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Die
Erfindung betrifft einen Antrieb für einen Fahrzeugsitzeinsteller
mit einem manuell schwenkbaren Antriebshebel, der aus einer Nullstellung
heraus auslenkbar ist, um nach Einkuppeln eines Elementes in ein
Antriebsrad eine gerichtete Drehbewegung eines Abtriebselementes
zu erzeugen.
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Aus
der
DE 198 47 081
A1 ist ein Antrieb dieser Art bekannt, dessen Antriebshebel
ein Kippelement mit zwei angeformten Zahnbereichen schwenkt, wobei
je nach Schwenkrichtung einer der Zahnbereiche mittels direktem
Zahneingriff in ein Antriebsrad einkuppelt und dann dieses Antriebsrad
in eine Richtung gedreht wird. Eine zwischen Antriebsrad und Abtriebselement
angeordnete Bremsvorrichtung nimmt ein antriebsseitiges Drehmoment
auf und lässt
nur ein antriebsseitiges Drehmoment durch, d. h. während der
Rückkehr
des Antriebshebels in die Nullstellung hält die Bremsvorrichtung das
Antriebsrad fest. Mit einer erneuten Auslenkung des Antriebshebels
kann das Antriebsrad weitergedreht werden. Zwischen dem Antriebsrad
und der Bremsvorrichtung ist außerdem
eine Überlastsicherung
vorgesehen, welche bei Überschreiten
einer Grenzlast das Antriebsrad von der Bremsvorrichtung und dem
Abtriebselement trennt.
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Die
DE 195 98 328 A1 zeigt
einen Getriebebeschlag mit zwei Beschlagteilen, von denen eines mit
einer Anzahl radial nach innen geöffneter Rastöffnungen
versehen ist und das andere eine kleinere Anzahl radial verschieblicher
Rastelemente führt.
Die Drehung eines gelagerten Exzenters bringt nacheinander jedes
einzelne Rastelement in vollständigen Eingriff
mit der nächstgelegenen,
in Umfangsrichtung leicht versetzten Rastöffnung, wodurch eine Relativdrehung
der beiden Beschlagteile bewirkt wird, während alle anderen Rastelemente
außer
Eingriff sind oder gelangen.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Antrieb der eingangs
genannten Art zu verbessern. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch
einen Antrieb mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte
Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Indem
ein translatorisch bewegliches Schubelement als einzukuppelndes
Element vorgesehen ist, kann ein und derselbe Bereich des einzukuppelnden
Elementes mit ein und derselben Bewegung für die beiden möglichen
Antriebsrichtungen verwendet werden. Dies spart Bauraum, so dass
ein kompakter Antrieb möglich
ist. Für
Spezialanwendungen können
auch mehrere Schubelemente vorgesehen sein. Das Schubelement ist
vorzugsweise in radialer Richtung des Antriebsrades geführt, um
eine definierte Bewegung beim Einkuppeln durchzuführen. Vorzugsweise
gelangt das Schubelement beim Einkuppeln in Eingriff mit dem Antriebsrad,
vorzugsweise in Zahneingriff. Die Führung für das Schubelement ist vorzugsweise
an einer Trägerplatte
ausgebildet, welche nur beim Einkuppeln kraftschlüssig ortsfest
gehalten wird, damit der Leerweg beim Einkuppeln möglichst
gering ist.
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Für die Umsetzung
der Schwenkbewegung des Antriebshebels in die translatorische Bewegung des
Schubelementes ist ein Drehelement vorgesehen, welches vom Antriebshebel
gedreht wird und vorzugsweise über
eine Steuerkontur auf das in Kontakt befindliche Schubelement einwirkt,
wobei die Steuerkontur die Drehbewegung des Drehelementes in eine
translatorische Bewegung des in Kontakt befindlichen Schubelementes
umsetzt. Das Drehelement kann auch zur Übersetzung der Schwenkbewegung
des Antriebshebels verwendet werden, indem vorzugsweise der Antriebshebel über eine
Verzahnungsgeometrie mit Evolventen auf das Drehelement einwirkt,
also eine Abwälzbewegung
auftritt, welche bei entsprechendem Abstand zwischen der gemeinsamen
Berührstelle
und der jeweiligen Schwenkachse eine Vergrößerung des Schwenkwinkels erlaubt.
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Zwischen
dem Antriebsrad und dem Abtriebselement ist vorzugsweise eine Überlastsicherung vorgesehen,
welche bei Überschreiten
einer Grenzlast das Antriebsrad vom Abtriebselement trennt und somit
eine Beschädigung
der Bauteile vermeidet. Die Überlastsicherung
liegt bei der Momentenübertragung
vorzugsweise im Kraft fluß und
beruht auf einem kraftschlüssigen
Prinzip, so daß ein
eindeutiges und vollständiges
Abtrennen der Antriebsseite sicher gestellt ist. Für die Überlastsicherung
kann jede beliebige, an sich bekannte Ausführung verwendet werden, jedoch
ist ein radial abtrennendes System bevorzugt.
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Die
Verwendung eines selbsthemmenden Getriebes, welches ein abtriebsseitiges
Drehmoment sperrt und ein antriebsseitiges Drehmoment durchläßt, hat
den Vorteil, daß im
Antrieb keine gesonderte Bremsvorrichtung vorgesehen werden muß, um im unbetätigten Zustand
und bei der Rückkehr
des Antriebshebels in die Nullstellung die Abtriebsseite zu sperren.
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Der
erfindungsgemäße Antrieb
kann für
alle möglichen
Fahrzeugsitzeinsteller verwendet werden, in der Regel wird er jedoch
für Höheneinsteller,
Lehneneinsteller oder diverse Neigungseinsteller verwendet werden,
die in einem entsprechend einstellbaren Fahrzeugsitz vorgesehen
sind.
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Im
folgenden ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es
zeigen
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1 eine
Explosionsdarstellung des Ausführungsbeispiels
samt Getriebe,
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2 eine
Ansicht des Antriebshebels und des Drehelements in der Nullstellung
in Blickrichtung auf das Getriebe,
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3 eine 2 entsprechende
Darstellung in der ausgelenkten Stellung,
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4 eine
Ansicht des Drehelementes und des Schubelementes in der Nullstellung
in Blickrichtung auf das Getriebe,
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5 eine 4 entsprechende
Darstellung nach dem Einkuppeln des Schubelementes,
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6 eine
perspektivische Ansicht von Drehelement, Schubelement, Trägerplatte
und Antriebsrad in Blickrichtung vom Getriebe weg,
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7 eine
perspektivische Ansicht von Überlastsicherung,
Antriebsrad, Antriebshebel und Gehäuse in Blickrichtung auf das
Getriebe,
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8 eine
schematische Seitenansicht eines Fahrzeugsitzes,
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9 eine 4 entsprechende
Darstellung einer Abwandlung in der Nullstellung, und
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10 eine 9 entsprechende Darstellung nach dem Einkuppeln
des Schubelementes.
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Ein
Antrieb 1 ist für
einen Fahrzeugsitzeinsteller 3 vorgesehen, welcher im Ausführungsbeispiel
als Höheneinsteller
eines Fahrzeugsitzes 5 in einem Kraftfahrzeug dient. Der
Antrieb 1 wirkt dabei auf ein Getriebe 7, im vorliegenden
Ausführungsbeispiel
auf einen selbsthemmenden Getriebebeschlag, welcher über seine
beiden relativ zueinander verdrehbaren Beschlagteile wiederum zwei
Teile des Fahrzeugsitzeinstellers 3, beispielsweise vorliegend den
Sitzrahmen und eine Schwinge, relativ zueinander bewegt. Das Getriebe 7 sperrt
ein abtriebsseitiges Drehmoment, also von der Seite des Fahrzeugsitzeinstellers 3,
während
ein antriebsseitiges Drehmoment, also vom Antrieb 1 her,
das Getriebe 7 dreht.
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Der
Antrieb 1, von dem zunächst
die Nullstellung beschrieben wird, weist ein halboffenes Gehäuse 11 auf,
welches einen zylindrischen Bauraum definiert. Im Zen trum dieses
Bauraums ist eine Lagerhülse 13 am
Gehäuse 11 angeformt,
welche die nachfolgend verwendeten Zylinderkoordinaten definiert.
Ein Antriebshebel 15 ist schwenkbar im Gehäuse 11 gelagert
mittels eines angeformten Lagerzapfens 17, der parallel
versetzt zur Lagerhülse 13 angeordnet
ist. Auf der Außenseite
des Gehäuses 11 ist der
Lagerzapfen 17 durch einen Ringclips 18 gesichert.
Der Antriebshebel 15 umschließt die Lagerhülse 13 mittels
eines Langlochs 19 mit viel Spiel. Auf der vom Lagerzapfen 17 abgewandten
Seite des Langlochs 19 ist zu beiden Seiten der radial
verlaufenden Verbindungslinie vom Lagerzapfen 17 zum Langloch 19 je
eine gekrümmte
Anlagefläche
als Außenevolvente 21 vorgesehen.
Am Antriebshebel 15 ist ein beispielsweise radial abstehender
Hebelarm 23 als Verlängerung
und zur Betätigung
befestigt.
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Auf
der vom Gehäuse 11 axial
abgewandten Seite des Antriebshebels 15 ist ein Drehelement 25 auf
der Lagerhülse 13 drehbar
gelagert, d. h. Antriebshebel 15 und Drehelement 25 sind
auf verschiedenen Achsen gelagert. Zur Bildung einer Verzahnungsgeometrie
mit Evolventen zwischen dem Antriebshebel 15 und dem Drehelement 25 weist
das Drehelement 25 auf beiden Seiten je eine Innenevolvente 27 auf,
die an einer Berührstelle 29 an
der zugeordneten Außenevolvente 21 anliegt.
Das Drehelement 25 weist eine gabelförmige Steuerkontur 31 mit
zwei Keilen auf. Mit dieser Steuerkontur 31 wirkt das Drehelement 25 auf
eine später
genauer beschriebene Weise auf einen Nocken 33 eines translatorisch
beweglichen Schubelementes 35 ein.
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Auf
der vom Antriebshebel 15 axial abgewandten Seite des Drehelementes 25 ist
eine scheibenförmige
Trägerplatte 37 ebenfalls
auf der Lagerhülse 13 drehbar
gelagert. Die Trägerplatte 37 weist zwei
radial verlaufende, seitliche Führungen 39 für das in
radialer Richtung bewegliche Schubelement 35 auf. Eine
Kupplungsfeder 41, welche in der Art eines Rings mit radial
nach außen
abgewinkelten, näherungsweise
parallel abstehenden Federenden ausgebildet ist, ist zwischen dem
Drehelement 25 und der Trägerplatte 37 angeordnet
und auf der Trägerplatte 37 drehbar
gelagert. Die beiden Federenden der Kupplungsfeder 41 sind
in der Nullstellung zum einen an einer ersten Federabstützung 43 des Drehelementes 25,
des weiteren an einer zweiten Federabstützung 45 der Trägerplatte 37 und
schließlich noch
an einer dritten Federabstützung 46 des
Gehäuses 11 abgestützt. Eine
am Rand der Trägerplatte 37 angeformte
Federlasche 47 steht etwa im Bereich der Federabstützungen 43 und 45 von
der Trägerplatte 37 ab
und liegt am Gehäuse 11 an.
An der Trägerplatte 37 ist
schließlich
noch eine Schubelementenfeder 49 gelagert, welche mit einem
Ende in das Schubelement 35 eingehakt ist und dieses radial nach
innen zieht.
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Auf
der vom Drehelement 25 axial abgewandten Seite der Trägerplatte 37 ist
ein als Zahnring ausgebildetes Antriebsrad 51 auf der Lagerhülse 13 drehbar
gelagert, welcher auf beiden Seiten teilweise hohl ausgebildet ist
und daher die Trägerplatte 37 und
das Drehelement 25 übergreift.
Auf der dadurch definierten Innenwand des Antriebsrades 51 ist
eine Verzahnung 53 ausgebildet. Eine Verzahnung des Schubelementes 35 kann
mit dieser Verzahnung 53 zusammenwirken, wobei aber in
der Nullstellung das Schubelement 35 von der Verzahnung 53 des
Antriebsrades 51 beabstandet ist.
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Auf
der von der Trägerplatte 37 axial
abgewandten Seite des Antriebsrades 51 ist ein Überlastring 55 auf
dem Antriebsrad 51 (oder wahlweise auf der Lagerhülse 13)
drehbar gelagert, aber durch vier, näherungsweise dreieckig gebogene
Blattfedern 57 mittels entsprechender Kontaktschrägen am Antriebsrad 51 kraftschlüssig mit
dem Antriebsrad 51 verbunden. Auf der vom Antriebsrad 51 axial
abgewandten Seite des Überlastrings 55 ist
ein Ausgleichselement 59 in den Überlastring 55 eingelegt
und durch Formschluß drehfest
verbunden. Auf der vom Antriebsrad 51 abgewandten Seite
des Überlastrings 55 ist
ein Deckel 61 angeordnet, welcher mit dem Gehäuse 11 verschraubt
oder anderweitig fest verbunden ist.
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Ein
innerhalb der Lagerhülse 13 angeordnetes
Abtriebselement 63, welches als kurze Welle ausgebildet
ist, sitzt mit einem Ende drehfest im Ausgleichselement 59 und
mit dem anderen Ende drehfest im Getriebe 7. Zwischen dem
Gehäuse 11 und dem
Getriebe 7 ist ferner eine Rückstellfeder 65 angeordnet
und auf der Außenseite
des Gehäuses 11 gelagert,
welche in der Art eines Rings mit radial nach außen abgewinkelten, näherungsweise
parallel abstehenden Federenden ausgebildet ist. Ein vom Antriebshebel 15 axial
abstehender, durch eine Kulisse des Gehäuses 11 ragender Vorsprung
ist zwischen die beiden Federenden der Rückstellfeder 65 geklemmt,
so daß diese
den Antriebshebel 15 nach einer Betätigung in seine Nullstellung
zurückschwenkt.
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Der
Antrieb 1 wird vormontiert und dann samt Abtriebselement 63 auf
das Getriebe 7 gesteckt und mit letzterem verbunden, wofür am Gehäuse 11 vorzugsweise
Befestigungsbereiche vorgesehen sind.
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Mit
dem Antrieb 1 kann eine Pumpbewegung des Hebelarms 23 des
Antriebshebels 15 übersetzt und
in eine gerichtete Drehbewegung des Getriebes 7 umgesetzt
werden. Bei der Auslenkung des Antriebshebels 15 von der
Nullstellung in eine ausgelenkte Stellung schwenkt dieser um seinen Lagerzapfen 17.
Aufgrund ihrer Form vollführt
die Innenevolvente 27 eine Abwälzbewegung an der Außenevolvente 21,
wobei die Berührstelle 29 wandert und
das Drehelement 25 sich um die Lagerhülse 13 dreht. Durch
die gewählten
Abmessung ergibt sich eine Übersetzung
im Schwenkwinkel, d. h. die Auslenkung des Drehelementes 25 ist
größer als
diejenige des Antriebshebels 15.
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Mit
der Drehbewegung des Drehelementes 25 wird das eine Federende
der Kupplungsfeder 41 von der ersten Federabstützung 43 mitgenommen. Dieses
Federende hat dann weder Kontakt zur Trägerplatte 37 noch
zum Gehäuse 11.
Die erste Federabstützung 43 auf
dem Drehelement 25 erfährt
hierdurch einen gewissen Vorlauf gegenüber der zweiten Federabstützung 45 auf
der Trägerplatte 37.
Um den Leerweg beim anschließend
beschriebenen Einkuppeln möglichst
gering zu halten, soll die Trägerplatte 37 beim
Einkuppeln ortsfest stehen bleiben. Dies wird erreicht durch das
aufgrund von Reibung zwischen der Federlasche 47 und dem
Gehäuse 11 erzeugte,
auf die Trägerplatte 37 wirkende
Bremsmoment, welches größer ist
als das Moment, welches beim Einkuppeln auf die Trägerplatte 37 wirkt.
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Mit
der Drehbewegung des Drehelementes 25 beginnt auch das
Einkuppeln. Die Steuerkontur 31 des Drehelementes 25 dreht
sich in Umfangsrichtung relativ zum Schubelement 35, so
daß aufgrund
der Schräge
eine radiale Kraftkomponente auf den anliegenden Nocken 33 des
Schubelementes 35 übertragen
wird. Das Schubelement 35 wird dadurch entgegen der Kraft
der Schubelementenfeder 49 radial nach außen gedrückt, wobei
die Führungen 39 der Trägerplatte 37 das
Schubelement 35 führen.
Der Vorgang des Einkuppelns endet, wenn das Schubelement 35 in
Eingriff mit der Verzahnung 53 des Antriebsrades 51 gelangt.
Bei der weiteren Drehbewegung des Drehelementes 25 werden
die Trägerplatte 37 und
vor allem das Antriebsrad 51 mitgedreht.
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Wenn
das Drehmoment des Antriebsrades 51 nicht zu groß ist, nimmt
dieser über
die Blattfedern 57 den Überlastring 55 mit.
Wenn allerdings eine durch den Kraftschluß der Blattfedern 57 definierte Grenzlast überschritten
wird, wirkt die Anordnung als Überlastsicherung,
d. h. die Blattfedern 57 lösen sich vom Antriebsrad 51,
so daß dieses
leer durchdreht. Durch diese Überlastsicherung
und da der Antrieb 1 im Crashfall nicht belastet wird,
ist es möglich,
die meisten Bauteile aus preisgünstigem
Kunststoff zu fertigen. Sofern im Regelfall der Überlastring 55 ein Drehmoment
vom Antriebsrad 51 erfährt,
dreht er über
das Ausgleichselement 59 das Abtriebselement 63,
welches wiederum das Getriebe 7 antreibt.
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Bei
Erreichen der Endstellung der Auslenkung wird der Antriebshebel 15 über den
Hebelarm 23 in die Nullstellung zurückgeführt oder losgelassen, wobei
in letzterem Fall die Rückstellfeder 65 die Rückkehr in
die Nullstellung sicher stellt. Der Antriebshebel 15 dreht
das Drehelement 25 über
die Abwälzbewegung
zurück,
wobei zunächst
die Steuerkontur 31 vom Nocken 33 abläßt, so daß die Schubelementenfeder 49 das
Schubelement 35 radial nach innen ziehen kann, d. h. auskuppelt.
Gleichzeitig dreht auch die Kupplungsfeder 41 die Innenevolvente 25 und
die Trägerplatte 37 in
die Nullstellung zurück.
Aufgrund der bei den vorliegenden Momenten bestehenden, schlupffreien
Getriebeverbindung zwischen dem Antriebsrad 51 und dem
Getriebe 7 und der Selbsthemmung des letzteren bleibt das
Antriebsrad 51 stehen, bis der Antriebshebel 15 die Nullstellung
erreicht hat.
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Bei
der anschließenden,
erneuten Auslenkung des Antriebshebels 15 in die gleiche
Richtung dreht sich das Antriebsrad 51 von dieser Stelle
aus weiter, so daß eine
gerichtete, schubweise erfolgende Drehbewegung des Abtriebselementes 63 und damit
des Getriebes 7 erzeugt wird. Eine Bewegung des Getriebes 7 in
die andere Richtung mittels des erfindungsgemäßen, beidseitig wirkenden Antriebs 1 wird
durch eine Auslenkung des Antriebshebels 15 in die entgegengesetzte
Richtung erreicht.
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Gemäß einer
Abwandlung des Ausführungsbeispiels
wirkt das Drehelement 25' auf
das Schubelement 35' mittels
eines am Drehelement 25' angeformten
und in axialer Richtung abstehenden Steuernockens 81 ein,
welcher in eine Steuerkulisse 83 des Schubelementes 35' greift. Der
Steuernocken 81 gleitet beim Einkuppeln des Schubelementes 35' in das Antriebsrad 51 an
der radial weiter außen
gelegenen, äußeren Kulissenkontur 83' der Steuerkulisse 83 entlang,
während
er beim Auskuppeln an der radial werter innen gelegenen, inneren
Kulissenkontur 83'' anliegt. Aufgrund
einer radial vorspringenden Spitze in der inneren Kulissenkontur 83'' drückt der Steuernocken 81 auf
dem Weg zur Nullstellung das Schubelement 35' radial nach innen. In allen weiteren
Einzelheiten stimmt die Abwandlung mit dem beschriebenen Ausführungsbeispiel überein.
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- 1
- Antrieb
- 3
- Fahrzeugsitzeinsteller
- 5
- Fahrzeugsitz
- 7
- Getriebe
- 11
- Gehäuse
- 13
- Lagerhülse
- 15
- Antriebshebel
- 17
- Lagerzapfen
- 18
- Ringclips
- 19
- Langloch
- 21
- Außenevolvente
- 23
- Hebelarm
- 25,
25'
- Drehelement
- 27
- Innenevolvente
- 29
- Berührstelle
- 31
- Steuerkontur
- 33
- Nocken
- 35,
35'
- Schubelement
- 37
- Trägerplatte
- 39
- Führung
- 41
- Kupplungsfeder
- 43
- erste
Federabstützung
- 45
- zweite
Federabstützung
- 46
- dritte
Federabstützung
- 47
- Federlasche
- 49
- Schubelementenfeder
- 51
- Antriebsrad
- 53
- Verzahnung
- 55
- Überlastring
- 57
- Blattfeder
- 59
- Ausgleichselement
- 61
- Deckel
- 63
- Abtriebselement
- 65
- Rückstellfeder
- 81
- Steuernocken
- 83
- Steuerkulisse
- 83'
- äußere Kulissenkontur
- 83''
- innere
Kulissenkontur