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Die Erfindung betrifft ein selbsthemmendes Getriebe, insbesondere für eine Sitzverstellung eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine Welle, einen konzentrisch zur Welle angeordneten und diese umgebenden hohlzylinderförmigen Aktuator, in einem zwischen der Welle und dem Aktuator ausgebildeten Spalt angeordnete Paare von Klemmrollen, und mehrere Klemmkonturen zur Klemmung der Klemmrollen bei einer relativen Drehung des Aktuators zur Welle innerhalb des Spalts.
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Die Erfindung betrifft weiterhin eine Verstellvorrichtung zur Sitzverstellung eines Kraftfahrzeugs, insbesondere für eine Höhenverstellung oder eine Neigungsverstellung eines Fahrzeugsitzes.
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Aus der
DE 10 2007 017 617 A1 ist Verstelleinrichtung zur Durchführung einer Verstellfunktion eines Kraftfahrzeugsitzes mit einem Planetengetriebe bekannt. Das Planetengetriebe weist einen Antrieb und einen Abtrieb auf. Weiterhin ist eine Bremseinrichtung, welche von dem Abtrieb auf das Plantetengetriebe einwirkende Drehmomente weitestgehend abhält, vorgesehen. Dabei weist das Planetengetriebe einen Planetenträger auf, welcher auch Teil der Bremseinrichtung ist. Die Bremseinrichtung wirkt in zwei Drehrichtungen und weist einen Bremsring und einen Innenring auf, zwischen welchen sich ein Spalt befindet, in dem Bremskörper angeordnet sind. Die Bremskörper sind paarweise angeordnet und weisen jeweils ein Federmittel auf, das zwischen den Bremskörpern angeordnet ist. Ein Außenumfang des Innenrings ist derart gestaltet, dass der Spalt im Bereich jedes Federmittels größer als der Durchmesser der Bremskörper ausgebildet ist. Von den Federmittel weg verengt sich der Spalt auf eine Höhe kleiner dem Durchmesser der Bremskörper. Bei der Drehung des Innenrings relativ zum Bremsring verklemmt sich aufgrund der Verengung des Spalts jeweils ein Bremskörper eines Paares im sich verengenden Bereich des Spalts, so dass eine weitere Drehung verhindert wird. Bei einer Drehung des Innenrings in Gegenrichtung erfolgt das Verklemmen durch den anderen Bremskörper des Paares.
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Weiterhin sind aus dem Stand der Technik, beispielsweise aus den Schriften
WO 2013/010888 A2 ,
WO 2013/010890 A2 und
WO 2013/010892 A2 , selbsthemmende Getriebe für eine rastende Sitzverstellung bekannt, welche als Klinkenkupplung ausgebildet sind. Derartige Klinkenkupplungen verursachen bei Betätigung eines Betätigungselementes zur Sitzverstellung Geräusche, die als störend oder zumindest als unangenehm empfunden werden können.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes selbsthemmendes Getriebe und eine verbesserte Verstellvorrichtung zur Sitzverstellung eines Kraftfahrzeugs anzugeben.
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Hinsichtlich des selbsthemmenden Getriebes wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale und hinsichtlich der Verstellvorrichtung durch die in Anspruch 9 angegebenen Merkmale gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Das selbsthemmende Getriebe ist insbesondere für eine Sitzverstellung eines Kraftfahrzeugs vorgesehen und umfasst eine Welle, einen konzentrisch zur Welle angeordneten und diese umgebenden hohlzylinderförmigen Aktuator, in einem zwischen der Welle und dem Aktuator ausgebildeten Spalt angeordnete Paare von Klemmrollen und mehrere Klemmkonturen zur Klemmung der Klemmrollen bei einer relativen Drehung des Aktuators zur Welle innerhalb des Spalts.
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Erfindungsgemäß ist zwischen unmittelbar benachbarten Klemmrollen verschiedener Paare von Klemmrollen jeweils zumindest ein Federelement angeordnet und zwischen Klemmrollen jeweils eines Paares von Klemmrollen ist jeweils ein Halteelement angeordnet, welches bei einer relativen Drehung des Aktuators zur Welle die jeweils in Drehrichtung hintere Klemmrolle eines Paares in einer Ausgangsposition hält.
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Die Erfindung weist den Vorteil auf, dass bei einer Betätigung des Getriebes bei der Sitzverstellung keine Geräusche entstehen, selbst dann nicht, wenn ein alternierend zu betätigendes Betätigungselement nur unvollständig, d. h. nicht mit dem maximal möglichen Hub, betätigt wird. Als weiterer besonderer Vorteil ergibt sich, dass das selbsthemmende Getriebe aufgrund seiner erfindungsgemäßen Ausbildung einen Freilauf aufweist, welcher eine alternierende Rückkehr des Aktuators oder der Welle und des direkt oder indirekt mit dem Aktuator oder der Welle mechanisch gekoppelten Betätigungselements ermöglicht, ohne dass bei der Rückkehr ein Drehmoment auf die Sitzverstellung übertragen wird. Die Erfindung weist außerdem den Vorteil auf, dass eine stufenlose Sitzverstellung möglich ist, da die Klemmrollen, die Klemmkonturen, der Aktuator, die Welle und die Federelemente stets im Eingriff miteinander stehen.
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Gemäß einer Weiterbildung üben die Federelemente zwischen den benachbarten Klemmrollen verschiedener Paare von Klemmrollen in jeder relativen Position des Aktuators zur Welle eine Federkraft auf die entsprechenden Klemmrollen aus, so dass die benachbarten Klemmrollen verschiedener Paare mittels der Federelemente auseinandergespreizt werden. Aufgrund der Anordnung der Halteelemente zwischen den Klemmrollen der jeweiligen Paare werden die Klemmrollen in jeder relativen Position des Aktuators zur Welle stets in einer definierten Position gehalten.
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In einer Ausgestaltung sind die Klemmkonturen zwischen den Klemmrollen jeweils eines Paares von Klemmrollen angeordnet, so dass eine gleichmäßige und spielfreie Übertragung von Drehmomenten vom Aktuator auf die Welle oder umgekehrt möglich ist.
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In einer weiteren Ausgestaltung sind die Klemmkonturen als Ausbuchtung an einem dem Spalt zugewandten Innenumfang des Aktuators ausgebildet. Somit wird eine für einen Nutzer komfortable und zuverlässige Übertragung von Drehmomenten vom Aktuator auf die Welle oder umgekehrt ermöglicht, welche besonders einfach realisierbar ist.
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Gemäß einer möglichen Weiterbildung sind die Klemmkonturen als Ausbuchtung an einem dem Spalt zugewandten Außenumfang der Welle ausgebildet. Auch diese Ausbildung ermöglicht eine besonders einfach realisierbare und für den Nutzer komfortable und zuverlässige Übertragung von Drehmomenten vom Aktuator auf die Welle oder umgekehrt.
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In einer Ausgestaltung sind die Federelemente als Elastomerkörper ausgebildet, welche sich einerseits durch eine besonders hohe Zuverlässigkeit auszeichnen und andererseits besonders einfach an eine Form des Spalts und der Klemmrollen anpassbar sind.
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Um eine mechanische Kopplung des Getriebes mit einem Hebel zu ermöglichen, weist der Aktuator gemäß einer Weiterbildung an einem Außenumfang eine Koppelstruktur auf.
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Alternativ weist die Welle an einem Außenumfang eine Koppelstruktur zur mechanischen Kopplung mit dem Hebel auf.
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Die erfindungsgemäße Verstellvorrichtung zur Sitzverstellung eines Kraftfahrzeugs, insbesondere für eine Höhenverstellung oder eine Neigungsverstellung eines Fahrzeugsitzes, umfasst ein erfindungsgemäßes selbsthemmendes Getriebe. Auch die Verstellvorrichtung weist aufgrund der Verwendung des erfindungsgemäßen selbsthemmenden Getriebes den Vorteil auf, dass bei der Betätigung der Verstellvorrichtung bei der Sitzverstellung keine Geräusche entstehen, selbst dann nicht, wenn ein alternierend zu betätigendes Betätigungselement nur unvollständig, d. h. nicht mit dem maximal möglichen Hub, betätigt wird. Auch wird aufgrund des realisierten Freilaufs die alternierende Rückkehr des Betätigungselements ermöglicht, ohne dass bei der Rückkehr ein Drehmoment auf die Sitzverstellung übertragen wird. Somit wird eine besonders komfortable und genaue Sitzverstellung für den Nutzer ermöglicht. Aufgrund dessen, dass die Klemmrollen, die Klemmkonturen, der Aktuator, die Welle und die Federelemente stets im Eingriff miteinander stehen, ist weiterhin in besonders vorteilhafter Weise eine stufenlose Sitzverstellung möglich.
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Zur Realisierung der Sitzverstellung steht der Aktuator oder die Welle gemäß einer möglichen Weiterbildung in Wirkverbindung mit einem Abtrieb.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
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Dabei zeigen:
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1 schematisch eine Klinkenkupplung gemäß dem Stand der Technik,
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2 schematisch eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Getriebes, wobei eine Klemmrollenkupplung konzentrisch zu einer Abtriebsachse angeordnet ist,
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3 schematisch eine perspektivische Schnittdarstellung des Getriebes gemäß 2,
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4 schematisch eine perspektivische Darstellung des Getriebes gemäß 2,
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5 schematisch eine weitere Darstellung des Getriebes gemäß 2,
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6 schematisch eine Explosionsdarstellung des Getriebes gemäß 2, und
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7A bis 7C schematisch verschiedene Ansichten einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Getriebes, bei der die Klemmrollenkupplung konzentrisch zu einer Hebelachse angeordnet ist.
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Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist ein selbsthemmendes Getriebe 9 gemäß dem Stand der Technik dargestellt, das als Klinkenkupplung ausgebildet ist. Die Klinkenkupplung weist eine erste Klinke 1 und eine zweite Klinke 2 auf, die fest mit einem hier nicht dargestellten Betätigungselement verbunden sind. Dieses Betätigungselement, beispielsweise ein Hebel zur Sitzverstellung, wird zur Betätigung alternierend bewegt, wobei das selbsthemmende Getriebe 9 so ausgelegt ist, dass sich bei Betätigung des Betätigungselementes, beispielsweise in Drehrichtung im Uhrzeigersinn, die erste Klinke 1 nach links und die zweite Klinke 2 ebenfalls nach links bewegt, wobei sich die erste Klinke 1 aus einem Zahnkranz 3 heraus bewegt und wobei die zweite Klinke 2 den Zahnkranz 3 entgegen dem Uhrzeigersinn dreht. Bei anschließendem Loslassen des nicht dargestellten Betätigungselementes bewegt sich dieses entgegen der Uhrzeigerrichtung zurück, wobei die erste Klinke 1 wieder in Eingriff mit dem Zahnkranz 3 gerät, ohne dass dieser sich bei der Rückwärtsbewegung dreht. Das heißt, das selbsthemmende Getriebe 9 ermöglicht eine Freilauffunktion.
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Dieses bekannte selbsthemmende Getriebe 9 weist den Nachteil auf, dass die Betätigung des nicht darstellten Betätigungselementes Geräusche verursacht, die durch die Berührung zwischen erster Klinke 1 und zweiter Klinke 2 einerseits und dem Zahnkranz 3 andererseits herrühren. Insbesondere bei nicht voll ausgeführter Betätigung des Betätigungselementes können Geräusche entstehen, die von einem Nutzer als laut und unangenehm empfunden werden können.
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2 zeigt eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen selbsthemmenden Getriebes 10. Dabei ist ein um eine Drehachse D drehbarer Hebel 4, welcher mit einem hier nicht darstellten Betätigungselement fest verbunden ist oder zumindest immer mit diesem im Eingriff steht, angeordnet.
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Der Hebel 4 weist einen einzelnen Zahn 4.1 auf, der in eine als Aussparung ausgebildete Koppelstruktur 5.1 eines hohlzylinderförmigen Aktuators 5 von außen eingreift.
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Der Aktuator 5 ist konzentrisch zu einer Welle 6 angeordnet und umgibt diese. In einem zwischen der Welle 6 und dem Aktuator 5 ausgebildeten Spalt S sind drei Paare von Klemmrollen 7 angeordnet, welche in Wirkverbindung mit der als Exzenter ausgebildeten Welle 6 stehen oder bringbar sind. Dabei ist die Welle 6 fest mit einem Abtrieb zur Sitzverstellung verbunden.
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Um bei einer Drehung des Aktuators 5 eine Klemmung zwischen den Klemmrollen 7, dem Aktuator 5 und der Welle 6 zu realisieren, sind drei Klemmkonturen K1 bis K3 vorgesehen, welche zwischen den Klemmrollen 7 jeweils eines Paares von Klemmrollen 7 angeordnet und als Ausbuchtung an einem dem Spalt S zugewandten Innenumfang des Aktuators 5 ausgebildet sind.
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Weiterhin ist zwischen unmittelbar benachbarten Klemmrollen 7 verschiedener Paare von Klemmrollen 7 jeweils ein als Elastomerkörper ausgebildetes Federelement 8 angeordnet, wobei die Federelemente 8 zwischen den benachbarten Klemmrollen 7 der verschiedenen Paare von Klemmrollen 7 in jeder relativen Position des Aktuators 5 zur Welle 6 eine Federkraft auf die entsprechenden Klemmrollen 7 ausüben.
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Zusätzlich sind in nicht näher dargestellter Weise zwischen den Klemmrollen 7 der einzelnen Paare Halteelemente in den Positionen POS1 bis POS3 angeordnet, welches bei einer relativen Drehung des Aktuators 5 zur Welle 6 die jeweils in Drehrichtung hintere Klemmrolle 7 eines Paares in einer Ausgangsposition halten. Dabei sind die Halteelemente vorzugsweise an einem nicht gezeigten, einen Bereich des Aktuators 5 und der Welle 6 bedeckenden Deckelelements angeordnet und als Haltestifte ausgebildet.
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Der Aktuator 5, die Welle 6, die Klemmrollen 7, die in den Positionen POS1 bis POS3 angeordneten Halteelemente, die Federelemente 8 und die Klemmkonturen K1 bis K3 bilden dabei eine Klemmrollenkupplung, die konzentrisch zur Abtriebsachse angeordnet ist.
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Bei Betätigung des nicht darstellten Betätigungselementes wird der Hebel 4 um die Drehachse D in eine erste Drehrichtung gedreht. Durch den Eingriff des Zahnes 4.1 in die Aussparung des Aktuators 5 wird der Aktuator 5 in entgegengesetzter Drehrichtung gedreht. Aufgrund der am Innenumfang des hohlzylinderförmigen Aktuators 5 befindlichen Klemmkonturen K1 bis K3 werden bei Betätigung des drehbaren Hebels 4 und somit bei der Drehung des Aktuators 5 die Klemmrollen 7 im Spalt S geklemmt, so dass ein eingeleitetes Drehmoment von dem Hebel 4 über den Aktuator 5 auf die Welle 6 übertragen wird, welche fest mit dem Abtrieb zur Sitzverstellung verbunden ist. Dabei werden die Federelemente 8 zwischen der jeweils in Drehrichtung befindlichen vorderen Klemmrolle 7 eines Paares mit der in Drehrichtung befindlichen hinteren Klemmrolle 7 des in Drehrichtung benachbarten Paares gespannt. Die Halteelemente halten dabei die jeweils in Drehrichtung hintere Klemmrolle 7 eines Paares in ihrer Ausgangsposition.
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Beim Zurückdrehen des Betätigungselementes und damit beim Zurückdrehen des Hebels 4 werden die Klemmrollen 7 bis zum Erreichen der dargestellten Ausgangsposition freigegeben, so dass beim Zurückdrehen des Hebels 4 keine Verdrehung der Welle 6 bewirkt wird. Bei Überschreiten der dargestellten Ausgangsposition und Drehung des Hebels 4 um die Drehachse D in eine zweite Drehrichtung werden mittels der Klemmkonturen K1 bis K3 bei Betätigung des drehbaren Hebels 4 und somit bei der Drehung des Aktuators 5 die in Drehrichtung vorderen Klemmrollen 7 der Paare geklemmt und das eingeleitete Drehmoment wird vom Hebel 4 über den Aktuator 5 auf die Welle 6 übertragen. Auch hierbei werden die in Drehrichtung hinteren Klemmrollen 7 der Paare mittels der Halteelemente in ihren Ausgangspositionen gehalten.
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Vorteilhaft ist dabei, dass das so gebildete selbsthemmende Getriebe 10 kaum Geräusche verursacht und dass auch eine stufenlose Betätigung möglich ist. Das heißt, dass auch eine geringfügige Verdrehung der Welle 6 bewirkt werden kann, wenn das Betätigungselement und damit der Hebel 4 nur unvollständig bewegt bzw. gedreht werden und dass bei dem anschließenden Zurückdrehen des Betätigungselementes bzw. des Hebels 4 eine sichere Freilauffunktion bewirkt wird, das heißt, dass die Welle 6 sich nicht zurückdreht. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Klemmrollenkupplung konzentrisch zur Abtriebsachse angeordnet.
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In den 3 und 4 sind perspektivische Ansichten der in 1 darstellten Ausführungsform des selbsthemmenden Getriebes 10 dargestellt, wobei 3 eine Schnittdarstellung ist.
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5 zeigt die in 2 dargestellte erste Ausführungsform des Getriebes 10, wobei hierbei zusätzlich die die Federelemente 8 dargestellt sind, die als Elastomerkörper, beispielsweise als Schaumstofffedern, ausgebildet sind. Jedes Federelement 8 ist jeweils zwischen zwei Klemmrollen 7 benachbarter Paare von Klemmrollen 7 angeordnet. Die Federelemente 8 üben dabei stets eine Federkraft auf die Klemmrollen 7 aus.
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In 6 ist eine weitere Ansicht der in 1 beschriebenen ersten Ausführungsform des Getriebes 10 dargestellt, wobei die, die Klemmrollenkupplung bildenden Elemente in einer Explosionsdarstellung gezeigt sind.
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Die 7A, 7B und 7C zeigen eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen selbsthemmenden Getriebes 10.
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Dabei ist die Klemmrollenkupplung abweichend von der ersten Ausführungsform nicht konzentrisch zur Drehachse des Abtriebes, sondern konzentrisch zur Hebelachse, also zur Drehachse D des Hebels 4 angeordnet. Hierbei weist der Hebel 4 anstatt eines Zahnes 4.1 eine Ausnehmung 4.2 auf, welche kraftschlüssig mit einer korrespondierenden Koppelstruktur 6.1 der Welle 6 verbunden ist. Weiterhin sind abweichend von der ersten Ausführungsform die Klemmkonturen K1 bis K3 als Ausbuchtung an einem dem Spalt S zugewandten Außenumfang der Welle 6 ausgebildet.
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Somit wird bei einer Drehung des Hebels 4 in eine erste Drehrichtung die Welle 6 in die gleiche Drehrichtung gedreht und die Klemmrollenkupplung wird in den geklemmten Zustand gebracht, so dass sich der Aktuator 5, der einen äußeren Zahnkranz aufweist, in der gleichen Drehrichtung mitdreht. Dabei erfolgt eine Drehung des über den Zahnkranz mit dem Aktuator 5 in Wirkverbindung stehenden Abtriebs in entgegengesetzter Richtung.
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Beim Zurückdrehen des Hebels 4 verbleibt der Aktuator 5 in seiner Stellung, da die Klemmrollenkupplung gemäß der Beschreibung zur ersten Ausführungsform in Freilauffunktion gebracht wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- erste Klinke
- 2
- zweite Klinke
- 3
- Zahnkranz
- 4
- Hebel
- 4.1
- Zahn
- 4.2
- Ausnehmung
- 5 A
- ktuator
- 5.1
- Koppelstruktur
- 6
- Welle
- 6.1
- Koppelstruktur
- 7
- Klemmrollen
- 8
- Federelement
- 9
- Getriebe nach dem Stand der Technik
- 10
- Getriebe
- D
- Drehachse
- K1 bis K3
- Klemmkontur
- POS1 bis POS3
- Position
- S
- Spalt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007017617 A1 [0003]
- WO 2013/010888 A2 [0004]
- WO 2013/010890 A2 [0004]
- WO 2013/010892 A2 [0004]
