DE102012200271B4

DE102012200271B4 - Schrittschaltwerk für Verstellvorrichtungen in Kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE102012200271B4
Application number: DE102012200271A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Karthaus
Original assignee: C Rob Hammerstein GmbH
Current assignee: Keiper Seating Mechanisms Co Ltd
Priority date: 2012-01-11
Filing date: 2012-01-11
Publication date: 2013-12-05
Anticipated expiration: 2032-01-12
Also published as: WO2013104523A1; DE102012200271A1

Abstract

Schrittschaltwerk für Verstellvorrichtungen in Kraftfahrzeugen, insbesondere für Verstellvorrichtungen für Kraftfahrzeugsitzen, – mit einem aus einer Nullstellung um eine Achse (22) hin- und her bewegbaren Handhebel (60), – mit einer Betätigungsstufe (18), die ein mit dem Handhebel (60) drehfest verbundenes Klemmrad (64), die ein Stellteil (78), die mindestens einen ersten Klemmspalt zwischen Klemmrad (64) und Stellteil (78), die mindestens eine in diesem Klemmspalt angeordnete erste Klemmrolle (76) und die ein Steuerelement (66) aufweist, wobei das Steuerelement (66) Mitnehmer (68) hat und mindestens ein Mitnehmer (68) in dem ersten Klemmspalt hineinragt und sich jeweils in Nähe der ersten Klemmrolle befindet, und wobei das Stellteil (78) erste und zweite Übertragungsmittel aufweist, – mit einer Sperrstufe (19), die a) ein Gehäuse (26) hat, welches eine zylindrische Mantelfläche (28) aufweist, wobei die Mantelfläche (28) zentrisch zur Achse (22) ist, die b) einen Käfig (40) hat, der erste Aufnahmemittel, die mit den ersten Übertragungsmitteln zusammenwirken, aufweist, die c) ein Abtriebselement (23) hat, das zweite Aufnahmemittel, die mit den zweiten Übertragungsmitteln zusammenwirken, aufweist, die d) mindestens einen zweiten Klemmspalt zwischen der zylindrischen Mantelfläche (28) und dem Abtriebselement (23) aufweist, und die e) mindestens eine in diesem zweiten Klemmspalt angeordnete zweite Klemmrollen (34) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsstufe (18) ausgelegt ist für die Übertragung eines maximalen ersten Drehmoments und bei der Übertragung höherer Drehmomente als das erste maximale Drehmoment abschaltet, dass die Sperrstufe (19) ausgelegt ist für die maximale Übertragung eines zweiten Drehmoments und bei der Übertragung höherer Drehmomente als das zweite Drehmoment abschaltet, und dass das zweite Drehmoment ist mindestens doppelt so groß wie das erste Drehmoment.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Schrittschaltwerk für Verstellvorrichtungen in Kraftfahrzeugen, insbesondere für Verstellvorrichtungen von Kraftfahrzeugsitzen, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Eine derartige Stellvorrichtung ist aus der EP 1 144 219 B1 bekannt. Sie hat einen aus einer Nullstellung um eine Achse hin- und her bewegbaren Handhebel, dessen eines Ende an einer innerhalb eines Gehäuses angeordneten Betätigungsstufe angreift. Die Betätigungsstufe ist ein Klemmkörperschaltwerk. Dieses hat ein Klemmrad, das durch den Handhebel schwenkbar ist und das ein Antriebselement bildet. Das Klemmkörperschaltwerk hat weiterhin ein Abtriebselement in Form eines Stellteils. Zwischen Klemmrad und Stellteil befindet sich ein Spalt, in dem erste Klemmrollen einklemmbar angeordnet sind. Das Abtriebselement des Klemmkörperschaltwerks ist mit einer Sperrstufe kuppelbar, die ein Klemmkörpergesperre ist. Hierfür sind zwischen einer Abtriebswelle und dem Gehäuse zweite Klemmrollen angeordnet und einklemmbar. Das Abtriebselement ist an dem Gehäuse radial gelagert. Das Klemmkörpergesperre ist innerhalb des Gehäuses angeordnet. Die Abtriebswelle des Klemmkörpergesperres ist über ein weiteres Radiallager an dem Gehäuse radial gelagert.
Aus der EP 631 901 B1 ist ein Schrittschaltwerk insbesondere für Verstellvorrichtungen von Kraftfahrzeugsitzen bekannt. Eine Betätigungsstufe in Form eines Klemmrollenschaltwerks, wie in den 2 und 3 gezeigt, ist mit einem schaltbaren Klemmrollengesperre, wie es in 13 gezeigt ist und die Sperrstufe bildet, gekoppelt. Ein hin und her bewegbarer Handhebel des Klemmrollenschaltwerks weist eine im Wesentlichen kreisrunde Ausnehmung auf, in die ein Innenteil eingreift. In einem von Innenteil und einer Wand der kreisrunden Ausnehmung begrenzten Ringraum sind erste Klemmrollen im Bereich von Klemmschrägen angeordnet. Das Innenteil ist drehfest mit Mitnehmern verbunden, die zwischen zweiten Klemmrollen des schaltbaren Klemmrollengesperres eingreifen. Dieses bildet die Sperrstufe.
Aus der DE 10 2010 031 133 A1 ist ein Klemmrollenfreilauf für eine Verstellvorrichtung in einem Kraftfahrzeug bekannt. Die Betätigungsstufe hat einen aus einer Nullstellung um eine Achse hin- und her bewegbaren Handhebel, der über einen Klinkenmechanismus ein Zahnrad antreibt. Dieses Zahnrad weist erste und zweite Übertragungsmittel auf. Diese Übertragungsmittel wirken mit einer Sperrstufe zusammen, die Klemmrollen aufweist. Dabei ist der minimale Transportwinkel, den die Betätigungsstufe leisten kann, durch die Zahnteilung des Zahnrades begrenzt. Ein Betätigungshub muss jeweils das ganzzeilige Vielfache der Zahnteilung sein, ist dies nicht der Fall, kommt es zu einem mehr oder weniger großen Leerweg. Dabei kann auch in knackendes Geräusch auftreten.
Ausgehend von dem Schrittschaltwerk der eingangs genannten Art ist es Aufgabe der Erfindung, das vorbekannte Schrittschaltwerk günstiger und einfacher auszubilden, es gegen Vandalismus und Überbelastung zu sichern und die Anzahl seiner Komponenten zu verringern.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Schrittschaltwerk mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Dieses Schrittschaltwerk hat eine geringe Anzahl von Teilen. Es ermöglicht eine einfache Montage. Es ist kostengünstig herzustellen.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen sowie der nun folgenden Beschreibung von zwei nicht einschränkend zu verstehenden Ausführungsbeispielen der Erfindung, die unter Bezugnahme auf die Zeichnung im Folgenden näher erläutert werden. In dieser Zeichnung zeigen:
1: ein perspektivisches Montagebild des Schrittschaltwerks mit Blickrichtung schräg zur Achse, ein Handhebel ist vorn,
2: ein perspektivisches Montagebild wie 1, jedoch nunmehr gesehen von hinten, auf ein Abtriebselement,
3: ein perspektivisches Montagebild eines Steuerelements mit Mitnehmern, eines Klemmrades und erster Klemmrollen,
4: eine Draufsicht in axialer Richtung auf das Steuerelement gemäß 3 und einige erste Klemmrollen,
5: eine Draufsicht in axialer Richtung auf das Klemmrad gemäß 3 und die ersten Klemmrollen, diese befinden sich in Klemmstellung,
6: eine Schnittdarstellung bei radialer Schnittebene und stark vergrößert herausgenommen eines Details mit einem Paar zweiter Klemmrollen und den unmittelbar dieses Paar umgebenden Bauteilen einer Sperrstufe,
7: eine Darstellung wie 6, jedoch nunmehr mit anderer Ausführung der Klemmschräge eines Klemmspalts und
8: ein Diagramm des Verlaufs des übertragenen Drehmoments N in Nm über den Verstellwinkel alpha in Winkelgrad zwischen Klemmrad und Stellteil der Betätigungsstufe bzw. zwischen Gehäuse und Abtriebselement der Sperrstufe, bei dem Winkel a findet ein Abschalten statt.
Die 1 bis 6 beziehen sich auf ein erstes Ausführungsbeispiel. 7 bezieht sich auf ein zweites Ausführungsbeispiel.
Der Klemmrollenfreilauf hat eine Betätigungsstufe 18 und eine Sperrstufe 19. Im Folgenden wird zunächst die Sperrstufe 19 beschreiben. Die Sperrstufe 19 ist wie der Klemmrollenfreilauf nach der DE 10 2010 031 133 A1 aufgebaut, auf die dortige Beschreibung und Zeichnung wird ausdrücklich Bezug genommen. Sie ist vollinhaltlich Bestandteil der vorliegenden Anmeldung.
Die Sperrstufe 19 hat ein Ritzel 20, das auf einer Ausgangswelle 21 sitzt und um eine Achse 22 drehbar ist. Die Ausgangswelle 21 ist Teil eines Abtriebselements 23. Im montierten Zustand des Klemmrollenfreilaufs ragt das Ritzel 20 frei an einer Seite vor. Das Ritzel 20 hat an seinem freien Endbereich einen Stummel, an dem Befestigungsmittel angebracht werden können, die den Klemmrollenfreilauf zusammenhalten und schließen. Der Klemmrollenfreilauf hat ein Gehäuse 26. Es ist mit einem Kragenbereich der Ausgangswelle 21 in Kontakt. Die Ausgangswelle 21 hat einen Lagerbereich, der am Gehäuse 26 anliegt.
Das Gehäuse 26 hat eine zylindrische Mantelfläche 28, die zentrisch zur Achse 22 ist. Das Gehäuse 26 ist topfförmig, es ist in Richtung abgewandt vom Ritzel 20 offen. In den offenen Raum des Gehäuses 26 passt ein Klemmelement 30 des Abtriebselements 23. Ausgangswelle 21 und Klemmelement 30 sind drehfest miteinander verbunden. Sie sind axial lösbar miteinander verbunden. Hierzu hat das Klemmelement 30 ein Loch, das dem Keilwellenprofil 24 angepasst ist, so dass das Klemmelement 30 drehfest mit dem Ritzel 20 verbunden ist. Das Klemmelement 30 hat die Form einer Lochscheibe. An seiner radialen Außenfläche hat es eine Anzahl n von V-förmigen Anordnungen 32. Zwei benachbarte V-förmige Anordnungen 32 begrenzen zusammen mit der Mantelfläche 28 jeweils einen zweiten Klemmspalt 33. Jede V-förmige Anordnung 32 hat jeweils eine linke und eine rechte Klemmschräge. Die V-förmige Anordnung 32 ist jeweils symmetrisch zu einer Radialen. Die radiale Außenfläche des Klemmelements 30 wird auch als der Mantelfläche 28 gegenüberliegenden Seiten bezeichnet.
Der Klemmrollenfreilauf hat insgesamt n zweite Klemmrollen 34, die n/2 zweite Klemmrollenpaare bilden. Jeder V-förmigen Anordnung 32 ist eine zweite Klemmrolle 34 zugeordnet. Im Normalzustand bzw. Ausgangszustand befinden sich die zweiten Klemmrollen 34 eines zweiten Klemmrollenpaars auf den voneinander entfernten Klemmschrägen ihrer V-förmigen Anordnungen 32, siehe 6. Diese Klemmschrägen werden im Folgenden äußere Klemmschrägen genannt. Die zweiten Klemmrollen 34 eines zweiten Klemmrollenpaars haben im Ausgangszustand daher nicht Kontakt mit den einander benachbarten Klemmschrägen der V-förmigen Anordnungen 32. Diese Klemmschrägen werden im Folgenden innere Klemmschrägen genannt.
In einer bevorzugten Ausführung verlaufen die beiden V-förmigen Anordnungen 32 mit jeweils einer äußeren und jeweils einer inneren Klemmschräge in Form eines W, siehe 6.
Die Sperrstufe 19 des Klemmrollenfreilaufs weist weiterhin einen Käfig 40 auf. Er hat einen scheibenförmigen Grundkörper. Von diesem springen in axialer Richtung Mitnehmernasen 42 vor. Sie greifen jeweils zwischen benachbarte Paare der zweiten Klemmrollen 34. Zwischen zwei Mitnehmernasen 42 ist jeweils ein Distanzelement 44 vorgesehen, das in gleicher Richtung wie die Mitnehmernasen 42 von der Scheibe vorspringt. Es befindet sich zwischen den beiden zweiten Klemmrollen 34 eines Rollenpaars. Die Mitnehmernasen 42 bilden in Umfangsrichtung mindestens eine Anlagefläche aus. An einer Anlagefläche liegt jeweils eine zweite Klemmrolle 34 an. Die Anlagefläche ist so gerichtet, dass sie bei Kontakt mit der zweiten Klemmrolle 34 diese in eine Richtung drückt, die eine Komponente in Richtung der Radialen gesehen vom Mittelpunkt der zweiten Rolle 34 zum Zentrum der Achse 22 hin hat. Anders ausgedrückt wird die zweite Klemmrolle bevorzugt gegen die V-förmige Ausnehmung und nicht gegen die Mantelfläche 28 gedrückt. Der Unterschied beträgt mindestens 20%.
Auf der anderen Seite des scheibenförmigen Grundkörpers des Käfigs 40 springen Zapfen 46 vor. Diese bilden erste Aufnahmemittel. Der Käfig 40 hat ein zentrales Loch, mit dem er spielbehaftet drehbar das Keilwellenprofil umgreift.
6 zeigt den Ausgangszustand. Im Ausgangszustand liegt jede der beiden zweiten Klemmrollen des betrachteten Rollenpaars an der äußeren Klemmschräge ihrer V-förmigen Anordnung 32 an. Der Abstand von der inneren Klemmschräge der zugehörigen V-förmigen Anordnung 32 beträgt X. Die äußeren Klemmschrägen verlaufen nach außen hin nicht gradlinig, sondern gehen von einer anfänglichen Steigung ausgehend vom Verbindungspunkt der beiden Klemmschrägen einer V-förmigen Anordnung nach außen in eine flachere Steigung über, so dass sie dort einen geringeren Winkel mit der Mantelfläche 28, die radial gegenüberliegt, einschließen. Sie gehen noch weiter nach außen hin über in eine Anschlagflanke 56, die zu einem Vorsprungsbereich gehört, der sich zwischen zwei Rollenpaaren befindet. Diese Anschlagflanke 56 verläuft deutlich steiler als die Klemmflanken und begrenzt den möglichen Weg der zweiten Klemmrollen 34. Dadurch wird das maximal übertragbare Drehmoment begrenzt und bei dem Wert des maximal übertragbaren Drehmoments gehalten. Der Verlauf ist aus 8 ersichtlich. Dieser gilt für die zweiten Klemmrollen 34. Für die ersten Klemmrollen 76 liegt das maximal übertragbare Drehmoment bei etwa der Hälfte. Ist nach einem gewissen Verdrehwinkel des Schrittschaltwerks eine zweite Klemmrolle 34 in Klemmstellung, so wird sie mit zunehmendem Winkel alpha zwischen Gehäuse 26 und Klemmelement 30 weiter in den Klemmspalt hineingezogen, das übertragene Drehmoment N steigt weiter an. Ab der Stelle, an der die zweite Klemmrolle den der Mantelfläche 28 nächsten Punkt der V-förmigen Anordnung 32 erreicht hat, wird bei dem Winkelwert a der Verlauf der Kurve steiler. Das maximale Drehmoment wird bei dem Drehmomentwert Nmax übertragen An dieser Stelle ist die zweite Klemmrolle 34 im Anschlag an eine Anschlagflanke 56. Eine weitere Annäherung der zweiten Klemmrolle an die Mantelfläche 28 findet somit nicht statt. Anders ausgedrückt wird die Keilwirkung, die aufgrund der Klemmschräge erreicht wird, geometrisch an einer bestimmten Stelle nicht weiter erhöht, sondern abgebrochen und dadurch erreicht, dass bei einem maximal übertragbaren Drehmoment, siehe Nmax in 8, die Sperrstufe 19 abschaltet. Unter Abschalten wird verstanden, dass sie das maximale Drehmoment nach wie vor weiter überträgt, aber ein noch höheres, angreifendes Drehmoment nicht überträgt, sondern durchrutscht. Unter Abschalten wird der nahezu waagerechte, flache Zweig des Verlaufs in 8 verstanden. Das Abschalten findet am Knick vom schräg ansteigenden Verlauf in den nahezu waagerechten Verlauf in 8 statt, siehe Winkelwert a.
Das maximal übertragbare Drehmoment der Sperrstufe 19 wird als zweites Drehmoment bezeichnet. Es liegt über 200 Nm, insbesondere über 250 Nm, und ist kleiner als das Drehmoment, das zu einer Zerstörung der Sperrstufe 19 führt.
In einer Alternative kann das Distanzelement entfallen, die zweiten Klemmrollen 34 eines Rollenpaares haben dann unmittelbaren Kontakt. Aber auch im Falle eines unmittelbaren Kontaktes der beiden zweiten Klemmrollen 34 kann ein reduziertes Element anstelle des Distanzelementes 44 vorgesehen sein, das sich im Dreieck zwischen den beiden zweiten Klemmrollen 34 des Paars und der Mantelfläche 28 befindet und die zweite Klemmrollen 34 nach innen vorbelastet. Vorzugsweise sind die Anlageflächen 43 so ausgebildet, dass sie die Rollen radial nach innen vorbelasten bzw. drücken. Es ist gewünscht und vorteilhaft, dass die Rollen radial nach innen vorbelastet sind.
Das Distanzelement 44 kann elastisch, starr oder sowohl elastisch als auch starr sein. Vorzugsweise ist das Distanzelement 44 an der Stelle starr, die den Mittelpunkt der beiden zweiten Klemmrollen 34 das Rollenpaar verbindet. Dadurch ist der Abstand zwischen den Rollen des Rollenpaares gesichert. Ansonsten kann das Distanzelement 44 vorzugsweise elastisch sein, beispielsweise im Dreiecksbereich zwischen den beiden Rollen des Rollenpaares und der Mantelfläche 28.
Außerhalb des Käfigs 40, gesehen vom Ritzel 20, befindet sich die Betätigungsstufe 18.
Die Betätigungsstufe 18 wird durch einen Handhebel 60 angetrieben. Er ist um die Achse 22 hin- und her bewegbar. Er wird durch die Schenkelfeder 72 elastisch in der Nullstellung, aus der er in beide Drehrichtungen auslenkbar ist, gehalten. Der Handhebel 60 ist mit einem Befestigungsteil 63 verbunden, beide haben Befestigungslöcher für eine entsprechende Verbindung. Das Befestigungsteil 62 hat einen Innenvielkant, der so ausgestaltet ist, dass ein möglichst hohes Drehmoment übertragen werden kann. Er passt auf einen Außenvielkant eines Klemmrades 64. Zwischen diesem Klemmrad 64 und dem Befestigungsteil 62 befindet sich ein Steuerelement 66 es ist ein einteiliges Teil, das Steuerelement 66 ist vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt. Wie aus 2 ersichtlich ist, springen auf der vom Handhebel 60 abgewandten Seite des Steuerelements 66 Mitnehmer 68 vor. Das Steuerelement 66 hat einen Vorsprung 70, der in Richtung vom Handhebel 60 weg vorspringt. Er bildet zwei seitliche Radialflächen aus. Mit diesen kommen Enden einer Schenkelfeder 72 in Anlage, die um das Gehäuse 26 greift. Das Gehäuse 26 ist mit einem Trägerteil 74 verbunden und kann über das Trägerteil 74 an einem Verstellarm der Verstellvorrichtung befestigt werden. Das Trägerteil 74 hat eine zum Handhebel 66 weisende Nase 71, an der die beiden Enden der Schenkelfeder 72 anliegen.
Das Klemmrad 64 ist in Kontakt mit m/2 Paaren erster Klemmrollen 76. Diese kommen in Kontakt mit einer Innenfläche eines Stellteils 78. Diese Innenfläche des Stellteils 78 und das Klemmrad 64 begrenzen einen ringförmigen Spalt, in dem die ersten Klemmrollen 76 in ihnen zugeordneten Klemmschrägen angeordnet sind. Die Klemmschrägen werden vom Klemmrad 64 ausgebildet.
Das Klemmrad 64 ist zusammen mit dem Befestigungsteil 62 und dem Handhebel 60 auf einer Lagerbuchse 80 angeordnet, die um einen Achsstummel 80 drehbar ist, der Teil des Abtriebselements 23 ist. Die Lagerbuchse 80 sitzt kraftschlüssig auf dem Abtriebselement 23, das eine Drehachse bildet. Die Lagerbuchse 80 hat einen Bund, dieser sitzt in einer Vertiefung des Stellteils 78, die sich vor (in 1 gesehen) den Fingern 82 befindet. Die m = 12 ersten Klemmrollen laufen gegen die Mitnehmer 68 des Steuerelements 66. Die aktiven ersten Klemmrollen klemmen gegenüber der zylindrischen Innenmantelfläche des Stellteils 78 ein, so dass sich auch das Stellteil 78 mit dreht. Der Handhebel 60, das Befestigungsteil 62, das Stellteil 78 und das Steuerelement 66 machen dabei die gleiche Bewegung. Im weiteren Verlauf der Betätigung wird die Sperrstufe 19 wie folgt betätigt: Die Zapfen 46 des Käfigs 40, die in die Fenster 80 des Stellteils 78 greifen, nehmen die Sperrstufe 19 mit, wie dies in der o. g. DE 10 2010 031 133 A1 beschrieben ist. Die Schenkelfeder 72 sorgt mit ihren beiden freien Enden für ein Rückstellmoment, wodurch der Handhebel 60 nach einer Verstellbewegung wieder in die Nulllage zurückbewegt wird.
Das Stellteil 78 ist topfförmig ausgebildet. Es hat eine Zylinderfläche, dort sind Fenster 80 und Finger 82 vorgesehen. Diese bilden erste Übertragungsmittel, die mit den ersten Aufnahmemitteln in Form der Zapfen 46 zusammenwirken. Die Zapfen 46 greifen in die Fenster 80 mit radialem Spiel ein. Die Finger 82 bilden zweite Übertragungsmittel, sie arbeiten mit zweiten Aufnahmemitteln zusammen, die durch das Keilwellenprofil des Abtriebselements 23 gebildet sind. Auch zwischen diesen beiden steht ein radiales Spiel. Für das erste Übertragungsmittel wir das Spiel durch einen Freilaufwinkel a beschrieben, für das zweite Übertragungsmittel durch einen Übertragungsfreiwinkel b. Die Freilaufwinkel a und/oder der Übertragungsfreiwinkel b liegen im Bereich 2° bis 10°, insbesondere bei etwa 5°.
Der Klemmrollenfreilauf der Betätigungsstufe 18 ist entsprechend wie das oben beschriebene Klemmrollengesperre der Sperrstufe 19 aufgebaut. 4 zeigt die Mitnehmer 68, die den Mitnehmernasen 42 der Sperrstufe 19 entsprechen. In der Betätigungsstufe 18 sind die ersten Klemmrollen 76 jedes Paars in direktem Kontakt, es ist kein Distanzelement wie bei der Sperrstufe 19 vorgesehen. In der Darstellung der 5 sind beide erste Klemmrollen 76 jedes Paars im Klemmzustand. Die gegen den Uhrzeigersinn vordere erste Klemmrolle 76 ist an einer Anschlagflanke 56, es wird in diesem Zustand das maximale Drehmoment übertragen.
Das maximal übertragbare Drehmoment der Betätigungsstufe 18 wird als erstes Drehmoment bezeichnet. Es liegt bei etwa etwa 30 bis 50 Nm, es liegt vorzugsweise unter 80 Nm, insbesondere unter 100 Nm, und ist kleiner als das Drehmoment, das zu einer Zerstörung der Betätigungsstufe 18 und/oder des Handhebels 60 führt. Die Begrenzung des ersten Drehmoments vermeidet eine Zerstörung der Betätigungsstufe 18 durch Vandalismus.
Ein typischer Funktionsablauf der Sperrstufe 19 ist wie folgt: Greift am Ritzel 20 ein Drehmoment N an und wird das Ritzel 20 gegenüber dem festgehaltenen Gehäuse 26 gedreht, so befindet sich nach ungefähr 2° Ritzeldrehung die jeweils in der Drehrichtung klemmende zweite Klemmrolle 34 des Rollenpaars bereits ungefähr 1° in Klemmung. Die andere zweite Rolle 34 des jeweiligen Rollenpaares gerät über den Käfig 40 ebenfalls in Klemmung. Nach 2,5° Ritzeldrehung wird das Stellteil 78 vom Ritzel 20 mitgenommen. Nach weiteren 2,5° Drehung läuft das Stellteil 78 gegen die Zapfen 46 des Käfigs 40. Nach 7° Ritzeldrehung kommen die in der Drehrichtung ursprünglich klemmenden zweiten Klemmrollen 34 gegen den jeweiligen Anschlag 56.
Die Zeichnung in den 5 und 6 ist maßstäblich. Die einzelnen Abmessungen können dadurch aus diesen Figuren entnommen und dadurch bestimmt werden, dass die ersten Klemmrollen 76 und die zweiten Klemmrollen 34 jeweils einen Durchmesser von 5 mm haben. Auf diese Weise kann auch das Maß X ermittelt werden.
Die Sperrstufe 19 für eine Verstellvorrichtung in einem Kraftfahrzeug, insbesondere in einem Kraftfahrzeugsitz, weist ein Gehäuse 26, eine Zylinderfläche, die zentrisch zu einer Achse 22 ist und die entweder von einer zylindrischen Mantelfläche 28 des Gehäuses 26 oder einer zylindrischen Mantelfläche 28 eines Lagerrings gebildet ist, mindestens eine zweite Klemmrolle 34, wobei die zweite Klemmrolle 34 in Kontakt mit der Zylinderfläche kommt, ein Abtriebselement 23, das zentrisch zur Achse 22 ist, und eine Klemmkontur auf, die in Kontakt mit der zweiten Klemmrolle 34 kommt, die sich auf der der Zylinderfläche gegenüberliegenden Seite der Rolle 34 befindet, dabei ist die Klemmkontur eine Doppel-Klemmkontur, die eine linke Klemmschräge und eine rechte Klemmschräge aufweist.
Die Sperrstufe 19 für eine Verstellvorrichtung in einem Kraftfahrzeug, insbesondere in einem Kraftfahrzeugsitz, weist ein Gehäuse 26, das eine zylindrische Mantelfläche 28 hat, die eine Achse 22 definiert, mindestens ein Rollenpaar, das zwei zweite Klemmrollen 34 aufweist, wobei die zweite Klemmrollen 34 sich in Kontakt mit der Mantelfläche 28 befinden, eine Ausgangswelle 21, die zentrisch zur Achse 22 ist, ein Klemmelement 30, das sich auf der der Mantelfläche 28 gegenüberliegenden Seite der zweiten Klemmrollen 34 befindet und das mit der Ausgangswelle 21 drehverbunden ist, auf. Dabei weist die Sperrstufe 19 weiterhin einen Käfig 40 auf, der in Umfangsrichtung für jede zweite Klemmrolle 34 mindestens jeweils eine Anlagefläche 43 hat, an der eine zweite Klemmrolle 34 anliegt, und weist das Klemmelement 30 für jede zweite Klemmrolle 34 eine V-förmige Anordnung 32 mit einer linken Klemmschräge einer rechten Klemmschräge aufweist. Die beiden Klemmschrägen sind vorzugsweise spiegelbildlich zueinander.
Der Anmelder behält sich vor, Merkmale und auch Untermerkmale einzelner Ansprüche und/oder einzelner Sätze der Beschreibung beliebig miteinander kombinieren zu können, auch wenn eine derartige Kombination nicht unmittelbar aus dem Zusammenhang ersichtlich ist.
Die beschriebene Kupplungsanordnung aus dem ersten Übertragungsmittel (Fenster 80) und dem ersten Aufnahmemittel (Zapfen 46) sowie die beschriebene Kupplungsanordnung aus dem zweiten Übertragungsmittel (Finger 82) und dem zweiten Aufnahmemittel (Keilwellenprofil 24), ermöglichen die für die Klemmung erforderlichen Drehspiele der Sperrstufe 19. Ohne Drehspiele würde ein Antriebsmoment vom Ritzel 20 direkt über das Stellteil 78 auf den Käfig 40 übertragen und die zweiten Klemmrollen 34 gerieten außer Klemmung.
Je nach Belastungszustand und Betätigungsrichtung der Sperrstufe 19 werden entweder die zweiten Klemmrollen 34 über den Käfig 40 oder das Ritzel 20 zuerst vom Stellteil 78 mitgenommen. Daher könnten die oben beschriebenen Drehspiele von der konstruktiven Auslegung gleiche Beträge haben. Vorzugsweise ist aber die Abstimmung so, dass zuerst die zweiten Klemmrollen 34 mitgenommen werden. Im umgekehrten Falle würde ein Hakeln entstehen können, da das Ritzel 20 mit dem Klemmelement 30 drehfest verbunden ist. Da sich die Rollenpaare jeweils in einer Vorzugslage befinden, nämlich auf der äußeren Klemmschräge, und beim Betätigen über den Käfig 40 nur das Auflaufen der zweiten Klemmrollen 34 auf die äußeren Klemmschrägen vermieden wird, hält das Distanzelement 44 im Normalfall die zweiten Klemmrollen 34 von den inneren Klemmschrägen fern, siehe Abstand X. Gleichzeitig erfolgt über das Distanzelement 44 auch der Vorschub der jeweils hinteren Klemmrolle des Rollenpaars, wenn die vordere Klemmrolle 76 vom Käfig 40 verschoben wird.
Das Steuerelement 66 hat ein Gehäuse 26, das im Wesentlichen aus einem ringförmigen Boden und einer umlaufenden, zylindrischen Wand besteht. Es ist topfförmig. Der Vorsprung 70 ist an die zylindrische Wand außen angesetzt und hat eine Rippe, die in der Ebene des freien Randes der zylindrischen Wand liegt. Der Vorsprung 70 ragt axial über diese Ebene des freien Endes der zylindrischen Wand hinaus. Die Mitnehmer 68 springen von der Innenseite des topfförmigen Bodens frei vor, sie springen zur Ebene des freien Randes der zylindrischen Wand hin vor. Alle die in diesem Absatz beschriebenen Teile des Steuerelements 66 sind in einem einzigen Bauteil realisiert, das einstückig zusammenhängend ist.
Das Schrittschaltwerk arbeitet wie folgt: Wird der Handhebel 60 betätigt, so kommen bei Beginn der Betätigung die ersten Klemmrollen 76 durch das Steuerelement 66 in Klemmung. Am Ende der Betätigung werden die ersten Klemmrollen 76, das Klemmrad 64 und der Handhebel 60 in die Nullstellung zurückbewegt, dies erfolgt aufgrund der Feder 72. Das Schrittschaltwerk hat ein direktes Ansprechverhalten. Geringe Einsteuerwinkel führen zur Reduzierung der Hubzahl, die für eine gewisse Verstellbewegung der Verstellvorrichtung notwendig ist. Durch das Stellteil 78 wird die Betätigungskraft auf die Sperrstufe 19 übertragen, wodurch das Abtriebselement 23 dreht. Wenn die ersten Klemmrollen 76 in Klemmung gehen, nehmen sie das Stellteil 78 mit. Dieses greift über die Kupplungsanordnung über den Käfig 40 zwischen die zweiten Klemmrollen 34 der Sperrstufe 19 und nimmt diese mit. Das Schrittschaltwerk greift immer und sehr direkt nach einem vorgegebenen, notwendigen Betätigungswinkel unabhängig von der Zahnteilung ein. Es sind beliebig kleine Schritte und Betätigungswinkel möglich.
In der Ausführung nach 7 schließt sich an die V-förmige Anordnung 32 nach außen hin ein planer Bereich bzw. ein Planum 84 an. Dort hat der erste und/oder der zweite Klemmspalt eine gleichbleibende bzw. konstante Höhe, anders ausgedrückt findet dort keine Keilwirkung statt. Am Ende des planen Bereichs 84 ist eine Anschlagflanke 56 vorgesehen. Bis auf den zusätzlichen planen Bereich 84 unterscheidet sich das zweite Ausführungsbeispiel nicht von dem ersten Ausführungsbeispiel.
Bezugszeichenliste

18: Betätigungsstufe
19: Sperrstufe
20: Ritzel
21: Ausgangswelle
22: Achse
23: Abtriebselement
24: Keilwellenprofil, zweites Aufnahmemittel
26: Gehäuse
28: Mantelfläche
30: Klemmelement
32: V-förmige Anordnung
34: zweite Klemmrolle
40: Käfig
42: Mitnehmernase
43: Anlagefläche
44: Distanzelement
46: Zapfen, erstes Aufnahmemittel
56: Anschlagflanke
60: Handhebel
62: Befestigungsteil
64: Klemmrad
66: Steuerelement
68: Mitnehmer
70: Vorsprung
71: Nase
72: Schenkelfeder
74: Trägerteil
76: erste Klemmrolle
78: Stellteil
80: Fenster, erste Übertragungsmittel
82: Finger, zweite Übertragungsmittel
84: planer Bereich, Planum

Claims

Schrittschaltwerk für Verstellvorrichtungen in Kraftfahrzeugen, insbesondere für Verstellvorrichtungen für Kraftfahrzeugsitzen, – mit einem aus einer Nullstellung um eine Achse (22) hin- und her bewegbaren Handhebel (60), – mit einer Betätigungsstufe (18), die ein mit dem Handhebel (60) drehfest verbundenes Klemmrad (64), die ein Stellteil (78), die mindestens einen ersten Klemmspalt zwischen Klemmrad (64) und Stellteil (78), die mindestens eine in diesem Klemmspalt angeordnete erste Klemmrolle (76) und die ein Steuerelement (66) aufweist, wobei das Steuerelement (66) Mitnehmer (68) hat und mindestens ein Mitnehmer (68) in dem ersten Klemmspalt hineinragt und sich jeweils in Nähe der ersten Klemmrolle befindet, und wobei das Stellteil (78) erste und zweite Übertragungsmittel aufweist, – mit einer Sperrstufe (19), die a) ein Gehäuse (26) hat, welches eine zylindrische Mantelfläche (28) aufweist, wobei die Mantelfläche (28) zentrisch zur Achse (22) ist, die b) einen Käfig (40) hat, der erste Aufnahmemittel, die mit den ersten Übertragungsmitteln zusammenwirken, aufweist, die c) ein Abtriebselement (23) hat, das zweite Aufnahmemittel, die mit den zweiten Übertragungsmitteln zusammenwirken, aufweist, die d) mindestens einen zweiten Klemmspalt zwischen der zylindrischen Mantelfläche (28) und dem Abtriebselement (23) aufweist, und die e) mindestens eine in diesem zweiten Klemmspalt angeordnete zweite Klemmrollen (34) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsstufe (18) ausgelegt ist für die Übertragung eines maximalen ersten Drehmoments und bei der Übertragung höherer Drehmomente als das erste maximale Drehmoment abschaltet, dass die Sperrstufe (19) ausgelegt ist für die maximale Übertragung eines zweiten Drehmoments und bei der Übertragung höherer Drehmomente als das zweite Drehmoment abschaltet, und dass das zweite Drehmoment ist mindestens doppelt so groß wie das erste Drehmoment.
Schrittschaltwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Trägerteil (74) vorgesehen ist, das mit dem Gehäuse (26) drehfest verbunden ist, dass das Trägerteil (74) eine zum Handhebel (60) hinweisende Nase (71) hat, dass eine Schenkelfeder (72) als Rückstellfeder für den Handhebel (60) vorgesehen ist, die um das Gehäuse (26) greift, und dass die beiden Enden der Schenkelfeder (72) an der Nase (71) anliegen.
Schrittschaltwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Abtriebselement (23) eine Abtriebswelle und ein Klemmelement (30) aufweist, dass Abtriebswelle und Klemmelement (30) lösbar und drehfest miteinander verbunden sind, und dass der zweite Klemmspalt zwischen der zylindrischen Mantelfläche (28) und dem Klemmelement (30) ausgebildet ist.
Schrittschaltwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Handhebel (60) zwischen die beiden Enden der Schenkelfeder (72) greift.
Schrittschaltwerk nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Betätigungsstufe (18) der erste Klemmspalt so ausgelegt ist, dass in der Position, welche eine erste Klemmrolle (76) bei Übertragung des ersten maximalen Drehmoments hat, eine Anschlagflanke (56) und/oder einen planen Bereich (84) aufweist, und dass in der Sperrstufe (19) der zweite Klemmspalt an der Stelle, an der sich eine zweite Klemmrolle (34) bei Übertragung des zweiten Drehmoments befindet, eine Anschlagflanke (56) und/oder einen planen Bereich (84) aufweist.
Schrittschaltwerk nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Käfig (40) Mitnehmernasen (42), die in zweite Klemmspalte hineinreichen und vorzugsweise auch Distanzelemente (44), die zwischen zwei zweite Klemmrollen (34) hineinragen, aufweist.