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Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung zum Antreiben eines Drehbeschlags eines Fahrzeugsitzes nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Eine derartige Antriebsvorrichtung, wie sie beispielsweise aus der
DE 10 2009 005 044 A1 bekannt ist, umfasst ein um eine Drehachse drehbares Verstellelement zum Betätigen der Antriebsvorrichtung, ein um die Drehachse drehbares Abtriebselement zum Einleiten einer Verstellkraft in den Drehbeschlag und eine Bremseinrichtung, die das Verstellelement derart mit dem Abtriebselement koppelt, das eine antriebsseitig an dem Verstellelement anliegende Kraft auf den Drehbeschlag übertragen, eine abtriebsseitig an dem Abtriebselement anliegende hingegen gesperrt wird. Die Bremseinrichtung ist hierbei zum Übertragen der antriebsseitigen Kraft durch das Verstellelement betätigbar, und das Verstellelement kann dazu relativ zu dem Abtriebselement bewegt werden.
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Bei der Antriebsvorrichtung der
DE 10 2009 005 044 A1 ist die Bremseinrichtung durch in einem Bremstopf angeordnete Bremssegmente nach Art einer Backenbremse ausgestaltet. Die Bremssegmente sind dabei an dem Abtriebselement angeordnet und wirken mit an dem Verstellelement angeordneten Eingriffelementen derart zusammen, dass die Bremssegmente bei einem Verstellen des Verstellelements zum Einleiten einer antriebsseitigen Kraft zum Freischalten der Bremseinrichtung betätigt werden und somit das Abtriebselement bewegt werden kann. Liegt hingegen abtriebsseitig an dem Abtriebselement eine Kraft an, beispielsweise aufgrund einer auf den Fahrzeugsitz wirkenden Last, so wirkt die Bremseinrichtung wie eine Lastmomentensperre, indem das Abtriebselement auf die Bremssegmente einwirkt und diese in einen Reibschluss mit dem Bremstopf bringt, so dass die Bremseinrichtung gesperrt ist und das Abtriebselement nicht bewegt werden kann.
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Um die Antriebsvorrichtung über das Verstellelement zu betätigen und die Bremseinrichtung freizuschalten, ist es erforderlich, dass das Verstellelement um eine gewisse Wegstrecke relativ zu dem Abtriebselement bewegt werden kann, um auf diese Weise, bei der Ausgestaltung der
DE 10 2009 005 044 A1 , die Bremssegmente außer Reibschluss mit dem Bremstopf zu bringen. Ist die Bremseinrichtung dann freigeschaltet, kann durch Bewegen des Verstellelementes das Abtriebselement verdreht und dadurch eine Verstellkraft in einen Drehbeschlag eines Fahrzeugsitzes eingeleitet werden.
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Weil zum Freischalten der Bremseinrichtung eine Relativbewegung zwischen dem Verstellelement und dem Abtriebselement erforderlich ist, ist die Position des Verstellelementes relativ zu dem Abtriebselement nach Beendigung der Betätigung des Verstellelementes an sich undefiniert. Insbesondere wenn bei einer nachfolgenden Betätigung die Antriebsvorrichtung in eine andere Verstellrichtung betätigt werden soll, kommt es zu einem Spiel, das überwunden werden muss, bis das Verstellelement zum Freischalten der Bremseinrichtung auf diese einwirkt (dies wird auch als „Umschaltspiel“ bezeichnet).
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Bei einer in der nicht vorveröffentlichten
deutschen Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 10 2010 062 311.3 beschriebenen Antriebsvorrichtung wird ein Federelement zwischen einem Verstellelement und einem Abtriebselement angeordnet, das dazu dient, nach Betätigung des Verstellelements dieses in eine Nulllage relativ zu dem Abtriebselement zurückzustellen, so dass nach vollendeter Betätigung das Verstellelement immer in eine definierten Lage relativ zu dem Abtriebselement zurückgeführt wird. Auf diese Weise ist das Umschaltspiel definiert und nicht zufällig, so dass sich für einen Benutzer eine haptisch angenehme Bedienung ergibt.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Antriebsvorrichtung zum Antreiben eines Drehbeschlags eines Fahrzeugsitzes zu schaffen, die in haptisch angenehmer Weise eine Betätigung des Verstellelements zum Verstellen des Abtriebselements ermöglicht, dabei Bauraum sparend aufgebaut sein kann und eine Reduzierung des Spiels zwischen Bauteilen der Antriebsvorrichtung ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird durch einen Gegenstand mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Dabei ist vorgesehen, dass das Federelement als Druckfeder ausgestaltet ist, die bei Betätigung des Verstellelements durch eine Relativbewegung des Verstellelements zum Abtriebselement komprimiert wird.
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Das Federelement kann insbesondere unter Vorspannung an einer Aufnahmekammer an dem Verstellelement angeordnet sein und sich mit einem ersten Ende an einer ersten Stirnseite der Aufnahmekammer und mit einem zweiten Ende an einer zweiten Stirnseite der Aufnahmekammer abstützen. Das Federelement kann dabei einen Eingriffsabschnitt aufweisen, über den das Federelement mit dem Abtriebselement in Wirkverbindung ist und der insbesondere durch eine Verjüngung des axial erstreckten, nach Art einer Druckfeder ausgebildeten Federelements gebildet ist. Mit der Verjüngung greift das Federelement in eine Aussparung des Abtriebselements ein, wobei in vorteilhafter Weise über die Verjüngung das Federelement auch unter Vorspannung an dem Abtriebselement gehalten ist.
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Das als Druckfeder ausgebildete Federelement dient dazu, das Abtriebselement relativ zu dem Verstellelement vorzuspannen. Wird bei einer Betätigung des Verstellelements zum Einleiten einer antriebsseitigen Kraft in das Abtriebselement das Verstellelement relativ zu dem Abtriebselement bewegt, um auf diese Weise die Bremseinrichtung freizuschalten, so wird die Druckfeder zumindest abschnittsweise komprimiert. Nach Beendigung der Betätigung des Verstellelements bewirkt das Federelement dann eine rückstellende Kraft auf das Verstellelement relativ zu dem Abtriebselement und stellt das Verstellelement somit zurück in eine Nulllage relativ zu dem Abtriebselement, so dass nach Beendigung der Betätigung das Verstellelement automatisch in eine definierte Lage relativ zum Abtriebselement zurückgeführt wird.
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Auf diese Weise wird bewirkt, dass unabhängig von der Verstellrichtung, in die das Verstellelement zum Betätigen der Antriebsvorrichtung verdreht wird, ein Nutzer das Verstellelement immer um einen gleichen Weg relativ zu dem Abtriebselement verdrehen muss, bis das Verstellelement in Eingriff mit der Bremseinrichtung gelangt und diese zum Verstellen des Abtriebselements freischalten kann. Das Verstellen des Verstellelements erfolgt damit immer aus der relativ zum Abtriebselement definierten Nulllage heraus und somit aus einer definierten Position relativ zu dem Abtriebselement.
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Dadurch, dass das Federelement als Druckfeder ausgestaltet und in eine Aufnahmekammer an dem Verstellelement angeordnet ist, ergibt sich eine platzsparende Ausgestaltung der Antriebsvorrichtung.
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Dadurch, dass das Federelement mit seinen beiden Enden an dem Verstellelement abgestützt ist und mit einem zwischen den beiden Enden angeordneten Eingriffsabschnitt mit dem Abtriebselement in Verbindung steht, kann über ein einziges Federelement eine beidseitige Vorspannung des Abtriebselements relativ zu dem Verstellelement erreicht werden. Weil das Federelement zudem unter Vorspannung in der Aufnahmekammer einliegt, ist das Federelement spielfrei an dem Verstellelement angeordnet. Ist zudem der Eingriffsabschnitt unter Vorspannung in der Aussparung an dem Abtriebselement angeordnet, so ist das Federelement auch spielfrei an dem Abtriebselement gehalten.
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Das vorspannende Federelement hat den weiteren Effekt einer Dämpfung der Bewegung des Verstellelements relativ zum Abtriebselement zum Freischalten der Bremseinrichtung. Es ergibt sich eine für einen Nutzer haptisch angenehme Betätigung.
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Grundsätzlich kann die Bremseinrichtung aufgebaut sein wie in der
DE 10 2009 005 044 A1 beschrieben, deren Inhalt vorliegend mit einbezogen werden soll. Insbesondere kann die Bremseinrichtung vier Bremssegmente aufweisen, die in einen Bremstopf angeordnet sind und zur Ausbildung einer Lastmomentensperre reibschlüssig mit dem Bremstopf in Anlage gebracht werden, wenn eine abtriebsseitige Kraft an dem Abtriebselement anliegt.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Bremseinrichtung jedoch genau zwei in einem Bremstopf angeordnete Bremssegmente auf, die bei Anliegen einer abtriebsseitigen Kraft an dem Abtriebselement zur reibschlüssigen Anlage mit dem Bremstopf betätigt, bei Anliegen einer antriebsseitigen Kraft hingegen durch Einwirken des Verstellelements zur Übertragung der antriebsseitigen Kraft auf das Abtriebselement freigeschaltet werden. In Abkehr von der Antriebsvorrichtung der
DE 10 2009 005 044 A1 werden somit nur zwei Bremssegmente vorgesehen, um eine abtriebsseitige Kraft zu sperren, die Übertragung einer antriebsseitigen Kraft hingegen zu ermöglichen.
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Das Vorsehen von lediglich zwei Bremssegmenten hat den Vorteil, dass Bauraum gespart werden kann, so dass die Antriebsvorrichtung insgesamt kleiner ausgebildet oder nicht durch die Bremssegmente beanspruchter Bauraum für andere Zwecke, beispielsweise für eine vorteilhafte Lagerung des Abtriebselement an dem Bremstopf, genutzt werden kann.
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Die zwei Bremssegmente sind vorteilhafterweise entlang der Drehachse axial versetzt zueinander angeordnet, so dass, entlang der Drehachse gesehen, ein Bremssegment unter dem anderen angeordnet ist. Die Bremssegmente können hierbei jeweils über ein Federelement gegenüber dem Abtriebselement vorgespannt sein, wobei das eine der Bremssegmente in eine erste Richtung um die Drehachse und das andere der Bremssegmente in eine der ersten Richtung entgegen gesetzte, zweite Richtung um die Drehachse gegenüber dem Abtriebselement vorgespannt ist. Auf diese Weise dient das eine Bremssegment zu einem Sperren bei einer abtriebsseitigen Kraft in die eine Richtung, das andere Bremssegment hingegen zu einem Sperren bei einer abtriebsseitigen Kraft in die entgegen gesetzte, andere Richtung.
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Beide Bremssegmente sind hierbei an dem Abtriebselement angeordnet, über jeweils ein Federelement relativ zu dem Abtriebselement vorgespannt und zusammen mit dem Abtriebselement in dem Bremstopf aufgenommen, so dass bei Einwirken einer abtriebsseitigen Kraft auf das Abtriebselement zumindest eines der Bremssegmente in reibschlüssige Anlage mit dem Bremstopf gelangt und auf diese Weise ein Bewegen des Abtriebselements sperrt.
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Das Verstellelement weist vorzugsweise mindestens ein Eingriffselement auf, das ausgebildet ist, bei Betätigen des Verstellelements auf mindestens eines der Bremssegmente einzuwirken, und sich dazu axial entlang der Drehachse von einem Grundkörper des Verstellelements in den Bremstopf hinein erstreckt. Über das mindestens Eingriffselement wirkt das Verstellelement einerseits auf die Bremssegmente der Bremseinrichtung zum Freischalten der Bremseinrichtung ein. Zum anderen kann, nach Freischaltung der Bremseinrichtung, über das mindestens eine Eingriffselement das Verstellelement auch direkt mit dem Abtriebselement in Anlage gelangen, so dass über das mindestens eine Eingriffselement in direkter Weise eine Verstellkraft in das Abtriebselement eingeleitet werden kann.
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Das mindestens eine Eingriffselement erstreckt sich axial von dem Grundkörper des Verstellelements hin zu dem Abtriebselement. Dabei kann vorgesehen sein, dass an einem von dem Grundkörper abgewandten Ende des mindestens einen Eingriffselementes ein Rastvorsprung angeordnet ist, der bei montierter Antriebsvorrichtung mit einer Rastnase am Abtriebselement formschlüssig in Eingriff ist, so dass über den Rastvorsprung des Eingriffselements und die Rastnase des Abtriebselements das Verstellelement und das Abtriebselement rastend miteinander in Eingriff stehen und somit das Abtriebselement axial entlang der Drehachse an dem Verstellelement gehalten ist. Der Rastvorsprung und die Rastnase können hierbei so beschaffen sein, dass das Verstellelement zumindest um einen vorbestimmten Weg relativ zu dem Abtriebselement um die Drehachse bewegt werden kann, ohne dass der Rastvorsprung und die Rastnase außer Eingriff gelangen, so dass über die durch den Rastvorsprung und die Rastnase gebildete Rastverbindung das Verstellelement und das Abtriebselement sicher aneinander gehalten sind.
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Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke soll nachfolgend anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht einer als Drehbeschlag einer Sitzverstellung ausgebildeten Verstellvorrichtung, mit einer Antriebsvorrichtung zum Antreiben des Drehbeschlags;
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2 eine Ansicht der Anordnung gemäß 1, mit einem an der Antriebsvorrichtung angeordneten Handrad;
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3 einer perspektivischen Ansicht der Antriebsvorrichtung;
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4 eine Draufsicht der Antriebsvorrichtung;
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5A eine erste Explosionsansicht der Antriebsvorrichtung;
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5B eine zweite Explosionsansicht der Antriebsvorrichtung;
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6 eine Ansicht der Antriebsvorrichtung, betrachtet von Seiten des Drehbeschlags;
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7 eine Ansicht eines Bremstopfs der Antriebsvorrichtung mit darin angeordnetem Abtriebselement, gesehen in den Bremstopf hinein, mit zwei an dem Abtriebselement angeordneten Bremssegmenten;
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8 die Ansicht gemäß 7, jedoch ohne das eine, obere Bremssegment; und
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9 eine Ansicht eines Verstellelements der Antriebsvorrichtung, gesehen in das Verstellelement hinein.
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1 zeigt in einer perspektivischen Übersichtsdarstellung eine Verstellvorrichtung bestehend aus einer Antriebsvorrichtung 1 und einem Drehbeschlag 8 zum Verstellen einer über ein oberes, zweites Beschlagteil 82 mit dem Drehbeschlag 8 verbundenen Rückenlehne eines Fahrzeugsitzes. Über ein unteres, erstes Beschlagteil 81 ist die Rückenlehne mit einem Sitzteil des Fahrzeugsitzes verbunden und kann durch Betätigen des Drehbeschlags 8 über die Antriebsvorrichtung 1 relativ zum Sitzteil des Fahrzeugsitzes in ihrer Neigung eingestellt werden.
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Um eine Verstellkraft beidseitig in den Fahrzeugsitz einzuleiten – also einerseits türseitig und andererseits tunnelseitig (fahrzeugmittig) des Fahrzeugsitzes –, sind an dem Fahrzeugsitz im Allgemeinen zwei Drehbeschläge 8 beidseits der Rückenlehne angeordnet und über eine Welle 9 miteinander verbunden. Wird der eine Drehbeschlag 8 über die Antriebsvorrichtung 1 betätigt, wird über die Welle 9 auch der zweite Drehbeschlag 8 verschwenkt und die mit dem Beschlagteil 82 verbundene Rückenlehne zum Sitzteil des Fahrzeugsitzes verstellt.
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Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Antriebsvorrichtung 1 als manuelle Antriebsvorrichtung ausgebildet und weist hierzu ein Verstellelement 6 in Form eines Handrads auf, von dem in 1 nicht das vollständige Handrad, sondern lediglich ein sogenannter Handradadapter dargestellt ist, über den die Verstellvorrichtung mit einem kundenspezifisch hergerichteten Griffstück verbunden werden kann, während in 2 die Anordnung mit einem drehfest mit dem Verstellelement 6 verbundenen Handrad 63 dargestellt ist.
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Die Antriebsvorrichtung
1 ist über die Welle
9 mit dem Drehbeschlag
8 gekoppelt. Der Drehbeschlag
8 ist hierbei beispielsweise, wie in der
DE 10 2008 028 094 A1 beschrieben, nach Art eines Taumelgetriebes ausgebildet, bei dem ein Betätigungselement über einen Exzenter ein mit dem unteren Beschlagteil
81 gekoppeltes, sitzteilfestes Innenrad antreibt, das mit einer Außenverzahnung in eine Innenverzahnung eines mit dem oberen Beschlagteil
82 gekoppelten Hohlrads in Eingriff steht und, angetrieben durch den Exzenter, in eine taumelnde Drehbewegung relativ zu dem Hohlrad versetzt wird. Für nähere Einzelheiten wird auf die
DE 10 2008 028 094 A1 verwiesen, deren Inhalt vorliegend mit einbezogen werden soll.
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3 bis 9 zeigen ein Ausführungsbeispiel der Antriebsvorrichtung 1, wobei 3 eine perspektivische Ansicht der Antriebsvorrichtung 1, 4 eine Draufsicht der Antriebsvorrichtung 1, 5A, 5B zwei Explosionsdarstellungen der Antriebsvorrichtung 1, 6 eine Ansicht der Antriebsvorrichtung 1, betrachtet von Seiten des Drehbeschlags 8, 7 eine Ansicht in einen Bremstopf 3 der Antriebsvorrichtung 1 hinein mit darin angeordneten Bremssegmenten 4, 5, 8 eine Ansicht in den Bremstopf 3 hinein mit nur einem darin angeordneten Bremssegment 4 und 9 eine Ansicht in das Verstellelement 6 hinein darstellen.
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Die Antriebsvorrichtung 1 weist ein Abtriebselement 2 auf, das drehfest mit der um eine Drehachse D drehbaren Welle 9 (siehe 1) verbunden ist und über das Verstellelement 6 verschwenkt werden kann. Über die Welle 9 ist das Abtriebselement 2 beispielsweise mit einem Betätigungselement zum Antreiben des Drehbeschlags 8 verbunden.
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Das Abtriebselement 2 ist verschwenkbar in einem Bremstopf 3 angeordnet, der über einen Bund 31 und ein daran angeordnetes Formschlusselement 310 in Form eines vorstehenden Zapfens drehfest mit dem ersten Beschlagteil 81 (siehe 1) verbunden ist, indem das Formschlusselement 310 des Bremstopfes 3 in einer Aussparung 810 am ersten, unteren Beschlagteil 81 einliegt. Der Bremstopf 3 weist einen zylindrischen Bremsmantel 32 auf, innerhalb dessen das Abtriebselement 2 verschwenkt werden kann.
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Das Abtriebselement 2 weist an einem Zapfen 205 eine zentrale, im Querschnitt quadratische Aussparung 204 auf, über die die Welle 9 formschlüssig mit dem Abtriebselement 2 verbunden ist.
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An dem Abtriebselement 2 sind zwei Bremssegmente 4, 5 angeordnet und über Stützabschnitte 23a, 23b an dem Abtriebselement 2 abgestützt (vergleiche 5A, 5B sowie 7). Die Bremssegmente 4, 5 sind über Federelemente 21, 22 in Form von Schenkelfedern gegenüber dem Abtriebselement 2 vorgespannt, wobei die Federelemente 21, 22 über Haltevorrichtungen 212, 222 (siehe 6 und 7) mit dem Abtriebselement 2 verbunden sind und über Enden 210, 211 bzw. 220, 221 jeweils einerseits an dem Abtriebselement 2 und andererseits an einem Bremssegment 4, 5 zum Erzeugen einer Vorspannkraft zwischen dem Abtriebselement 2 und dem zugeordneten Bremssegment 4, 5 anliegen.
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An dem Abtriebselement 2 sind zwei Dorne 201a, 201b angeordnet, die in Richtung auf das Verstellelement 6 von einer Basisfläche 20 des Abtriebselements 2 vorstehen. Der Dorn 201a ist dabei so an dem Abtriebselement 2 angeordnet, dass die Bremssegmente 4, 5 radial zwischen den Stützabschnitten 23a, 23b und dem Dorn 201a zu liegen kommen und der Dorn 201a in einen Einzug 44, 54 eines jeden Bremssegments 4, 5 eingreift.
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Das Verstellelement 6 weist Eingriffselemente 61a, 61b, 62a, 62b auf, über die das Verstellelement 6 auf die Bremssegmente 4, 5 einwirken und über Anschläge 202a, 202b, 203a, 203b sowie über die Dorne 201a, 201b eine Verstellkraft auf das Abtriebselement 2 übertragen kann. Die Eingriffselement 61, 61b, 62a, 62b stehen hierbei axial von einem Grundkörper 60 des Verstellelements 6 vor und ragen in den Bremstopf 3 hinein, wobei die in 5A hinteren Eingriffselemente 61a, 62a die Bremssegmente 4, 5 an den Einzügen 44, 54 passieren und sich somit radial außerhalb der Bremssegmente 4, 5 hin zum Abtriebselement 2 erstrecken. Die Eingriffselemente 61a, 62a kommen in montiertem Zustand der Antriebsvorrichtung 1 – in Umfangsrichtung um die Drehachse D gesehen – jeweils zwischen dem Dorn 201a und einem Anschlag 201a bzw. 203a zu liegen.
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Während die Eingriffselemente 61a, 62a zum Wechselwirken mit den Bremssegmenten 4, 5 und zusätzlich zur Übertragung von Kräften auf das Abtriebselement 2 ausgebildet sind, dienen die weiteren Eingriffselemente 61b, 62b ausschließlich zur Einleitung von Kräften in das Abtriebselement 2. Die Eingriffselemente 61b, 62b greifen hierzu jeweils zwischen den Dorn 201b und einen Anschlag 202b bzw. 203b.
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Das Abtriebselement 2 ist drehbar am Bremstopf 3 gelagert. Das Abtriebselement 2 liegt hierzu über die Dorne 201a, 201b sowie Lagerelemente 206 gleitend innenseitig an dem Bremsmantel 32 an, so dass eine leichtgängige Lagerung mit geringem Spiel geschaffen wird.
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Die Funktionsweise der Antriebsvorrichtung 1 soll nachfolgend erläutert werden.
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Über die Antriebsvorrichtung 1 soll eine an dem Verstellelement 6 anliegende antriebsseitige Verstellkraft zum Verstellen der Rückenlehne auf den Drehbeschlag 8 (siehe 1) in möglichst reibungsarmer Weise übertragen werden. Umgekehrt darf eine abtriebsseitig an dem Drehbeschlag 8 anliegende Kraft jedoch nicht dazu führen, dass der Drehbeschlag 8 verstellt wird, also beispielsweise bei Belastung der Rückenlehne sich die Rückenlehne relativ zum Sitzteil verstellt. Die Antriebsvorrichtung 1 wirkt daher bei Anliegen einer abtriebseitigen Kraft wie eine Lastmomentsperre und weist hierzu an dem Abtriebselement 2 die Bremssegmente 4, 5 auf, die bei Anliegen einer abtriebsseitigen Kraft mit dem Bremsmantel 32 des Bremstopfes 3 zum Sperren der Antriebsvorrichtung 1 reibschlüssig zusammenwirken und damit ein Verstellen des Drehbeschlags 8 verhindern.
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Die Bremssegmente 4, 5 bilden zusammen mit dem Bremstopf 3 eine Bremseinrichtung nach Art einer Backenbremse aus. Die Bremssegmente 4, 5 weisen hierzu jeweils zwei Anlageflächen 40, 41, 50, 51 auf, die zum reibschlüssigen Bremsen mit der Innenseite des Bremsmantels 32 in Anlage stehen.
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Wie aus 5A, 5B und 7 ersichtlich, sind insgesamt zwei Bremssegmente 4, 5 vorgesehen, die in axial entlang der Drehachse D zueinander versetzten Ebenen angeordnet sind (bei der Ansicht gemäß 7 ist das Bremssegment 5 oberhalb des Bremssegments 4 angeordnet).
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An ihrer den Stützabschnitten 23a, 23b zugewandten Seite weisen die Bremssegmente 4, 5 jeweils höckerartige Auswölbungen 42, 43, 52, 53 auf, über die sich die Bremssegmente 4, 5 an den Stützabschnitten 23a, 23b des Abtriebselements 2 abstützen.
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In einer Ruheposition vor Auftreten einer abtriebsseitigen Kraft spannen die Federelemente 21, 22 (von denen in 7 nur das Federelement 22 sichtbar ist) die Bremssegmente 4, 5 gegenüber dem Abtriebselement 2 vor. Das in 7 obere Bremssegment 5 wird dabei über die in 5A links angeordnete Feder 22 derart vorgespannt, dass sich das Bremssegment 5 über die Auswölbung 52 an dem Stützabschnitt 23a abstützt, dabei die Auswölbung 53 jedoch nicht in Anlage mit dem Stützabschnitt 23b ist. Durch die Vorspannung der Feder 22 wird das Bremssegment 5 somit in eine Stellung gedrückt, in der das Bremssegment 5 mit seinen Anlageflächen 50, 51 am Bremstopf 3 und mit seiner Auswölbung 52 an dem Stützabschnitt 23a anliegt.
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In analoger, jedoch umgekehrt orientierter Weise ist auch das in 7 unten angeordnete Bremssegmente 4 über die Feder 21 gegenüber dem Abtriebselement 2 vorgespannt, so dass dieses mit seinen Anlageflächen 40, 41 am Bremstopf 3 und mit seiner Auswölbung 43 an dem Stützabschnitt 23b anliegt. Folglich liegen die übereinander angeordneten Bremssegmente 4, 5 versetzt zueinander einerseits an dem Stützabschnitt 23a (Bremssegment 5) und andererseits an dem Stützabschnitt 23b (Bremssegment 4) an. Dazu liegt, wie aus 5A, 5B sowie einer Zusammenschau von 6 und 7 ersichtlich, die Feder 21 der Feder 22 diametral gegenüber und übt somit eine Vorspannung in im Vergleich zum oberen Bremssegment 5 umgekehrter Richtung auf das untere Bremssegment 4 aus.
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Liegt eine abtriebsseitige Kraft an der Welle 9 an, die ein Drehmoment in eine Verdrehrichtung A (siehe 7) bewirkt, so versucht diese das Abtriebselement 2 in die Verdrehrichtung A zu verdrehen. Dadurch wirkt das Abtriebselement 2 über den Stützabschnitt 23a auf das obere Bremssegment 5 ein, so dass das obere Bremssegment 5 mit seinen Anlagefläche 50, 51 am Bremstopf 3 reibt und das Bremssegment 5 sich zwischen dem Stützabschnitt 23a des Abtriebselements 2 und dem Bremstopf 3 verkeilt und einen Reibschluss herstellt, der ein Verdrehen des Abtriebselements 2 gegenüber dem Bremstopf 3 verhindert. Über den Bremstopf 3, der drehfest mit dem ersten Beschlagteil 81 verbunden ist (siehe 1), werden die abtriebsseitigen Kräfte damit in das erste Beschlagteil 81 eingeleitet, so dass ein Verstellen des Drehbeschlags 8 gesperrt ist.
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Bei Anliegen einer umgekehrten abtriebsseitigen Kraft, die ein Drehmoment entgegen der Verdrehrichtung A bewirkt, gelangt analog das (untere) Bremssegment 4 in einen Reibschluss und sperrt die Antriebsvorrichtung 1.
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Eine abtriebsseitig über die Welle 9 (siehe 1) in das Abtriebselement 1 eingeleitete Kraft wird damit gesperrt und kann nicht zu einem Verstellen des Drehbeschlags 8 führen.
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Soll jedoch umgekehrt über das Verstellelement 6 eine antriebsseitige Kraft in die eine oder die andere Verstellrichtung V1, V2 (siehe 7) auf das Abtriebselement 2 übertragen werden, so wirkt das Verstellelement 6 über die Eingriffselemente 61a, 62a derart auf die Bremssegmente 4, 5 ein, dass der Reibschluss zwischen den Bremssegmenten 4, 5 und dem Bremstopf 3 aufgehoben wird und damit das Abtriebselement 2 frei im Bremstopf 3 verschwenkt werden kann.
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Wird das Verstellelement 6 beispielsweise in die Verstellrichtung V2 verstellt, so wirkt das Verstellelement 6 über das Eingriffselement 62a auf das Bremssegment 4 ein und belastet dieses derart in Richtung eines Entsperrens, dass das Bremssegment 4 mit seinen Anlageflächen 40, 41 außer Reibschluss mit dem Bremstopf 3 gelangt und das Abtriebselement 2 im Bremstopf 3 verschwenkt werden kann. Das weitere Bremssegment 5 steht diesem nicht entgegen, weil bei einem Verdrehen des Abtriebselements 2 entgegen der Verdrehrichtung A das Bremssegment 5 durch Wechselwirken mit dem Bremstopf 3 nicht in einen Reibschluss gelangt und über die Vorspannung der Feder 22 zusammen mit dem Abtriebselement 2 bewegt wird.
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Wird eine umgekehrt gerichtete antriebsseitige Kraft in die Verstellrichtung V1 eingeleitet, so wirkt das Verstellelement 6 in analoger Weise über das Eingriffselement 61a auf das Bremssegment 5 ein und belastet dieses derart in Richtung eines Entsperrens, dass ein Reibschluss mit dem Bremstopf 3 aufgehoben wird.
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Durch eine Relativbewegung des Verstellelements 6 zu dem Abtriebselement 2 zum Einleiten einer antriebsseitigen Kraft werden somit die Bremssegmente 4, 5 freigeschaltet, indem sie außer Reibschluss mit dem Bremsmantel 32 gebracht werden und schleifend mitgenommen werden können. Über die Eingriffselemente 61a, 62a, 61b, 62b kommt das Verstellelement 2 nach Freischalten der Bremssegmente 4, 5 dabei in Anlage mit dem Abtriebselement 2, so dass eine direkte Wirkverbindung zwischen dem Verstellelement 6 und dem Abtriebselement 2 geschaffen wird, über die Verstellkräfte in das Abtriebselement 2 eingeleitet werden können. Bei einem Verstellen des Verstellelements 6 in die Verstellrichtung V2 kommen die Eingriffselemente 62a, 61b hierbei in Anlage an die zugeordneten Anschläge 203a, 202b, während die Eingriffselemente 61a, 62b auf die Dorne 201a, 201b einwirken. Bei einem umgekehrten Verstellen in die Verstellrichtung V1 hingegen wirken die Eingriffselemente 61a, 62b auf die zugeordneten Anschläge 202a, 203b ein, während die Eingriffselemente 62a, 61b auf die Dorne 201a, 201b einwirken.
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Sobald die Betätigung des Verstellelementes 6 unterbrochen wird, also keine antriebsseitige Kraft mehr am Verstellelement 6 anliegt, werden die Bremssegmente 4, 5 über die Federelemente 21, 22 wieder in Richtung eines Reibschlusses zum Sperren der Antriebsvorrichtung 1 vorgespannt.
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Damit das Abtriebselement 2 durch Betätigen des Verstellelements 6 bewegt und auf diese Weise eine Verstellkraft in den Drehbeschlag 8 eingeleitet werden kann, ist eine Relativbewegung des Verstellelements 6 relativ zu dem Abtriebselement 2 erforderlich. Ohne eine solche Relativbewegung könnten die Bremssegment 4, 5 nicht freigeschaltet werden, und das Verstellelement 6 könnte über seine Eingriffselemente 61a, 61b, 62a, 62b nicht in Anlage mit den Anschlägen 202a, 202b, 203a, 203b und den Dornen 201a, 201b des Abtriebselements 2 gelangen.
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Um zu bewirken, dass nach Beendigung einer Betätigung des Verstellelements 6 die Stellung des Verstellelements 6 relativ zu dem Abtriebselement 2 nicht undefiniert ist, ist an dem Verstellelement 6 in einer Aufnahmekammer 65 ein Federelement 64 in Form einer Druckfeder angeordnet, die, wie aus 3 und 4 ersichtlich, über ihre Enden 640, 641 an Stirnseiten 650, 651 der Aufnahmekammer 65 anliegt und dabei unter Vorspannung in die Aufnahmekammer 65 eingelegt ist.
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Das Federelement 64 in Form der Druckfeder erstreckt sich länglich in der Aufnahmekammer 65 und weist mittig zwischen seinen Enden 640, 641 einen Eingriffsabschnitt 642 (siehe zum Beispiel 5A) auf, im Bereich dessen das Federelement 64 in seinem Durchmesser reduziert und somit verjüngt ist. Mit diesem Eingriffsabschnitt 642 in Form der Verjüngung liegt das Federelement 64 in einer Aussparung 240 einer Aufnahmeeinrichtung 24 an dem Abtriebselement 2 ein, so dass über den Eingriffsabschnitt 642 das Federelement 64 mit dem Abtriebselement 2 verbunden ist.
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Die Verbindung ist dabei derart, dass das Federelement 64 unter Vorspannung an der Aussparung 240 der Aufnahmeeinrichtung 24 des Abtriebselements gehalten ist, indem Flanken 642a, 642b (siehe 9), die den Eingriffsabschnitt 642 axial begrenzen, unter Spannung an der Aufnahmeeinrichtung 24 des Abtriebselement 2 anliegen. Dies ist dadurch bedingt, dass die Flanken 642a, 642b des Eingriffsabschnitts 642 bei nicht in die Aussparung 240 eingestecktem Federelement 64 einen Abstand zueinander aufweisen, der kleiner ist als die Stärke der Wandung, die die Aussparung 240 trägt (siehe 5A). Zum Einstecken des Federelements 64 mit dem Eingriffsabschnitt 642 in die Aussparung 240 muss somit das Federelement 64 im Bereich seines Eingriffsabschnitts 642 zumindest geringfügig axial gedehnt werden, um den Eingriffsabschnitt 642 in Eingriff mit der Aussparung 240 zu bringen, so dass auf diese Weise die Flanken 642a, 642b des Eingriffsabschnitts 642 unter Spannung in Anlage mit der die Aussparung 240 tragenden Wandung gebracht werden.
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Das Federelement 64 bewirkt eine Vorspannung des Verstellelements 6 gegenüber dem Abtriebselement 2. Wird das Verstellelement 6 zum Betätigen des Abtriebselements 2 aus einer Nulllage N (siehe 4) ausgelenkt, so wird das Federelement 64 in die Verstellrichtung V1, V2, in die das Verstellelement 6 bewegt wird, komprimiert, indem – bei anfänglich stationärem Abtriebselement 2 – eine der Stirnseiten 650, 651 der Aufnahmekammer 65 der Aufnahmeeinrichtung 24 des Abtriebselements 2 angenähert und dadurch der dazwischen liegende Federabschnitt des Federelements 64 zusammengedrückt wird. Wird beispielsweise das Verstellelement 6 in die Verstelleinrichtung V1 bewegt, so wird die Stirnseite 650 der Aufnahmekammer 65 der Aufnahmeinrichtung 24 des Abtriebselements 2 angenähert und dadurch der Federabschnitt zwischen dem Ende 640 und dem Eingriffsabschnitt 642 komprimiert.
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Nach Beendigung der Betätigung und nach Loslassen des Verstellelements 6 bewirkt das (komprimierte) Federelement 64 eine rückstellende Kraft zwischen dem Abtriebselement 2 und dem Verstellelement 6, die bewirkt, dass nach Beendigen der Betätigung des Verstellelements 6 in die Nulllage N relativ zu dem Abtriebselement 2 zurückgestellt wird. Nach Beendigen der Betätigung gelangt das Verstellelement 6 damit zurück in seine Ausgangslage relativ zu dem Abtriebselement 2, so dass bei nicht betätigtem Verstellelement 6 das Verstellelement 6 sich in einer definierten Lage relativ zu dem Abtriebselement 2 befindet.
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Anzumerken ist an dieser Stelle, dass das Verstellelement 6 keine absolute Nulllage aufweist und auch nicht aufweisen kann, weil das Verstellelement 6 zu einem Verdrehen des Drehbeschlags 8 grundsätzlich zusammen mit dem Abtriebselement 2 verdreht wird. Die Nulllage N ist insofern nur relativ zu dem Abtriebselement 2 definiert und bezeichnet die Lage, die durch Wirkung des Federelements 64 das Verstellelement 6 bei Beginn einer Betätigung relativ zu dem Abtriebselement 2 einnimmt. Insbesondere ändert sich die absolute Position der Nulllage N mit Verdrehen des Abtriebselementes 2 bei Betätigen der Antriebsvorrichtung 1.
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Auf diese Weise ist bei einer erneuten Betätigung in die eine oder die andere Verstellrichtung V1, V2 immer ein gleiches Spiel zu überwinden, indem das Verstellelement 6 immer aus derselben Nulllage N relativ zum Abtriebselement 2 herausbewegt werden muss.
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Dadurch, dass das Federelement 64 als Druckfeder ausgestaltet und in der Aufnahmekammer 65 des Verstellelements 6 angeordnet ist, ergibt sich eine platzsparende Bauform der Antriebsvorrichtung 1.
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Dadurch, dass in Abkehr von herkömmlichen Bremseinrichtungen nicht vier, sondern lediglich zwei Bremssegmente
4,
5 verwendet werden (im Gegensatz beispielsweise zu der aus der
DE 10 2009 005 044 A1 bekannten Antriebsvorrichtung), ergibt sich zudem eine Reduktion des Platzbedarfs im Inneren des Bremstopfs
3. Weil die Bremssegmente
4,
5 in asymmetrischer Weise nur einseitig in der Drehachse D angeordnet sind, können an der anderen Seite beispielsweise die Lagerelemente
206 für eine vorteilhafte Lagerung des Abtriebselements
2 an dem Bremstopf
3 vorgesehen werden.
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Wie z.B. aus 4 ersichtlich, greift das Abtriebselement 2 mit einem Zapfen 205 durch eine Aussparung 68 an dem Grundkörper 60 des Verstellelements 6 hindurch. Im Bereich der Aussparung 68 ist dabei eine Nase 680 angeordnet, die in einen Einzug 207 an dem Zapfen 205 des Abtriebselements 2 mit Spiel in Umfangsrichtung eingreift. Dies dient der leichten Montierbarkeit mit richtiger Ausrichtung des Verstellelements 6 relativ zu dem Abtriebselement 2.
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Wie aus 5A in Zusammenschau mit 7 und 9 ersichtlich, ist an jedem Eingriffselement 61a, 61b, 62a, 62b des Verstellelements 6 an dem dem Abtriebselement 2 zugewandten Ende ein radial nach innen weisender Rastvorsprung 67 angeordnet, der formschlüssig und rastend mit einer zugeordneten Rastnase 25 am Abtriebselement 2 in Eingriff steht. Mittels der über die Rastvorsprünge 67 an den Eingriffselementen 61a, 61b, 62a, 62b und die Rastnasen 25 am Abtriebselement 2 gebildeten Rastverbindungen werden das Verstellelement 6 und das Abtriebselement 2 axial entlang der Drehachse D aneinander gehalten, so dass bei auf das Abtriebselement 2 aufgestecktem Verstellelement 6 das Verstellelement 6 und das Abtriebselement 2 nicht ohne Weiteres voneinander gelöst werden können.
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Die Rastverbindungen dienen insbesondere als Montagesicherung, aber auch als zusätzlicher Halt im Betrieb, wobei die Rastvorsprünge 67 einerseits und die Rastnasen 25 andererseits so beschaffen sind, dass auch bei einem Verdrehen des Verstellelements 6 relativ zu dem Abtriebselement 2 der Eingriff der Rastvorsprünge 67 mit den Rastnasen 25 nicht gelöst wird.
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Durch das Vorsehen von Rastvorsprüngen
67 an den Eingriffselementen
61a,
61b,
62a,
62b kann auf ein zusätzliches Sicherungselement verzichtet werden, wie es beispielsweise aus der
DE 10 2009 005 044 A1 zum Zusammenhalten eines Verstellelements und eines Abtriebselements bekannt ist. Die Anzahl der erforderlichen Bauteile reduziert sich somit, der Aufbau der Antriebsvorrichtung wird einfacher, und gleichzeitig vereinfacht sich auch die Montage.
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Um die Rastverbindungen wieder lösen zu können, sind an dem Grundkörper 60 des Verstellelements 6 Eingriffsöffnungen 66 vorgesehen, durch die hindurch mit einem Werkzeug auf die Rastverbindungen der Rastvorsprünge 67 mit den Rastnasen 25 zugegriffen werden kann, um das Verstellelement 6 von dem Abtriebselement 2 entnehmen zu können.
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Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke ist nicht auf die vorangehend geschilderten Ausführungsbeispiele beschränkt.
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Insbesondere können grundsätzlich auch Antriebsvorrichtungen mit vier Bremssegmenten zum Einsatz kommen. Insofern ist der Einsatz eines Federelements der hier beschriebenen Art zum Vorspannen des Verstellelementes gegenüber dem Abtriebselement nicht auf eine Ausgestaltung der Bremseinrichtung mit zwei Bremssegmenten beschränkt.
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Grundsätzlich sind zudem auch andere Ausgestaltungen von Bremseinrichtungen unter Verwendung von Klemmkörpern anderer Art denkbar.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Antriebsvorrichtung
- 2
- Abtriebselement
- 20
- Basisfläche
- 201a, 201b
- Dorn
- 202a, 202b, 203a, 203b
- Anschlag
- 204
- Aussparung
- 205
- Zapfen
- 206
- Lagerelemente
- 207
- Einzug
- 21, 22
- Federelement
- 210, 211, 220, 221
- Ende
- 212, 222
- Haltevorrichtung
- 23a, 23b
- Stützabschnitt
- 24
- Aufnahmeeinrichtung
- 240
- Aussparung
- 25
- Rastnase
- 3
- Bremstopf
- 31
- Bund
- 310
- Formschlusselement
- 32
- Bremsmantel
- 4, 5
- Bremssegment
- 40, 41, 50, 51
- Anlagefläche
- 42, 43, 52, 53
- Auswölbung
- 44, 54
- Einzug
- 6
- Verstellelement
- 60
- Grundkörper
- 61a, 61b, 62a, 62b
- Eingriffselement
- 63
- Handrad
- 64
- Federelement
- 640, 641
- Ende
- 642
- Eingriffsabschnitt (Verjüngung)
- 642a, 642b
- Flanke
- 65
- Aufnahmekammer
- 650, 651
- Stirnseite
- 66
- Eingriffsöffnungen
- 67
- Rastvorsprung
- 68
- Aussparung
- 680
- Nase
- 8
- Beschlag
- 81
- Unteres Beschlagteil
- 82
- Oberes Beschlagteil
- 9
- Welle
- A
- Verdrehrichtung
- D
- Drehachse
- N
- Nulllage
- V1, V2
- Verstellrichtung
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009005044 A1 [0002, 0003, 0004, 0016, 0017, 0071, 0075]
- DE 102010062311 [0006]
- DE 102008028094 A1 [0037, 0037]
