4716/81A
Authority: CH
Inventors: John Wayne Wiers; Daniel William Roper; Richard Frank Johnson
Original assignee: Rockwell International Corp
Priority date: 1980-07-30
Filing date: 1981-07-17
Publication date: 1986-02-14
Also published as: NL8103170A; ES504405A0; FR2487651A1; AU539975B2; GB2081371B; MX153030A; BE889778A; PT73380B; ES8204352A1; JPS5933378B2; PT73380A; SE8104281L; IE52524B1; FR2487651B1; DE3126142A1; IE811730L; SE450475B; IT8148996A0; KR830006035A; GB2081371A

Description

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein insbesondere für Autositze geeignetes stufenlos verstellbares Scharniergelenk zu finden, das eine sichere Verriegelung ermöglicht, grosse Kräfte aufnehmen kann, einen einfachen Aufbau und ein geringes Gewicht aufweist, und das sich insbesondere in Massenproduktion günstig herstellen lässt. Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt aufgrund der Merkmale des Anspruchs 1.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Sitzlehnenverstellung,

Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Linie 2-2 der Fig. 3, und

Fig. 3 eine unvollständige Darstellung entsprechend der Fig. 1, bei der die äussere Platte entfernt ist.

Der Mechanismus der Sitzlehnenverstellung 10 hat einen ersten Arm 12 und einen zweiten Arm 14, von denen der erste Arm dafür vorgesehen ist, mit dem Sitzteil und der zweite Arm 14 mit dem Lehnenteil eines Autositzes verbunden zu werden. In bevorzugter Ausführangsform sind diese Arme mit dem metallischen Sitzrahmen des Sitzteiles bzw. des Lehnenteiles durch Bolzen verbunden.

Der erste Arm 12 besteht aus zwei Platten 16 und 18, die den Arm 14 teilweise umschliessen. Ein Achszapfen 20 verbindet beide Platten als Schwenkachse mit dem zweiten Arm 14. Zwischen den Platten 16 und 18 sind ausserdem Blok-kierschuhe 22 und 24 um Achszapfen 26 und 28 schwenkbar gelagert, so dass sie sich in Richtung zueinander und voneinander weg schwenken lassen. Der Achszapfen 20 zwischen den Platten 16 und 18 dient auch als Abstandshalter für diese Platten.

In bevorzugter Ausführungsform hat der zweite Arm 14 eine kreisförmig verlaufende Reibungsfläche 30, deren Kreismittelpunkt in der Schwenkachse zwischen dem ersten Arm 12 und dem zweiten Arm 14 bzw. der Achse des Achszapfens 20 liegt. Vorzugsweise hat diese Reibungsfläche 30 einen V-förmigen Querschnitt. Die Blockierschuhe 22 und 24 haben an einem Ende jeweils eine eingeschnittene Rille 32 und 34 mit im wesentlichen V-förmigem Querschnitt, der der Querschnittsform der Reibungsfläche 30 des Armes 14 entspricht.

Vorzugsweise sind die Rillen 32 und 34 geradlinig eingeschnitten und verlaufen unter einem Winkel in Bezug auf die Linie, die den Achszapfen 20 mit dem Achszapfen 26 bzw. 28 verbindet. Dieser Winkel gewährleistet, dass der Kontakt zwischen den Rillen 32, 34 und der Reibungsfläche 30 des Armes 14 angenähert in der A-B-Richtung am Ende der Blockierschuhe 22 und 24 zentriert ist. Es ist jedoch auch möglich, dass die Rille 32, 34 gekrümmt entsprechend dem Verlauf der Reibungsfläche 30 verläuft.

Die Schwenkzapfen 20,26 und 28 sind so angeordnet, dass der Abstand des Schwenkzapfens 26 von der Kontaktstelle der Rille 32 des Blockierschuhs 20 mit der Reibungsfläche 30 kleiner ist als der Krümmungsradius der kreisförmig verlaufenden Reibungsfläche 30. Mit anderen Worten, ist der Weg zwischen dem Achszapfen 26 über die Kontaktstelle mit der Reibungsfläche 30 bis zu dem Achszapfen 20 grösser als der Abstand zwischen den Achszapfen 26 und 20. Die gleiche Bedingung gilt für den Blockierschuh 24 und seinen Achszapfen 28. Diese geometrische Beziehung gewährleistet ein Blockieren, wie noch näher erläutert wird.

Eine Einrichtung ist vorgesehen, um die Blockierschuhe 22 und 24 voneinander weg entgegen der Kraft einer Feder 36 ausser Eingriff mit der Reibungsfläche 30 an dem zweiten Arm 14 zu bewegen. Vorzugsweise besteht diese Einrichtung aus einem Hebelarm 38, der einen Freigabenocken 40 um den Achszapfen 26 schwenkt, so dass die Blockierschuhe 22 und 24 voneinander wegbewegt werden. Der Nocken 40 muss weit genug entfernt von den Achszapfen 26 und 28 angeordnet sein, so dass die auf die Blockierschuhe 22 und 24 ausgeübte Kraft ein ausreichendes Drehmoment erzeugt, um die Blockierschuhe ausser Blockierkontakt mit der Reibungsfläche 30 des Armes 14 zu bewegen. Eine Feder 41 hält den Hebelarm 38 in seiner normalen Position, in der der Nocken 40 nicht auf die Blockierschuhe 22 und 24 wirkt. Der Nocken 40 ist mit dem Hebelarm 38 starr durch einen Stift 50 verbunden. Es ist auch möglich, den Hebelarm 38 mit dem Stift 50 an einer oder beiden Seitenplatten 16,18 des ersten Armes 12 zu lagern, so dass sich der Nocken 40 durch seine feste Verbindung mit dem Hebelarm 38 um den Stift 50 schwenkt, um die Blockierschuhe 22,24 voneinander wegzu-schwenken.

Für die Bedienung der Sitzlehnenverstellung 10 wird der Freigabehebel 38 in der Richtung A nach oben bewegt, so dass durch Drehung des Nockens 40 die Blockierschuhe 22, 24 ihren Reibungskontakt mit der Reibungsfläche 30 des Armes 14 lösen. Der Sitzende stellt dann die Sitzlehne in die gewünschte Position, und um die Sitzlehne in dieser Position zu blockieren, muss er lediglich den Freigabehebel 38 loslassen, so dass der Nocken 40 die Blockierschuhe 22,24 freigibt und die Feder 36 sie in Reibungskontakt mit der Reibungsfläche 30 drückt. Sobald ein Reibungskontakt zwischen den Rillen 32 und 34 der Blockierschuhe 22 und 24 und der Reibungsfläche 30 zustande kommt, bewirkt ein Versuch, den Arm 14 bzw. die Sitzlehne vorwärts zu schwenken, eine Bewegung des Blockierschuhes 22 und damit eine Erhöhung der Blockierkräfte zwischen dem Arm 14 und dem Blockierschuh 22. Dies ergibt sich aufgrund der zuvor erwähnten Geometrie, indem die Keilkräfte zwischen der Reibungsfläche 30 und der Rille 32 sich im Verhältnis zu der an dem Arm 14 angewandten Vorwärtskraft erhöht. Die Blockierkraft wird über den Blockierschuh 22 weitergeleitet und von dem Achszapfen 26 aufgenommen. Auf entsprechende Weise wird eine Rückwärtsbewegung des Armes 14 bzw. der Sitzlehne durch den Blockierschuh 24 verhindert, der in grösseren Reibungskontakt mit der Reibungsfläche 30 aufgrund der rückwärts gerichteten Kraft an dem Arm 14 verkeilt wird. Für eine erneute Einstellung des Positionswinkels der Sitzlehne löst der Sitzende die Blockierschuhe 22,24 mittels des Hebelarmes 38 und seines Nockens 40. Der Schwenkbereich der Sitzlehne relativ zu dem Sitzteil des Sitzes wird durch einen an den Platten 16 und 18 des Armes 12 befestigten Bolzen 52 und einen Schlitz 54 in dem Arm 14 begrenzt, indem dieser Bolzen 52 in den Schlitz 54 eingreift.

Obwohl ein weiter Bereich von durch dei Rillen 32 und 34 eingeschlossenen Winkeln sowie für die Reibungsfläche 30 verwendet werden kann, ist ein Winkel von angenähert 18° vorzuziehen. Dieser Winkel genügt, um ausreichende Blockierkräfte zwischen der Reibungsfläche 30 und den Rillen 32, 34 der Klinken 22 und 24 zu erzielen. Es wurde ge-

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funden, dass eine Veränderung dieses Winkels eine andere Anordnung der Achszapfen 26 und 28 erfordert, um zu gewährleisten, dass sich das Scharniergelenk leicht entblockie-ren lässt. Es wurde gefunden, dass bei Verringerung des eingeschlossenen Winkels der Rillen 32, 34 und der Reibungsfläche 30 der Abstand zwischen den Achszapfen 26 und 38 vergrössert werden muss, um zu gewährleisten, dass die Kräfte zum Lösen der Blockierschuhe von der Reibungsfläche 30 eine akzeptierbare Grösse aufweisen. Dabei müssen die zuvor erwähnten geometrischen Rahmenbedingungen eingehalten werden.

Der Achszapfen 20, um den die-Arme 12,14 relativ zueinander schwenkbar sind, ist vorzugsweise starr mit dem zweiten Arm 14 verbunden, und eine Rückholfeder 42 ist mit ihrem einen Ende an dem Achszapfen 20 befestigt, während ihr anderes Ende an einem Flansch 44 des Armes 12 bzw. seiner Platte 18 angreift. Die Rückholfeder 42 erleichtert die Einstellung der Sitzlehne.

Statt eines im wesentlichen V-förmigen Querschnittes der Rillen 32 und 32 sowie der Reibungsfläche 30 können auch andere Querschnittsformen verwendet werden, um eine Blockierung zu erreichen. Beispielsweise könnten beide Blockierschuhe sowie die Gegenfläche an dem Art 14 einen U-förmigen Querschnitt haben. Weiterhin können verschiedene Mittel vorgesehen sein, um die Blockierschuhe 22 und 24 von dem Kontakt mit der Reibungsfläche 30 zu lösen.

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1 Blatt Zeichnungen

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PATENTANSPRÜCHE

1. Stufenlos, verstellbares Scharniergelenk mit einem ersten (12) und zweiten Gelenkarm (14), die um einen Achszapfen (20) schwenkbar sind, wobei an dem zweiten Schwenkarm eine kreisförmig verlaufende Reibungsfläche (30) vorgesehen ist, gekennzeichnet durch ein schwenkbar an dem ersten Gelenkarm (12) gelagertes Paar von Blockierschuhen (22,24), die zueinander und voneinander weg um sich im Abstand voneinander befindende Achsen in Kontakt mit mindestens einer Stelle der kreisförmigen Reibungsfläche (30) an dem zweiten Arm (14) schwenkbar sind, deren Krümmungsmittelpunkt in der Schwenkachse (20) zwischen den Gelenkarmen (12,14) liegt, eine Einrichtung (36), die die Blockierschuhe (22,24) in Richtung gegeneinander drückt, wobei an einem Ende jedes Blockierschuhs (22,24) eine Rille (32,34) vorgesehen ist und die Reibungsfläche (30) an dem zweiten Gelenkarm (14) einen Querschnitt aufweist, der in die Rille der Blockierschuhe passt, eine Federeinrichtung (36), die die mit einer Rille versehenen Enden der Blockierschuhe in KeileingrifF mit der Reibungsfläche (30) des zweiten Gelenkarmes drückt, wobei eine Relativverdrehung zwischen dem ersten und zweiten Gelenkarm (12,14) verhindert wird durch den Keileingriff zwischen dem einen oder dem anderen Blockierschuh (22,24) mit der Reibungsfläche (30) des Gelenkarmes (14), der gegeben ist durch die Reibungskraft in Richtung des einen oder anderen Blockierschuhes, und eine Freigabeeinrichtung (38), durch die die Blockierschuhe entgegen der Wirkung der Federeinrichtung (36) voneinander weg ausser Eingriff mit der Reibungsfläche (30) an dem zweiten Gelenkarm (14) beweglich sind, um eine Relativbewegung zwischen dem ersten und zweiten Gelenkarm (12,14) zu ermöglichen.
2. Scharniergelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an dem zweiten Gelenkarm (14) ein Schlitz (54) vorgesehen ist, in den ein an dem ersten Gelenkarm (12) befestigter Bolzen (52) eingreift zur Begrenzung der relativen Schwenkbewegung zwischen dem ersten und zweiten Gelenkarm (12,14).
3. Scharniergelenk nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Federeinrichtung (42), die bestrebt ist, den zweiten Gelenkarm (14) in einer Richtung zu bewegen.
4. Scharniergelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rille (32,34) an einem Ende der Blockierschuhe (22,24) un die Reibungsfläche (30) an dem zweiten Gelenkarm (14) einen V-förmigen Querschnitt aufweisen, so dass die Reibungsfläche (30) in die Rille (32,34) passt.
5. Scharniergelenk nach Anspruch 3, wobei der erste und zweite Gelenkarm (12,14) im Winkel zueinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Federeinrichtung (42) bestrebt ist, den zweiten Gelenkarm (14) in Richtung zu dem ersten Gelenkarm (12) zu schwenken.
6. Scharniergelenk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Federeinrichtung (36), die bestrebt ist, die Blockierschuhe (22,24) zueinander zu bewegen, die Blok-kierschuhe in Kontakt mit der Reibungsfläche (30) an dem zweiten Gelenkarm (14) drückt, damit sich der Blockierschuh an seinem Schwenkzapfen (26,28) abstützt, so dass sich die Kraft des Reibungseingriffes durch eine Keilwirkung erhöht, wodurch ein Verschwenken des ersten Gelenkarmes (12) gegenüber dem zweiten Gelenkarm (14) in einer Richtung durch einen der Blockierschuhe (22,24) blockiert ist.
7. Scharniergelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Weg von der Schwenkachse (26,28) eines Blockierschuhes (22,24) über die Kontaktstelle des Endes des Blockierschuhes (22,24) mit der kreisförmig verlaufenden Reibungsfläche (30) des zweiten Gelenkarmes (14) bis zu der Schwenkachse (20) zwischen beiden Gelenkarmen (12,

14) grösser ist als der Abstand zwischen den Schwenkachsen (26,28) der Blockierschuhe und dieser Schwenkachse (20).
8. Autositz mit einem Scharniergelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der eine 5 Gelenkarm (12) mit dem Rahmen des Sitzteiles und der andere Gelenkarm (14) mit dem Rahmen der Lehne des Sitzes verbunden ist.

Stufenlos verstellbare Scharnierglenke sind für die Lehnenverstellung von Fahrzeugsitzen bekannt, jedoch besteht 15 bei ihnen die Schwierigkeit, eine ausreichend grosse Verriegelungskraft zu erzeugen, um schlagartigen Belastungen der Sitzlehne zu widerstehen, wie es für die Sicherheit des Fahrers erforderlich ist. Ausserdem sind viele dieser bekannten Lehnenverstellungen kompliziert im Aufbau und daher teuer 20 in der Massenproduktion. Zahlreiche Sitzlehnenverstellungen sind deshalb so ausgeführt, dass sie nur stufenweise verstellbar sind.

Ein Ausführungsbeispiel eines stufenlos verstellbaren Scharniergelenkes für eine Sitzlehne ist durch die US-PS 25 4 070 058 bekannt. Es hat ein Paar von Nockenorganen, die um eine Achse innerhalb eines Gehäuses schwenkbar sind. Die Nockenorgane sind an einem Ende in Kontakt mit einer Nockenfläche und am anderen Ende mit einer Verriegelungsfläche, so dass die Drehung durch den Druck des Nok-30 kenorganes in Verriegelungseingriff mit der Verriegelungsfläche verhindert wird, falls eine Bewegung der anderen Nockenfläche versucht wird. Eine solche Konstruktion ermöglicht nicht eine positive Verriegelungskraft, wie sie durch die vorliegende Erfindung erreicht wird. Ausserdem sind 35 zahlreiche Teile erforderlich, die die Herstellung einer Lehnenverstellung verteuern.

Die US-PS 3 423 785 beschreibt einen Mechanismus zur Einstellung einer Position, für den ein Zahnradgetriebe verwendet wird, um bei einer begrenzten Schwenkbewegung 40 zwischen einer Lehne und dem Sitzteil eines Sitzes eine wesentliche Drehung einer Reibtrommel zu erzeugen. Die Reibtrommel ist mit einer Spiralfeder versehen, die als Reibungsbremse wirkt und somit die Lehne gegenüber dem Sitzteil blockiert. Die Blockierkraft ist weit geringer als sich auf-45 grand der vorliegenden Erfindung ergibt. Ein ähnlicher Mechanismus für eine Sitzlehnenverstellung ist durch die US-PS 3 508 294 bekannt.

Die US-PS 3 315 298 beschreibt verschiedene Ausführungsformen einer Sitzlehnenverstellung, die eine schnecken-50 förmige Nockenfläche an einer drehbaren Platte verwenden, um die Position eines Elementes zu bestimmen, das fest mit der Sitzlehne verbunden ist. Eine Bewegung der Sitzlehne wird behindert, indem das Element senkrecht zu der Steuerfläche bewegt wird. Da nur eine Neigung in einem schmalen 55 Winkelbereich zwischen dem Element und der Nockenfläche existiert, dreht sich die Nockenfläche aufgrund der Reibungskraft nicht. Die auf diese Weise erzielten Kräfte sind verhältnismässig gering im Vergleich zu denjenigen, die durch die vorliegende Erfindung erzielt werden. Ausserdem 60 ist die schneckenförmige Fläche aufwendig herzustellen, so dass der Mechanismus für eine Massenproduktion wenig geeignet ist.

Die US-PS 3 237 987 beschreibt einen Verriegelungsmechanismus, der zwei Gruppen von Rollen aufweist, von de-65 nen jede zwischen einer zylindrischen Fläche, die mit der Sitzlehne verbunden ist, und einer feststehenden geneigten Fläche verklemmbar ist. Jede Bewegung der Sitzlehne rückwärts oder vorwärts führt zum Kontakt der einen oder ande-

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ren Grappe von Rollen mit der geneigten Fläche, so dass sich eine weitere Verklemmung bzw. Verkeilung der Rollen gegen die zylindrische Fläche ergibt. Die dabei erzeugten Reibungskräfte verhindern eine Bewegung der Sitzlehne. Die Betätigung eines Freigabemechanismus in einer Richtung ermöglicht die Bewegung des Sitzes in der entgegengesetzten Richtung nur, weil nur eine Gruppe von Rollen zu einer Zeit von der Verkeilungsfläche wegbewegt werden kann. Der Mechanismus gemäss der vorliegenden Erfindung lässt sich jedoch mit wesentlich geringerem Aufwand in Massenproduktionstechnik herstellen als gemäss diesem Stand der Technik.

Andere Beispiele für stufenlos verstellbare Sitzlehnenverstellungen sind in den US-PS 2112 265 und 3 195 952 beschrieben.