DE10312499A1

DE10312499A1 - Verstellvorrichtung zur Erzeugung einer beidseitigen Drehbewegung

Info

Publication number: DE10312499A1
Application number: DE2003112499
Authority: DE
Inventors: Georg Scheck
Original assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Current assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date: 2003-03-14
Filing date: 2003-03-14
Publication date: 2004-09-23

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 2, ein durch Betätigen des Antriebselementes 2 winkelverstellbares Abtriebselement 3 und eine vorgespannte Schlingfeder 4 angeordnet sind, die sich zum Blockieren eines abtriebsseitig eingeleiteten Drehmomentes zumindest teilweise an der Innenwand des Verstellgehäuses 1 abstützt. Ein die abgekröpften Federenden 41, 42 der Schlingfeder 4 aufnehmendes Übertragungsglied 5, 6, 7, 81, 82, das das Antriebsspiel ausgleicht und antriebsseitige sowie abtriebsseitige Drehmomente verstärkt auf die abgekröpften Federenden 41, 42 der Schlingfeder 4 überträgt, weist an Teilen des Antriebselementes 2 und des Abtriebselementes 3 vorgespannt und selbsthemmungsfrei anliegende und sich gegensinnig mit Selbsthemmung abstützende Keilschieber 5, 6 auf, zwischen denen die abgekröpften Federenden 41, 42 der Schlingfeder 4 angeordnet sind.

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 Verstellvorrichtung zur Erzeugung einer beidseitigen Drehbewegung der eingangs genannten Art anzugeben, die bei einfachem Aufbau unter Einhaltung einer geringen Flächenpressung am Verstellgehäuse und Unempfindlichkeit gegenüber Stößen Spielfreiheit am Antrieb und am Abtrieb gewährleistet und ein antriebsseitiges Drehmoment sofort freischaltet und ein abtriebsseitiges Drehmoment unverzüglich blockiert.

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

Die erfindungsgemäße Lösung ergibt eine Verstellvorrichtung mit einem einfachen Aufbau und gewährleistet eine geringere Flächenpressung am Verstellgehäuse sowie Unempfindlichkeit gegenüber Stößen, gewährleistet Spielfreiheit sowohl auf der Antriebsseite als auch auf der Abtriebsseite und stellt sicher, dass ein antriebsseitiges Drehmoment sofort freigeschaltet wird, während ein alleiniges abtriebsseitiges Drehmoment oder das ein antriebsseitiges Drehmoment übersteigende abtriebsseitige Drehmoment unverzüglich blockiert wird.

Vorzugsweise ist das Übertragungsglied vorgespannt und selbsthemmungsfrei mit dem Antriebs- und dem Abtriebselement verbunden und weist zu den abgekröpften Federenden der Schlingfeder Selbsthemmung auf.

Zum Spielausgleich weist das Übertragungsglied insbesondere an Teilen des Antriebs- und des Abtriebselementes vorgespannt und selbsthemmungsfrei anliegende und sich gegenseitig mit Selbsthemmung abstützende Keilschieber auf, zwischen denen die abgekröpften Federenden der Schlingfeder angeordnet sind.

Dabei sind die Keilschieber zum Spielausgleich mittels Vorspannfedern derart vorgespannt, dass erste und zweite Keilflächen der Keilschieber gegen das Antriebs- und das Abtriebselement gedrückt werden.

Um ein Verschieben der Keilschieber und damit ein Aktivieren der Springfeder zum Freischalten oder Blockieren der Verstellvorrichtung zu gewährleisten, der von den ersten und zweiten Keilflächen der Keilschieber eingeschlossene Winkel zumindest so groß ist, dass bei einem antriebsseitigen und/oder abtriebsseitigen Drehmoment die Keilschieber gegen die Wirkung der Vorspannfedern bewegt werden.

Die erfindungsgemäße Lösung kann durch verschiedene Ausführungsformen realisiert werden. Eine erste Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Keilschiebern ein die abgekröpften Federenden der Schlingfeder aufnehmender Hebel angeordnet ist, der Kontaktflächen aufweist, die mit großem Reibwert an Kontaktflächen der Keilschieber anliegen. Dabei sind die abgekröpften Federenden der Schlingfeder in Längsausnehmungen des Hebels gelagert, so dass die Schlingfeder große Kräfte bis zur plastischen Verformung aufnehmen kann.

Die Keilschieber stützen sich gegenseitig derart ab, dass die Kontaktflächen der Keilschieber und des Hebels geringfügig voneinander beabstandet sind und damit etwas Luft zwischen den Keilschiebern und dem Hebel für eine Bewegung der Keilschieber zu erhalten.

In einer ersten Ausführungsvarianten weist der abtriebsseitige Keilschieber von der Kontaktfläche des abtriebsseitigen Keilschiebers abstehende Nasen auf, die durch Öffnungen des Hebels greifen und sich an der Kontaktfläche des antriebsseitigen Keilschiebers abstützen.

Weiterhin weisen die Keilschieberzwei beidseitig der Achse des zylindrischen Verstellgehäuses angeordnete erste und zweite Keilflächen auf, an denen Nocken des Antriebselements und des Abtriebselements anliegen.

Eine zweite Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass die Keilschieber den Nocken des Antriebselements und des Abtriebselements zugewandte parallele Anlageflächen und einander zugewandte dritte Keilflächen, die durch Öffnungen des Hebels greifen und mit kleinem Reibwert aneinander liegen, und mit großem Reibwert an Keilflächen des Hebels anliegende vierte Keilflächen aufweisen.

Eine dritte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass die Keilschieber den Nocken des Antriebselements und des Abtriebselements zugewandte parallele Anlageflächen und fünfte Keilflächen aufweisen, die Keilflächen des Hebels zugewandt und über durch Öffnungen des Hebels gesteckte Übertragungsbolzen miteinander verbunden sind.

Bei den vorgenannten Ausführungsformen wird bei Einwirkung eines alleinigen abtriebsseitigen Drehmoments oder eines ein antriebsseitiges Drehmoment übersteigenden abtriebsseitigen Drehmoments der abtriebsseitige Keilschieber beim Einwirken des abtriebsseitigen Drehmoments durch einen Nocken des Abtriebselements soweit verschoben, dass er mit seiner Kontaktfläche gegen den Hebel drückt, der die vom abtriebsseitigen Drehmoment ausgehende Kraft an das abgekröpfte Federende der Schlingfeder überträgt, das eine Aufweitung der Schlingfeder bewirkt, die gegen das Verstellgehäuse gepresst wird und das abtriebsseitige Drehmoment blockiert.

Bei Einwirkung eines gegen ein abtriebsseitiges Drehmoment gerichteten antriebsseitigen Drehmoments drückt ein Nocken des Antriebselements gegen die erste Keilfläche des antriebsseitigen Keilschiebers und dieser gegen den abtriebsseitigen Keilschieber, bis sich dessen Kontaktfläche von der Kontaktfläche des Hebels löst und die Keilschieber gegen die Wirkung der Vorspannfedernbewegt werden, bis ein Antriebsnocken des Antriebselements zur Anlage an einer Fläche einer Aussparung des Abtriebselements gelangt und das antriebsseitige Drehmoment auf das Abtriebselement überträgt, wobei die Kontaktfläche des antriebsseitigen Keilschiebers zur Anlage an der zugeordneten Kontaktfläche des Hebels gelangt und die Schlingfeder über die abgekröpften Federenden von der Anlage am Verstellgehäuse löst.

Bei den vorstehend genannten Ausführungsformen können die Keilschieber entweder parallel oder senkrecht zur Drehachse der Verstellvorrichtung bewegt werden.

Die in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele sollen die Erfindung und den der erfindungsgemäßen Lösung zugrunde liegenden Gedanken näher erläutern. Es zeigen:
1 bis 5 einen Querschnitt durch eine erste Ausführungsform mit einem spielausgleichenden und kraftverstärkenden Übertragungsglied zwischen Antriebs- und Abtriebselement in verschiedenen Bewegungsphasen;
6 einen schematischen Querschnitt durch eine zweite Ausführungsform mit einem Übertragungsglied mit parallelen Anlageflächen am Antriebs- und Abtriebselement;
7 einen schematischen Querschnitt durch eine dritte Ausführungsform mit einem Übertragungsglied wie in 6 mit Übertragungsbolzen zur Sicherung des Abstandes zweier Keilschieber des Übertragungsgliedes;
8 einen schematischen Längsschnitt durch eine vierte Ausführungsform mit vertikal bewegten Keilschiebern des Übertragungsgliedes und
9 und 10 einen schematischen Längsschnitt und einen Querschnitt durch eine fünfte Ausführungsform mit einem Übertragungsglied mit geteilten Verstärkungselementen.
1 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine Verstellvorrichtung mit einem zylindrischen Verstellgehäuse 1 und einem innerhalb des Verstellgehäuses 1 angeordneten Antriebselement 2, das mit einem nicht näher dargestellten, um eine Drehachse ausgehend von einer neutralen Stellung in die eine oder andere Schwenkrichtung verschwenkbaren Antriebshebel verbunden ist. Ein Abtriebselement 3 ist über ein ebenfalls nicht näher dargestelltes Getriebeelement, beispielsweise ein Ritzel, mit einer zu verstellenden Vorrichtung, beispielsweise mit einer Sitzverstellung eines Kraftfahrzeugs verbunden.
Das Antriebselement 2 ist Teil einer Kreisscheibe bzw. steht von einer mit dem nicht näher dargestellten Antriebshebel verbundenen Kreisscheibe ab, die mit einem Antriebsnocken 20 durch eine Aussparung 30 des Abtriebselements 3 greift und bei freigegebener Verstellvorrichtung das antriebsseitige Drehmoment unmittelbar auf das Abtriebselement 3 überträgt.
Eine in Umfangsrichtung vorgespannte Schlingfeder 4 ist in das Verstellgehäuse 1 der Verstellvorrichtung eingesetzt und liegt im kraftfreien Zustand mit ihrer äußeren Umfangsfläche an der Innenwand des zylindrischen Verstellgehäuses 1 an. Abgekröpfte Federenden 41, 42 der Schlingfeder 4 sind in Längsausnehmungen 73, 74 eines Hebels 7 eingesetzt, der Teil eines Übertragungsgliedes ist, das zwischen dem Antriebselement 2 und dem Abtriebselement 3 angeordnet ist. Das Übertragungsglied weist weiterhin zwei Keilschieber 5, 6 auf, die zu beiden Seiten der zentrischen Drehachse angeordnete erste und zweite Keilflächen 51, 52; 61, 62 aufweisen und mit Kontaktflächen 53, 63 an Gegenkontaktflächen 71, 72 des Hebels 7 anliegen.
Zwei an dem Antriebselement 2 ausgebildete Nocken 21, 22 liegen an den Keilflächen 51, 52 des antriebsseitigen Keilschiebers 5 an, während zwei Nocken 31, 32 des Abtriebselements 3 an den Keilflächen 61, 62 des abtriebsseitigen Keilschiebers 6 anliegen. Zwei von der Kontaktfläche 63 des abtriebsseitigen Keilschiebers 6 abstehende und durch Öffnungen 75, 76 des Hebels 7 greifende Nasen 64, 65 stützen mit ihren Stirnflächen 640, 650 den abtriebsseitigen Keilschieber 6 derart an der Kontaktfläche 53 des antriebsseitigen Keilschiebers 5 ab, dass der Hebel 7 mit wenigstens einer seiner beiden Kontaktflächen 71, 72 geringfügig von den Kontaktflächen 53, 63 der Keilschieber 5, 6 beabstandet ist.
Während zwischen den Nocken 21, 22 bzw. 31, 32 des Antriebselements 2 bzw. des Abtriebselements 3 und den ersten und zweiten Keilflächen 51, 52 bzw. 61, 62 des antriebsseitigen Keilschiebers 5 bzw. des abtriebsseitigen Keilschiebers 6 ein geringer Reibwert vorliegt, liegen die Kontaktflächen 71, 72 des Hebels 7 und die Kontaktflächen 53, 63 der Keilschieber 5, 6 mit hohem Reibwert aneinander, der beispielsweise durch eine Mikroverzahnung, die auch an den Stirnflächen 640, 650 der Nasen 64, 65 des abtriebsseitigen Keilschiebers 6 ausgebildet ist, verstärkt werden kann.
Der antriebsseitige Keilschieber 5 wird durch eine erste Vorspannfeder 81 und der abtriebsseitige Keilschieber 6 durch eine zweite Vorspannfeder 82 spielfrei gegen die Nocken 21, 22 bzw. 31, 32 des Antriebselements 2 bzw. des Abtriebselements 3 gedrückt. Die Vorspannfedern 81, 82 stützen sich an Vorsprüngen des Hebels 7 ab.
1 zeigt die erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung in einem momentenfreien Zustand, d. h. ohne Einwirkung eines antriebsseitigen oder abtriebsseitigen Drehmoments auf das Antriebselement 2 bzw. das Abtriebselement 3. In diesem Zustand sind sowohl der Hebel 7 als auch die Schlingfeder 4 nicht belastet. Da die abgekröpften Enden 41, 42 der Schlingfeder 4 in den Längsausnehmungen 73, 74 des Hebels 7 gelagert sind, können sie sehr große Kräfte bis zur plastischen Verformung aufnehmen.
Nachfolgend soll die Funktion der in 1 dargestellten ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verstellvorrichtung anhand der Einwirkung eines antriebsseitigen und/oder abtriebsseitigen Drehmoments auf das Antriebselement bzw. Abtriebselement der Verstellvorrichtung anhand der 2 bis 5 näher erläutert werden.
2 zeigt einen schematischen Querschnitt durch die erste Ausführungsform der Verstellvorrichtung bei Einwirkung eines abtriebsseitigen Drehmoments Mab auf das Abtriebselement 3, das dadurch mit einer Kraft K1 mit seinem ersten Nocken 31 gegen die erste Keilfläche 61 des abtriebsseitigen Keilschiebers 6 drückt, der sich mit den Stirnflächen 640, 650 seiner Nasen 64, 65 an der Kontaktfläche 53 des antriebsseitigen Keilschiebers 5 und dieser wiederum mit seinen ersten und zweiten Keilflächen 51, 52 an den Nocken 21, 22 des Antriebselements 2 abstützt, so dass dort die Kräfte K2 und K3 auftreten. Infolge des großen zwischen den Keilflächen 51, 61 bzw. 52, 62 gebildeten Keilwinkels α kommt es aufgrund der Kräfte K1, K2, K3 zu einem Abgleiten der Keilschieber 5, 6 an den Keilflächen 51, 52 bzw. 61 entsprechend den in die Keilschieber 5, 6 eingetragenen Bewegungspfeilen W1 bis W4, wodurch sich der abtriebsseitige Keilschieber 6 soweit seitlich nach unten verschiebt bis er mit seiner rauen Kontaktfläche 63 gegen die ebenfalls raue Kontaktfläche 72 des Hebels 7 drückt.
Der Hebel 7 leitet den größten Teil der vorn abtriebsseitigen Keilschieber 6 auf ihn ausgeübten Kraft in Form der Kraft K4 an sein das erste abgekröpfte Federende 41 der Schlingfeder 4 aufnehmende Ende und einen nur kleinen Teil an das gegenüberliegende zweite abgekröpfte Federende 42 weiter, was zu einer Aufweitung der Schlingfeder 4 führt, die sich an die zylindrische Innenfläche des Verstellgehäuses 1 anlegt und damit eine Verstellung infolge des abtriebsseitig einwirkenden Drehmoments Mab blockiert.
Die 3 und 4 zeigen in einem schematischen Querschnitt zwei Bewegungsphasen der Bauteile der Verstellvorrichtung beim Einwirken eines gegen ein abtriebsseitiges Drehmoment Mab gerichteten antriebsseitigen Drehmoments Man infolge beispielsweise einer Betätigung des mit dem Antriebselement 2 verbundenen, nicht näher dargestellten Antriebshebels.
Beim Einwirken eines antriebsseitigen Drehmoments Man auf das Antriebselement 2 entgegen einem auf das Abtriebselement 3 einwirkenden abtriebsseitigen Drehmoments Mab drückt der erste Nocken 21 des Antriebselements 2 mit zunehmender Kraft K2 gegen die erste Keilfläche 51 des antriebsseitigen Keilschiebers 5, wodurch die vom ersten Nocken 31 des Abtriebselements 3 erzeugte Anpresskraft K1 der Kontaktfläche 63 des abtriebsseitigen Keilschiebers 6 auf die Kontaktfläche 72 des Hebels 7 zunehmend reduziert wird, während gleichzeitig die auf die Keilschieber 5, 6 infolge der Keilflächen 51, 61 einwirkende Keilkraft, die die Keilschieber 5, 6 in Richtung der Pfeile W5, W6 entgegen der Wirkung der Vorspannfedern 81, 82 nach unten drückt, vergrößert wird. Dadurch bewegen sich die Keilschieber 5, 6 gegen die Kraft der Vorspannfedern 81, 82 nach unten bis der Antriebsnocken 20 des Antriebselements 2 an der Kante der Aussparung 30 des Abtriebselements 3 zur Anlage kommt und dadurch das antriebsseitige Drehmoment Man vom Antriebselement 2 unmittelbar auf das Abtriebselement 3 überträgt.
In der in 4 dargestellten zweiten Bewegungsphase bei Einwirkung eines antriebsseitigen Drehmoments Man gegen ein abtriebsseitiges Drehmoment Mab wird das abtriebsseitige Drehmoment Mab vollständig von dem Antriebselement 2 über den Antriebsnocken 20 aufgenommen. Die Anpresskraft der Kontaktfläche 63 des abtriebsseitigen Keilschiebers 6 auf die Kontaktfläche 72 des Hebels 7 wird dabei zunehmend vermindert und die Keilschieber 5, 6 bewegen sich bedingt durch die vom Antriebsnocken 20 ausgeübte Kraft entlang der Keilflächen 51, 52 bzw. 61, 62 entlang der Wegpfeile W1 bis W4 nach unten bis die Kontaktfläche 53 des antriebsseitigen Keilschiebers 5 zur Anlage an der rauen Kontaktfläche 71 des Hebels 7 kommt, so dass ausgehend vom antriebsseitigen Keilschieber 5 Kräfte K6, K7 über den Hebel 7 auf die abgekröpften Federenden 41, 42 der Schlingfeder 4 ausgeübt werden und damit die Schlingfeder 4 von ihrer Anlage an der zylindrischen Innenfläche des Verstellgehäuses 1 lösen. Dadurch kann die Schlingfeder 4 unbeeinflusst von dem auf das Abtriebselement 3 einwirkenden abtriebsseitigen Drehmoment Mab leicht gedreht werden.
5 zeigt den Zustand des ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Verstellvorrichtung in einem schematischen Querschnitt durch die Verstellvorrichtung beim Einwirken eines in Richtung eines abtriebsseitigen Drehmoments Mab wirksamen an triebsseitigen Drehmoments Man, d. h. bei in gleicher Drehrichtung wirksamen, auf das Antriebselement 2 und das Abtriebselement 3 einwirkenden Drehmomenten.
Wirkt ein antriebsseitiges Drehmoment Man in Richtung des in 5 eingetragenen Pfeils auf das Antriebselement 2, so kommt der zweite Nocken 22 des Antriebselements 2 zur Anlage an der zweiten Keilfläche 52 des antriebsseitigen Keilschiebers 5, welcher über die Stirnflächen 640, 650 der Nasen 64, 65 des abtriebsseitigen Keilschiebers 6 versucht, den abtriebsseitigen Keilschieber 6 gegen die Kraft K9, die vom ersten Nocken 31 des Abtriebselements 3 auf die erste Keilfläche 61 des abtriebsseitigen Keilschiebers 6 ausgeübt wird, aus der Anlage seiner rauen Kontaktfläche 63 an der rauen Kontaktfläche 72 des Hebels 7 zu drücken. Dadurch wird das abtriebsseitige Drehmoment Mab in Richtung des in 5 eingetragenen Pfeils vergrößert, während gleichzeitig das von der Schlingfeder 4 auf die zylindrische Innenfläche des Verstellgehäuses 1 einwirkende Reibmoment durch eine Abnahme der die Aufweitung der Schlingfeder 4 bewirkenden Kräfte K12 und K13 verringert bzw. aufgehoben wird. Dies führt dazu, dass sich die Verstellvorrichtung in die gemeinsame Richtung des Antriebsmoments Man und des Abtriebsmoments Mab bewegt, bevor die raue Kontaktfläche 63 des abtriebsseitigen Keilschiebers 6 von der rauen Kontaktfläche 72 des Hebels entfernt wird. Durch Elastizitäten kommt es dabei gegebenenfalls zu einem leichten Abheben des zweiten Nockens 32 des Abtriebselements 3 von der zweiten Keilfläche 62 des abtriebsseitigen Keilschiebers 6.
6 zeigt eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung im Querschnitt mit horizontal verschiebbaren Keilschiebern 5, 6, die parallele Anlageflächen 56, 66 aufweisen, an denen die Nocken 21, 22 bzw. 31, 32 des Antriebselements 2 bzw. des Abtriebselements 3 anliegen. Die Keilschieber 5, 6 greifen mit Nasen 54, 64 bzw. 55, 65 durch Bohrungen 75, 76 des Hebels 7, der analog zu dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel Längsausnehmungen 73, 74 zur Aufnahme der abgekröpften Federenden 41, 42 einer Schlingfeder 4 aufweist.
Die Nasen 54, 64 bzw. 55, 65 der Keilschieber 5, 6 stoßen mit dritten Keilflächen 57, 67, zwischen denen ein kleiner Reibwert herrscht, aneinander und liegen mit keilförmigen Kontaktflächen 58, 68 mit großem Reibwert an Gegen-Kontaktflächen 77, 78 des Hebels 7 an.
Die Vorspannung der Keilschieber 5, 6 wird durch Vorspannfedern 81, 82 bewirkt, die zwischen den Keilschiebern 5, 6 und Abstützungen des Hebels 7 angeordnet sind, so dass die Keilschieber 5, 6 in Richtung auf eine Vergrößerung ihres Abstandes vorgespannt werden.
Der Keilwinkel α der keilförmigen Kontaktflächen 58, 68 und der Gegen-Kontaktflächen 77, 78 ist so bemessen, dass die Keilschieber 5, 6 unter Last mit ihren einander berührenden dritten Keilflächen 57, 67 aneinander abgleiten, so dass sich der Abstand der Keilschieber an den parallelen Anlageflächen 56, 66 verringert. Dadurch tritt ein geringer Bewegungsspielraum auf und die keilförmigen Kontaktflächen 58, 68 können an den Gegen-Kontaktflächen 77, 78 des Hebels 7 haften, wodurch die Antriebs- und Abtriebsseite ihre entsprechenden Wirkungen wie vorstehend anhand der 1 bis 5 beschrieben aufbauen können.
Die in 6 dargestellte Ausführungsform benötigt stark unterschiedliche Reibwerte zwischen den einander berührenden dritten Keilflächen 57, 67 der Keilschieber 5, 6 einerseits sowie den Kontaktflächen 58, 68 und den Gegen-Kontaktflächen 77, 78 andererseits, da die Keilwinkel α der einander berührenden Keilflächen 57, 67 sowie der Kontaktflächen 58, 68 und der Gegen-Kontaktflächen 77, 78 gleich groß sind.
Die Nasen 54, 55 bzw. 64, 65 der Keilschieber 5, 6 sind in dieser Ausführungsform etwas länger als die Breite des Hebels 7, damit die Keilflächen 57, 67, 58, 68 der Keilschieber 5, 6 aufeinander abgleiten können.
Die in 7 dargestellte dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung zeigt einen Schnitt durch eine als Schlingfedersperre ausgebildete Verstellvorrichtung mit horizontal verschiebbaren Keilschiebern, deren Aufbau und Funktion der in 6 dargestellten zweiten Ausführungsform entspricht.
Die ebenfalls horizontal verschiebbaren Keilschieber 5, 6 weisen parallele Anlageflächen 56, 66 aufweisen, an denen die Nocken 21, 22 bzw. 31, 32 des Antriebselements 2 bzw. des Abtriebselements 3 anliegen. Die Keilschieber 5, 6 liegen mit keilförmigen Kontaktflächen 58, 68 mit großem Reibwert an Gegen-Kontaktflächen 77, 78 des Hebels 7 an.
Auch in dieser Ausführungsform werden die Keilschieber 5, 6 bei einer Verstellbewegung gleichsinnig in Folge der Keilflächen bewegt. Im Unterschied zu der in 6 dargestellten zweiten Ausführungsform wird der Abstand der Keilschieber 5, 6 durch Übertragungsbolzen 91, 92 gesichert, die mit geringerem Reibwert an den keilförmigen Kontakt flächen 58, 68 der Keilschieber 5, 6 anliegen. Der Keilwinkel α der keilförmigen Kontaktflächen 58, 68 und der Gegen-Kontaktflächen 77, 78 des Hebels 7 ist so bemessen, dass die Keilschieber 5, 6 unter Last aneinander abgleiten, so dass sich der Abstand der Keilschieber 5, 6 an den parallelen Anlageflächen 56, 66 verringert. Dadurch tritt ein geringer Bewegungsspielraum auf und die keilförmigen Kontaktflächen 58, 68 können an den Gegen-Kontaktflächen 77, 78 des Hebels 7 haften, wodurch die Antriebs- und Abtriebsseite ihre entsprechenden Wirkungen wie vorstehend anhand der 1 bis 5 beschrieben aufbauen können.
Auch die in 7 dargestellte dritte Ausführungsform benötigt stark unterschiedliche Reibwerte zwischen den Kontaktflächen 58, 68 der Keilschieber 5, 6 und den Stirnseiten der Übertragungsbolzen 91, 92 einerseits sowie den Kontaktflächen 58, 68 und den Gegen-Kontaktflächen 77, 78 des Hebels 7 andererseits. Im Unterschied zur Ausführungsform gemäß 6 müssen die Aussparungen 75, 76 im Hebel 7 zur Aufnahme der Übertragungsbolzen 91, 92 jedoch nicht so groß sein wie beim zweiten Ausführungsbeispiel.
Die Vorspannung der Keilschieber 5, 6 wird durch Vorspannfedern 85, 86 bewirkt, die zwischen den Keilschiebern 5, 6 und Abstützungen des Hebels 7 angeordnet sind, so dass die Keilschieber 5, 6 in Richtung auf eine Vergrößerung ihres Abstandes vorgespannt werden.
Das in 8 dargestellte vierte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Lösung zeigt eine als Schlingfedersperre ausgebildete Verstellvorrichtung mit einem Übertragungsglied, das sich aus einem Hebel 7 und Keilschiebern 5, 6 zusammensetzt, die im Unterschied zu den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen nicht horizontal, sondern vertikal bewegt werden. Auch in dieser Ausführungsform ist Spielfreiheit auf der Antriebsseite und Abtriebsseite gewährleistet.
Innerhalb des zylindrischen Verstellgehäuses 1 ist ein Antriebselement 2, das mit einem um eine Drehachse ausgehend von einer neutralen Stellung in die eine oder andere Schwenkrichtung verschwenkbaren Antriebshebel verbunden ist, und ein Abtriebselement 3 angeordnet, das über ein Ritzel 33 mit einer zu verstellenden Vorrichtung, beispielsweise mit einer Sitzverstellung eines Kraftfahrzeugs verbunden ist.
Das Antriebselement 2 weist eine Kreisscheibe mit einer Aussparung 200 auf, in die ein Abtriebsnocken 300 des Abtriebselements 3 greift und bei freigegebener Verstellvorrich tung das antriebsseitige Drehmoment unmittelbar auf das Abtriebselement 3 und damit auf das Ritzel 33 überträgt.
Eine in Umfangsrichtung vorgespannte Schlingfeder 4 ist in das Verstellgehäuse 1 der Verstellvorrichtung eingesetzt und liegt im kraftfreien Zustand mit ihrer äußeren Umfangsfläche an der Innenwand des zylindrischen Verstellgehäuses 1 an. Abgekröpfte Federenden 41, 42 der Schlingfeder 4 sind in Längsausnehmungen 73, 74 eines Hebels 7 eingesetzt, der Teil eines Übertragungsgliedes ist, das zwischen dem Antriebselement 2 und dem Abtriebselement 3 angeordnet ist. Das Übertragungsglied weist weiterhin zwei Keilschieber 5, 6 auf, die zu beiden Seiten der zentrischen Drehachse angeordnete fünfte Keilflächen 59, 69, die mit kleinem Reibwert an Keilflächen 25, 35 des Antriebselements 2 und des Abtriebselements 3 anliegen, sowie mikroverzahnte Kontaktflächen 53, 63, die mit großen Reibwert und vorzugsweise ebenfalls mikroverzahnt an Gegen-Kontaktflächen 71, 72 des Hebels 7 anliegen, enthalten.
Eine von der Kontaktfläche 63 des abtriebsseitigen Keilschiebers 6 abstehende und durch eine Öffnung 75 des Hebels 7 greifende Nase 64 stützt den abtriebsseitigen Keilschieber 6 derart an der mikroverzahnten Kontaktflächen 53 des antriebsseitigen Keilschieber 5 ab, dass der Hebel 7 mit wenigstens einer seiner beiden Kontaktflächen 71, 72 geringfügig von den mikroverzahnten Kontaktflächen 53, 63 der Keilschieber 5, 6 absteht.
Der antriebsseitige Keilschieber 5 wird durch eine erste Vorspannfeder 81 und der abtriebsseitige Keilschieber 6 durch eine zweite Vorspannfeder 82 spielfrei gegen die Keilflächen 25, 35 des Antriebselements 2 bzw. des Antriebselements 3 gedrückt. Die Vorspannfedern 81, 82 stützen sich am Abtriebselement 3 ab.
Die Funktion der in 8 dargestellten vierten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung mit einer als Schlingfedersperre ausgebildeten Verstellvorrichtung mit vertikal verschiebbaren Keilschiebern 5, 6 entspricht der in Verbindung mit den 1 bis 5 erläuterten Funktion.
In den 9 und 10 ist ein fünftes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Lösung im Längsschnitt und Querschnitt dargestellt, das analog zu dem in 8 dargestellten vierten Ausführungsbeispiel eine als Schlingfedersperre ausgebildete Verstellvorrichtung mit vertikal verschiebbaren Keilschiebern 5, 6 zeigt. Im Unterschied zu dem in 8 dar gestellten vierten Ausführungsbeispiel entfällt jedoch in dieser Ausführungsform der Verstärkungshebel 7 des Übertragungsgliedes, so dass die abgewinkelten Federenden 41, 42 unmittelbar zwischen dem antriebsseitigen Keilschieber 5 und dem abtriebsseitigen Keilschieber 6 angeordnet sind und mit hohem Reibwert an den mikroverzahnten Kontaktflächen 53, 63 der Keilschieber 5, 6 anliegen, deren gegenseitiger Abstand durch eine an dem abtriebsseitigen Keilschieber 6 ausgebildeten Nase 64 gewährleistet ist.
Die Übertragung eines antriebsseitigen Drehmoments auf das Abtriebselement 3 nach Freischalten der Verstellvorrichtung wird durch einen in eine abtriebsseitige Aussparung 30 eingreifenden Antriebsnocken 20 bewirkt.
Die Keilfläche 59 des antriebsseitigen Keilschiebers 5 wird durch eine erste Vorspannfeder 81 mit geringem Reibwert spielfrei gegen die Keilfläche 25 des Antriebselements 2 und die Keilfläche 69 des abtriebsseitigen Keilschiebers 6 durch eine zweite Vorspannfeder 82 ebenfalls spielfrei und mit geringem Reibwert gegen die Keilfläche 35 des Antriebselements 2 gedrückt. Die Vorspannfedern 81, 82 stützen sich am Abtriebselement 3 ab.

1: Verstellgehäuse
2: Antriebselement
3: Abtriebselement
4: Schlingfeder
5: antriebsseitiger Keilschieber
6: abtriebsseitiger Keilschieber
7: Hebel
20: Antriebsnocken des Antriebselements 2
21, 22: Nocken des Antriebselements 2
30: Ausnehmung des Abtriebselements 3
31, 32: Nocken des Abtriebselements 3
41, 42: Abgekröpfte Federenden der Schlingfeder 4
51, 52, 61, 62: erste und zweite Keilflächen der Keilschieber 5, 6
53, 63: Kontaktflächen der Keilschieber 5, 6
54, 55, 64, 65: Nasen der Keilschieber 5, 6
56, 66: parallele Anlageflächen der Keilschieber 5, 6
57, 67: dritte Keilflächen der Keilschieber 5, 6
58, 68: vierte Keilflächen der Keilschieber 5, 6
59, 69: fünfte Keilflächen der Keilschieber 5, 6
71, 72: Kontaktflächen des Hebels 7
73, 74: Längsausnehmungen des Hebels 7
75, 76: Öffnungen des Hebels 7
77, 78: Keilflächen des Hebels 7
81, 82: Vorspannfedern
91, 92: Übertragungsbolzen
640, 650: Stirnflächen der Nasen 64, 65

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, gekennzeichnet durch ein die abgekröpften Federenden (41, 42) der Schlingfeder (4) aufnehmendes Übertragungsglied (5, 6, 7, 81, 82), das das Antriebsspiel ausgleicht und antriebsseitige sowie abtriebsseitige Drehmomente (Man, Mab) verstärkt auf die abgekröpften Federenden (41, 42) der Schlingfeder (4) überträgt.
Verstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungsglied (5, 6, 7, 81, 82) vorgespannt und selbsthemmungsfrei mit dem Antriebselement (2) und dem Abtriebselement (3) verbunden ist und zu den abgekröpften Federenden (41, 42) der Schlingfeder (4) Selbsthemmung aufweist.
Verstellvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungsglied (5, 6, 7, 81, 82) an Teilen des Antriebselementes (2) und des Abtriebselementes (3) vorgespannt und selbsthemmungsfrei anliegende und sich gegenseitig mit Selbsthemmung abstützende Keilschieber (5, 6) aufweist, zwischen denen die abgekröpften Federenden (41, 42) der Schlingfeder (4) angeordnet sind.
Verstellvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Keilschieber (5, 6) mittels Vorspannfedern (81, 82) derart vorgespannt sind, dass erste und zweite Keilflächen (51, 52; 61, 62) der Keilschieber (5, 6) gegen das Antriebselement (2) und Abtriebselement (3) gedrückt werden.
Verstellvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der von den ersten und zweiten Keilflächen (51, 52; 61, 62) der Keilschieber (5, 6) eingeschlossene Winkel (α) zumindest so groß ist, dass bei einem antriebsseitigen und/oder abtriebsseitigen Drehmoment (Man, Mab) die Keilschieber (5, 6) gegen die Wirkung der Vorspannfedern (81, 82) bewegt werden.
Verstellvorrichtung nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Keilschiebern (5, 6) ein die abgekröpften Federenden (41, 42) der Schlingfeder (4) aufnehmender Hebel (7) angeordnet ist, der Kontaktflächen (71, 72) aufweist, die mit großem Reibwert an Kontaktflächen (53, 63) der Keilschieber (5, 6) anliegen.
Verstellvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die abgekröpften Federenden (41, 42) der Schlingfeder (4) in Längsausnehmungen (73, 74) des Hebels (7) gelagert sind.
Verstellvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Keilschieber (5, 6) gegenseitig derart abstützen, dass die Kontaktflächen (53, 63; 71, 72) der Keilschieber (5, 6) und des Hebels (7) geringfügig voneinander beabstandet sind.
Verstellvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der abtriebsseitige Keilschieber (6) von der Kontaktfläche (63) des abtriebsseitigen Keilschiebers (6) abstehende Nasen (64, 65) aufweist, die durch Öffnungen (75, 76) des Hebels (7) greifen und sich an der Kontaktfläche (53) des antriebsseitigen Keilschiebers (5) abstützen.
Verstellvorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Keilschieber (5, 6) zwei beidseitig der Achse des zylindrischen Verstellgehäuses (1) angeordnete erste und zweite Keilflächen (51, 52; 61, 62) aufweisen, an denen Nocken (21, 22; 31, 32) des Antriebselements (2) und des Abtriebselements (3) anliegen.
Verstellvorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Keilschieber (5, 6) den Nocken (21, 22; 31, 32) des Antriebselements (2) und des Abtriebselements (3) zugewandte parallele Anlageflächen (56, 66) und einander zugewandte dritte Keilflächen (57, 67), die durch Öffnungen (75, 76) des Hebels (7) greifen und mit kleinem Reibwert aneinander liegen, und mit großem Reibwert an Keilflächen (77, 78) des Hebels (7) anliegende vierte Keilflächen (58, 68) aufweisen.
Verstellvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Keilschieber (5, 6) den Nocken (21, 22; 31, 32) des Antriebselements (2) und des Abtriebselements (3) zugewandte parallele Anlageflächen (56, 66) und fünfte Keilflächen (59, 69) aufweisen, die Keilflächen (79) des Hebels (7) zugewandt sind und über durch Öffnungen (75, 76) des Hebels (7) gesteckte Übertragungsbolzen (91, 92) miteinander verbunden sind.
Verstellvorrichtung nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der abtriebsseitige Keilschieber (6) beim Einwirken eines abtriebsseitigen Drehmoments (Mab) durch einen Nocken (31) des Abtriebselements (3) soweit verschoben wird, dass er mit seiner Kontaktfläche (63) gegen den Hebel (7) drückt, der die vom abtriebsseitigen Drehmoment (Mab) ausgehende Kraft an das abgekröpfte Federende (41) der Schlingfeder (4) überträgt, das eine Aufweitung der Schlingfeder (4) bewirkt, die gegen das Verstellgehäuse (1) gepresst wird und das abtriebsseitige Drehmoment (Mab) blockiert.
Verstellvorrichtung nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass bei Einwirkung eines gegen ein abtriebsseitiges Drehmoment (Mab) gerichteten antriebsseitigen Drehmoments (Man) ein Nocken (21) des Antriebselements (2) gegen die erste Keilfläche (51) des antriebsseitigen Keilschiebers (5) und dieser gegen den abtriebsseitigen Keilschieber (6) drückt, bis sich dessen Kontaktfläche (63) von der Kontaktfläche (72) des Hebels (7) löst und die Keilschieber (5, 6) gegen die Wirkung der Vorspannfedern (81, 82) bewegt werden, bis ein Antriebsnocken (20) des Antriebselements (2) zur Anlage an einer Fläche einer Aussparung (30) des Abtriebselements (3) gelangt und das antriebsseitige Drehmoment (Man) auf das Abtriebselement (3) überträgt, wobei die Kontaktfläche (53) des antriebsseitigen Keilschiebers (5) zur Anlage an der zugeordneten Kontaktfläche (71) des Hebels (7) gelangt und die Schlingfeder (4) über die abgekröpften Federenden (41, 42) von der Anlage am Verstellgehäuse (1) löst.
Verstellvorrichtung nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Keilschieber (5, 6) parallel zur Drehachse der Verstellvorrichtung (1) bewegt werden.
Verstellvorrichtung nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Keilschieber (5, 6) senkrecht zur Drehachse der Verstellvorrichtung (1) bewegt werden.