DE102005018148A1

DE102005018148A1 - Clamp body connecting unit for servo unit, has outer and inner rings forming double clamping ramp, so that clamping roller has clamping effect during relative motion of outer ring opposite to inner ring in each direction of rotation

Info

Publication number: DE102005018148A1
Application number: DE102005018148A
Authority: DE
Inventors: Harald Hochmuth; Thomas Dirnberger
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2005-04-20
Filing date: 2005-04-20
Publication date: 2006-10-26
Anticipated expiration: 2025-04-21
Also published as: DE102005018148B4

Abstract

The unit has outer and inner rings (2,3) between which a gap space (4) is formed. A clamp roller (9) is arranged in the space that includes sections that are arranged one behind the other. The rollers are arranged in the respective sections. The rings in the section form a double clamping ramp (6), so that the roller has a clamping effect during relative motion of the outer ring opposite to the inner ring in each direction of rotation.

Description

Gebiet der ErfindungTerritory of invention

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Klemmkörperschaltwerk, welches insbesondere als Teil einer Stelleinrichtung, beispielsweise in einem Fahrzeugsitz, verwendbar ist.The The present invention relates to a sprag clutch, which in particular as part of an actuating device, for example in a vehicle seat, is usable.

Hintergrund der Erfindungbackground the invention

Ein Klemmkörperschaltwerk als Teil einer Sitzverstellung ist beispielsweise aus der EP 1 144 219 B1 bekannt. Das Klemmkörperschaltwerk bildet zusammen mit einem Klemmkörpergesperre eine Stelleinrichtung, mit der beispielsweise die Sitzhöhe eines Fahrzeugsitzes verstellt werden kann. Einzelne Klemmrollen des Klemmkörperschaltwerks werden jeweils durch Federkraft gegen Klemmrampen gedrückt, um die Klemmwirkung in einer der möglichen Drehrichtungen zu erreichen. Wird das Klemmkörperschaltwerk nicht betätigt, so kehren die Klemmrollen durch Federkraft selbsttätig in eine Neutralposition zurück. Mehrere Radiallager dienen der Zentrierung des Klemmkörperschaltwerkes sowie des damit zusammenwirkenden schaltbaren Klemmkörpergesperres.A sprag mechanism as part of a seat adjustment is for example from the EP 1 144 219 B1 known. The sprag clutch mechanism, together with a Klemmkörpergesperre an adjusting device with which, for example, the seat height of a vehicle seat can be adjusted. Individual clamping rollers of the sprag clutch mechanism are each pressed by spring force against clamping ramps in order to achieve the clamping effect in one of the possible directions of rotation. If the sprag clutch mechanism is not actuated, the pinch rollers automatically return to a neutral position by spring force. Several radial bearings are used to center the sprag mechanism and the cooperative switchable Klemmkörpergesperres.

Aufgabe der ErfindungTask of invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Klemmkörperschaltwerk, insbesondere für eine Sitzverstellung in einem Kraftfahrzeug, anzugeben, welches sich bei konstruktiv einfachem Aufbau durch ein besonders günstiges Verhältnis zwischen benötigtem Bauraum und übertragbarem Drehmoment auszeichnet.Of the Invention is based on the object, a sprag clutch, in particular for a seat adjustment in a motor vehicle, indicate which is constructive simple structure by a particularly favorable relationship between benötigtem Space and transferable Torque is distinguished.

Zusammenfassung der ErfindungSummary the invention

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Klemmkörperschaltwerk mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Dieses Klemmkörperschaltwerk weist als Antriebs- sowie als Abtriebselement einen Außenring sowie einen Innenring auf, wobei in der Regel der Außenring als Antriebselement und der Innenring als Abtriebselement fungiert, jedoch bei entsprechend angepasster Konstruktion auch eine umgekehrte Funktionsweise möglich ist. Zwischen dem Außen- und dem Innenring ist ein Spaltraum gebildet, in dem Klemmrollen angeordnet sind, wobei ein Drehmoment vom Antriebs- zum Abtriebselement in beide Drehrichtungen übertragbar ist. Der Spaltraum weist in Umfangsrichtung mehrere hintereinander angeordnete Abschnitte auf, in denen jeweils nur eine einzige Klemmrolle angeordnet ist. Im Folgenden wird stets der Begriff Klemmrollen verwendet, wenngleich es sich hierbei ebenso um Klemmkörper mit anderer Geometrie, beispielsweise um Kugeln oder um Kegelrollen, handeln kann.These The object is achieved by a sprag mechanism having the features of claim 1. This sprag clutch mechanism has as drive and as an output element an outer ring and an inner ring on, which is usually the outer ring acts as a drive element and the inner ring as the output element, However, with an adapted construction also a reverse Mode of operation possible is. Between the outside and the inner ring is a gap formed in the pinch rollers are arranged, wherein a torque from the drive to the output element in both directions of rotation transferable is. The gap has several successively in the circumferential direction arranged sections, in each of which only a single pinch roller is arranged. The following is always the term pinch rollers used, although this is also clamp body with other geometry, for example around balls or around tapered rollers, can act.

In dem Abschnitt, in dem sich die Klemmrolle befindet, ist eine Doppelklemmrampe gebildet, mit welcher die Klemmrolle zusammenwirkt. Die durch die Form der Innenklemmbahn am Innenring sowie der Außenklemmbahn am Außenring gegebene Doppelklemmrampe ist derart ausgestaltet, dass ein und dieselbe Klemmrolle sowohl eine Klemmwirkung bei einer Rotation des Außenrings gegenüber dem Innenring im Uhrzeigersinn als auch bei einer Rotation im entgegengesetzten Sinn hat. Unabhängig davon, in welcher Richtung im Klemmkörperschaltwerk ein Drehmoment vom Antriebs- auf das Abtriebselement übertra gen wird, sind somit sämtliche Klemmrollen in Funktion. Das Klemmkörperschaltwerk ermöglicht damit bei einfachem und kompaktem Aufbau die Übertragung eines vergleichsweise großen Drehmoments. Zudem ist eine Drehrichtungsumkehr mit besonders geringem Kraftaufwand möglich. Bei jedem möglichen Betriebszustand ist das Klemmkörperschaltwerk praktisch geräuschlos.In the section where the pinch roller is located is a double clamp ramp formed, with which the pinch roller cooperates. The by the Shape of the inner clamping track on the inner ring and the outer clamping track on the outer ring given double clamping ramp is designed such that one and the same Pinch roller both a clamping action during rotation of the outer ring across from the inner ring clockwise as well as a rotation in the opposite Has meaning. Independently of which, in which direction in the sprag clutch, a torque from the drive to the output element transmis gene are thus all Pinch rollers in function. The sprag mechanism makes it possible in a simple and compact design, the transmission of a comparatively huge Torque. In addition, a reversal of direction is particularly low Effort possible. At every possible Operating state is the sprag mechanism practically noiseless.

In bevorzugter Ausgestaltung ist jede Klemmrolle zwischen zwei im Spaltraum angeordneten, relativ zueinander verschwenkbaren Käfigelementen federnd gelagert. Durch die federnde Lagerung wird die Klemmrolle im Neutralzustand, d.h. solange kein Drehmoment vom Antriebs- auf das Abtriebselement übertragen wird, in der Mitte des jeweiligen Abschnitts und damit symmetrisch in der Doppelklemmrampe gehalten. In diesem Zustand kann die Klemmrolle vom Innenring zumindest geringfügig beabstandet sein. Dies ist insbesondere in Anwendungsfällen von Vorteil, in denen eine Rotation des Abtriebselements ohne Einflüsse des Klemmkörperschaltwerks möglich sein soll. Das Abheben der Klemmrolle vom Innenring kann beispielsweise durch an den Käfigelementen angebrachte Aushebekonturen, die die Klemmrolle teilweise untergreifen, bewerkstelligt werden.In preferred embodiment, each pinch roller between two in the gap arranged, relative to each other pivotable cage elements spring-mounted. Due to the resilient storage is the pinch roller in the neutral state, i. as long as no torque from the drive on transmit the output element becomes, in the middle of the respective section and thus symmetrically held in the double clamp ramp. In this state, the pinch roller at least slightly spaced from the inner ring be. This is particularly advantageous in applications in which a rotation of the output element without influences of the sprag mechanism possible should be. The lifting of the pinch roller from the inner ring, for example through at the cage elements mounted Aushebekonturen that partially attack the pinch roller, be accomplished.

Prinzipiell ist es möglich, jeder Klemmrolle separate Käfigelemente zuzuordnen. Vorzugsweise jedoch sind die der Positionierung der Klemmrollen dienenden Käfigelemente zu zwei ringförmigen, in den Spaltraum eingreifenden oder vollständig im Spaltraum angeordneten, gegen die Kraft mindestens einer Rückstellfeder gegeneinander verschwenkbaren Käfigen zusammengefasst. Jeder der beiden Käfige ist eingeschränkt im Spaltraum drehbar. Hierbei weist jeder Käfig einen ersten Anschlag an einem der Ringe, vorzugsweise am Außenring, und einen zweiten Anschlag an einem nicht rotierbaren Gehäuse auf. Die Anschläge der Käfige sind derart angeordnet, dass bei einer Drehung eines der Ringe, vorzugsweise des Außenrings, relativ zum anderen Ring einer der Käfige mit dem gedrehten Ring mitgedreht wird, während der zweite Käfig durch den Anschlag am Gehäuse in der ursprünglichen Winkelposition bleibt. Bei jeder Drehung des Außenrings relativ zum Innenring werden somit die Käfige zueinander verschwenkt und die mindestens eine Rückstellfeder gespannt.In principle, it is possible to assign each pinch roller separate cage elements. Preferably, however, the cage elements serving to position the pinch rollers are combined into two annular cages engaging in the gap or arranged completely in the gap, against the force of at least one return spring. Each of the two cages is limited rotatable in the gap. In this case, each cage has a first stop on one of the rings, preferably on the outer ring, and a second stop on a non-rotatable housing. The stops of the cages are arranged such that upon rotation of one of the rings, preferably the outer ring, relative to the ring of which one of the cages is rotated with the turned ring, while the second cage remains in the original angular position by the stop on the housing. With each rotation of the outer ring relative to the inner ring thus the cages are pivoted to each other and stretched the at least one return spring.

Zu Beginn der beschriebenen Drehbewegung, d.h. in Neutralstellung, ist, wie oben erwähnt, die Klemmrolle symmetrisch in der Doppelklemmrampe angeordnet. Ebenso sind die Käfigelemente, zwischen denen die Klemmrolle federnd gelagert ist, symmetrisch zur Doppelklemmrampe angeordnet. Die genannten Käfigelemente sind Teile der verschiedenen Käfige, so dass bei der Verschwenkung eines der Ringe, typischerweise des als Antriebselemente dienenden Außenrings, eines der Käfigelemente in unveränderter Position bleibt, während sich das zweite Käfigelement mit dem betreffenden Ring mitdreht. Die federnde Lagerung der Klemmrolle zwischen den Käfigelementen ist derart ausgelegt, dass eine Federkraft in Richtung der Mitte zwischen den beiden Käfigelementen wirkt. Da nur eines der Käfigelemente mit dem rotierenden Ring geschwenkt wird, während das andere Käfigelement aufgrund des Anschlags am Gehäuse ortsfest bleibt, vollzieht der genannte Mittelbereich zwischen den Käfigelementen, in welchem sich ursprünglich die Klemmrolle befand, eine Schwenkbewegung, deren Winkelgeschwindigkeit der halben Winkelgeschwindigkeit des rotierenden Rings entspricht. Somit kommt es zu einer Relativbewegung zwischen der Doppelklemmrampe, die mit dem Ring, in der Regel mit dem Außenring, rotiert und dem Mittelbereich zwischen den die Position der Klemmrolle in Neutralstellung bestimmenden Käfigelementen. Die Klemmrolle wird somit in der Doppelklemmrampe verlagert, so dass die gewünschte Klemmwirkung eintritt. Dieser Vorgang funktioniert unabhängig davon, in welcher Richtung der Außenring relativ zum Innenring gedreht wird. Es ist somit nicht erforderlich, verschiedene Klemmrollen vorzusehen, die die Drehmomentübertragung in den unterschiedlichen Drehrichtungen bewirken.To Beginning of the described rotational movement, i. in neutral position, is, as mentioned above, the Clamping roller arranged symmetrically in the double clamping ramp. As well are the cage elements, between where the pinch roller is resiliently mounted, symmetrical to the double clamping ramp arranged. The mentioned cage elements are parts of the different cages, so when pivoting one of the rings, typically the serving as drive elements outer ring, one of the cage elements in unchanged Position remains while the second cage element with the ring in question. The resilient mounting of the pinch roller between the cage elements is designed so that a spring force in the direction of the center between the two cage elements acts. Because only one of the cage elements is pivoted with the rotating ring, while the other cage element due to the stop on the housing remains stationary, the mentioned middle range between the Cage elements, in which originally the pinch roller was a pivoting movement whose angular velocity the half angular velocity of the rotating ring corresponds. Thus, there is a relative movement between the double clamping ramp, the one with the ring, usually with the outer ring, rotates and the middle area between the determining the position of the pinch roller in neutral position Cage elements. The pinch roller is thus displaced in the double clamping ramp, so that the desired clamping effect entry. This process works regardless of which direction the outer ring is rotated relative to the inner ring. It is therefore not necessary to provide different pinch rollers, the torque transmission effect in the different directions of rotation.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigen: following is an embodiment of Invention explained in more detail with reference to a drawing. Herein show:

Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description the drawing

1 und 2 in verschiedenen Ansichten ein Klemmkörperschaltwerk in Neutralstellung, 1 and 2 in different views a sprag mechanism in neutral position,

3 das Klemmkörperschaltwerk nach 1 und 2 in drehmomentübertragender Stellung. 3 the sprag mechanism after 1 and 2 in torque transmitting position.

Ausführliche Beschreibung der ZeichnungFull Description of the drawing

Ein Klemmkörperschaltwerk 1 einer nicht weiter dargestellten Sitzverstellung für einen Fahrzeugsitz umfasst einen Außenring 2 als Antriebselement und einen Innenring 3 als Abtriebselement. Zwischen den Ringen 2, 3 ist ein Spaltraum 4 gebildet, der in Abschnitte 5 unterteilt ist. Während die Oberfläche des Innenrings 3 vollständig zylindrisch ist, ist durch den Außenring 2 in jedem Abschnitt 5 eine Doppelklemmrampe 6 gebildet. Diese ist wie der gesamte Abschnitt 5 symmetrisch zu einer die Achse A des Klemmkörperschaltwerks 1 schneidenden Ebene E ausgebildet und umfasst zwei Rampenabschnitte 7, 8, die von der Ebene E ausgehen und mit zunehmendem Abstand von dieser Ebene E einen geringer werdenden Abstand zum Innenring 3 aufweisen.A sprag mechanism 1 a non-illustrated seat adjustment for a vehicle seat includes an outer ring 2 as a drive element and an inner ring 3 as output element. Between the rings 2 . 3 is a gap 4 formed into sections 5 is divided. While the surface of the inner ring 3 is completely cylindrical, is through the outer ring 2 in every section 5 a double clamp ramp 6 educated. This is like the entire section 5 symmetrical to one axis A of the sprag clutch 1 formed cutting plane E and includes two ramp sections 7 . 8th emanating from the plane E and with increasing distance from this plane E a decreasing distance to the inner ring 3 exhibit.

In der in 1 dargestellten Neutralstellung des Klemmkörperschaltwerks 1 befindet sich eine Klemmrolle 9 mittig im Abschnitt 5. Die Klemmrolle 9 ist etwas vom Innenring 3 abgehoben, so dass sich dieser ohne Beeinflussung durch die Klemmrollen 9 um einen Zentrierbolzen 10 drehen kann. Zur Führung der Klemmrollen 9 im Spaltraum 4 sind zwei Käfige 11, 12 vorgesehen. Jeder der Käfige 11, 12 weist Käfigelemente 13, 14 auf, die mittels Anschläge bildenden Vorsprüngen 15, 16 jeweils in einer Drehrichtung am Außenring 2 angeschlagen sind. In Umfangsrichtung des Spaltraums 4 wechselt sich jeweils ein Käfigelement 13 des ersten Käfigs 11 mit einem Käfigelement 14 des zweiten Käfigs 12 ab. Die Vorsprünge 15, 16 der Käfigelemente 13, 14 greifen derart in Aussparungen 17 des Außenrings 2 ein, dass die beiden Käfige 11, 12 in entgegengesetzte Richtungen aus der dargestellten Position heraus verschwenkbar sind. Innerhalb jeder Aussparung 17 liegen sich jeweils ein Vorsprung 15 des ersten Käfigs 11 und ein Vorsprung 16 des zweiten Käfigs 12 durch eine Rückstellfeder 18 gegeneinander verspannt gegenüber. Auf der in Umfangsrichtung den Vorsprüngen 15, 16 abgewandten Seiten weisen die Käfigelemente 13, 14 jeweils Haltekonturen 19, 20 auf, auch als Aushebekonturen bezeichnet, mittels derer die Klemmrolle 9 von dem Innenring 3 abgehoben wird. Um die Klemmrolle 9 in Neutralposition zwischen den Käfigelementen 13, 14, das heißt im Dach der Doppelklemmrampe 6, zu zentrieren, sind zwischen die Klemmrolle 9 und die Käfigelemente 13, 14 Freilauffedern 21 gespannt. Die Federkraft der Freilauffedern 21 ist geringer als die Federkraft der zwischen den Käfigen 11, 12 wirkenden Rückstellfeder 18.In the in 1 illustrated neutral position of the sprag clutch mechanism 1 there is a pinch roller 9 in the middle of the section 5 , The pinch roller 9 is something of the inner ring 3 lifted, so that this without interference from the pinch rollers 9 around a centering pin 10 can turn. To guide the pinch rollers 9 in the gap 4 are two cages 11 . 12 intended. Each of the cages 11 . 12 has cage elements 13 . 14 on, by means of stops forming projections 15 . 16 each in one direction of rotation on the outer ring 2 are struck. In the circumferential direction of the gap 4 each one cage element changes 13 of the first cage 11 with a cage element 14 the second cage 12 from. The projections 15 . 16 the cage elements 13 . 14 so grab in recesses 17 of the outer ring 2 one that the two cages 11 . 12 in opposite directions from the position shown are pivotable. Inside each recess 17 are each a lead 15 of the first cage 11 and a lead 16 the second cage 12 by a return spring 18 braced against each other. On the circumferential direction of the projections 15 . 16 opposite sides have the cage elements 13 . 14 each holding contours 19 . 20 referred to as Aushebekonturen by means of which the pinch roller 9 from the inner ring 3 is lifted. To the pinch roller 9 in neutral position between the cage elements 13 . 14 that is in the roof of the double clamping ramp 6 To center are between the pinch roller 9 and the cage elements 13 . 14 Freewheel springs 21 curious; excited. The spring force of the freewheel springs 21 is less than the spring force between the cages 11 . 12 acting return spring 18 ,

Jeder der Käfige 11, 12 weist eine einseitige Fixierung nicht nur am Außenring 2, sondern, wie in 2 symbolisch dargestellt, auch an einem ortsfesten Gehäuse 22 auf. Hierbei greift eine einen ersten Anschlag bildende Nase 23 des Käfigs 11 sowie eine einen zweiten Anschlag bildende Nase 24 des Käfigs 12 in ein Fenster 25, 26 einer Gehäuseschale 27, 28 ein.Each of the cages 11 . 12 has a one-sided fixation not only on the outer ring 2 but, as in 2 shown symbolically, even on a stationary housing 22 on. This engages a first stop forming nose 23 of the cage 11 and a nose forming a second stop 24 of the cage 12 in a window 25 . 26 a housing shell 27 . 28 one.

In der in 3 dargestellten, drehmomentübertragenden Position ist der Außenring 2 um einen Winkel α gegenüber dem Innenring 3 verdreht. Das Käfigelement 13 des ersten Käfigs 11 ist dabei aufgrund der Fixierung an der Gehäuseschale 27 im Vergleich zur Anordnung nach 1 in unveränderter Position. Dagegen ist das zweite Käfigelement 14 aufgrund des Anschlags an der Aussparung 17 um den Winkel α verschwenkt. Auf diese Weise kommt es zu einer unsymmetrischen Positionierung der Klemmrolle 9 in der Doppelklemmrampe 6, wodurch die gewünschte Klemmwirkung hergestellt wird. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist somit eine Drehmomentübertragung im Uhrzeigersinn möglich. In identischer Weise fungiert die Klemmrolle 9 auch als drehmomentübertragendes Element bei einem Antrieb in entgegengesetzter Richtung.In the in 3 shown, torque transmitting position is the outer ring 2 at an angle α relative to the inner ring 3 twisted. The cage element 13 of the first cage 11 is due to the fixation on the housing shell 27 compared to the arrangement according to 1 in unchanged position. In contrast, the second cage element 14 due to the stop at the recess 17 pivoted by the angle α. In this way, there is an asymmetrical positioning of the pinch roller 9 in the double clamp ramp 6 , whereby the desired clamping effect is produced. In the illustrated embodiment, thus a torque transmission in the clockwise direction is possible. In an identical way, the pinch roller acts 9 also as a torque-transmitting element in a drive in the opposite direction.

11: KlemmkörperschaltwerkSprag derailleur
22: Außenringouter ring
33: Innenringinner ring
44: Spaltraumgap
55: Abschnittsection
66: DoppleklemmrampeDoppleklemmrampe
77: Rampenabschnittramp section
88th: Rampenabschnittramp section
99: Klemmrollepinch roller
1010: Zentrierbolzencentering
1111: KäfigCage
1212: KäfigCage
1313: Käfigelementcage element
1414: Käfigelementcage element
1515: Vorsprunghead Start
1616: Vorsprunghead Start
1717: Aussparungrecess
1818: RückstellfederReturn spring
1919: Haltekonturretaining contour
2020: Haltekonturretaining contour
2121: FreilauffederFreewheel spring
2222: Gehäusecasing
2323: Nasenose
2424: Nasenose
2525: Fensterwindow
2626: Fensterwindow
2727: Gehäuseschaleshell
2828: Gehäuseschaleshell
αα: Winkelangle
AA: Achseaxis
Ee: Ebenelevel

Claims

Clamping mechanism ( 1 ), in particular for an adjusting device for adjusting a motor vehicle seat, with an outer ring ( 2 ) and an inner ring ( 3 ), which form a drive and an output element, and between which a gap space ( 4 ) is formed in the clamping rollers ( 9 ) are arranged, characterized in that the gap space ( 4 ) a plurality of circumferentially successively arranged sections ( 5 ), in which in the circumferential direction in each case a single pinch roller ( 9 ), wherein the inner ring ( 3 ) and the outer ring ( 2 ) in the section ( 5 ) a double clamping ramp ( 6 ), which is designed such that the pinch roller ( 9 ) a clamping action during a relative movement of the outer ring ( 2 ) in relation to the inner ring ( 3 ) in each direction of rotation.

Clamping mechanism ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the pinch roller ( 9 ) between two in the gap space ( 4 ), pivotable to each other cage elements ( 13 . 14 ) is spring-mounted.

Clamping mechanism ( 1 ) according to claim 2, characterized in that the pinch roller ( 9 ) by means of a Aushebekontur ( 19 . 20 ) of the cage elements ( 13 . 14 ) of the inner ring ( 3 ) can be lifted.

Clamping mechanism ( 1 ) according to claim 2 or 3, characterized in that two each consist of a plurality of cage elements ( 13 . 14 ) formed annular cages ( 11 . 12 ) against the force of at least one return spring ( 18 ) are mutually pivotable.

Clamping mechanism ( 1 ) according to claim 4, characterized in that each cage ( 11 . 12 ) a first stop ( 15 . 16 ) on the outer ring ( 2 ) as well as a second stop ( 23 . 24 ) on a non-rotatable housing ( 22 ), wherein upon rotation of the outer ring ( 2 ) relative to the inner ring ( 3 ) one of the cages ( 11 . 12 ) with the outer ring ( 2 ), while the second cage ( 12 . 11 ) remains in unchanged angular position.