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Die
Erfindung betrifft einen Antrieb für einen Fahrzeugsitzeinsteller.
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Aus
der
DE 198 47 081
A1 ist ein Antrieb dieser Art bekannt, bei dem ein 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. Federn sorgen nach Erreichen der
Endstellung des Antriebshebels für
ein Auskuppeln und die Rückkehr
der antreibenden Bauteile in die Nullstellung. Eine zwischen Antriebsrad und
Abtriebselement angeordnete Bremsvorrichtung nimmt ein abtriebsseitiges
Drehmoment auf und lässt nur
ein antriebsseitiges Drehmoment durch, d. h. während der Rückkehr des Antriebshebels in
die Nullstellung hält
die Brernsvorrichtung daß 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 197 37 637 A1 beschreibt
einen Beschlag, bei dem mittels einer Drehwelle, welche manuell,
beispielsweise von einem Antriebshebel, drehbar ist, ein zentrales
Nockenelement gedreht wird, welches zwei translatorisch bewegliche
Elemente aus einem Hohlrad auskuppelt, damit dieses frei drehbar
ist. Ohne manuellen Antrieb der Drehwelle bringt eine Feder das
Nockenelement in seine Ausgangsstellung, in welcher es die translatorisch
beweglichen Elemente in das Hohlrad einkuppelt.
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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 Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte
Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Durch
ein translatorisch bewegliches Schubelement als einzukuppelndes
Element 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 über
eine Steuerkontur auf das in Kontakt mit ihm befindliche Schubelement
einwirkt, wobei die Steuerkontur die Drehbewegung des Drehelementes
in eine translatorische Bewegung des 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.
Beim Auskuppeln kann das sich radial nach innen bewegende Schubelement das
Drehelement in die Nullstellung zurückdrehen.
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Indem
bei der Rückführung des
Antriebshebels in die Nullstellung der Antriebshebel mittels einer Steuerverzahnung
das eingekuppelte Schubelement wieder auskuppelt, kann die Anzahl
der verwendeten Federn reduziert werden, da zum Auskuppeln keine Feder
benötigt
wird, so dass letztendlich kein System von vielen präzise miteinander
zusammenwirkenden Federn mehr notwendig ist. Dies senkt die Herstellungskosten
und spart zugleich Bauraum, den die Federn ansonsten für ihre Auslenkung
brauchen.
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Vorzugsweise
weist die Steuerverzahnung ein mit dem Antriebshebel verbundenes
Steuersegment, welches für
eine direkte Umsetzung der Auslenkbewegung sorgt, und ein drehbares
Steuerrad auf, welches dann auf das auszukuppelnde Element einwirkt,
beispielsweise mittels eines zum Zwecke der richtungsunabhängigen Anlage
runden Steuernockens und einer Steuerschräge, so dass beispielsweise
eine bevorzugte Drehbewegung des Steuerrades in eine translatorische
Bewegung des auszukuppelnden Elementes umgesetzt wird. Der Steuernocken
kann als Einzelteil ausgebildet oder angeformt sein, beispielsweise
am Steuerrad.
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Zwischen
dem Antriebsrad und dem Abtriebselement kann eine Überlastsicherung
vorgesehen sein, 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 Kraftfluss 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
wird 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
vereinfachte, teilweise geschnitten dargestellte Ansicht des Ausführungsbeispiels
in der Nullstellung,
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2 eine 1 entsprechende
Ansicht aus der entgegengesetzten Blickrichtung,
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3 eine 1 und 2 entsprechende Ansicht
in einer eingekuppelten, etwas ausgelenkten Zwischenstellung,
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4 eine 3 entsprechende
Ansicht in der Endstellung,
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5 eine 4 entsprechende
Ansicht in einer ausgekuppelten, stark ausgelenkten Zwischenstellung,
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6 eine
perspektivische Ansicht des Ausführungsbeispiels
samt Abtriebselement und Getriebe, und
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7 eine
schematische Seitenansicht eines Fahrzeugsitzes.
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Ein
Antrieb 101 ist für
einen Fahrzeugsitzeinsteller 103 vorgesehen, welcher im
Ausführungsbeispiel
als Höheneinsteller
eines Fahrzeugsitzes 105 in einem Kraftfahrzeug dient.
Der Antrieb 101 wirkt dabei auf ein Getriebe 107,
im vorliegenden Ausführungsbeispiel
auf einen selbsthemmenden Getriebebeschlag, welcher über seine
beiden relativ zueinander verdrehbaren Beschlagteile wiederum zwei
Teile des Fahrzeugsitzeinstellers 103, beispielsweise vorliegend
den Sitzrahmen und eine Schwinge, relativ zueinander bewegt. Das
Getriebe 107 sperrt ein abtriebsseitiges Drehmoment, also
von der Seite des Fahrzeugsitzeinstellers 103, während ein
antriebsseitiges Drehmoment, also vom Antrieb 101 her,
das Getriebe 107 dreht.
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Der
Antrieb 101, von dem zunächst die Nullstellung beschrieben
wird, weist ein halboffenes Gehäuse 111 auf,
welches einen zylindrischen Bauraum definiert. Im Zentrum dieses
Bauraums ist eine Lagerhülse 113 am
Gehäuse 111 angeformt,
welche eine Hauptachse A samt den nachfolgend verwendeten Zylinderkoordinaten
definiert. Ein Antriebshebel 115 ist um eine Nebenachse
B schwenkbar im Gehäuse 111 gelagert
mittels eines angeformten Lagerzapfens 117, der parallel
versetzt zur Lagerhülse 113 angeordnet
ist. Der Antriebshebel 115 umschließt die Lagerhülse 113 mittels
einer ersten Aussparung 119 mit viel Spiel. Auf der vom
Lagerzapfen 117 abgewandten Seite der ersten Aussparung 119 ist
der Rand der ersten Aussparung 119 symmetrisch zur Längsrichtung
des Antriebshebels 115 zu einer gezahnten Außenevolvente 121 geformt.
Am Antriebshebel 115 ist ein beispielsweise radial abstehender
Hebelarm 123 als Verlängerung
und zur Betätigung
befestigt.
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Auf
der vom Gehäuse 111 axial
abgewandten Seite des Antriebshebels 115 ist ein Drehelement 125 auf
der Lagerhülse 113 drehbar
gelagert, d. h. Antriebshebel 115 und Drehelement 125 sind
auf verschiedenen Achsen gelagert. Zur Bildung einer Verzahnungsgeometrie
mit Evolventen zwischen dem Antriebshebel 115 und dem Drehelement 125 weist das
Drehelement 125 eine Innenevolvente 127 auf, die
an einer Berührstelle 129 an
der zugeordneten Außenevolvente 121 anliegt.
Auf der vom Antriebshebel 115 axial abgewandten Seite des
Drehelementes 125 ist ein halbkreisförmiges, gezahntes Steuerrad 130 angeordnet.
Das Drehelement 125 weist an dem von der Innenevolvente 127 abgewandten
Ende eine abgekröpfte,
gabelförmige
Steuerkontur 131 mit zwei Keilen auf. Mit dieser Steuerkontur 131 wirkt
das Drehelement 125 auf eine später genauer beschriebene Weise
auf einen Nocken 133 eines translatorisch beweglichen Schubelementes 135 ein.
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Das
Schubelement 135 umschließt mit einer zweiten Aussparung 135a außer der
Lagerhülse 113 noch
einen Steuernocken 130a des Steuerrades 130. Dabei
weist die zweite Aussparung 135a zwei nahezu rechtwinklig
zueinander verlaufende Steuerschrägen 135b auf. In der
gleichen Ebene wie das Steuerrad 130 ist ein leicht um
die Nebenachse B gekrümmtes
Steuersegment 136 vorgesehen, welches fest am Antriebshebel 115 angebracht
ist. Das Steuerrad 130 und das Steuersegment 136 bilden
eine Steuerverzahnung.
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Auf
der vom Drehelement 125 axial abgewandten Seite des Steuerrades 130 ist
eine scheibenförmige
Trägerplatte 137 ebenfalls
auf der Lagerhülse 113 drehbar
gelagert. Die Trägerplatte 137 weist
zwei radial verlaufende, seitlich angeformte Führungen 139 für das in
radialer Richtung bewegliche Schubelement 135 auf. Auf
der vom Steuerrad 130 axial abgewandten Seite der Trägerplatte 137 ist ein
als Zahnring ausgebildetes Antriebsrad 151 auf der Lagerhülse 113 drehbar
gelagert, welcher auf beiden Seiten teilweise hohl ausgebildet ist
und daher die Trägerplatte 137,
das Steuerrad 130, das Steuersegment 136 und das
Drehelement 125 übergreift.
Auf der dadurch definierten Innenwand des Antriebsrades 151 ist
eine Verzahnung 153 ausgebildet. Eine Verzahnung des Schubelementes 135 kann
mit dieser Verzahnung 153 zusammenwirken, wobei aber in
der Nullstellung das Schubelement 135 von der Verzahnung 153 des
Antriebsrades 151 beabstandet ist.
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Auf
der von der Trägerplatte 137 axial
abgewandten Seite des Antriebsrades 151 ist ein Deckel 161 angeordnet,
welcher mit dem Gehäuse 111 verschraubt
oder anderweitig fest verbunden ist. Ein innerhalb der Lagerhülse 113 angeordnetes
Abtriebselement 163, welches als kurze Welle ausgebildet
ist, ist mittels einer nicht näher
dargestellten Überlastsicherung
bei nicht allzu großen
Drehmomenten drehfest mit dem Antriebsrad 151 verbunden
und sitzt mit dem anderen Ende drehfest im Getriebe 107.
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Der
Antrieb 101 wird vormontiert und dann samt Abtriebselement 163 auf
das Getriebe 107 gesteckt und mit letzterem verbunden,
wofür am
Gehäuse 111 vorzugsweise
Befestigungsbereiche vorgesehen sind.
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Mit
dem Antrieb 101 kann eine Pumpbewegung des Hebelarms 123 des
Antriebshebels 115 übersetzt
und in eine gerichtete Drehbewegung des Getriebes 107 umgesetzt
werden. In 1 und 2 ist die
Nullstellung dargestellt. Bei einer Auslenkung des Antriebshebels 115 schwenkt
dieser um die Nebenachse B. Aufgrund ihrer Form vollführt die Innenevolvente 127 eine
Abwälzbewegung
an der Außenevolvente 121,
wobei die Berührstelle 129 wandert
und das Drehelement 125 sich um die Hauptachse A dreht.
Durch die gewählten
Abmessung ergibt sich eine Übersetzung
im Schwenkwinkel, d. h. die Auslenkung des Drehelementes 125 ist größer als
diejenige des Antriebshebels 115.
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Mit
der Drehbewegung des Drehelementes 125 beginnt auch das
Einkuppeln. Die Steuerkontur 131 des Drehelementes 125 dreht
sich in Umfangsrichtung relativ zum Schubelement 135, so
daß aufgrund
der Schräge
eine radiale Kraftkomponente auf den anliegenden Nocken 133 des
Schubelementes 135 übertragen
wird. Das Schubelement 135 wird dadurch radial nach außen gedrückt, wobei
die Führungen 139 der
Trägerplatte 137 das
Schubelement 135 führen.
Die Trägerplatte 137 wird
durch ein Bremsmoment in ihrer Position gehalten. Der Vorgang des Einkuppelns
endet, wenn das Schubelement 135 in Eingriff mit der Verzahnung 153 des
Antriebsrades 151 gelangt, wie in 3 dargestellt.
Der Steuernocken 130a befindet sich genau zwischen den
beiden Steuerschrägen 135b.
Bei der weiteren Drehbewegung des Drehelementes 125 um
die Hauptachse A werden die Trägerplatte 137 und
das Antriebsrad 151 mitgedreht, d. h. der Kraftfluß erfolgt
vom Antriebhebel 115 (über
das Drehelement 125) auf das Schubelement 135 und
weiter auf das Antriebsrad 151. Dieses dreht das Abtriebselement 163 um
die Hauptachse A, welches wiederum das Getriebe 107 antreibt. Das
Steuerrad 130 und das Steuersegment 136 bleiben
außer
Eingriff. Die Endstellung der Auslenkung ist in 4 dargestellt.
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Spätestens
bei Erreichen der Endstellung oder in einer Zwischenstellung zwischen
der Nullstellung und der Endstellung wird der Antriebshebel 115 losgelassen
und durch eine ihn beaufschlagende Feder in die Nullstellung zurückgeführt. Das
Steuersegment 136 treibt nun das Steuerrad 130 an. Über diejenige
näher zur
Nullstellung gelegene Steuerschräge 135b wird
das Schubelement 135 mittels des Steuernockens 130a aus
der Verzahnung 153 des Antriebsrades 151 gezogen,
d. h. das Schubelement 135 auskuppelt. Das Drehelement 125 wird
mittels des Nockens 133 und die Steuerkontur 131 zurückgedreht.
Aufgrund der bei den vorliegenden Momenten bestehenden, schlupffreien
Getriebeverbindung zwischen dem Antriebsrad 151 und dem
Getriebe 107 und der Selbsthemmung des letzteren bleibt
das Antriebsrad 151 stehen, bis der Antriebshebel 115 die
Nullstellung erreicht hat.
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Bei
der anschließenden,
erneuten Auslenkung des Antriebshebels 115 in die gleiche
Richtung dreht sich das Antriebsrad 151 von dieser eingenommenen
Stelle aus weiter, so daß eine
gerichtete, schubweise erfolgende Drehbewegung des Abtriebselementes 163 und
damit des Getriebes 107 erzeugt wird. Eine Bewegung des
Getriebes 107 in die andere Richtung mittels des erfindungsgemäßen, beidseitig
wirkenden Antriebs 101 wird durch eine Auslenkung des Antriebshebels 115 in
die entgegengesetzte Richtung erreicht.
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- 101
- Antrieb
- 103
- Fahrzeugsitzeinsteller
- 105
- Fahrzeugsitz
- 107
- Getriebe
- 111
- Gehäuse
- 113
- Lagerhülse
- 115
- Antriebshebel
- 117
- Lagerzapfen
- 119
- erste
Aussparung
- 121
- Außenevolvente
- 123
- Hebelarm
- 125
- Drehelement
- 127
- Innenevolvente
- 129
- Berührstelle
- 130
- Steuerrad
- 130a
- Steuernocken
- 131
- Steuerkontur
- 133
- Nocken
- 135
- Schubelement
- 135a
- zweite
Aussparung
- 135b
- Steuerschräge
- 136
- Steuersegment
- 137
- Trägerplatte
- 139
- Führung
- 151
- Antriebsrad
- 153
- Verzahnung
- 161
- Deckel
- 163
- Abtriebselement
- A
- Hauptachse
- B
- Nebenachse