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Die
Erfindung betrifft eine Verstelleinrichtung, insbesondere für eine gegenüber dem
Sitzteil um eine horizontale Schwenkachse schwenkbare, neigungsveränderlich
arretierbare Rückenlehne
eines Kraftfahrzeugsitzes, mit einem mit einer Verzahnung versehenen
Rastbeschlag und einer mit einer kongruenten Verzahnung versehenen
Rastklinke.
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Aus
der Patentschrift
DE
197 09 524 C2 ist eine gattungsgemäße Verstelleinrichtung zur
Neigungsverstellung der Rückenlehne
eines Kraftfahrzeugsitzes bekannt.
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Der
dort offenbarte Sitz besteht aus einem Sitzteil und einer gegenüber diesem
um eine horizontale, quer zur Sitz-(und Fahrt-)richtung verlaufende Drehachse
schwenkbaren Rückenlehne.
Die Verstelleinrichtung umfaßt
ein drehfest mit der Rückenlehne verbundenes
Beschlagsteil, welches auf seinem zur Vorderkante des Sitzteils
weisenden Umfang eine Verzahnung aufweist. In diese Verzahnung ist
die Gegenverzahnung einer am Sitzteil drehbar gelagerten Rastklinke
einrastbar, die mittels eines Verriegelungsnockens in Eingriff gehalten
wird. In dieser Stellung werden Rückenlehne und Sitzteil gegeneinander
drehfest fixiert.
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Zum
Verstellen der Rückenlehne
wird der Verriegelungsnocken verdreht, wobei dieser einen an die
Rastklinke angeformten Vorsprung erfaßt und diese aus der Verzahnung
des Beschlagsteils abhebt. Die Rückenlehne
kann nun in die gewünschte Position
geneigt und durch Zurückstellen
des Verriegelungsnockens erneut fixiert werden.
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Die
Rastklinke weist zwischen ihrem verzahnten Umfang und ihrem Gelenk
zum Sitzteil eine Verjüngung
auf, welche dem Bauteil eine gewisse Elastizität verleiht und damit auch bei
pulsierender Belastung eine ausreichende Verriegelung sicherstellen
soll.
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Ein
anderer, in seiner Funktion vergleichbarer Neigungsverstellbeschlag
wird in der Patentschrift
DE
195 22 854 C2 offenbart.
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Verstelleinrichtungen
dieser Gattung weisen den Nachteil auf, dass ihre Haltbarkeit unter
unfallbedingter Überlast
maßgeblich
durch die Festigkeit der Verzahnung beeinflußt wird. Eine ausreichend haltbare
Verzahnung setzt nach dem Stand der Technik eine grobe Teilung mit
groß dimensionierten
Zähnen voraus,
durch welche die Feinheit der Neigungsverstellung jedoch in unerwünschter
Weise herabgesetzt wird.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verstelleinrichtung bereitzustellen,
die bei hoher Festigkeit eine ausreichend feine Neigungsverstellung
der Rückenlehne
ermöglicht.
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Lösung
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass
bei einer gattungsgemäßen Verstelleinrichtung
die Verzahnung von Rastbeschlag und/oder Rastklinke zwei zueinander
tangential versetzt angeordnete Zahnreihen aufweist, die im Gebrauch
in Abhängigkeit
von der Neigung der Rückenlehne
wechselweise mit der Gegenverzahnung von Rastklinke und/oder Rastbeschlag
in Eingriff bringbar sind. Die Zähne
können
somit relativ grob ausgebildet werden, da die Zahnreihenpaare bereits
bei kleinen Winkelveränderungen
zwischen Rückenlehne
und Sitzteil abwechselnd ineinandergreifen.
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Der
Rastbeschlag besteht vorzugsweise aus zwei stirnseitig partiell
verzahnten, nebeneinander angeordneten Rastbeschlagsscheiben, deren
Zahnreihen zueinander bevorzugt um eine halbe Zahnbreite versetzt
ausgebildet sind. Durch diese Ausbildung weist die Verstelleinrichtung
geringe Außenmaße und einen
einfachen konstruktiven Aufbau auf. Falls jede Zahnreihe mit der
kongruenten Gegenverzahnung bei einer Winkelverstellung um 6° in Eingriff gerät und der
tangentiale Versatz zwischen den Zahnreihen eine halbe Zahnbreite
beträgt,
greift bereits bei einer Winkelverstellung um 3° eine der Rastbeschlagsscheiben
in die Gegenverzahnung ein.
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Um
die Fertigung des Bauteils nochmals zu vereinfachen, besteht die
Rastklinke mit Vorteil aus zwei stirnseitig partiell verzahnten,
nebeneinander angeordneten Rastklinkenscheiben, die unabhängig voneinander
um die gleiche Drehachse drehbar sind und bevorzugt eine deckungsgleiche
Verzahnung aufweisen, wobei jede Klinkenscheibe mit einer zugeordneten
Rastbeschlagsscheibe in formschlüssigen
Eingriff bringbar ist.
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Den
Rastklinkenscheiben kann dabei ein Verriegelungsnocken zugeordnet
werden, mittels dessen die Rastklinkenscheiben bei formschlüssigem Eingriff
in die Rastbeschlagsscheiben verriegelbar sind. Dieser umfaßt nach
einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung zwei nebeneinander
angeordnete, unabhängig
voneinander um die gleiche Drehachse drehbare Nockenscheiben, die
jeweils mit einer zugeordneten Rastklinkenscheibe in Wirkzusammenhang
stehen. Die Nockenscheiben stehen vorzugsweise unter der Wirkung
einer in Richtung der Verriegelung wirkenden Federkraft, die beispielsweise
von zwei bevorzugt als Zugfedern ausgebildeten Federn erzeugbar
ist, von denen jede auf eine Nockenscheibe einwirkt.
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Vorzugsweise
weist jede Nockenscheibe einen nach außen gerichteten Bolzen auf,
welcher jeweils durch eine langlochartige Ausnehmung eines Mitnehmerelements
geführt
ist, wobei beide Mitnehmerelemente drehfest miteinander verbunden
sind. Durch diese Ausbildung können
sich die Nockenscheiben in gewissen Grenzen gegeneinander verstellen
und somit den gewüschten
wechselweisen Eingriff herbeiführen.
Bei einem Verdrehen der synchronisierten Mitnehmerelemente werden
sie jedoch gemeinsam aus der Verzahnung der Rastbeschlagsscheiben
abgehoben, so dass die Rückenlehne
gegenüber
dem Sitzteil neigungsverstellt werden kann.
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Bei
einer besonders bevorzugten Verstelleinrichtung sind infolge unfallbedingter Überlast
durch plastische Verformung der zum Zeitpunkt des Unfalls ineinander
rastenden Beschlagsteile beide Zahnreihen zeitgleich in Eingriff
mit der zugeordneten kongruenten Verzahnung bringbar. Durch diese
Ausbildung wird eine nochmals erhöhte Sicherheit gegen ein Versagen
der Verstelleinrichtung erzielt. Der durch die plastische Verformung
hervorgerufende Schaden an der Verstelleinrichtung ist im Hinblick
auf die übrigen
Schäden
an der Sitzstruktur und dem Fahrzeug insgesamt unerheblich.
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Figuren
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Die
Figuren stellen beispielhaft und schematisch eine Ausführung der
Erfindung dar.
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Es
zeigen:
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1 einen
seitlichen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Verstelleinrichtung, bei
welcher sich beide Rastklinkenscheiben außer Eingriff befinden
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2 eine
stirnseitige Ansicht der Verstelleinrichtung nach 1
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3 die
gleiche Verstelleinrichtung in perspektivischer Ansicht
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4 einen
seitlichen Schnitt nach 1 mit Eingriff der vorderen
Rastklinkenscheibe
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5 den
gleichen Schnitt mit Eingriff der hinteren Rastklinkenscheibe
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6 die
Verstelleinrichtung nach 1 nach unfallbedingter plastischer
Verformung
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Die
in den 1 bis 5 dargestellte Verstelleinrichtung
besteht aus einem Rastbeschlag 1, der aus zwei aufeinanderliegenden
Rastbeschlagsscheiben 2, 2' annähernd gleicher Gestalt besteht, welche über durch
Bohrungen 3 geführter
Verbindungsmittel starr miteinander und mit dem Sitzteil des Fahrzeugsitzes
verbunden sind.
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Beiderseits
auf den Rastbeschlag 1 aufgesetzt und im Bereich eines
Gelenks 4 drehbar mit diesem verbunden sind zwei Gehäuseplatten 5, 5', die sowohl
miteinander als auch an der Rückenlehne
des Fahrzeugsitzes starr angeordnet sind. Hierzu werden nicht dargestellte
Verbindungsmittel durch die Bohrungen 6 in den Gehäuseplatten 5, 5' in die Metallstruktur
der Rückenlehne
geführt.
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Eine
auf die Gehäuseplatte 2 außenseitig aufgesetzte
Spiralfeder 7, welche im Bereich des Gelenks 4 einerseits
mittels Bolzen 8, 9 auf die Gehäuseplatte 5 und
andererseits über
einen Mitnehmer auf den Rastbeschlag 1 einwirkt, übt ein in
Richtung des Sitzinsassen gerichtetes Drehmoment auf die Rückenlehne
aus und erleichtert deren Verstellung in eine aufrechtere Position.
In Gegenrichtung wird das auf die Rückenlehne wirkende Gewicht
des Sitzinsassen zur Neigungsverstellung genutzt.
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Die
Rastbeschlagsscheiben 2, 2' sind im Bereich ihrer oberen Stirnflächen 10, 10' partiell mit Zahnreihen
in Form von Verzahnungen 11, 11' versehen, die im Wesentlichen
im gleichen Segment der Stirnflächen 10, 10' angeordnet
sind. Die Zähne 12, 12' der Verzahnungen 11, 11' sind zueinander
jedoch um eine halbe Zahnbreite b/2 versetzt, so dass die Rastbeschlagsscheiben 2, 2' in diesem Segment nicht
deckungsgleich aufeinanderliegen.
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Zwischen
den Gehäuseplatten 5, 5' ist ferner eine
Rastklinke 13 angeordnet, die aus zwei gestaltgleichen
Rastklinkenscheiben 14, 14' zusammengesetzt ist. Die Rastklinkenscheiben 14, 14' sind unabhängig voneinander
drehbar über
ein Gelenk 15 mit den Gehäuseplatten 5, 5' verbunden und
jeweils partiell mit einer Zahnreihe in Form einer Gegenverzahnung 16, 16' versehen, die
kongruent zu den Verzahnungen 11, 11' ausgebildet
ist.
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Jeder
Rastklinkenscheibe 14, 14' ist ferner eine Nockenscheibe 17, 17' zugeordnet.
Die deckungsgleich gestalteten und aufeinander liegenden Nockenscheiben 17, 17' sind zwischen
den Gehäuseplatten 5, 5' unabhängig voneinander
in einem Gelenk 18 drehbar und bilden einen Verriegelungsnocken 19 aus,
dessen Funktion nachfolgend erläutert wird.
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Rastbeschlagsscheiben 2, 2', Rastklinkenscheiben 14, 14', Nockenscheiben 17, 17' sowie die Gehäuseplatten 5, 5' werden vorzugsweise
durch Stanzen aus plattenförmigen
Halbzeugen (Stahlblech) gefertigt.
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Bei
der Stellung nach 1 sind die Gegenverzahnungen 16, 16' beider Rastklinkenscheiben 14, 14' nicht in Eingriff
mit den Verzahnungen 11, 11', so dass der Rastbeschlag 1 und
die Gehäuseplatten 5, 5' im Gelenk 4 gegeneinander
neigungsverstellt werden können.
Die hierzu notwendige Verdrehung der Rastklinkenscheiben 14, 14' im Gelenk 15 erfolgt durch
ein Verstellen der Nockenscheiben 17, 17' im Gelenk 18.
Zur Betätigung
der Nockenscheiben 17, 17' sind diese jeweils mit nach außen ragenden,
die Gehäuseplatten 5, 5' durchbrechenden
Bolzen 20, 20' versehen.
Diese werden durch langlochförmige Ausnehmungen 21, 21' von Mitnehmerelementen 22, 22' geführt, die
gleichfalls im Gelenk 18 gegenüber den Gehäuseplatten 5, 5' drehbar, zueinander
jedoch drehfest angeordnet sind. Die Mitnehmerelemente 22, 22' sind zur Synchronisierung
miteinander über einen
Stift 23 verbunden, der durch ebenfalls langlochförmige Bohrungen 24, 24' in den Gehäuseplatten 5, 5' geführt wird.
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Die
beispielsweise über
einen nicht dargestellten Bowdenzug verstellbaren Mitnehmerelemente 22, 22' sind in der
Stellung nach 1 derart verdreht, dass die
Bolzen 20, 20' in
den langlochförmigen
Ausnehmungen 21, 21' endseitig
anliegen und die Drehbewegung gegen den Widerstand zugeordneter
Zugfedern 25, 25' gleichermaßen auf
beide Nockenscheiben 17, 17" übertragen. Diese wirken dabei
auf Vorsprünge 26, 26' der Rastklinkenscheiben 14, 14' ein und heben
deren Gegenverzahnungen 16, 16' aus den Verzahnungen 11, 11' der Rastbeschlagsscheiben 2, 2' ab.
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Bei
der Stellung nach 4 sind die Mitnehmerelemente 22, 22' beispielsweise
durch Entlasten des oben genannten Bowdenzugs in eine Position zurückgedreht
worden, die grundsätzlich
beiden Rastklinkenscheiben 14, 14' den Eingriff in die zugeordnete
Rastbeschlagsscheibe 2, 2' gestatten würde.
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Durch
den Versatz der Verzahnungen 11, 11' greift jedoch nur die in dieser
Ansicht obenliegende Rastklinkenscheibe 14' in die Rastbeschlagsscheibe 2' ein, wobei
die zugeordnete Nockenscheibe 17' durch die Zugfeder 25 derart
gedreht wird, dass sie endseitig auf einer Wirkfläche 27' der Rastklinkenscheibe 14' aufliegt und
diese in Eingriff hält.
Die Wirkfläche 27' ist dabei in
etwa auf einer die Mitte der Verzahnung 11' mit dem Gelenk 18 verbindenden Gerade
angeordnet, so dass von der Wirkfläche 27' ausgeübte Kräfte kein Drehmoment in der
Nockenscheibe 17' hervorrufen
(Kniehebelprinzip).
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Die
Verzahnung 11 der in dieser Ansicht untenliegenden Rastbeschlagsscheibe 2 sowie
die Gegenverzahnung 16 der zugeordneten Rastklinkenscheibe 14 sind
in dieser Stellung zwangsläufig
derart zueinander ausgerichtet, dass sich ihre dem Gelenk 15 nächstliegenden
Zähne kopfseitig
berühren, so
dass ein Eingriff nicht gegeben ist.
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Werden
Sitzteil und Rückenlehne
hingegen nach erneutem Lösen
beider Rastklinkenscheiben 14, 14' in der Weise neigungsverstellt,
dass die Gegenverzahnungen 16, 16' gegenüber den Verzahnungen 11, 11' auf dem Umfang
des Rastbeschlags 1 um (n × b + b/2) mit n = 0, 1, 2
... verschoben wird, gerät
die untenliegende Rastklinkenscheibe 14 in Eingriff mit
der zugeordneten Rastbeschlagsscheibe 2, während sich
die Zahnköpfe
der obenliegenden Rastklinkenscheibe 14' und der Rastbeschlagsscheibe 2' berühren und
einen Eingriff verhindern (5). Die
Rastklinkenscheibe 14 wird analog zum oben beschriebenen
Mechanismus in der Rastbeschlagsscheibe 2 verriegelt.
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Naturgemäß weisen
die Nockenscheiben 17, 17' in den Stellungen nach 4 und 5 zueinander
einen Winkelversatz auf. Der hierzu erforderliche Bewegungsspielraum
wird durch die langlochförmigen
Ausnehmungen 21, 21' in
den Mitnehmerelementen 22, 22' geschaffen, innerhalb derer sich
die starr mit den Nockenscheiben 17, 17' verbundenen Bolzen 20, 20' gegeneinander
verlagern können.
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Infolge
einer unfallbedingten Überlast
kann sich die Verstelleinrichtung jedoch plastisch derart verformen,
dass der Versatz der Verzahnungen 11, 11' überbrückt wird
und beide Rastklinkenscheiben 14, 14' in den zugeordneten
Rastbeschlagsscheiben 2, 2' einrasten (6). Die
Belastbarkeit der Verstelleinrichtung wird hierdurch erheblich vergrößert, so dass
ein ungewolltes Umklappen der Rückenlehne verhindert
wird. Selbstverständlich
können
in den Bauteilen der Verstelleinrichtung Zonen verringerter Festigkeit
ausgebildet werden, welche die plastische Verformung gezielt beeinflussen.
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- 1
- Rastbeschlag
- 2
- Rastbeschlagsscheibe
- 3
- Bohrung
- 4
- Gelenk
- 5
- Gehäuseplatten
- 6
- Bohrung
- 7
- Spiralfeder
- 8,
9
- Bolzen
- 10
- Stirnfläche
- 11
- Verzahnung
- 12
- Zahn
- 13
- Rastklinke
- 14
- Rastklinkenscheibe
- 15
- Gelenk
- 16
- Gegenverzahnung
- 17
- Nockenscheibe
- 18
- Gelenk
- 19
- Verriegelungsnocken
- 20
- Bolzen
- 21
- Ausnehmung
- 22
- Mitnehmerelement
- 23
- Stift
- 24
- Bohrung
- 25
- Zugfeder
- 26
- Vorsprung
- 27
- Wirkfläche