DE102013223081B3

DE102013223081B3 - Schrittschaltwerk, insbesondere für eine Sitzverstellung eines Kraftfahrzeugsitzes

Info

Publication number: DE102013223081B3
Application number: DE201310223081
Authority: DE
Inventors: Harald Hochmuth; Klaus-Peter Köneke
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2013-11-13
Filing date: 2013-11-13
Publication date: 2015-02-26
Anticipated expiration: 2033-11-14
Also published as: WO2015070860A1

Abstract

Schrittschaltwerk, insbesondere für eine Sitzverstellung eines Kraftfahrzeugsitzes, mit einem drehbaren Stellring (20), der mit einem mit einem zu stellenden Bauteil zu koppelnden Drehelement (28) gekoppelt ist, mit einem Schließer (2), der mit einem Betätigungselement zu koppeln ist, mit einem Öffner (10), der mit dem Schließer (2) gekoppelt ist, wobei der Schießer (2) und der Öffner (10) um eine gemeinsame Drehachse drehbar sind, und mit einer Drehfeder (32), die mit dem Öffner (10) derart gekoppelt ist, dass eine Drehbewegung des Öffners (10) zu einem Aufbau einer Rückstellkraft seitens der Drehfeder (32) führt, wobei der Schließer (2) und der gekoppelte Öffner (10) durch Betätigung des Betätigungselements ausgehend von einer Nullstellung in beide Richtungen verdrehbar sind, und wobei eine Schlingfeder (18) vorgesehen ist, die mit jeweils einem Ende (19) zwischen eine Mitnehmerfläche (8, 13) des Schließers (2) und des Öffners (10) greift, so dass sie bei einer über das Betätigungselement erwirkten Verdrehung des Schließers (2) über dessen Mitnehmerfläche (8) aufgeweitet wird und in kraftschlüssige Anlage an den Stellring (20) legt, und wobei bei einer Entlastung des Schließers (2) durch die Rückstellkraft der Drehfeder (32) der Öffner (10) in die entgegengesetzte Richtung bewegt wird, so dass die Schlingfeder (18) über die Mitnehmerfläche (13) des Öffners (10) wieder zusammengezogen wird.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Schrittschaltwerk, insbesondere für eine Sitzverstellung eines Kraftfahrzeugsitzes.
Hintergrund der Erfindung
Ein solches Schrittschaltwerk kommt beispielsweise als Teil einer Sitzverstellung eines Kraftfahrzeugsitzes, beispielsweise zur Sitzhöhenverstellung, zur Sitzneigungsverstellung oder zur Lehnenverstellung zum Einsatz. Üblicherweise ist ein solches Schrittschaltwerk als Klemmrollenschaltwerk ausgebildet, ein Beispiel für ein solches Schaltwerk ist in DE 10 2006 026 392 A1 offenbart. Das dortige Schaltwerk basiert auf einem schaltbaren Rollenfreilauf. Um die hohen Anpresskräfte der Rollen abzufangen sind bei dem bekannten Schrittschaltwerk dickwandige Stahl- oder Sinterinnen- und -außenringe erforderlich. Diese sind kostenintensiv, montageaufwändig sowie nachteilig für das Gesamtgewicht des Schrittschaltwerks.
Die DE 196 53 722 A1 offenbart ein zwischen einem Antriebselement und Abtriebselement angeordnetes Schrittschaltwerk. Das Schrittschaltwerk weist eine bei Betätigung des Antriebselementes mit diesem kraftschlüssige verbindbare Kupplungseinrichtung und eine Bremseinreichtung auf. Die Bremseinrichtung blockiert bei ruhendem Antriebselement die Kupplungseinrichtung.
Aus der DE 102 34 501 A1 ist eine Verstellvorrichtung für Sitzverstellungen in Kraftfahrzeugen bekannt. Die Verstellvorrichtung weist in einem Gehäuse ein Antriebselement, ein Abtriebselement und eine vorgespannte Schlingfeder auf. Die Schlingfeder stützt sich teilweise zum Blockieren eines Drehmomentes an einer Innenwandung des Gehäuses ab.
Die WO 2013/157471 A1 offenbart eine Verstellvorrichtung mit einem Antriebselement, einem Abtriebselement und einer dazwischen angeordneten Schlingfeder.
Zusammenfassung der Erfindung
Der Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, ein Schrittschaltwerk anzugeben, das einfacher aufgebaut ist.
Zur Lösung dieses Problems ist erfindungsgemäß ein Schrittschaltwerk, insbesondere für eine Sitzverstellung eines Kraftfahrzeugsitzes, vorgesehen, mit einem drehbaren Stellring, der mit einem mit einem zu stellenden Bauteil zu koppelnden Drehelement gekoppelt ist, mit einem Schließer, der mit einem Betätigungselement zu koppeln ist, mit einem Öffner, der mit dem Schließer gekoppelt ist, wobei der Schießer und der Öffner um eine gemeinsame Drehachse drehbar sind, und mit einer Drehfeder, die mit dem Öffner derart gekoppelt ist, dass eine Drehbewegung des Öffners zu einem Aufbau einer Rückstellkraft seitens der Drehfeder führt, wobei der Schließer und der gekoppelte Öffner durch Betätigung des Betätigungselements ausgehend von einer Nullstellung in beide Richtungen verdrehbar sind, und wobei eine Schlingfeder vorgesehen ist, die mit jeweils einem Ende zwischen eine Mitnehmerfläche des Schließers und des Öffners greift, so dass sie bei einer über das Betätigungselement erwirkten Verdrehung des Schließers über dessen Mitnehmerfläche aufgeweitet wird und in kraftschlüssige Anlage an den Stellring legt, und wobei bei einer Entlastung des Schließers durch die Rückstellkraft der Drehfeder der Öffner in die entgegengesetzte Richtung bewegt wird, so dass die Schlingfeder über die Mitnehmerfläche des Öffners wieder zusammengezogen wird.
Das erfindungsgemäße Schrittschaltwerk zeichnet sich dadurch aus, dass der aufwändige Rollenfreilauf, wie er bei bisher bekannten Schrittschaltwerken vorgesehen ist, durch eine einfache Schlingbandfeder ersetzt ist. Hierzu weist das Schrittschaltwerk einen mit einem Betätigungselement wie einem Hebel, der von der auf dem Sitz platznehmenden Person aus einer Nullstellung in beide Richtungen bewegt wird, zu koppelnden Schließer auf. Dieser ist seinerseits mit einem Öffner gekoppelt, Schließer und Öffner sind um eine gemeinsame Achse drehbar. Der Schließer und der Öffner wirken des Weiteren mit einer Schlingfeder zusammen, die bei einer Betätigung des Betätigungselements, also des Hebels, aufgeweitet wird und in kraftschlüssige Anlage an einen Stellring, der die Drehbewegung beispielsweise auf eine Ritzelwelle überträgt, geht. Bei Entlastung des Betätigungselements respektive Rückwärtsbewegung in die Nullstellung wird die Schlingfederkopplung wieder gelöst, was dadurch realisiert wird, dass der Öffner die Schlingfeder wieder in die Nullstellung zurückbringt. Der Öffner seinerseits wird während der vorausgehenden Bewegung des Betätigungselements gegen die Rückstellkraft einer Drehfeder bewegt, die ihn nun, wenn das Betätigungselement wieder entlastet respektive zurückgeführt wird, in die Nullstellung bewegt, worüber die Schlingfeder geöffnet wird.
Das erfindungsgemäße Schrittschaltwerk weist also einen sehr einfachen Schrittmechanismus auf, der eine beidseitige Verstellung respektive Verdrehung des gekoppelten Bauteils, das über den Stellring bewegt wird, in entsprechenden Winkelschritten, beispielsweise von mindestens 30°, ermöglicht. Auch ist durch die Kopplung mit der Drehfeder, die das rückstellende Element ist, um das Schrittschaltwerk nach Entlastung des Betätigungselements wieder in die Nullstellung zu bringen, ein einfacher Rückstellmechanismus realisiert.
Die Schlingfeder ist in der Nullstellung bevorzugt mit Vorspannung am Stellring anliegend aufgenommen. Dies ermöglicht eine umgehende Antriebskopplung zum zu stellenden Bauteil, sobald das Betätigungselement, also beispielsweise der Hebel, um die Drehachse geschwenkt wird, mithin also der Schließer bewegt wird. Denn infolge der Vorspannung der Schlingfeder relativ zum Stellring ist eine Anlage am Stellring von Haus aus gegeben, so dass lediglich noch durch eine geringfügige weitere Aufweitung die endgültige kraftschlüssige Kopplung zu erwirken ist.
Die Schlingfeder greift dabei an einer Laufbahn des Stellrings an, die entweder von einem Kunststoffmaterial des Stellrings, der ein Kunststoffbauteil ist, selbst gebildet ist, oder die mittels eines am Stellring vorgesehenen Metallrings gebildet ist. Grundsätzlich besteht die Möglichkeit, den Stellring insgesamt aus Kunststoff auszubilden, so dass auch seine Laufbahn, an der die Ringfeder kraftschlüssig angreift, aus Kunststoff ist. Da die Schlingfeder großflächig an der Laufbahn angreift, verteilt sich die Kraft, so dass keine übermäßige lokale Laufbahnbeanspruchung gegeben ist. Dies gilt insbesondere, wenn eine mehrfach gewundene Schlingfeder verwendet wird, da dann eine noch größere Anlagefläche gegeben ist. Alternativ dazu kann selbstverständlich ein Metallring in den Kunststoffstellring eingesetzt sein, welcher dann die Laufbahn bildet.
Für einen kompakten Aufbau des Schrittschaltwerks ist zweckmäßigerweise am Schließer eine von den Mitnehmerflächen begrenzte radiale Ausnehmung vorgesehen, in die ein radial vorspringender und über die Mitnehmerflächen begrenzter Abschnitt des (Öffners eingreift, wobei zwischen je zwei einander zugewandten Mitnehmerflächen ein Ende der Schlingfeder eingreift. Schließer und Mitnehmer liegen folglich zentrisch zu einer gemeinsamen Drehachse, der (Öffner greift dabei mit einem Abschnitt in eine Ausnehmung am Schließer, so dass jeweils zwei Mitnehmerflächen einander gegenüberliegen. Zwischen je zwei Mitnehmerflächen greift je ein Ende der Schlingfeder ein, so dass bei einer Bewegung des Schließers zum Erwirken einer Verdrehung oder bei einer durch Entspannung der Drehfeder erwirkten Bewegung des Öffners zum Zurückführen in die Nullstellung stets ein Ende der Schlingfeder mitgenommen wird, so dass die Schlingfeder je nach Bewegung entweder aufgeweitet oder zusammengezogen wird.
Der Öffner ist mit dem Schließer bevorzugt über zwei Zentrierfedern gekoppelt, über die sichergestellt wird, dass im Falle einer aktiven Bewegung des Schließers der Öffner mitgenommen wird, während im Falle einer über die Drehfeder erwirkten aktiven Bewegung des Öffners der Schließer mitgenommen wird. Gleichzeitig wird hierüber eine Zentrierung des Öffners relativ zum Schließer erwirkt, so dass auch die Mitnehmerflächen relativ zueinander in der Nullstellung stets eine definierte Position einnehmen.
Um die beiden Zentrierfeder mit dem Öffner und dem Schließer zu verbinden, ist am Öffner ein radial vorspringender, über Koppelflächen begrenzter Koppelabschnitt vorgesehen, der in eine radiale, über Koppelflächen begrenzte Koppelausnehmung des Schließers eingreift, wobei die beiden Zentrierfedern zwischen je zwei einander zugewandten Koppelflächen angeordnet sind. Auch hier ist folglich, resultierend aus der konzentrischen Anordnung von Öffner und Schließer, ein Eingriff des Öffners in den Schließer vorgesehen, indem ein am Öffner vorgesehener, radial vorspringender Koppelabschnitt in eine entsprechende, am Schließer vorgesehene Koppelausnehmung eingreift. Wiederum sind zwei Koppelflächen benachbart zueinander vorgesehen, an denen jeweils eine Zentrierfeder anliegt. Insgesamt wird hierüber ein sehr kompakter Aufbau realisiert, wobei nur wenige, einfach konfigurierte Bauteile erforderlich sind.
Die Zentrierfedern selbst sind bevorzugt Schraubenfedern. Grundsätzlich sind aber auch andere Federelemente wie beispielsweise elastische Kunststoffblöcke oder Ähnliches denkbar.
Wie beschrieben ist erfindungsgemäß eine Drehfeder vorgesehen, die dazu dient, den Öffner, wenn durch das Betätigungselement eine gewünschte Schrittschaltung vorgenommen wurde und dieses wieder entlastet ist, wieder aktiv in die Nullstellung zu bewegen, um daraus resultierend die kraftschlüssige Kopplung der Schlingfeder zum Stellring aufzuheben. Hierfür ist es einerseits erforderlich, bei einer Schaltbewegung die Drehfeder vorzuspannen, so dass dies die Rückstellkraft aufbaut, und andererseits, die Drehfeder mit dem Öffner zu koppeln. Dies geschieht zweckmäßigerweise dadurch, dass am Öffner ein Mitnehmer vorgesehen ist, der mit der Drehfeder gekoppelt ist. Dieser Mitnehmer, an dem beidseits je ein Ende der Drehfeder anliegt, nimmt folglich bei einem von der Person initiierten Schaltvorgang, im Rahmen dessen der Öffner zwangsläufig verdreht wird, das eine Ende der Drehfeder mit. Die Drehfeder selbst ist fixiert, kann sich also nicht verdrehen, sondern lediglich gespannt werden. Durch diese Spannbewegung wird die Rückstellkraft aufgebaut, die bei Entlastung des Mechanismus den Öffner wieder in die Nullstellung bewegt.
In dieser Nullstellung läuft die Drehfeder bevorzugt gegen einen positionsfesten Anschlag, wobei die Drehfeder in der Nullstellung mit beiden Enden an dem Anschlag anliegt. Wie beschrieben greift der Mitnehmer in der Nullstellung zwischen die beiden Drehfederenden, so dass je nach Drehrichtung stets eine sichere Mitnahme zur Erwirkung der Vorspannung gegeben ist.
Dabei kann der Mitnehmer einstückig am ebenfalls vorzugsweise aus Kunststoff bestehenden Öffner angeformt sein. Denkbar ist es aber auch, den Mitnehmer als Metallbauteil, das am ansonsten aus Kunststoff gefertigten Öffner vorgesehen respektive befestigt ist, auszuführen.
Grundsätzlich ist es denkbar, sowohl den Stellring, den Öffner und den Schließer, gegebenenfalls auch ein das Schrittschaltwerk kapselndes Gehäusebauteil, insgesamt aus Kunststoff herzustellen. Das heißt, dass selbst die beim Betrieb stärker belasteten Abschnitte wie die Stellringlaufbahn, der Mitnehmer oder die Mitnehmer- und Koppelflächen, aus Kunststoff sind. Alternativ dazu ist es aber auch denkbar, diese stärker belasteten Abschnitte aus Metall auszuführen, also beispielsweise im Stellring einen Metallring einzusetzen, der wie beschrieben die Laufbahn bildet, oder am Öffner einen separat befestigten, metallenen Mitnehmer vorzusehen, oder beispielsweise am Öffner und Schließer entsprechende Metallelemente anzubringen, die die Mitnehmer- und Koppelflächen bilden.
Wie beschrieben dient ein solches Schrittschaltwerk dazu, eine definierte Rotationsbewegung schrittweise über ein gekoppeltes Betätigungselement zu erwirken. Zu diesem Zweck ist der Stellring mit einem entsprechenden Drehelement wie beispielsweise einer mit einem Ritzel versehenen Abtriebswelle oder Ähnlichem gekoppelt. Diese Abtriebswelle ist bevorzugt drehbar in einem das Schrittschaltwerk kapselnden Gehäusebauteil aufgenommen, an welchem Gehäusebauteil außenseitig bevorzugt die Drehfeder angeordnet und positionsfest an einer Stelle fixiert ist. Die Abtriebswelle durchsetzt bevorzugt das gesamte Schrittschaltwerk, ist also einerseits an dem Gehäusebauteil, andererseits an einer entsprechenden Lagerscheibe, die beispielsweise Teil des Schließers sein kann, gelagert. Diese Abtriebswelle wird nun in der Montagestellung mit dem schrittweise zu bewegenden, also zu stellenden Element verbunden, so dass dieses durch entsprechende Bewegung des Betätigungselements je nach Wunsch in die eine oder andere Richtung gestellt werden kann.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
1 eine Explosionsdarstellung eines erfindungsgemäßen Schrittschaltwerks,
2 das montierte Schrittschaltwerk aus 1,
3 eine Schnittansicht durch das Schrittschaltwerk aus 2 entlang der Linie III-III,
4 eine Schnittansicht durch das Schrittschaltwerk aus 3 entlang der Linie IV-IV,
5 eine Perspektivansicht des Schrittschaltwerks ohne aufgesetztem Gehäusebauteil und montierter Ritzelwelle,
6 eine geschnittene Aufsicht auf das Schrittschaltwerk in der Neutralstellung,
7 die entsprechende Ansicht des Schrittschaltwerks mit aufgesetztem Gehäusebauteil und montierter Ritzelwelle,
8 die Schnittansicht gemäß 6 nach Betätigung des Schrittschaltwerks in der Schaltstellung, und
9 die entsprechende Ansicht des Schrittschaltwerks mit aufgesetztem Gehäusebauteil und montierter Ritzelwelle.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
1 zeigt eine Explosionsdarstellung eines erfindungsgemäßen Schrittschaltwerks 1, umfassend einen Schließer 2 mit zwei Schließerabschnitten 3, die axial vorspringend an einer Tragplatte 4, die gleichzeitig den Schaltwerkabschluss bildet, vorgesehen sind. Der Schließer besteht im gezeigten Ausführungsbeispiel aus Kunststoff. Vorgesehen ist ferner eine mittige Lagerdurchbrechung 5, die der Lagerung auf einer nachfolgend noch zu beschreibenden Ritzelwelle dient.
Zwischen den Schließerabschnitten 3 ist eine erste Ausnehmung 6 vorgesehen, in die ein nachfolgend noch zu beschreibender Abschnitt eines Öffners eingreift, sowie gegenüberliegend eine Koppelausnehmung 7, in die ebenfalls ein entsprechender Koppelabschnitt des Öffners eingreift. Die Ausnehmung 6 ist über jeweilige Mitnehmerflächen 8 an den Schließerabschnitten 3 begrenzt, entsprechend ist die Koppelausnehmung 7 durch entsprechende Koppelflächen 9 an den Schließerabschnitten 3 begrenzt.
Vorgesehen ist des Weiteren ein Öffner 10, bevorzugt ebenfalls ein reines Kunststoffbauteil. Dieser weist ebenfalls eine mittige Durchbrechung 11 auf, mit der er auf der Ritzelwelle gelagert ist. Am Öffner 10 ist ein Abschnitt 12 radial vorspringend vorgesehen, der in die Ausnehmung 6 eingreift. Auch der Abschnitt 12 ist über entsprechende Mitnehmerflächen 13 seitlich begrenzt, so dass in der Montagestellung jeweils eine Mitnehmerfläche 13 einer Mitnehmerfläche 8 benachbart angeordnet ist.
Ein an der anderen Öffnerseite vorgesehener Koppelabschnitt 14 greift in die Koppelausnehmung 7 ein, wenn das Schrittschaltwerk 1 montiert ist. Auch der Koppelabschnitt 14 ist über entsprechende Koppelflächen 15 begrenzt, so dass jeweils eine Koppelfläche 15 einer Koppelfläche 9 benachbart ist.
Des Weiteren sind zwei Zentrierfedern 16 in Form von Schraubenfedern vorgesehen, die in der Montagestellung jeweils an einer Koppelfläche 9 und einer Koppelfläche 15 anliegen. Über diese beiden Zentrierfedern 16 wird der Öffner 10 zum Schließer 2 zentriert.
Am Öffner 10 ist des Weiteren ein Mitnehmer 17 vorgesehen, der bei einstückiger Ausführung des Öffners 10 ebenfalls aus Kunststoff ist. Er kann aber auch als separates Metallbauteil, bevorzugt aus Blech, am Öffner 10 angeordnet sein. Der Mitnehmer 17 wirkt, wie nachfolgend noch beschrieben wird, mit einer Drehfeder zusammen.
Des Weiteren vorgesehen ist eine mehrfach gewundene Schlingfeder 18, die aus einem querschnittlich vorzugsweise rechteckigen Draht gefertigt ist. Sie weist zwei nach innen abgewinkelte Enden 19 auf, die in der Montagestellung zwischen jeweils zwei Mitnehmerflächen 8 und 13 positioniert sind, wie nachfolgend noch beschrieben wird.
Vorgesehen ist des Weiteren ein Stellring 20, der einen in ihm drehfest eingesetzten Metallring 21 aufweist. Der Metallring 21 bildet eine Laufbahn 22 für die Schlingfeder 18, die im Schaltfall aufgeweitet wird, so dass sie sich kraftschlüssig an die Laufbahn 22 anlegt, worüber der Stellring 20 kraftschlüssig gekoppelt wird und verdreht werden kann. Während der Stellring 20 bevorzugt ebenfalls aus Kunststoff gefertigt ist, ist der Metallring 21 wie auch die Schlingfeder 18 aus Metall. Am Stellring 20 ist eine mittige Durchbrechung 23 vorgesehen, durch die wiederum die Ritzelwelle in der Montagestellung läuft.
Des Weiteren sind am Stellring 20 im gezeigten Beispiel fünf axiale Verbindungsvorsprünge 24 vorgesehen, die in eine entsprechende Eingriffsgeometrie an einer hier nicht näher gezeigten Mitnehmerscheibe 26 (siehe hierzu 3) eingreifen. Diese Mitnehmerscheibe 26 hat eine sternförmige Geometrie, so dass jeweils ein Radialabschnitt 27 zwischen zwei Vorsprünge 24 greift. Hierüber wird eine drehfeste Kopplung des Stellrings 20 zu dieser Mitnehmerscheibe 26 erwirkt. Diese Mitnehmerscheibe 26 sitzt drehfest auf einer Ritzelwelle 28, die mit ihrem Wellenzapfen 29, siehe die Schnittansicht gemäß 3, den Stellring 20, den Öffner 10 und den Schließer 2 respektive die rückseitige Tragplatte 4 durchgreift.
Die Ritzelwelle 28 ist drehbar in einem Gehäusebauteil 30 aufgenommen, das Gehäusebauteil 30 selbst ist drehfest mit einer Befestigungsplatte 31 verbunden, die beispielsweise an einem Sitzgestell oder Ähnlichem verbaut wird. Das Gehäusebauteil 30 kapselt das Schrittschaltwerk 1 an der anderen Seite.
Am Gehäuse 30 ist eine Drehfeder 32 angeordnet, die dort über einen Klemmhaken 33 axial fixiert ist. Ihre beiden Enden 34 sind radial nach außen geführt und an einem am Gehäusebauteil 30 vorgesehenen Anschlag 35 anliegend positioniert. In der Montagestellung, worauf nachfolgend noch eingegangen wird, greift der Mitnehmer 17 des Öffners 10 zwischen die beiden Enden 34 der Drehfeder 32, so dass diese bei einer Verdrehung des Öffners 10 mitgenommen werden.
2 zeigt das montierte Schrittschaltwerk 1, wobei der Übersichtlichkeit halber die Befestigungsplatte 31 nicht gezeigt ist. Ersichtlich greift der Mitnehmer 17, der über eine entsprechende Randausnehmung 36 am Schließer 2 respektive der Tragplatte 4 nach außen geführt ist, zwischen die beiden Enden 34 der Drehfeder 32 ein. Diese Enden 34 sind wie gezeigt am Anschlag 35 gegengelagert.
2 zeigt auch den Ritzelabschnitt 37 der Ritzelwelle 28. Dieser Ritzelabschnitt 37 wird mit einem entsprechenden zu stellenden Bauteil beispielsweise des Fahrzeugsitzes verbunden. Da die Ritzelwelle 28 über das Schrittschaltwerk 1 schrittweise um ein bestimmtes Winkelinkrement, beispielsweise wenigstens 30°, gedreht werden kann, kann auf diese Weise das entsprechende gekoppelte Element gestellt werden.
Eine Schnittansicht durch das montierte Schrittschaltwerk 1 ist in 3 gezeigt, wobei hier wiederum die Befestigungsplatte 31 dargestellt ist. Hier ist zu erkennen, dass auch die Drehfeder 32 mehrfach gewunden ist, was jedoch nicht zwingend erforderlich ist.
Eine um 90° gedrehte Schnittansicht ist in 4 gezeigt. In dieser ist die zentrische Anordnung des Öffners 10 zum Schließer 2 hin dargestellt, wie auch die Anordnung der Schlingfeder 18. Ersichtlich greift der Abschnitt 12 des Schließers 10 in die Ausnehmung 6 zwischen den beiden Schließerabschnitten 3, wie auch der Koppelabschnitt 14 in die Koppelausnehmung 7 zwischen den Schließerabschnitten 3 greift. Beide sind also zentrisch zueinander angeordnet, wobei die beiden Zentrierfedern 16, hier entsprechende Schraubenfedern, zwischen die jeweiligen Koppelflächen 9 und 15 gespannt sind.
4 zeigt ferner, dass die beiden Enden 19 der Schlingfeder zwischen die Schließerabschnitte 3 und den Abschnitt 12 des Öffners 10 eingreifen, so dass sie folglich jeweils zwischen einer Mitnehmerfläche 8 des Schließers 2 sowie einer Mitnehmerfläche 13 des Öffners 10 aufgenommen sind.
Die Schlingfeder 18 ihrerseits liegt mit leichter Vorspannung an der Laufbahn 22 des Metallrings 21, der in den Stellring 20 eingepresst ist, an, so dass bereits in der in 4 gezeigten Nullstellung ein Reibkontakt gegeben ist.
5 zeigt eine weitere Ansicht des Schrittschaltwerks 1, wobei hier zusätzlich noch der gesamte Stellring 20 gezeigt ist, der ausgehend von 4 die Öffner-Schließer-Kombination abdeckt. Deutlich gezeigt sind die Verbindungsvorsprünge 24, die der Verbindung zur Mitnehmerscheibe 26 dienen.
Die 6–8 zeigen nun die Funktion des Schrittschaltwerks 1. 6 zeigt eine Schnittansicht entsprechend 4, 7 zeigt die entsprechende Ansicht des kompletten Schrittschaltwerks 1 mit Blick auf das Gehäusebauteil 30.
Wie 6 zeigt, liegen in der Neutralstellung die beiden Enden 19 der Schlingfeder 18 vorspannungsbedingt an den Mitnehmerflächen 8 der beiden Schließerabschnitte 3 an. Der Öffner 10 ist im Schließer 2 über die Zentrierfedern 16 in einer mittigen, zentrierten Position gehalten.
Wie 7 zeigt, liegt auch die Drehfeder 32 mit ihren beiden Enden 34 am Anschlag 35 des Gehäusebauteils 30 an. Der Mitnehmer 17 greift zwischen diese beiden Enden 34.
Der Schließer 2 ist mit einem nicht näher gezeigten Betätigungselement, üblicherweise einem von einer Person manuell zu bewegenden Betätigungshebel verbunden. Dieser Betätigungshebel ist schwenkbar, so dass es bei einer Hebelbewegung, die ausgehend von einer Nullstellung in beide Richtungen erfolgen kann, zu einer entsprechenden Verdrehung des Schließers 3 kommt. Diese Situation ist in den 8 und 9 gezeigt.
Wird das Betätigungselement, also der Betätigungshebel verschwenkt, so wird hierüber eine Drehbewegung des Schließers 2 erwirkt. Im gezeigten Beispiel gemäß 8 sei angenommen, dass der Schließer wie durch den Pfeil dargestellt ist nach rechts gedreht wird. Hierbei kommt es zunächst zu einer wenngleich geringen Relativverdrehung des Schließers 2 zum Öffner 10, nachdem – siehe 6 – zwischen dem linken Ende 19 der Schlingfeder 18 und der Mitnehmerfläche 13 des Öffners 10 ein schmaler Spalt verblieben ist. Dieser wird zunächst durch eine Relativbewegung des Schließers 3 zum noch stehenden Öffner 10 überbrückt, bis das Ende 19 der Schlingfeder 18, das über die Mitnehmerfläche 8 des linken Schließerabschnitts 3 mitgenommen wird, am Öffner 10 aufläuft und diesen mitnimmt. Die Mitnahme des Öffners 10 erfolgt des Weiteren auch über die hierbei etwas gestauchte Zentrierfeder 16, siehe 8 rechts, während die andere Zentrierfeder 16 etwas gelängt wird.
Infolge dieser Verdrehung und der Mitnahme des linken Endes 19 der Schlingfeder 18 kommt es zu einer radialen Aufweitung der Schlingfeder 18, so dass sich diese nach sehr kurzer Verdrehbewegung fest und kraftschlüssig an die Laufbahn 22 des Metallrings 21 anlegt. Da dieser drehfest mit dem Stellring 20 verbunden ist, kommt es zwangsläufig zu einer Verdrehung des Stellrings 20 bei fortgesetzter Verschwenkung des Betätigungshebels. Diese Verdrehung des Stellrings 20 führt wiederum infolge der Verzahnungskopplung des Stellrings 20 mit der Mitnehmerscheibe 26 zu einer Rotation der drehfest mit der Mitnehmerscheibe 26 verbundenen Ritzelwelle 28, die hierüber je nach Verschwenkweg des Betätigungshebels entsprechend rotiert wird.
Die Verdrehung des Mitnehmers 10 ausgehend von der in 6 gezeigten Null- oder Ausgangsstellung führt ferner auch zwangsläufig zu einer Bewegung des Mitnehmers 17, siehe 8. Da dieser, siehe 9, an einem Ende 34 der Drehfeder 32 anliegt, wird zwangsläufig die Drehfeder 32 gespannt, mithin also eine Rückstellkraft aufgebaut, die auf den Mitnehmer 17 wirkt. Das andere Ende 34 der Drehfeder bleibt positionsfest am Anschlag 35.
Wird nun der Betätigungshebel entlastet, beispielsweise weil ein vollständiges Schaltwinkelinkrement durchlaufen wurde, so wird zwangsläufig auch der Schließer 2 entlastet. Die gespannte Drehfeder 32 drückt nun mit dem zuvor mitgenommenen Ende 34 den Mitnehmer 17 und damit den Öffner 10 ausgehend von der in den 8 und 9 gezeigten verdrehten Stellung wieder in die in den 6 und 7 gezeigte Ausgangsstellung zurück. Hierbei wird zwangsläufig auch der Schließer 2 wieder zurückgedreht, nachdem dieser über den Abschnitt 12 des Mitnehmers, das Ende 19 der Schlingfeder 18 und den entsprechenden Schließerabschnitt 3 mit dem Mitnehmer 10 gekoppelt ist. Infolge dieser Rückdrehung in die entgegengesetzte Richtung wird zwangsläufig die Schlingfeder 18, die zuvor bei der entgegengesetzten Drehbewegung aufgeweitet wurde und in kraftschlüssiger Anlage an den Stellring 20 gelangte, aus dieser kraftschlüssigen Anlage genommen und wieder zusammengezogen und wieder in die in 6 gezeigte Grundstellung überführt. Während dieser Rückwärtsbewegung wird aufgrund der Aufhebung der kraftschlüssigen Kopplung von Schlingfeder 18 zum Stellring 20 der Stellring 20 natürlich nicht zurückgedreht, dieser bleibt in seiner zuvor eingenommenen verdrehten Stellung, mithin also auch die bewegungsgekoppelte Ritzelwelle 28.
Würde der Betätigungshebel nunmehr erneut in die gleiche Richtung bewegt, so würde der beschriebene Zyklus von neuem beginnen, die Ritzelwelle 28 würde um ein weiteres Winkelelement verdreht werden.
Wird der Betätigungshebel jedoch in die andere Richtung bewegt, so kommt es zu einer Rotation der Ritzelwelle in die entgegengesetzte Richtung. Denn in diesem Fall würden die Mitnehmerfläche 8 des in 6 gezeigten rechten Schließerabschnitts 3 das an ihr anliegende Ende 19 der Schlingfeder 18 mitnehmen und gegen den Abschnitt 12 des Öffners 10 führen. Infolge der auch hierbei stattfindenden Aufweitung der Schlingfeder kommt es wiederum zu einer kraftschlüssigen Anlage an den Stellring 20 respektive dem Metallring 21, so dass dieser bei weitergehender Bewegung wiederum gedreht wird, jedoch in die andere Richtung. Daraus resultiert wiederum die Drehung der Ritzelwelle 28 in diese Richtung.
Auch hierbei kommt es zu einer Verspannung der Drehfeder 32 über den Mitnehmer 17, jedoch wird in diesem Fall das andere Ende 34 der Drehfeder 32 aus seiner Anlage am Anschlag 35 bewegt, also bezogen auf 9 das linke Ende der Drehfeder 34, während das rechte Ende 34 der Drehfeder am Anschlag 35 verbleibt. Im Falle einer Entlastung würde in gleicher Weise eine Rückstellung erfolgen, jedoch durch die Rückführung über das in diesem Fall aus seiner Nulllage bewegte Ende 34 der Drehfeder. In jedem Fall erreicht das Schrittschaltwerk 1 wiederum die in 6 gezeigte Ausgangsstellung und ist für einen weiteren Schaltschritt bereit.
Bezugszeichenliste

1: Schrittschaltwerk
2: Schließer
3: Schließerabschnitt
4: Tragplatte
5: Lagerdurchbrechung
6: Ausnehmung
7: Koppelausnehmung
8: Mitnehmerfläche
9: Koppelfläche
10: Öffner
11: Durchbrechung
12: Abschnitt
13: Mitnehmerfläche
14: Koppelabschnitt
15: Koppelfläche
16: Zentrierfeder
17: Mitnehmer
18: Schlingfeder
19: Ende
20: Stellring
21: Metallring
22: Laufbahn
23: Durchbrechung
24: Verbindungsvorsprung
25
26: Mitnehmerscheibe
27: Radialabschnitt
28: Ritzelwelle
29: Wellenzapfen
30: Gehäusebauteil
31: Befestigungsplatte
32: Drehfeder
33: Klemmhaken
34: Ende
35: Anschlag
36: Randausnehmung
37: Ritzelabschnitt

Claims

Schrittschaltwerk, insbesondere für eine Sitzverstellung eines Kraftfahrzeugsitzes, mit einem drehbaren Stellring (20), der mit einem mit einem zu stellenden Bauteil zu koppelnden Drehelement (28) gekoppelt ist, mit einem Schließer (2), der mit einem Betätigungselement zu koppeln ist, mit einem Öffner (10), der mit dem Schließer (2) gekoppelt ist, wobei der Schließer (2) und der Öffner (10) um eine gemeinsame Drehachse drehbar sind, und mit einer Drehfeder (32), die mit dem Öffner (10) derart gekoppelt ist, dass eine Drehbewegung des Öffners (10) zu einem Aufbau einer Rückstellkraft seitens der Drehfeder (32) führt, wobei der Schließer (2) und der gekoppelte Öffner (10) durch Betätigung des Betätigungselements ausgehend von einer Nullstellung in beide Richtungen verdrehbar sind, und wobei eine Schlingfeder (18) vorgesehen ist, die mit jeweils einem Ende (19) zwischen eine Mitnehmerfläche (8, 13) des Schließers (2) und des Öffners (10) greift, so dass sie bei einer über das Betätigungselement erwirkten Verdrehung des Schließers (2) über dessen Mitnehmerfläche (8) aufgeweitet wird und in kraftschlüssige Anlage an den Stellring (20) legt, und wobei bei einer Entlastung des Schließers (2) durch die Rückstellkraft der Drehfeder (32) der Öffner (10) in die entgegengesetzte Richtung bewegt wird, so dass die Schlingfeder (18) über die Mitnehmerfläche (13) des Öffners (10) wieder zusammengezogen wird.
Schrittschaltwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlingfeder (18) in der Nullstellung mit Vorspannung am Stellring (20) anliegt.
Schrittschaltwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlingfeder (18) an einer Laufbahn (22) des Stellrings (20) angreift, die von einem Kunststoffmaterial des Stellrings (20) selbst gebildet ist, oder die mittels eines am Stellring (20) vorgesehenen Metallrings (21) gebildet ist.
Schrittschaltwerk nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Schließer (2) eine von den Mitnehmerflächen (8) begrenzte radiale Ausnehmung (6) vorgesehen ist, in die ein radial vorspringender und über die Mitnehmerflächen (13) begrenzter Abschnitt (12) des Öffners (10) eingreift, wobei zwischen je zwei einander zugewandten Mitnehmerflächen (8, 13) ein Ende (19) der Schlingfeder (18) eingreift.
Schrittschaltwerk nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Öffner (10) mit dem Schließer (2) über zwei Zentrierfedern (16) gekoppelt ist.
Schrittschaltwerk nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Öffner (10) mit einem radial vorspringenden, über Koppelflächen (15) begrenzten Koppelabschnitt (14) in eine radiale, über Koppelflächen (9) begrenzte Koppelausnehmung (7) des Schließers (2) eingreift, wobei die beiden Zentrierfedern (16) zwischen je zwei einander zugewandten Koppelflächen (9, 15) angeordnet sind.
Schrittschaltwerk nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentrierfedern (16) Schraubenfedern sind.
Schrittschaltwerk nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Öffner (10) ein Mitnehmer (17) vorgesehen ist, der mit der Drehfeder (32) gekoppelt ist.
Schrittschaltwerk nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein positionsfester Anschlag (35) vorgesehen ist, gegen den die Drehfeder (32) mit ihren beiden Enden (34) in der Nullstellung anschlägt, und zwischen denen der Mitnehmer (17) in der Nullstellung eingreift.
Schrittschaltwerk nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellring (20), der Öffner (10) und der Schließer (3), gegebenenfalls auch ein das Schrittschaltwerk (1) kapselndes Gehäusebauteil (30), aus Kunststoff sind.