DE10234501A1

DE10234501A1 - Verstellvorrichtung zur Erzeugung einer beidseitigen Drehbewegung

Info

Publication number: DE10234501A1
Application number: DE10234501A
Authority: DE
Inventors: Georg Scheck; Peter Schumann
Original assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Current assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date: 2002-07-23
Filing date: 2002-07-23
Publication date: 2004-02-05

Abstract

Eine Verstellvorrichtung zur Erzeugung einer beidseitigen Drehbewegung, insbesondere für Fensterheber und Sitzverstellungen in Kraftfahrzeugen, weist ein zylindrisches Verstellgehäuse 1 auf, in dem ein Antriebselement 3, ein durch Betätigen des Antriebselementes 3 winkelverstellbares Abtriebselement 6 und eine vorgespannte Schlingfeder 8 angeordnet sind, die sich zum Blockieren eines abtriebsseitig eingeleiteten Drehmomentes zumindest teilweise an der Innenwand des Verstellgehäuses 1 abstützt und deren Federenden 81, 82 abgekröpft und zwischen dem Antriebselement 3 und dem Abtriebselement 6 angeordnet sind. Einander gegenüberliegende Keilflächen 32, 33; 62, 63 von radial gegeneinander mittels Spannfedern 10, 11 verspannten, mit dem Antriebselement 3 bzw. dem Abtriebselement 6 verbundenen antriebs- und abtriebsseitigen Keilschiebern 30, 60 verlaufen im Wesentlichen parallel zueinander, während die abgekröpften Federenden 81, 82 der Schlingfeder 8 mit einem vom Keilwinkel der Keilflächen 32, 33; 62, 63 abweichenden Winkel spielfrei an den Keilflächen 32, 33; 62, 63 anliegen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Verstellvorrichtung zur Erzeugung einer beidseitigen Drehbewegung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine Verstellvorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art ist aus der DE 199 07 483 C2 bekannt. Diese beidseitig wirkende Verstellvorrichtung zur Erzeugung einer Drehbewegung weist ein Gehäuse auf, in dem ein Antriebselement und ein durch Betätigen des Antriebselementes winkelverstellbares Abtriebselement sowie eine Schlingfeder angeordnet sind, die sich zumindest teilweise an der Innenwand des – Gehäuses abstützt und dadurch ein abtriebsseitig eingeleitetes Drehmoment blockiert und sich bei einem antriebsseitig eingeleiteten Drehmoment zusammenzieht und dadurch die Übertragung eines Drehmoments vom Antriebselement auf das Abtriebselement freigibt. Die Enden der Schlingfeder sind mit einem zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement angeordneten Übertragungselement verbunden, das einen kreissegmentförmig um die Achse des Abtriebselementes angeordneten Grundkörper aufweist. Zur Verminderung des Spiels bei der Übertragung eines Drehmomentes vom Antriebselement zum Abtriebselement verjüngt sich das Gehäuse zur Achse des Abtriebselementes und das Übertragungselement bzw. die Schlingfeder sind axial in Richtung des sich verringernden Gehäusedurchmessers vorgespannt.

Das Antriebselement kann bei der bekannten Verstellvorrichtung zusätzlich mit einem radial oder in Umfangsrichtung geführten Ausgleichselement versehen werden, das spielfrei an den Anschlagsflächen des Übertragungselementes anliegt und aus zwei in Umfangsrichtung gegeneinander verschiebbaren Scherenhebeln sowie einem zwischen den Scherenhebeln angeordneten und in einer Führung des Antriebselementes gelagerten, radial federbelasteten Keilschieber aufweisen, der mit einer mittigen, in der Führung des Antriebselementes geführten und federbelasteten Keilführung versehen ist, so dass durch seine radiale Verschiebung in der Führung des Antriebselementes eine in Umfangsrichtung wirkende Kraft auf die Scherenhebel ausgeübt und dadurch eine ausreichende Spielfreiheit gewährleistet wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine weitere Verstellvorrichtung zur Verfügung zu stellen, deren Funktionsprinzip eine im Wesentlichen spielfreie Übertragung von Drehmomenten auch unter Berücksichtigung eines Bauteileverschleißes sowie unter Berücksichtigung von Bauteiltoleranzen gewährleistet und dem Benutzer ein optimales Verstellgefühl vermittelt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Die erfindungsgemäße Lösung stellt eine Verstellvorrichtung zur Verfügung, deren Funktionsprinzip eine im Wesentlichen spielfreie Übertragung von Drehmomenten sowohl unter Berücksichtigung eines Verschleißes der Bauteile der Verstellvorrichtung als auch unter Berücksichtigung ausreichender Bauteiltoleranzen gewährleistet und die sich durch eine optimale Haptik auszeichnet.

Die erfindungsgemäße Lösung kann durch verschiedene Lösungsvarianten realisiert werden. Eine erste Variante ist dadurch gekennzeichnet, dass die abgekröpften Federenden der Schlingfeder an einem als Keilschieber ausgebildeten Teil des Antriebselementes anliegen und im kraftfreien Zustand der Verstellvorrichtung beabstandet zu Anlageflächen des Abtriebselementes sind, wobei der Keilschieber radial in Richtung auf die zueinanderlaufenden, abgekröpften Federenden der Schlingfeder vorgespannt ist.

Diese sehr einfach aufgebaute Variante einer erfindungsgemäßen Verstellvorrichtung gewährleistet auch unter Berücksichtigung der nicht exakt einstellbaren abgekröpften Federenden der Schlingfeder ein minimales Übertragungsspiel und ein Nachstellen bei auftretendem Bauteileverschleiß, so dass bei der Übertragung eines Drehmomentes vom Antriebselement zum Abtriebselement ein vom Benutzer nicht wahrnehmbarer „toter Gang" bei der Auslösung einer Verstellbewegung auftritt.

Die besonders einfache Konstruktion dieser Variante der erfindungsgemässen Lösung, die mit einem Minimum an Bauteilen zur Realisierung einer Verstellbewegung ausschließlich vom Antriebselement zum Abtriebselement auskommt, wird weiterhin dadurch gewährleistet, dass der Keilschieber einen Nocken aufweist der in ein Langloch eines Antriebshebels der Verstellvorrichtung angeordnet und über eine Spannfeder am Antriebshebel abgestützt ist und das Abtriebselement aus einer Abtriebsscheibe besteht, die eine periphere Ausnehmung aufweist, an deren in Umfangsrichtung seitlichen Anlageflächen die abgekröpften Federenden der Schlingfeder anliegen.

Die Spannfeder dient dabei zur Einhaltung eines konstanten, minimalen Spiels sowie zur ständigen Anlage des Keilschiebers an den abgekröpften Federenden der Schlingfeder. Die Federkraft der Spannfeder zum Nachsetzen des Keilschiebers ist dabei so gering, dass die Wirkung der vorgespannten Schlingfeder nicht beeinträchtigt wird, d.h. zu einer Aufweitung der Schlingfeder führt.

Zwei weitere Varianten der erfindungsgemäßen Verstellvorrichtung zeichnen sich dadurch aus, dass die abgekröpften Federenden der vorgespannten Schlingfeder im kraftfreien Zustand der Verstellvonichtung an radial gegeneinander verspannten Teilen des Antriebs- und Abtriebselementes anliegen.

Bei diesen Varianten sind die Schlingfeder zum sofortigen Blockieren eines abtriebsseitig eingeleiteten Drehmoments und die Verbindung zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement zur Einleitung eines antriebsseitigen Drehmoments so vorgespannt, dass unabhängig von der Verstellrichtung eine sofortige, spielfreie Übertragung eines Drehmomentes vom Antriebselement zum Abtriebselement sichergestellt ist.

Eine erste Ausführungsform dieser Variante der erfindungsgemäßen Lösung ist dadurch gekennzeichnet, dass die radial gegeneinander verspannten Teile des Antriebs- und Abtriebselementes als antriebs- und abtriebsseitige Keilschieber ausgebildet sind, wobei die einander gegenüberliegenden Keilflächen der Keilschieber im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen, und dass die abgekröpften Federenden der Schlingfeder mit einem vom Keilwinkel der Keilflächen abweichenden Winkel an den Keilflächen anliegen.

Bei dieser Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verstellvorrichtung sind zwischen den abgekröpften Enden der Schlingfeder, dem Antriebselement und dem Abtriebselement gegeneinander verspannte Keilschieber vorgesehen, die spielfrei an den abgekröpften Federenden der Schlingfeder und dem Antriebselement bzw, dem Abtriebselement angeordnet sind. Beim Anlegen eines antriebs- oder abtriebsseitigen Drehmoments verformt sich das eine abgewinkelte Federende der Schlingfeder und passt sich dem Winkel der Keilflächen der Keilschieber an, während das andere abgewinkelte Federende der vorgespannten Schlingfeder von der Keilfläche des antriebs- oder abtriebsseitigen Keilschiebers einen vorgebbaren und einstellbaren Abstand einhält.

Die Zuordnung der einzelnen Bauteile dieser Ausführungsform ist so ausgebildet, dass beim Einwirken eines abtriebsseitigen Drehmoments das jeweils andere abgekröpfte Federende der Schlingfeder vom abtriebsseitigen Keilschieber und beim Einwirken eines gegen ein abtriebsseitiges Drehmoment gerichteten antriebsseitigen Drehmoments das andere abgekröpfte Federende der Schlingfeder vom antriebsseitigen Keilschieber beabstandet ist.

Vorzugsweise ist der antriebsseitige Keilschieber in eine periphere Ausnehmung eines scheibenförmigen Antriebselementes eingesetzt und der abtriebsseitige Keilschieber auf einen an der Peripherie eines scheibenförmigen Abtriebselementes angeordneten Nocken aufgesteckt, während zwischen der Basisfläche des antriebsseitigen und des abtriebsseitigen Keilschiebers eine Spannfeder angeordnet ist.

Diese Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verstellvorrichtung ermöglicht eine äußerst platzsparende, kompakte Bauform, deren einwandfreie Funktion und Spielfreiheit auch unter Berücksichtigung von Bauteiltoleranzen und Bauteilverschleiß jederzeit gewährleistet ist.

Eine weitere Ausführungsform der zweiten Variante der erfindungsgemäßen Verstellvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die abgekröpften Federenden der Schlingfeder im kraftfreien Zustand der Verstellvorrichtung winkelig zwischen einem Antriebsriegel des Antriebselements und einem im Wesentlichen parallel zum Antriebsriegel verlaufenden Abtriebsriegel des Abtriebselements angeordnet sind und beim Einwirken eines antriebs- oder abtriebsseitigen Drehmoments zur parallelen Anlage an den Antriebs- und Abtriebsriegel elastisch verformt werden.

Bei dieser Ausführungsform werden die abgekröpften Federenden der Schlingfeder zwischen dem Antriebsriegel und dem Abtriebsriegel eingespannt, wobei dem Antriebsriegel und dem Abtriebsriegel die Aufgabe zukommt, die durch die jeweiligen Drehmomente entstehenden Kräfte auf die Federenden aufzuteilen und so die Wirkung des Antriebs- oder Abtriebsmomentes zu verstärken. Durch diesen Verstärkungseffekt wird aus der anfänglichen Bremswirkung der Schlingfeder eine vollständige Sperrwirkung bzw. Blockierung beim Einleiten eines ein antriebsseitiges Drehmoment übersteigenden abtriebsseitigen Drehmoments, so dass die Schlingfeder das abtriebsseitig eingeleitete Drehmoment blockiert, ohne an der Innenwand des Verstellgehäuses durchzurutschen.

In dieser Ausführungsform liegt das Abtriebselement auf einem geringeren Radius am Abtriebsriegel an als die an den Enden des Abtriebsriegels anliegenden abgekröpften Federenden der Schlingfeder.

Weiterhin bestehen das Antriebselement und das Abtriebselement aus zylinderabschnittförmigen Antriebs- und Abtriebsbacken, deren im Wesentlichen parallel zueinander und zu dem Antriebs- und Abtriebsriegel verlaufende Sekantenflächen mit ihren Enden an dem Antriebs- und Abtriebsriegel anliegen und die über in radial gerichtete Schlitze des Antriebs- und Abtriebsbackens eingesetzte Antriebs- und Abtriebsnocken gegeneinander bzw. gegenüber einem Teil des Verstellgehäuses vorgespannt sind.

Die in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele sollen die Erfindung und den der erfindungsgemäßen Lösung zugrundeliegenden Gedanken näher erläutern. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer ersten Variante der Verstellvorrichtung mit einem als Keilschieber ausgebildeten Teil des Antriebselementes;
2–4 eine schematische Darstellung einer zweiten Variante der Verstellvorrichtung mit zwischen dem Antriebs- und dem Abtriebselement angeordneten, gegeneinander verspannten Keilschiebern im kraftfreien Zustand sowie bei unterschiedlichen Momentenbelastungen und
5–7 – eine dritte Variante der Verstellvorrichtung mit zwischen dem Antriebsund Abtriebselement angeordneten Verstärkungsriegeln im kraftlosen Zustand und bei unterschiedlichen Momentenbelastungen der Verstellvorrichtung.
Die in 1 schematisch dargestellte erste Variante der erfindungsgemäßen Verstellvorrichtung besteht aus einem Antriebselement 2 mit einem um eine Drehachse 15 ausgehend von einer neutralen Stellung in die eine oder andere Schwenkrichtung verschwenkbaren Antriebshebel 25, auf dem ein Keilschieber 20 radial verschiebbar angeordnet ist, indem er mit einem länglichen Nocken 21 in eine radial gerichtete Ausnehmung 24 des Antriebshebel 25 eingreift. Eine in Umfangsrichtung vorgespannte Schlingfeder 8 ist in ein Verstellgehäuse 1 der Verstellvorrichtung eingesetzt und liegt im kraftfreien Zustand mit ihrer äußeren Umfangsfläche an der Innenwand des Verstellgehäuses 1 an. Abgekröpfte Federenden 81, 82 der Schlingfeder 8 liegen an in Umfangsrichtung weisenden Keilflächen 22, 23 des Keilschiebers 20 an.
Innerhalb der Schlingfeder 8 befindet sich ein kreisscheibenförmiges und drehbar an der Drehachse 15 gelagertes Abtriebselement 5, das eine periphere Ausnehmung 50 aufweist, in der der Keilschieber 20 und die abgekröpften Federenden 81, 82 der Schlingfeder 8 angeordnet sind, wobei die Keilflächen 22, 23 des Keilschiebers von den gegenüberstehenden Anschlagflächen 52, 53 der Ausnehmung 50 des kreisscheibenförmigen Abtriebselementes 5 einen geringen Abstand s aufweisen.
Beim Einleiten eines abtriebsseitigen Drehmomentes in der einen oder anderen Drehrichtung drückt die eine oder andere Anschlagfläche 52, 53 der Ausnehmung 50 des Abtriebselementes 5 nach Überwindung des Abstandes s gegen das eine oder andere abgekröpfte Federende 81, 82 der Schlingfeder 8 und bewirkt dadurch eine Aufweitung der Schlingfeder 8, die sich blockierend an die Innenwand des Verstellgehäuses 1 anlegt und damit das abtriebsseitige Drehmoment blockiert.
Dabei behindert der Keilschieber 20 die zum Blockieren notwendige Aufweitung der Schlingfeder 8 nicht, da der in 1 eingetragene Keilwinkel a zwischen den Federenden 81, 82 der Schlingfeder 8 so gewählt ist, dass der Keilschieber 20 beim Anlegen der einen oder anderen Anschlagfläche 52, 53 der Ausnehmung 50 des Abtriebselementes 5 gegen das eine oder andere abgekröpfte Federende 81, 82 der Schlingfeder 8 ohne Selbsthemmung geringfügig in Richtung auf das Verstellgehäuse 1 bewegt und damit die Aufweitung der Schlingfeder 8 nicht blockiert.
Wird infolge einer Verstellbewegung über den Antriebshebel 25 ein antriebsseitiges Drehmoment in die Verstellvorrichtung eingeleitet, so drückt der mit dem Antriebshebel 25 verbundene Keilschieber 20 je nach Schwenkrichtung des Antriebshebels 25 mit der einen oder anderen Keilfläche 22, 23 gegen das eine oder andere abgekröpfte Federende 81, 82 der Schlingfeder 8, die sich daraufhin zusammenzieht, so dass ihre reibschlüssige Anlage an der Innenwand des Verstellgehäuses 1 im Wesentlichen aufgehoben und bei weiterer Verstellung mittels des Antriebshebels 25 die Schwenkbewegung des Antriebshebels 25 über die betreffende Keilfläche 22 bzw. 23 des Keilschiebers 20 und das eine oder andere abgewickelte Federende 81, 82 der Schlingfeder 8 auf die jeweilige Anschlagfläche 52 oder 53 der Ausnehmung 50 zum Abtriebselement 5 übertragen wird.
Da der Antriebshebel 25 über seine radial gerichtete Ausnehmung 24 am Nocken 21 des radial verschiebbaren Keilschiebers 20 angreift und dieser den Kraftangriff über den halben Keilwinkel α/2 auf das eine oder andere abgekröpfte Federende 81, 82 der Schlingfeder 8 überträgt und der halbe Keilwinkel α/2 Selbsthemmung des Keilschiebers 20 bewirkt, wird das eine oder andere abgekröpfte Federende 81, 82 der Schlingfeder 8 ohne eine radiale Bewegung des Keilschiebers 20 mitgenommen.
Der minimale Abstand s dient als Toleranzausgleich der verwendeten Bauteile sowie dazu, beim Einleiten eines antriebsseitigen Drehmoments über den Antriebshebel 25 eine Bewegung der abgekröpften Federenden 81, 82 zu ermöglichen, damit die reibschlüssige Anlage der Schlingfeder 8 aufgehoben und die Drehbewegung des Antriebshebels 25 zur Drehmomentübertragung vom Antriebshebel 25 zum kreisscheibenförmigen Abtriebselement 5 freizugeben.
Zur ständigen Anlage des Keilschiebers 20 an den abgekröpften Federenden 81, 82 der Schlingfeder 8 ist eine Spannfeder 9 in die radiale Ausnehmung 24 des Antriebshebels 25 eingesetzt und liegt einerseits an dem einen Ende der radialen Ausnehmung 24 des Antriebshebels 25 und andererseits am Nocken 21 des Keilschiebers 20 an und drückt diesen in Richtung eines abnehmenden Abstandes der Federenden 81, 82, d.h. in Richtung der Antriebsachse 15. Die Federkraft der Spannfeder 9 zum Nachsetzen des Keilschiebers 20 ist dabei so gering, dass die Wirkung der vorgespannten Schlingfeder 8 nicht beeinträchtigt wird, d.h. zu einer Aufweitung der Schlingfeder 8 führt.
Die in den 2 bis 4 dargestellte Variante der erfindungsgemäßen Verstellvorrichtung ist ähnlich aufgebaut wie die vorstehend beschriebene Ausführungsform, unterscheidet sich aber von dieser durch eine spielfreie Verbindung der Funktionselemente der Verstellvorrichtung.
2 zeigt den kraftfreien Zustand der Verstellvorrichtung, d.h. den Ruhezustand bzw. die neutrale Stellung der Verstellvorrichtung ohne Einwirkung eines antriebs- oder abtriebsseitigen Drehmoments.
Das kreisscheibenförmige Antriebselement 3 ist um eine Antriebsachse 15 drehbar und mit einem nicht näher dargestellten Antriebshebel verbunden. Um das kreisscheibenförmige Antriebselement 3 ist eine Schlingfeder 8 gelegt, die vorgespannt ist und mit ihrer Umfangsfläche an der Innenwand eines Verstellgehäuses 1 anliegt. In eine Ausnehmung 31 des kreisscheibenförmigen Antriebselementes 3 ist ein antriebsseitiger Keilschieber 30 bündig eingesetzt, so dass seine Seitenflächen gleitend an Seitenflächen 35, 36 der Ausnehmung 31 anliegen.
Das ebenfalls kreisscheibenförmig ausgebildete und innerhalb der Schlingfeder 8 angeordnete Abtriebselement 6 weist einen von der Umfangsfläche des Abtriebselementes 6 abstehenden Nocken 61 auf, der in eine Bohrung 64 eines auf den Nocken 61 aufgesetzten abtriebsseitigen Keilschiebers 60 eingreift.
Die abgekröpften Federenden 81, 82 der Schlingfeder 8 sind in den zwischen den Keilflächen 62, 63 des abtriebsseitigen Keilschiebers 60 und den durch eine keilförmige Ausnehmung des antriebsseitigen Keilschiebers 30 gebildeten Keilflächen 32, 33 des antriebsseitigen Keilschiebers 30 gebildeten Spalt eingesetzt. Der Winkel zwischen den abgekröpften Federenden 81, 82 der Schlingfeder 8 ist kleiner als die Keilwinkel des antriebs- und abtriebsseitigen Keilschiebers 30, 60, so dass die abgekröpften Federenden 81, 82 jeweils sowohl an den Keilflächen 32, 33 des antriebsseitigen Keilschiebers 30 als auch an den Keilflächen 62, 63 des abtriebsseitigen Keilschiebers 60 anliegen.
Zwischen dem antriebsseitigen Keilschieber 30 und dem abtriebsseitigen Keilschieber 60 sind Spannfedern 10, 11 derart angeordnet, dass beide Keilschieber 30, 60 mit ihren schrägen Keilflächen gegeneinander verspannt sind, d.h. auseinandergedrückt werden. Die Federkraft der Spannfedern 10, 11 zum Nachsetzen der Keilschieber 30, 60 ist dabei so gering, dass die Wirkung der vorgespannten Schlingfeder 8 nicht beeinträchtigt wird, d.h. zu einer Aufweitung der Schlingfeder 8 führt.
Wirkt gemäß 3 ein abtriebsseitiges Drehmoment M_AB auf das Abtriebselement 6 in der in 3 eingetragenen Richtung des Pfeiles M_AB ein, so stützt sich die zweite Keilfläche 63 des abtriebsseitigen Keilschiebers 60 auf der äußersten Spitze des zweiten abgekröpften Federendes 82 der Schlingfeder 8 ab, so dass dieses verformt wird und sich dem Winkel des antriebs- und abtriebsseitigen Keilschiebers 30, 60 anpasst. Dadurch entfernt sich das zweite abgeknöpfte Federende 82 etwas vom ersten abgekröpften Federende 81 der Schlingfeder 8, so dass dieses geringfügig von der ihm zugeordneten ersten Keilfläche 62 des abtriebsseitigen Keilschiebers 60 abhebt. Da die zweite Keilfläche 33 des antriebsseitigen Keilschiebers 30 bündig an dem zweiten abgekröpften Federende 82 der Schlingfeder 8 und dieses wiederum bündig an der zweiten Keilfläche 63 des abtriebsseitigen Keilschiebers 60 anliegt, kann bei einem gegen das abtriebsseitige Drehmoment M_AB wirkenden antriebsseitigen Drehmoment die Schlingfeder 8 geringfügig zusammengedrückt und damit von der Innenwand des Verstellgehäuses 1 abgehoben werden, so dass eine Übertragung des antriebsseitigen Drehmoments auf das Abtriebselement 6 möglich ist. Dies ist schematisch in 4 dargestellt.
Durch die Wirkung eines dem abtriebsseitigen Drehmoment M_AB entgegengerichteten antriebsseitigen Drehmoments M_AN dreht das Antriebselement 3 das Abtriebselement 6, den antriebs- und abtriebsseitigen Keilschieber 30, 60 sowie das zweite abgekröpfte Federende 82 der Schlingfeder 8 zurück. Dabei werden die abgekröpften Federenden 81, 82 etwas zusammengezogen, wodurch sich die Schlingfeder 8 von der Innenwand des Verstellgehäuses 1 abhebt und sich somit leicht innerhalb des Verstellgehäuses 1 drehen lässt.
Die Drehung der Schlingfeder 8 wird noch dadurch unterstützt, dass auf das zweite abgekröpfte Federende 82 ein Kräftepaar F₁ und F₂ einwirkt und ein Drehmoment ausübt, das unterstützend in Bezug auf das antriebsseitige Drehmoment M_AN wirkt und das Zusammenziehen der Schlingfeder 8 unterstützt.
Ein in derselben Richtung wie ein in 3 dargestelltes abtriebsseitiges Drehmoment M_AB wirkendes antriebsseitiges Drehmoment wirkt über die erste Keilfläche 32 des antriebsseitigen Keilschiebers 30 auf das erste abgekröpfte Federende 81. Infolge des minimalen Abstandes des ersten abgekröpften Federendes 81 von der ersten Keilfläche 62 des abtriebsseitigen Keilschiebers 60 wird die Schlingfeder 8 etwas zusammengezogen, so dass diese von der Innenwand des Verstellgehäuses 1 abhebt, wodurch das antriebsseitige Drehmoment im Wesentlichen reibungsfrei auf das Abtriebselement 6 übertragen werden kann.
Die in den 5 bis 7 im kraftfreien Zustand sowie bei Einwirkung eines abtriebsseitigen Drehmomentes und Einwirkung eines antriebs- und abtriebsseitigen Drehmomentes dargestellte dritte Variante der erfindungsgemäßen Verstellvorrichtung unterscheidet sich von den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen dadurch, dass ein die Sperrwirkung der Schlingfeder 8 verstärkender Verstärkungshebel vorgesehen ist, der die reibschlüssig arbeitende Schlingfederbremse zu einer blockierenden Schlingfedersperre macht.
Die in 5 im kraftfreien Zustand dargestellte dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verstellvorrichtung weist ebenfalls eine vorgespannte Schlingfeder 8 auf, deren Umfangsfläche an der Innenwand eines Verstellgehäuses 1 anliegt und deren Federenden 81, 82 nach innen, d.h. zum Zentrum der Schlingfeder 8 abgekröpft sind. Die abgekröpften Federenden 81, 82 der Schlingfeder 8 liegen im kraftfreien Zustand der Verstellvorrichtung winkelig zwischen einem Antriebsriegel 42 und einem Abtriebsriegel 72, deren Länge etwas geringer als der Durchmesser der Schlingfeder 8 ist und die zu beiden Seiten des Drehmittelpunkts der Verstellvorrichtung angeordnet sind.
Das Antriebselement 4 enthält einen zylinderabschnittförmigen Antriebsbacken 40, der mit den Enden 44, 45 seiner parallel zum Antriebsriegel 42 verlaufenden Sekantenfläche 43 an der dem Abtriebsriegel 72 abgewandten Außenfläche des Antriebsriegels 42 anliegt.
Ein in eine Ausnehmung 46 des Antriebsbackens 40 eingreifender Antriebsnocken 41 des Antriebselements 4 ist mit einem ortsfesten Teil, beispielsweise einem Teil des Verstellgehäuses verbunden und über eine Spannfeder 13 an der Ausnehmung 46 des Antriebsbackens 40 abgestützt, so dass dieser gegen die Außenfläche des Antriebsriegels 42 gedrückt wird.
In gleicher Weise besteht das Abtriebselement 7 aus einem zylinderabschnittförmigen Abtriebsbacken 70, der mit den Enden 74, 75 seiner im Wesentlichen parallel zur Außenfläche des Abtriebsriegels 72 verlaufenden Sekantenfläche 73 an der dem Antriebsriegel 42 abgewandten Außenfläche des Abtriebsriegels 72 anliegt. Ein in eine radial gerichtete Ausnehmung 76 des Abtriebsbackens 70 eingreifender Abtriebsnocken 71 ist ebenfalls mit einem ortsfesten Teil der Verstellvorrichtung verbunden und über eine Spannfeder 12 gegenüber dem Abtriebsbacken 70 abgestützt, so dass dieser in Richtung auf den Abtriebsriegel 72 vorgespannt ist.
Die Wirkung des Antriebsriegels 42 und des Antriebsriegels 72 besteht darin, die durch ein auf den Antriebsbacken 40 oder den Abtriebsbacken 70 einwirkendes antriebs- oder abtriebsseitiges Drehmoment entstehenden Kräfte auf die abgekröpften Enden 81, 82 der Schlingfeder 8 aufzuteilen und somit die Wirkung eines antriebs- oder abtriebsseitigen Drehmoments zu verstärken. Dies führt dazu, dass bei einem antriebsseitigen Drehmoment die Schlingfeder 8 unverzüglich zusammengezogen und damit die reibschlüssige Anlage der Schlingfeder 8 an der Innenwand des Verstellgehäuses 1 aufgehoben wird, während ein abtriebsseitiges Drehmoment unverzüglich zu einer Aufweitung der Schlingfeder 8 führt, so dass diese das abtriebsseitige Drehmoment unverzüglich und ohne ein auch nur geringfügiges Durchrutschen blockiert.
Die Federkraft der Spannfedern 12, 13 zum Vorspannen der Nocken 71, 41 ist dabei so gering, dass die Winkelstellung der abgekröpften Federenden 81, 82 der vorgespannten Schlingfeder 8 zwischen den Enden des Antriebsriegels 42 und des Abtriebsriegels 72 nicht verändert wird und damit zu einem Zusammenziehen der Schlingfeder 8 mit der Folge eines Aufhebens der reibschlüssigen Anlage der Schlingfeder 8 an der Innenwand des Verstellgehäuses führt.
6 zeigt die Wirkung eines abtriebsseitigen Drehmoments M_AB in Richtung des in 6 eingetragenen Pfeiles. Das Drehmoment M_AB führt dazu, dass sich der Abtriebsnocken 71 in der Ausnehmung bzw. dem Langloch 76 des Abtriebsbackens 70 verkantet und den Abtriebsbacken 70 verdreht, so dass dieser mit seinem Ende 74 mit einer Kraft F1 gegen die Außenfläche des Abtriebsriegels 72 drückt und dieser mit einer Kraftverteilung F2 und F3 über die Enden des Abtriebsriegels 72 auf die abgekröpften Federenden 81, 82 einwirkt und diese zuvor gemäß 5 winkelig zum Abtriebsriegel 72 bzw. Antriebsriegel 42 stehenden abgekröpften Federenden 81, 82 in einer Linie mit dem Antriebs- und Abtriebsriegel 42, 72 ausrichtet.
Mit der Ausrichtung der abgekröpften Federenden 81, 82 in einer Linie mit dem Antriebsund Abtriebsriegel 42, 72 ist eine Aufweitung der Schlingfeder 8 verbunden, so dass diese mit ihrem Umfang an der Innenwand des Verstellgehäuses anliegt und damit das abtriebsseitige Drehmoment M_AB blockiert.
Wirkt gemäß 7 ein dem abtriebsseitigen Drehmoment M_AB entgegengerichtetes antriebsseitiges Drehmoment M_AN auf das Antriebselement 4 ein, so verkantet der Antriebsnocken 41 in dem Langloch 46 des Antriebsbackens 40 und dreht diesen so, dass das eine Ende 44 der Sekantenfläche 43 des Antriebsbackens 40 gegen den Antriebsriegel 42 mit einer Kraft F4 drückt, die über den Antriebsriegel 42 zu einem an den Enden des Antriebsriegels 42 wirkenden Kräftepaar F5, F6 führt, das dem auf den Abtriebsriegel 72 wirkenden Kräftepaar F2, F3 entgegengerichtet ist. Damit drücken die Enden des Antriebsriegels 42 ebenfalls auf die abgekröpften Federenden 81, 82 der Schlingfeder 8, was dazu führt, dass die auf der Seite des Antriebselementes 4 verlaufende Windung der Schlingfeder 8 leicht von der Innenwand des Verstellgehäuses 1 abheben kann und damit die Verspannung zwischen der Schlingfeder 8 und dem Verstellgehäuse 1 gelöst wird, so dass sich das System drehen kann.
Da das Antriebselement 4 und das Abtriebselement 7 die gleichen Hebelarme aufweisen, werden sämtliche abtriebsseitigen Kräfte F1, F2, F3 aufgehoben und damit das abtriebsseitige Drehmoment M_AB überwunden, so dass sich der Antriebsriegel 42 und der Abtriebsriegel 72 um den Systemmittelpunkt drehen und damit das antriebsseitige Drehmoment M_AN auf das Abtriebselement 7 übertragen können.

Claims

Verstellvorrichtung zur Erzeugung einer beidseitigen Drehbewegung, insbesondere für Fensterheber und Sitzverstellungen in Kraftfahrzeugen, mit einem zylindrischen Verstellgehäuse, in dem ein Antriebselement, ein durch Betätigen des Antriebselementes winkelverstellbares Abtriebselement und eine vorgespannte Schlingfeder angeordnet sind, die sich zum Blockieren eines abtriebsseitig eingeleiteten Drehmomentes zumindest teilweise an der Innenwand des Verstellgehäuses abstützt und deren Federenden abgekröpft und zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil des Antriebselementes (2, 3, 4) und/oder des Abtriebselementes (5, 6, 7) in radialer Richtung so vorgespannt ist, dass die abgekröpften Federenden (81, 82) der Schlingfeder (8) im kraftfreien Zustand der Verstellvorrichtung spielfrei am Antriebs- und/oder Abtriebselement (2 bis 7) anliegen.
Verstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die abgekröpften Federenden (81, 82) der Schlingfeder (8) an einem als Keilschieber (20) ausgebildeten Teil des Antriebselementes (2) anliegen und im kraftfreien Zustand der Verstellvorrichtung beabstandet zu Anlageflächen (52, 53) des Abtriebselementes (5) sind, wobei der Keilschieber (20) radial in Richtung auf die zueinanderlaufenden, abgekröpften Federenden (81, 82) der Schlingfeder (8) vorgespannt ist.
Verstellvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Keilschieber (20) einen Nocken (21) aufweist, der in ein Langloch (24) eines Antriebshebels (25) der Verstellvorrichtung angeordnet und über eine Spannfeder (9) am Antriebshebel (25) abgestützt ist.
Verstellvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Abtriebselement aus einer Abtriebsscheibe (5) besteht, die eine periphere Ausnehmung (50) aufweist, an deren in Umfangsrichtung seitlichen Anlageflächen (52, 53) die abgekröpften Federenden (81, 82) der Schlingfeder (8) anliegen.
Verstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die abgekröpften Federenden (81, 82) der vorgespannten Schlingfeder (8) im kraftfreien Zustand der Verstellvorrichtung an radial gegeneinander verspannten Teilen (30, 60; 40, 70) des Antriebs- und Abtriebselementes (3, 6; 4, 7) anliegen.
Verstellvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die radial gegeneinander verspannten Teile des Antriebs- und Abtriebselementes (3, 4) als antriebs- und abtriebsseitige Keilschieber (30, 60) ausgebildet sind, wobei die einander gegenüberliegenden Keilflächen (32, 33; 62, 63) der Keilschieber (30, 60) im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen, und dass die abgekröpften Federenden (81, 82) den Schlingfeder (8) mit einem vom Keilwinkel der Keilflächen (32, 33; 62, 63) abweichenden Winkel an den Keilflächen (32, 33; 62, 63) anliegen.
Verstellvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich beim Anlegen eines antriebs- oder abtriebsseitigen Drehmoments (M_AN; M_AB) in der einen oder anderen Drehrichtung eines der abgekröpften Federenden (81 bzw. 82) der Schlingfeder (8) elastisch verformt und dem Winkel der Keilflächen (32, 33; 62, 63) der Keilschieber (30, 60) anpasst, während das andere der abgekröpften Federenden (81 bzw. 82) der Schlingfeder (8) von der Keilfläche (32, 33; 62, 63) des antriebs- oder abtriebsseitigen Keilschiebers (30, 60) beabstandet ist.
Verstellvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass a) beim Einwirken eines abtriebsseitigen Drehmoments (M_AB) das andere abgekröpfte Federende (81) der Schlingfeder (8) vom abtriebsseitigen Keilschieber (60) und b) beim Einwirken eines gegen ein abtriebsseitiges Drehmoment (M_AB) gerichteten antriebsseitigen Drehmoments (M_AN) das andere abgekröpfte Federende (81) der Schlingfeder (8) vom antriebsseitigen Keilschieber (30) beabstandet ist.
Verstellvorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der antriebsseitige Keilschieber (30) in eine periphere Ausnehmung (37) eines scheibenförmigen Antriebselementes (3) eingesetzt und der abtriebsseitige Keilschieber (60) auf einen an der Peripherie eines scheibenförmigen Antriebselementes (6) angeordneten Nocken (61) aufgesteckt ist und dass zwischen den Basisflächen des antriebsseitigen und des abtriebsseitigen Keilschiebers (30, 60) Spannfedern (10, 11) angeordnet sind.
Verstellvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die abgekröpften Federenden (81, 82) der Schlingfeder (8) im kraftfreien Zustand der Verstellvorrichtung winkelig zwischen einem Antriebsriegel (42) des Antriebselements (4) und einem im Wesentlichen parallel zum Antriebsriegel (42) verlaufenden Abtriebsriegel (72) des Abtriebselements (7) angeordnet sind und beim Einwirken eines antriebs- oder abtriebsseitigen Drehmoments (M_AN, M_AB) zur parallelen Anlage an den Antriebs- und Abtriebsriegel (42, 72) elastisch verformt werden.
Verstellvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebselement (4) und das Abtriebselement (7) zylinderabschnittförmige Antriebsund Abtriebsbacken (40, 70) aufweisen, deren im Wesentlichen parallel zueinander und zu dem Antriebs- und Abtriebsriegel (42, 72) verlaufende Sekantenflächen (43, 73) mit ihren Enden (44, 45; 74, 75) an dem Antriebs- und Abtriebsriegel (42, 72) anliegen und die über in radial gerichtete Schlitze (44, 74) des Antriebs- und Abtriebsbackens (40, 70) eingesetzte Antriebs- und Abtriebsnocken (41, 71) gegeneinander bzw. gegenüber einem Teil des Verstellgehäuses (1) vorgespannt sind.
Verstellvorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Abtriebsbacken (70) auf einem geringeren Radius am Abtriebsriegel (72) anliegt als die an den Enden (74, 75) des Abtriebsriegels (72) anliegenden abgekröpften Federenden (81, 82) der Schlingfeder (8).