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Die Erfindung betrifft einen Lineareinsteller für einen Fahrzeugsitz mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruches 1.
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In der
DE 101 38 893 C1 ist ein als Sitzschienen-Paar ausgebildeter Lineareinsteller dieser Art beschrieben, bei welchem eine Spindel mit großer Steigung drehfest an der ersten Schiene in axialer Richtung angeordnet ist, während eine Spindelmutter auf der Spindel sitzt, mit dieser kämmt und drehbar (und ortsfest) an der zweiten Schiene gelagert ist. An der ersten Schiene ist ferner parallel zur Spindel eine Zahnstange gelagert, welche senkrecht zur axialen Richtung beweglich ist und mit der Spindelmutter auf deren Außenseite in Zahneingriff bringbar ist, um den Lineareinsteller zu verriegeln.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Lineareinsteller der eingangs genannten Art zu verbessern. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Lineareinsteller mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die Spindel und die Spindelmutter sind im verriegelten Zustand der Verriegelungsvorrichtung miteinander verriegelt, wenn die wenigstens eine Sperrscheibe (mit einer entsprechenden Materialpartie) in einem der Ringkanäle angeordnet ist. Im entriegelten Zustand ist die wenigstens eine Sperrscheibe außerhalb der Ringkanäle angeordnet, so dass sie entlang der Spindel verschoben werden kann. Die Ringkanäle sind vorzugsweise in axialer Richtung gleichmäßig verteilt. Die Ringkanäle sind vorzugsweise durch Rippen voneinander getrennt, so dass im verriegelten Zustand in axialer Richtung eine Überdeckung zwischen den Rippen und der wenigstens einen Sperrscheibe besteht.
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Für die Bewegung der wenigstens einen Sperrscheibe ist eine Steuerhülse vorgesehen, welche eine Drehbewegung in eine Bewegung der wenigstens einen Sperrscheibe mit einer Komponente in radialer Richtung umsetzt. Hierfür ist vorzugsweise an der Steuerhülse ein Steuernocken vorgesehen, welcher mit einer entsprechenden Steuerkontur an der wenigstens einen Sperrscheibe zusammenwirkt. Bauraumsparend und zum Schutz der Verriegelungsvorichtung ist vorzugsweise ein in radialer Richtung geschichteter Aufbau vorgesehen, d. h. die Steuerhülse umschließt die wenigstens eine Sperrscheibe, welche wiederum die Spindel umschließt.
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Für eine definierte Bewegung kann die wenigstens eine Sperrscheibe um eine zur Spindel parallel versetzte Drehachse drehbar sein, beispielsweise indem sie mittels Bolzen oder dergleichen an einer Deckscheibe der Spindelmutter oder einer die Spindelmutter lagernden Deckscheibe gelagert ist. Um die Überdeckung (und damit die Festigkeit der Verriegelungsvorrichtung) zu erhöhen, können mehrere Sperrscheiben mit unterschiedlichen Drehachsen vorgesehen sein, welche beispielsweise in Umfangsrichtung um die Spindel herum angeordnet sind.
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Beim erfindungsgemäßen Lineareinsteller werden durch die Trennung der Schienenführung und der Verriegelung kritische Flankenwinkel vermieden, welche das Bestreben haben, auszusteuern. Die Lastaufnahmefähigkeit in axialer Richtung kann mittels einer erhöhten Anzahl der Steuerscheiben vergrößert werden. An den Schienen entfallen die produktionstechnisch aufwendigeren Reihen von Verriegelungselementen (Rasten). Die Verriegelungsvorrichtung ist mit beliebigen Schienenprofilen kombinierbar. Ein Trittschutz ist nicht erforderlich.
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Die Spindel kann gerollt werden und ist somit einfacher herzustellen als eine spanabhebend hergestellte Spindel. Die Endanschläge werden nicht statisch belastet und sind daher frei wählbar. Beispielsweise können hierfür Hülsen mit wählbarer Länge verwendet werden, um den maximalen Verschiebeweg zu begrenzen. Es können auch reduzierte und gegebenenfalls unterschiedliche Längen der Schienen ausgebildet werden. Der Bauraum im Bereich der Verriegelungsvorrichtung ist minimiert. Es ist denkbar, Gleichteile zusammen mit einem motorischen Lineareinsteller zu verwenden.
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Das System ist erweiterbar mit einem Noniusprinzip, wobei wenigstens eine Sperrscheibe in Eingriff ist und eine zweite Sperrscheibe spielfrei stellt.
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Bei Verwendung eines ovalen Querschnitts der Spindel (und beispielsweise zylindrischem Kern) ist es möglich, statische Lasten teilweise oder ganz auf die Spindel zu übertragen und die Schienen zu entlasten.
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Der Lineareinsteller kann an unterschiedlichsten Stellen im Fahrzeugsitz positioniert werden, beispielsweise zur Längseinstellung, zur Höheneinstellung oder zur Neigungseinstellung, beispielsweise als Bestandteil eines Mehrgelenks.
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Im folgenden ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen
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1 einen Schnitt durch eine Verriegelungsvorrichtung im entriegelten Zustand entlang der Linie I-I in 3,
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2 einen Schnitt durch eine Verriegelungsvorrichtung im verriegelten Zustand,
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3 eine teilweise geschnittene Seitenansicht der Verriegelungsvorrichtung,
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4 eine Teilansicht einer Spindel, und
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5 eine schematische Seitenansicht eines Fahrzeugsitzes.
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Ein Fahrzeugsitz 1, insbesondere ein Vordersitz für ein Kraftfahrzeug, weist wenigstens einen Lineareinsteller 3 auf, mittels dessen im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Sitzlängsposition des längseinstellbaren Fahrzeugsitzes 1 im Fahrzeug einstellbar ist. Der Lineareinsteller 3 kann aber auch der Höheneinstellung oder Neigungseinstellung dienen, insbesondere des Sitzteils des Fahrzeugsitzes 1. Der Lineareinsteller 3 weist vorliegend auf jeder der beiden Fahrzeugsitzseiten (alternativ mittig oder auf nur einen Fahrzeugsitzseite) eine erste Schiene 5 (Unterschiene oder Führungsschiene), welche vorliegend mit der Fahrzeugstruktur fest verbunden ist, und eine zugeordnete zweite Schiene 8 (Oberschiene oder Gleitschiene) auf, welche vorliegend mit der Sitzstruktur des Fahrzeugsitzes 1 fest verbunden ist. Alternativ ist die erste Schiene 5 an der Sitzstruktur und die zweite Schiene 8 an der Fahrzeugstruktur befestigt.
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Die beiden einander zugeordneten Schienen 5 und 8 sind relativ zueinander in Sitzlängsrichtung, d. h. Fahrtrichtung, nachfolgend als axiale Richtung x bezeichnet, verschiebbar, gegebenenfalls unter Zwischenlage von Kugellagern oder Wälzlagern, und umgreifen einander mit ihren Längsrändern wechselseitig unter Bildung eines geschlossenen Schienenprofils mit einem Bauraum. Grundsätzlich können die beiden Schienen 5 und 8 auch auf andere Weise zusammenwirken und einander führen, beispielsweise teleskopartig.
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Die beiden einander zugeordneten Schienen 5 und 8 sind mittels einer Verriegelungsvorrichtung 120 miteinander wahlweise verriegelbar und entriegelbar, d. h. die Verriegelungsvorrichtung 120 weist einen verriegelten Zustand auf, in welchem die Schienen 5 und 8 verriegelt sind, und einen entriegelten Zustand, in welchem die Schienen 5 und 8 entriegelt und relativ zueinander verschiebbar sind. Die Verriegelungsvorrichtung 120 weist eine Spindel 121 auf, welche innerhalb des Bauraums (oder alternativ außerhalb desselben) angeordnet ist, sich in axialer Richtung x erstreckt und an ihren beiden Enden, beispielsweise mittels je eines Spindelhalters, an der ersten Schiene 5 befestigt ist. Die Spindel 121 definiert aufgrund ihrer Erstreckung in axialer Richtung x ein Zylinderkoordinatensystem, dessen Richtungsangaben (axiale Richtung x, radiale Richtung r, Umfangsrichtung c) nachfolgend verwendet werden.
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Die Spindel 121 weist einen Grundkörper mit zylindrischer Ausgangsform mit einem Spindelradius R (Außenradius) auf. In diesem Grundkörper sind mehrere, entlang der axialen Richtung (gleichmäßig) von einander beabstandete Ringkanäle 121c ausgebildet, welche sich jeweils mit einem beispielsweise rechteckförmigen (oder trapezförmigen oder kreissegmentförmigen) Profil in Umfangsrichtung c der Spindel 121 erstrecken.
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Die Ringkanäle 121c weisen in ihrem Profil eine einheitliche Kanaltiefe t auf und sind mit dieser Kanaltiefe t jeweils bis zu einem zylindrischen Kern der Spindel 121 vertieft. Der Radius dieses Kerns der Spindel 121 definiert den Innenradius der Spindel 121 und entspricht der Differenz von Spindelradius R und Kanaltiefe t. Die Ringkanäle 121c sind in axialer Richtung x voneinander (gleichmäßig) durch Rippen 121b getrennt und beabstandet, wobei vorliegend die Rippen 121b in Umfangsrichtung c vollständig umlaufend ausgebildet sind. Die in axialer Richtung x gleichmäßig angeordneten Rippen 121b und Ringkanäle 121c definieren aufgrund ihrer Periodizität eine Teilung der Spindel 121.
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Die Verriegelungsvorrichtung 120 weist ferner wenigstens eine, vorzugsweise mehrere Sperrscheiben 132 auf, welche näherungsweise hohlzylindrisch mit zentraler Öffnung ausgebildet sind (beispielsweise als Sinterteil oder Fließpressteil) und – in axialer Richtung x aufgeschoben – auf der Spindel 121 sitzen. Der Radius der zentralen Öffnung der Sperrscheiben 132 entspricht daher dem Spindelradius R oder ist – zur Erzeugung eines Spiels für eine leichtgängige Bewegung in axialer Richtung x – etwas größer als der Spindelradius R, beispielsweise etwa 5% größer. In radialer Richtung r außen weist jede Sperrscheibe 132 eine Steuerkontur 132b auf, welche als Betätigungsmittel dient, vorliegend einen in radialer Richtung r vorspringenden Bereich, von dem ein Kreissegment abgeschnitten ist.
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Die vorhandenen Sperrscheiben 132 sind in axialer Richtung x vorzugsweise nebeneinander angeordnet. Die Abmessung der Sperrscheiben 132 in axialer Richtung x oder von dazwischen angeordneten Distanzstücken 133 ist vorzugsweise so gewählt, dass die Sperrscheiben 132 mit der Teilung der Spindel 121 angeordnet sind. Jeder vorhandenen Sperrscheibe 132 ist eine in axialer Richtung x verlaufende, parallel zur Spindel 121 versetzte Drehachse A oder A' zugeordnet, welche durch eine Bohrung für einen Bolzen oder durch einen angeformten Zapfen definiert ist. Die Steuerscheiben 132 sind um ihre Drehachse A oder A' drehbar und in axialer Richtung x entlang der Spindel 121 verschiebbar, sofern ihre zentrale Öffnung mit der Spindel 121 fluchtet.
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In radialer Richtung r außerhalb der vorhandenen Sperrscheiben 132 ist eine Steuerhülse 134 angeordnet, welche radial innen wenigstens einen Steuernocken 134a zum Zusammenwirken mit den Steuerkonturen 132b der Sperrscheiben 132 aufweist. Vorliegend hat der Steuernocken 134a die Form eines Kreissegments, welches mit seiner runden Seite an der Innenwand der ansonsten im wesentlichen kreiszylindrischen Steuerhülse 134 sitzt. Der Steuernocken 134a kann auch andere Formen aufweisen. Die Steuerhülse 134 ist in Umfangsrichtung c um die Spindel 121 drehbar.
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Die vorhandenen Sperrscheiben 132, die gegebenenfalls vorhandenen Distanzstücke 133 und die Steuerhülse 134 definieren eine Spindelmutter 136, vorzugsweise zusammen mit je einer Deckscheibe 138 als Abschluss in axialer Richtung x. Die mit einer zentralen Öffnung für die Spindel 121 versehenen Deckscheiben 138 lagern die Bolzen oder dergleichen, welche die Drehachsen A oder A' der Sperrscheiben 132 definieren. Die Spindelmutter 136 ist bezüglich der zweiten Schiene 8 in axialer Richtung x ortsfest und wirkt – in axialer Richtung x beidseitig – mit (jeweils) einem Lager oder Anschlag der zweiten Schiene 8 zusammen. Beispielsweise kann in der zweiten Schiene 8 ein Fenster (oder Kasten) vorgesehen sein, dessen in axialer Richtung x vorderer und hinterer Rand mit der Spindelmutter 136 zusammenwirkt. Die Steuerhülse 134 vorzugsweise auf den Deckscheiben 138 gelagert, welche beispielsweise fest mit der zweiten Schiene 8 verbunden sind, so dass die Drehachsen A, A' relativ zur zweiten Schiene 8 ortsfest sind.
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Die Sperrscheiben 132 (und gegebenenfalls die Distanzstücke 133) können fest miteinander verbunden sein, beispielsweise verschweißt, so dass sie als Einheit um die Drehachse A drehbar sind. Alternativ sind die Sperrscheiben 132 unabhängig voneinander um die Drehachse A oder A' drehbar.
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Die Teilung der Sperrscheiben 132 kann in alternativer Ausführung von der Teilung der Spindel 121 abweichen. Dann ist die Verwirklichung des Nonius-Prinzips möglich, bei welchem eine Sperrscheibe 132 verriegelt und eine weitere Sperrscheibe 132 der Spielfreistellung dient. Damit wird eine quasi stufenlose Verriegelung erreicht.
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Im entriegelten Zustand fluchten die zentralen Öffnungen der vorhandenen Sperrscheiben 132 (sowie der gegebenenfalls vorhandenen Distanzstücke 133 und der Deckscheiben 138) mit der Spindel 121, so dass die Spindelmutter 136 in axialer Richtung x durchgängig entlang der Spindel 121 verschiebbar ist. Mit einer Drehung der Steuerhülse 134 in Umfangsrichtung c beaufschlagt der Steuernocken 134a die Steuerkontur 132b der vorhandenen Sperrscheiben 132. Die Sperrscheiben 132 drehen sich um ihre Drehachsen A oder A', welche parallel versetzt zur Spindel 121 angeordnet sind. Die Drehungen der Sperrscheiben 132 weisen daher eine Komponente in radialer Richtung r bezüglich der Spindel 121 auf, so dass jede der vorhandenen Sperrscheiben 132 in einen Ringkanal 121c eindringt und sich zugleich zwischen die benachbarten Rippen 121b bewegt.
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Im verriegelten Zustand ist wenigstens eine Sperrscheibe 132 (mit einer Materialpartie) in einem Ringkanal 121c und damit in axialer Richtung x beidseitig (mit Spiel) an je einer der Rippen 121b (d. h. zwischen zwei Rippen 121b) angeordnet (Überdeckung), so dass sie in axialer Richtung x (abgesehen vom Spiel) unbeweglich ist. Die Sperrscheibe 132, insbesondere ihre zentrale Öffnung, ist dann gegenüber der Ausgangsposition im entriegelten Zustand um maximal die Kanaltiefe t plus das Spiel zwischen Spindel 121 und zentraler Öffnung der Sperrscheiben 132 verschoben.
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Für die Rückkehr in den entriegelten Zustand wird die Steuerhülse 134 in umgekehrter Richtung gedreht. Vorzugsweise ein zweiter Steuernocken vorgesehen, welcher entsprechend dem ersten Steuernocken 134a wirkt, und welcher die Sperrscheiben 132 in die entriegelte Ausgangsposition bewegt.
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Soweit zwei unabhängig voneinander bewegliche Sperrscheiben 132 vorgesehen sind, können dies punktsymmetrisch zueinander angeordnet sein, so dass ihre Drehachsen A und A' in radialer Richtung r einander gegenüber liegen. Mit der Drehung der Steuerhülse 134, welche vorzugsweise einen weiteren Steuernocken 134a für die zweite Sperrscheibe 132 aufweist, bewegen sich die beiden Steuerscheiben 132 aus entgegengesetzten Richtungen auf die Spindel 121 zu, so dass eine doppelte Überdeckung von Sperrscheiben 132 und Rippen 121b besteht.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeugsitz
- 3
- Lineareinsteller
- 5
- erste Schiene
- 8
- zweite Schiene
- 120
- Verriegelungsvorrichtung
- 121
- Spindel
- 121b
- Rippe
- 121c
- Ringkanal
- 132
- Sperrscheibe
- 132b
- Steuerkontur
- 133
- Distanzstück
- 134
- Steuerhülse
- 134a
- Steuernocken
- 136
- Spindelmutter
- 138
- Deckscheibe
- A, A'
- Drehachse
- c
- Umfangsrichtung
- r
- radiale Richtung
- R
- Spindelradius
- t
- Kanaltiefe
- x
- axiale Richtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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