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Die Erfindung bezieht sich auf einen
beidseitig wirkenden Antrieb gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1.
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Aus der
DE 195 40 631 A1 ist eine
selbstsperrende Schrittschaltmechanik für eine Verstellvorrichtung
eines Fahrzeugsitzes bekannt, die eine Freilaufbremse und ein Gestell
aufweist, an dem ein Handhebel um eine Lagerwelle eines mit Zahnflanken
versehenen Stellrades gelagert ist. Am Handhebel ist eine Mitnehmereinrichtung
schwenkbar angelenkt, die zwei mit den Zähnen des Stellrades zusammenwirkende
Mitnehmerbereiche enthält,
von denen in einer Transportrichtung jeweils nur einer aktiv ist. Die
Mitnehmerbereiche befinden sich in einer Mittelstellung des Handhebels
außer
Eingriff mit den Zahnflanken des Stellrades. Beim Verschwenken des Handhebels
aus seiner Mittelstellung kommt einer der Mitnehmerbereiche in Eingriff
mit den Zahnflanken des Stellrades und transportiert dieses, während der
andere Mitnehmerbereich außer
Eingriff mit dem Stellrad bleibt.
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Eine Steuereinrichtung, die aus einer
zwischen dem Gestell und der Mitnehmereinrichtung wirkenden, reibenden
Bremse besteht, bringt den jeweils in Drehrichtung vorn liegenden
Mitnehmerbereich beim Vesschwenken des Handhebels aus seiner Mittelstellung
in Eingriff mit den Zahnflanken des Stellrades und gibt am Ende
des Transporthubes des Handhebels diesen Mitnehmerbereich vom Stellrad frei,
bevor er frei von den Zähnen
des Stellrades zurückbewegt
wird.
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Bei dem bekannten, in beide Drehrichtungen wirkenden
Antrieb befinden sich die Mitnehmerbereiche der Mitnehmereinrichtung
in der Mittelstellung des Handhebels außer Eingriff mit der Verzahnung des
Stellrades und werden erst beim Vesschwenken des Handhebels durch
die als reibende Bremse wirkende Steuereinrichtung in Eingriff mit
der Verzahnung des Stellrades gebracht. Aufgrund der nicht in die
Verzahnung des Stellrades eingerasteten Mitnehmerbereiche in der
Mittelstellung des Handhebels liegt somit ein Umschaltspiel vor,
bis die Mitnehmerbereiche der Mitnehmereinrichtung in die Verzahnung
des Stellrades einschwenken und die Schwenkbewegung des Handhebels
auf das Stellrad übertragen.
Damit die Schwenkbewegung des Handhebels auf das Stellrad übertragen
wird, ist somit die reibende Bremse zwingend erforderlich, so dass
bei einem Ausfall der Bremseinrichtung, die das anfängliche
Zurückbleiben
der Mitnehmereinrichtung gegenüber
dem Handhebel bei einer Bewegung des Handhebels bewirkt, die bekannte
Schrittschaltmechanik funktionsunfähig ist.
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Da weiterhin der Eingriff der Mitnehmerbereiche
in die Verzahnung des Stellrades nur durch die reibende Bremse bewirkt
wird, besteht bei Fahrzeugbewegungen die Gefahr eines Klapperns
der selbstsperrenden Schrittschaltmechanik, da keinerlei Vorspannung
vorgesehen ist, die die Verzahnungen miteinander in Eingriff bringt.
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Aus der
DE 198 59 533 A1 ist ein
beidseitig wirkender Antrieb zur Erzeugung einer Drehbewegung eines
Antriebszahnrades mit einer Innenverzahnung bekannt, das ausgehend
von einer Nullpunktlage eines um eine Antriebsachse schwenkbaren
Antriebshebels in die eine oder andere Drehrichtung nur dann gedreht
wird, wenn sich der Antriebshebel von der Nullpunktlage weg bewegt,
während bei
einer Bewegung des Antriebshebels in Richtung der Nullpunktlage
das Antriebszahnrad nicht mitgenommen wird. Der Antriebshebel ist
mit einem einteiligen Kippelement verbunden, das in Abhängigkeit von
der jeweiligen Antriebsrichtung zwischen zwei Endpositionen hin
und her kippt, wobei in jeder Endposition ein Eingriff des Kippelementes
in die Verzahnung des Antriebszahnrades erfolgt.
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Das Kippelement ist an zwei radial
voneinander beabstandeten Lagerpunkten gelagert, wobei der eine
Lagerpunkt mit dem Antriebshebel und der andere Lagerpunkt mit einer
um die Antriebsachse schwenkbaren Halteplatte gekoppelt ist. Weiterhin
ist ein federnd mit der Halteplatte verbundenes und radial eine
Kraft auf die Verzahnung des Antriebszahnrades ausübendes Reibelement
vorgesehen, das bei einer Schwenkbewegung des Antriebshebels aus
der Nullpunktlage heraus einer Drehung der Halteplatte aus deren
Nullstellung entgegenwirkt. Eine Kulissenführung, in die jeweils ein Führungsnocken
des Kippelements eingreift, stellt bei einem Rückschwenken des Antriebshebels
in die Nullpunktlage sicher, dass das Kippelement mit der Verzahnung
des Antriebszahnrades während
der Rückstellbewegung
nicht in Eingriff gelangt oder an der Verzahnung entlangratscht.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung
ist es, einen beidseitig wirkenden Antrieb zur Drehung eines mit
einer Verstellvorrichtung verbundenen Antriebsrades der eingangs
genannten Art zu schaffen, bei dem der Eingriff der Formschlusselemente
der Klinken in die Gegenformschlusselemente des Antriebsrades jederzeit
gesichert ist, eine Schwenkbewegung des Antriebshebels aus der Mittelstellung oder
Nullpunktlage ohne Umschaltspiel und anschließend reibungs- und damit verlustfrei
auf das Antriebsrad übertragen
wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass die Formschlusselemente und/oder Gegenformschlusselemente mindestens zwei
verschiedene Bereiche aufweisen, von denen unter Belastung ein erster
Bereich kraftübertragend mit
den Formschlusselementen und/oder Gegenformschlusselementen in Eingriff
steht, und ohne Belastung ein zweiter Bereich den ersten Bereich
außer Eingriff
mit den Gegenformschlusselementen oder Formschlusselementen bringt.
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Durch die erfindungsgemäße Lösung ist
der Eingriff der Formschlusselemente der Klinken in die Gegenformschlusselemente
des Antriebsrades jederzeit sichergestellt und eine Schwenkbewegung des
Antriebshebels aus der Mittelstellung oder Nullpunktlage wird ohne
Umschaltspiel und anschließend
reibungs- und damit verlustfrei auf das Antriebsrad übertragen.
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Da bei der erfindungsgemäßen Lösung die Formschlusselemente
der Klinken und Gegenformschlusselemente des Antriebsrades sowohl
im belasteten als auch unbelasteten Zustand ineinandergreifen, ist
der Eingriff der Formschlusselemente der Klinken in die Gegenformschlusselemente
des Antriebsrades jederzeit gesichert, so dass eine Schwenkbewegung
des Antriebshebels aus der Mittelstellung oder Nullpunktlage heraus
ohne Umschaltspiel und anschließend
reibungs- und damit verlustfrei auf das Antriebsrad übertragen
wird. Während
der erste Bereich der Formschlusselemente derjenigen der beiden
Klinken, die der entsprechenden Schwenkrichtung des Antriebshebels
zugeordnet ist, die Antriebskraft auf die Gegenformschlusselemente
des Antriebsrades überträgt, hebt
der zweite Bereich der Formschlusselemente im unbelasteten Zustand
den ersten Bereich aus den Gegenformschlusselementen des Antriebsrades
bei der Rückführung des
Antriebshebels in die Mittelstellung oder Nullpunktlage heraus.
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Da der zweite Bereich der in der
jeweiligen Schwenkrichtung des Antriebshebels belasteten Klinke
eine Reibkraft erzeugt, wirkt ein zusätzliches Drehmoment auf die
betreffende Klinke in Bezug auf deren Anlenkung am Antriebshebel,
das ein Hereinschwenken des ersten Bereichs dieser Klinke in die Gegenformschlusselemente
des Antriebsrades bewirkt. Die bei dieser Schwenkbewegung des Antriebshebels
unbelastete Klinke würde
ohne zusätzliche
Maßnahmen
mit Ihren Formschlusselementen an den Gegenformschlusselementen
des Antriebsrades entlanggleiten, wobei bei entsprechender Dimensionierung
und Ausrichtung dafür
gesorgt werden kann, dass nur der zweite Bereich Kontakt mit den
Gegenformschlusselemente des Antriebsrades erhält und bei entsprechenden Materialeigenschaften
keine oder nur minimale Geräusche
hervorruft.
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Durch die zusätzliche Anordnung einer Kulissenführung kann
aber dafür
gesorgt werden, dass die jeweils unbelastete Klinke sowohl mit dem
ersten als auch mit dem zweiten Bereich ihrer Formschlusselemente
aus den Gegenformschlusselementen des Antriebsrades herausgehoben
wird.
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Die Formschlusselemente der belasteten Klinke
werden dagegen beim Zurückführen des
Antriebshebels in die Mittelstellung durch den zweiten Bereich aus
ihrem Eingriff in die Gegenformschlusselemente des Antriebsrades
herausgeschwenkt und auf Grund der fortdauernd an der zuvor belasteten Klinke
beim Zurückführen des
Antriebshebels einwirkenden Reibkraft auch heraus geschwenkt bleiben.
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Vorzugsweise weisen der erste und
zweite Bereich der Formschlusselemente und/oder Gegenformschlusselemente
unterschiedliche Materialeigenschaften auf.
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Die unterschiedlichen Materialeigenschaften der
beiden Bereiche der Formschlusselemente und/oder Gegenformschlusselemente
unterstützen entweder
die Kraftübertragung
bei Belastung oder die Reibung und damit das Herausheben des ersten Bereichs
bei unbelasteten Formschlusselementen und/oder Gegenformschlusselementen.
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Eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist
dadurch gekennzeichnet, dass der erste Bereich als kraftübertragender
Formschlussbereich ausgebildet ist und aus einem nicht deformierbaren
Material, insbesondere aus Stahl, und der zweite Bereich als bremsendes
Reibelement ausgebildet ist, das ein anfängliches Zurückbleiben
der Klinken gegenüber
einer Schwenkbewegung des Antriebshebels bewirkt.
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Die erforderliche Reibkraft zum Hereinschwenken
der Formschlusselemente der jeweils belasteten Klinke in die Gegenformschlusselemente des
Antriebsrades sowie zum Herausschwenken der Formschlusselemente
der zuvor belasteten Klinke aus den Gegenformschlusselementen des
Antriebsrades beim Zurückführen des
Antriebshebels in die Mittelstellung kann dadurch erzeugt werden,
dass der zweite Bereich entweder in axialer oder in radialer Richtung
an einem stationären
Teil des Antriebs reibt oder in radialer Richtung an den Gegenformschlusselementen
des Antriebsrades entlanggleitet.
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Wird die erforderliche Reibkraft
durch einen radialen Kontakt des zweiten Bereichs der Formschlusselemente
erzeugt, so kann in einer ersten Ausführungsform der zweite Bereich
formstabil ausgebildet und gegenüber
dem ersten Bereich in radialer Richtung so angefedert werden, dass
mit steigender Belastung der Klinken der erste Bereich und mit abnehmender
Belastung der zweite Bereich stärker in
die Formschlusselemente oder Gegenformschlusselemente eingreift.
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Alternativ besteht der radial bewegliche zweite
Bereich aus einem elastisch deformierbaren Formschlussbereich, insbesondere
aus einem Elastomer, das einen geringeren Abstand zu den Formschlusselementen
oder Gegenformschlusselementen als der kraftübertragende Formschlussbereich aufweist.
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Bei dieser Variante kann der zweite
Bereich in Bezug auf den ersten Bereich und die Formschlusselemente
oder Gegenformschlusselemente so dimensioniert werden, dass mit
steigender Belastung der Klinken der erste Bereich und mit abnehmender Belastung
der zweite Bereich stärker
in die Formschlusselemente oder Gegenformschlusselemente eingreift.
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Je nach Bautiefe des beidseitig wirkenden Antriebs
kann entweder der zweite Bereich in den ersten Bereich oder umgekehrt
der erste Bereich in den zweiten Bereich integriert, insbesondere
in eine Ausnehmung eingesetzt werden.
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In einer weiteren Ausführungsform
können der
erste und zweite Bereich in axialer Richtung nebeneinander angeordnet
und derart mit den Klinken oder dem Antriebsrad verbunden sind,
dass im unbelasteten Zustand der zweite Bereich den ersten Bereich
in Bezug auf die Formschlusselemente oder Gegenformschlusselemente überragt.
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Bei axial nebeneinander angeordneten
Bereichen kann der zweite Bereich in axialer Richtung des beidseitig
wirkenden Antriebs zwischen zwei ersten Bereichen oder alternativ
ein erster Bereich in axialer Richtung des beidseitig wirkenden
Antriebs zwischen zwei zweiten Bereichen angeordnet werden.
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Alternativ kann ein zweiter Bereich
in Umfangsrichtung des beidseitig wirkenden Antriebs zwischen zwei
ersten Bereichen angeordnet werden.
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Weiterhin kann der zweite Bereich
zumindest teilweise zwischen dem ersten Bereich und den Formschlusselementen
oder Gegenformschlusselementen beispielsweise in der Form angeordnet
werden, dass der zweite Bereich als Auflage oder Beschichtung auf
dem ersten Bereich aufgebracht ist.
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Dabei kann der zweite Bereich auf
der Seite der Formschlusselemente oder Gegenformschlusselemente
auf den ersten Bereich aufgetragen werden, der im unbelasteten Zustand
an den Formschlusselementen oder Gegenformschlusselementen entlanggleitet.
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Die Verbindung zwischen zweitem Bereich und
erstem Bereich kann in der Weise erfolgen, dass der zweite Bereich
formschlüssig,
vorzugsweise nach Art einer Schwalbenschwanzverbindung, mit dem
ersten Bereich verbunden wird.
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In Verbindung mit einem beidseitig
wirkenden Antrieb werden die Klinken vorzugsweise so vorgespannt,
dass in der Mittelstellung des Antriebshebels deren zweite Bereiche
deformiert sind und deren erste Bereiche in die Gegenformschlusselemente des
Antriebsrades eingreifen, bei einer Verstellbewegung des Antriebshebels
die ersten Bereiche der in der jeweiligen Verstellrichtung des Antriebshebels belasteten
Klinke in Eingriff mit den Gegenformschlusselementen des Antriebsrades
verbleiben, bei der Rückstellung
des Antriebshebels die zweiten Bereiche die ersten Bereiche außer Eingriff
mit den Gegenformschlusselementen des Antriebsrades bringen und
bei einer Verstellbewegung des Antriebshebels außerhalb der Mittelstellung
des Antriebshebels die zweiten Bereiche die ersten Bereiche nach
einer kurzen Verstellbewegung des Antriebshebels in Eingriff mit
den Gegenformschlusselementen des Antriebsrades bringen.
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Zur Vorspannung der Klinken ist mindestens ein
die Formschlusselemente der Klinken in Eingriff mit den Gegenformschlusselementen
des Antriebsrades bringendes Federelement, vorzugsweise eine die
Klinken miteinander verbindende Zugfeder und eine um die Antriebsachse
gelegte, mit ihren Federarmen an den Klinken unter Federspannung
anliegende Drehfeder, deren beidseitige Federwege durch beidseitig
der Mittelstellung des Antriebshebels ortsfest angeordnete Anschläge begrenzt
sind, vorgesehen.
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Dabei bewegen in der Mittelstellung
des Antriebshebels die Drehfeder und die Zugfeder den zweiten Bereich
gegen die Federvorspannung bzw. verformen den zweiten Bereich und
drücken
den ersten Bereich in die Gegenformschlusselemente des Antriebsrades,
bleibt bei einer Verstellbewegung des Antriebshebels der erste Bereich
der in der jeweiligen Verstellrichtung belasteten Klinke in Eingriff
mit den Gegenformschlusselementen des Antriebsrades und hebt die
Drehfeder von der in der Verstellrichtung des Antriebshebels belasteten
Klinke ab, bringt bei der Rückstellung
des Antriebshebels der zweite Bereich den ersten Bereich außer Eingriff
mit den Gegenformschlusselementen des Antriebsrades und bewirken
bei einer Verstellbewegung des Antriebshebels außerhalb der Mittelstellung
des Antriebshebels die Zugfeder und der zweite Bereich, dass der
erste Bereich nach einer kurzen Verstellbewegung des Antriebshebels
in Eingriff mit den Gegenformschlusselementen des Antriebsrades
gelangt.
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Zur Minimierung der Reibung und Geräuschminderung
bzw. Geräuschbeseitigung
sind die Klinken mit ortsfesten Kulissenführungen verbunden, die den
Eingriff der Formschlusselemente der in der Verstellrichtung des
Antriebshebels belasteten Klinke bei einer Verstellbewegung des
Antriebshebels in die Gegenformschlusselemente des Antriebsrades
freigeben, die Formschlusselemente der in der Verstellrichtung des
Antriebshebels unbelasteten Klinke aber aus den Gegenformschlusselementen
des Antriebsrades heben und außer
Eingriff mit den Gegenformschlusselementen des Antriebsrades halten.
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Ein Eingriff der ersten Bereiche
in die Gegenformschlussbereiche ohne Umschaltspiel sowie das Herausheben
der ersten Bereiche aus den Gegenformschlussbereichen ist gesichert,
wenn die Zugfeder eine kleine Federkonstante, die Federvorspannung
oder Elastizität
des zweiten Bereichs eine mittlere Federkonstante und die Drehfeder
eine große Federkonstante
aufweisen.
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Weitere Merkmale und Vorzüge der Erfindung
werden nachstehend anhand mehrerer in der Zeichnung dargestellter
Ausführungsbeispiele
näher erläutert. Es
zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung eines beidseitig wirkenden Antriebs mit
einem innenverzahnten Antriebsrad und einem um die Antriebsachse
schwenkbaren Antriebshebel, an dem zwei mit mehreren unterschiedlichen
Verzahnungsbereichen versehene, in die Innenverzahnung eingreifende Klinken
schwenkbar befestigt sind;
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2 eine
vergrößerte Darstellung
einer Klinke mit zwei unterschiedlichen Verzahnungsbereichen, die
in die Innenverzahnung eines Antriebsrades eingreifen;
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3 eine
vergrößerte Darstellung
einer Klinke mit kraftübertragenden
ersten Verzahnungsbereichen und einem in radialer Richtung federnd
abgestützten,
zweiten Verzahnungsbereich;
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4-6 eine vergrößerte Darstellung
einer Klinke mit in zwei Ebenen nebeneinander angeordneten unterschiedlichen
Verzahnungsbereichen in einer Seitenansicht, einer schematisch-perspektivischen
Ansicht und einer Draufsicht;
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7 einen
Ausschnitt aus einem innenverzahnten Antriebsrad mit einem auf seine
Innenverzahnung aufgebrachten Ringaufsatz einer elastisch deformierbaren
Verzahnung;
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8 eine
vergrößerte Darstellung
einer in die Innenverzahnung eines Antriebsrades eingreifenden Klinke
mit auf seine Verzahnung aufgebrachter Beschichtung mit einem elastisch
deformierbaren Material;
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9 eine
schematische Ansicht einer Klinke mit einem kraftübertragenden
ersten und einem einseitigen elastisch deformierbaren zweiten Verzahnungsbereich;
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10 eine
perspektivische Darstellung einer Verzahnung einer Klinke gemäß 9 mit einer Nut zum Verbinden
eines kraftübertragenden
ersten Verzahnungsbereichs mit einem elastisch deformierbaren zweiten
Verzahnungsbereich und
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11 einen
Schnitt durch die Verbindung gemäß 9 entlang der Linie X-X.
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1 zeigt
einen Schnitt durch einen beidseitig wirkenden Antrieb mit einem
Antriebsrad 1, das mit einer nicht näher dargestellten Verstellvorrichtung,
wie beispielsweise einer Höhen-
oder Neigungsverstellung eines Kraftfahrzeugsitzes verbunden ist,
eine Innenverzahnung 10 aufweist und mittels eines an einer
Antriebsachse 14 angelenkten und ausgehend von einer Nullpunktlage
oder Mittelstellung in die eine oder andere Richtung um die Antriebsachse 14 schwenkbaren
Antriebshebel 15 in der einen oder anderen Drehrichtung
um die Antriebsachse 14 drehbar ist.
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Von zwei spiegelbildlich zueinander
angeordneten und über
Anlenkungen 25, 25' mit
dem Antriebshebel 15 verbundenen Klinken 2, 2' greift je nach
Schwenkrichtung des Antriebshebels 15 eine der beiden Klinken 2 bzw. 2' mit Verzahnungsbereichen 20 bzw. 20' in die Innenverzahnung 10 des
Antriebsrades 1 ein und überträgt die Schwenkbewegung des
Antriebshebels 15 auf das Antriebsrad 1, so dass
dieses in Abhängigkeit
von der Schwenkrichtung des Antriebshebels 15 in die eine
oder andere Richtung gedreht wird.
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Die Verzahnungsbereiche 20, 20' der Klinken 2, 2' sind in zwei
Bereiche 21, 22 bzw. 21', 22' unterteilt, von denen ein erster
Verzahnungsbereich 21 bzw. 21' als kraftübertragender Verzahnungsbereich bei
belasteter Klinke 2 bzw. 2' wirksam ist und in die Innenverzahnung
des Antriebsrades 1 eingreift, während ein zweiter Verzahnungsbereich 22 bzw. 22' als Reibelement
dient und bei belasteter Klinke 2 bzw. 2' aufgrund seiner
gegenüber
einer Schwenkbewegung des Antriebshebels 15 verzögernden
Bremswirkung ein auf die belastete Klinke 2, 2' einwirkendes
Drehmoment bewirkt, das den ersten Verzahnungsbereich 21, 21' in die Innenverzahnung
des Antriebsrades 1 einschwenkt, bzw. bei der Rückführung des
Antriebshebels 15 in die Mittelstellung und damit bei unbelasteter
Klin ke 2 bzw. 2' ein
Herausschwenken des ersten Verzahnungsbereichs 21, 21' aus der Innenverzahnung
des Antriebsrades 1 bewirkt. Der zweite Verzahnungsbereich 22, 22' ist entweder
in axialer Richtung oder radial an einem ortsfesten Teil des Antriebs
abgestützt
und beispielsweise in radialer Richtung beweglich und kann aus einem
elastisch deformierbaren Material wie Gummi, Polyurethan oder einem
Elastomer oder aus einem angefederten formstabilen Kunststoff bestehen,
während
der kraftübertragende,
erste Verzahnungsbereich 21, 21' aus einem nicht deformierbaren
Material, insbesondere aus Stahl, besteht.
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Die Klinken 2, 2' sind auf der
einen Seite der Anlenkung 25 bzw. 25' über eine
Zugfeder 9 miteinander verbunden. Eine um die Antriebsachse 14 gelegte
Drehfeder 8 liegt mit ihren Federarmen 81, 82 an
den Klinken 2, 2' an
einer Anlage an, die bezüglich der
Anlenkung 25, 25' entgegengesetzt
zur Anbindung der Zugfeder 9 angeordnet ist. Der Drehfeder 8 sind
ortsfeste Anschläge 16, 17 zugeordnet.
In Abhängigkeit
von der Schwenkrichtung des Antriebshebels 15 schlägt der an
der jeweils belasteten, d.h. die Schwenkbewegung des Antriebshebels 15 in
eine Drehung des Antriebsrades 1 umsetzenden Klinke 2, 2' anliegende
Federarm 81 bzw. 82 an den zugeordneten Anschlag 16 bzw. 17 an
und hebt somit von der betreffenden Klinke 2, 2' ab.
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Eine Kulissensteuerung mit orts-
oder gehäusefesten
Kulissenführungen 18, 19 gibt
in Abhängigkeit
von der Stellung des Antriebshebels 15 einen Eingriff der
Verzahnungsbereiche 20, 20', der Klinken 2, 2' in die Innenverzahnung 10 des
Antriebsrades frei bzw. hält
die Verzahnungsbereiche 20, 20' von der Innenverzahnung 10 des
Antriebsrades 1 beabstandet.
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Den Kulissenführungen 18, 19 zugeordnet sind
Führungsnocken 23, 23' der Klinken 2, 2', die in die
Kulissenführungen 18, 19 eingreifen
bzw. an einer Kante der Kulissenführungen 18, 19 entlanggleiten.
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Die Kulissenführungen 18, 19 weisen
jeweils einen Knickbereich auf, der zwischen einem von der Innenverzahnung 10 des
Antriebsrades 1 entfernten und einem der Innenverzahnung 10 des
Antriebsrades 1 benachbarten Abschnitt angeordnet ist.
Die in Abhängigkeit
von der Schwenkrichtung des Antriebshebels 15 belastete
Klinke 2, 2' wird
beim Verschwenken des Antriebshebels 15 in den der Innenverzahnung 10 des
Antriebsrades 1 benachbarten Abschnitt der Kulissenführung 18, 19 bewegt,
so dass der Verzahnungsbereich 20, 20' der belasteten Klinke 2, 2' in Folge der
reibenden Wirkung des zweiten Verzahnungsbereiches 22, 22' in die Innenverzahnung 10 des
Antriebsrades 1 einschwenken kann. Die in der betreffenden
Schwenkrichtung des Antriebshebels 15 unbelastete Klinke 2, 2' gelangt dagegen
mit Ihren Führungsnocken 23, 23' in den von
der Innenverzahnung des Antriebshohlrades 1 entfernten
Abschnitt, so dass ihre Verzahnungsbereiche 20, 20' von der Innenverzahnung 10 des
Antriebshohlrades 1 entfernt gehalten werden.
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Die Federkonstanten der Zugfeder 9,
der Drehfeder 8 und der zweiten, in radialer Richtung beweglichen
oder elastisch deformierbaren Verzahnungsbereiche 22, 22' sind so aufeinander
abgestimmt, dass die Drehfeder 8 die größte Federkonstante, die zweiten
Verzahnungsbereiche 22, 22' eine mittlere und die Zugfeder 9 die
kleinste Federkonstante aufweist. Durch diese Verteilung der Federkräfte ergibt
sich folgende Funktion des in 1 dargestellten
beidseitig wirkenden Antriebs.
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In der Nullpunktlage oder in Mittelstellung des
Antriebshebels 15 wirken sowohl die Zugfeder 9 als
auch die Drehfeder 8 in Richtung auf einen Eingriff der
Verzahnungsbereiche 20, 20' der Klinken 2, 2' in die Innenverzahnung 10 des
Antriebsrades 1, so dass die kraftübertragenden ersten Verzahnungsbereiche 21, 21' der Klinken 2, 2' bereits in
die Innenverzahnung 10 des Antriebsrades 1 eingreifen,
wenn der Antriebshebel 15 in der einen oder anderen Richtung verschwenkt
wird. Dadurch wird eine Schwenkbewegung des Antriebshebels 15 ohne
Umschaltspiel in eine Drehung des Antriebsrades 1 umgesetzt.
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Wird der Antriebshebel 15 in
der einen oder anderen Schwenkrichtung verschwenkt, so hebt der Federschenkel 81, 82 der
Drehfeder 8 von der Anlage der in dieser Schwenkrichtung
des Antriebshebels 15 belasteten Klinke 2, 2' ab, da der
betreffende Federarm 81, 82 der Drehfeder 8 an
einen der beiden Anschläge 16, 17 anschlägt. Auf
Grund der vom zweiten Verzahnungsbereich 22, 22' der belasteten Klinke 2, 2' erzeugten Reibkraft
und des dadurch hervorgerufenen Drehmoments wird der erste Verzahnungsbereich 21, 21' der belasteten
Klinke 2, 2' in
die Innenverzahnung 10 des Antriebshohlrades 1 hineingeschwenkt,
da sich der Nocken 23, 23' der belasteten Klinke 2, 2' in dem der
Innenverzahnung 10 des Antriebshohlrades 1 benachbarten
Abschnitt der Kulissenführung 18, 19 befindet
und der erste Verzahnungsbereich 21, 21' der belasteten
Klinke 2, 2' somit in
die Innenverzahnung 10 des Antriebshohlrades 1 einschwenken
kann.
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Auf die in der betreffenden Schwenkrichtung des
Antriebshebels 15 unbelastete Klinke 2, 2' wirkt dagegen
weiterhin die Federkraft der Drehfeder 8 ein, da diese
mit ihren jeweiligen Federarm 81, 82 gegen den
Anschlag der unbelasteten Klinke 2, 2' drückt. Dadurch
würde die
Verzahnung 20, 20' der unbelasteten
Klinke 2, 2' in
die Innenverzahnung 10 des Antriebshohlrades 1 gedrückt werden,
was jedoch dadurch verhindert wird, dass der Nocken 23, 23' der unbelasteten
Klinke 2, 2' in
den von der Innenverzahnung 10 des Antriebshohlrades benachbarten
Abschnitt der Kulissenführung 18, 19 gelangt, so
dass die Verzahnungsbereiche 20, 20' der unbelasteten Klinke 2, 2' von der Innenverzahnung 10 des Antriebshohlrades 1 Abstand
halten.
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Nach Beendigung der Schwenkbewegung des
Antriebshebels 15 und mit dessen Rückführung in die Nullpunktlage
oder Mittelstellung geht die zuvor belastete Klinke 2, 2' in den unbelasteten
Zustand über,
wobei in Folge der Bremswirkung des zweiten Verzahnungsbereichs 22, 22' der nunmehr
unbelasteten Klinke 2, 2' bei der Richtungsumkehr des Antriebshebels 15 ein
Drehmoment auf die betreffende Klinke 2, 2' in entgegengesetzter
Richtung einwirkt, so dass der erste Verzahnungsbereich 21, 21' der Klinke 2, 2' aus der Innenverzahnung 10 des
Antriebshohlrades 1 herausgeschwenkt wird, wobei durch
die Formgebung der Kulissenführung 18, 19 der
betreffende Nocken 23, 23' der Klinke 2, 2' von der Anlage
an der Kulissenführung 18, 19 abgehoben werden
kann, sodass der Verzahnungsbereich 20, 20' der nunmehr
unbelasteten Klinke 2, 2' außer Eingriff mit der Innenverzahnung 10 des
Antriebshohlrades 1 gelangt. Die jetzt unbelastete Klinke 2, 2' wird bis zum
Erreichen der Mittelstellung des Antriebshebels 15 außer Eingriff
mit der Innenverzahnung 10 des Antriebshohlrades 1 gehalten,
da der dieser Klinke 2, 2' zugeordnete Schenkel 81, 82 der
Drehfeder 8 weiterhin an dem Anschlag 16 bzw. 17 anliegt
und erst in der Mittelstellung des Antriebshebels 15 wieder
gegen den Anschlag der Klinke 2, 2' drückt und damit deren Verzahnungsbereiche 20, 20' in die Innenverzahnung 10 des
Antriebshohlrades 1 drückt.
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Bei der Rückführung des Antriebshebels 15 in
die Mittelstellung werden die Verzahnungsbereiche 20, 20' der zuvor unbelasteten
Klinke 2, 2' weiterhin
außer
Eingriff mit der Innenverzahnung 10 des Antriebshohlrades 1 gehalten,
da der Nocken 23, 23' der betreffenden Klinke 2, 2' sich weiterhin
in dem von der Innenverzahnung 10 beabstandeten Abschnitt
der Kulissenführung 18, 19 befindet.
Erst in der Mittelstellung des Antriebshebels 15 werden
die Verzahnungsbereiche 20, 20' der zuvor unbelasteten Klinke 2, 2' wieder in die
Innenverzahnung 10 des Antriebshohlrades 1 gedrückt, da
der Nocken 23, 23' der
Klinke 2, 2' über den
Knickpunkt der Kulissenführung 18, 19 in
den der Innenver zahnung 10 benachbarten Abschnitt der Kulissenführung 18, 19 gelangt und
somit auf Grund der Wirkung der Drehfeder 8 ein Einschwenken
der Verzahnungsbereiche 20, 20' dieser Klinke 2, 2' in die Innenverzahnung 10 des
Antriebshohlrades 1 bewirkt wird.
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Der zweite Verzahnungsbereich 22, 22' der Klinken 2, 2' kann entweder
aus einem elastisch deformierbaren Material oder aus einem geräuschdämpfenden
aber im wesentlichen nicht elastischen Material in Verbindung mit
einem diesen Verzahnungsbereich gegenüber dem ersten Verzahnungsbereich
in radialer Richtung federelastisch abstützenden Federelement bestehen.
Diese verschiedenen Ausführungsformen
sollen anhand der 2 und 3 näher erläutert werden.
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2 zeigt
einen vergrößerten Ausschnitt aus
dem in 1 dargestellten
beidseitig wirkenden Antrieb mit einer Klinke 3, deren
Verzahnungsbereiche 30 in die Innenverzahnung 10 eines
Antriebsrades 1 eingreifen. Die Verzahnungsbereiche 30 sind
in zwei Bereiche unterteilt, nämlichen
einen kraftüberfragenden
ersten Verzahnungsbereich 31, dessen Verzahnung aus einem
nicht deformierbaren Material, beispielsweise aus Stahl, besteht.
In eine Ausnehmung 33 des ersten Verzahnungsbereichs 31 ist
ein zweiter Verzahnungsbereich 32 eingesetzt, der aus einem
elastisch deformierbaren Material wie Gummi, Polyurethan oder einem
Elastomer besteht. Im kraftfreien Zustand liegen die Zähne des
zweiten, elastisch deformierbaren Verzahnungsbereichs 32 an
der Innenverzahnung 10 des Antriebsrades 1 an,
während
die Verzahnung des ersten, kraftübertragenden Verzahnungsbereichs
31 um ein durch die Dimensionierung und Materialwahl des ersten
Verzahnungsbereichs 31 vorgebbares Maß von der Innenverzahnung 10 des
Antriebsrades 1 absteht.
-
Beim Einwirken einer Reibungskraft
und damit eines Drehmoments auf die Klinke 3 infolge der reibenden
Wirkung des elastisch deformierbaren zweiten Verzahnungsbereichs 32 werden
die Zähne des
elastisch deformierbaren zweiten Verzahnungsbereichs 32 soweit
zurückgedrückt, bis
die Verzahnung des ersten Formschlussbereichs 31 in Eingriff mit
der Innenverzahnung 10 des Antriebsrades 1 tritt.
-
3 zeigt
eine Variante, bei der eine radiale Beweglichkeit des zweiten Verzahnungsbereichs 42 nicht
durch die elastische Deformierbarkeit des verwendeten Materials
erzielt wird, sondern durch eine Anfederung gegenüber dem
kraftübertragenden ersten
Verzahnungsbereich 41. Der zweite Verzahnungsbereich 42 besteht
aus einem in einer Ausnehmung 43 des ersten, kraftübertragenden
Verzahnungsbereichs 41 eingesetzten ge räuschdämmenden, aber im wesentlichen
elastisch nicht deformierbaren Material, das gegenüber dem
ersten, kraftübertragenden
Verzahnungsbereich 41 radial mittels eines Federelements 44 vorgespannt
ist. Dadurch greift im unbelasteten Zustand der Klinke 4 der
in radialer Richtung bewegliche zweite Verzahnungsbereich 42 in
die Innenverzahnung 10 des Antriebsrades 1 ein,
wird aber bei Einwirkung einer Reibungskraft auf die Klinke 4 zurückgedrückt, so
dass die Verzahnung des ersten, kraftübertragenden Verzahnungsbereichs 41 in
die Innenverzahnung 10 des Antriebsrades 1 eingreifen
kann.
-
Die gleiche Wirkung wird mit der
in den 4 bis 6 in einer Seitenansicht,
einer perspektivischen Darstellung und in einer Draufsicht dargestellten
Konfiguration erzielt, bei der eine Klinke 5 zwei unterschiedliche
Verzahnungsbereiche 51, 52 aufweist, die in zwei
Ebenen nebeneinander angeordnet und beispielsweise über Clipse 53, 54 miteinander verbunden
sind. Die beiden Verzahnungsbereiche 51, 52 sind
so bemessen, dass der elastisch deformierbare zweite Verzahnungsbereich 52 geringfügig über den
kraftübertragenden,
ersten Verzahnungsbereich 52 übersteht und damit im kraftlosen
Zustand in die Innenverzahnung 10 des Antriebsrades 1 gemäß 1 eingreift. Wirkt ein aus
einer Brems- oder Reibungskraft resultierendes Drehmoment auf die Klinke 5 ein,
so wird der elastisch deformierbare zweite Verzahnungsbereich 52 gegenüber dem
ersten, kraftübertragenden
Verzahnungsbereich 51 zurückgedrückt und die Verzahnungen des
ersten, kraftübertragenden
Verzahnungsbereichs 51 gelangen in Eingriff mit der Innenverzahnung
des hier nicht dargestellten Antriebsrades.
-
Analog zu der Ausführungsform
gemäß 3 kann der elastisch deformierbare
zweite Verzahnungsbereich 52 auch aus einem elastisch nicht deformierbaren,
aber geräuschreduzierenden
Material wie Hart-PVC bestehen und die Verbindung zum ersten, kraftübertragenden
Verzahnungsbereich 51 über
Federelemente hergestellt werden.
-
Eine Unterteilung in unterschiedliche
Formschluss- oder Verzahnungsbereiche kann auch auf die Gegenformschlusselemente
bzw. die Innenverzahnung des Antriebsrades angewandt werden, so dass
den aus einem nicht deformierbaren Material wie Stahl bestehenden
Formschlusselementen oder Verzahnungen der Klinken ein kraftübertragender erster
Formschlussbereich bzw. ein erster Innenverzahnungsbereich sowie
ein elastisch deformierbarer oder angefederter, radial beweglicher
zweiter Formschluss- oder Innenverzahnungsbereich des Antriebsrades
gegenübersteht.
-
7 zeigt
eine Ausführungsform,
bei der ein Ringaufsatz 12 aus einem elastisch deformierbaren
Material über
beispielsweise Clipsverbindungen 13 mit dem kraftübertragenden,
ersten Formschlussbereich 11 des Antriebsrades 1 so
verbunden ist, dass im kraftlosen Zustand der Ringaufsatz 12 aus elastisch
deformierbaren Material mit seinen Gegenformschlusselementen geringfügig über den
Gegenformschlusselementen des ersten, kraftübertragenden Formschlussbereich 11 des
Antriebsrades 1 steht. Beim Einwirken einer Betätigungskraft
auf die jeweils aktive Klinke des beidseitig wirkenden Antriebs
drücken
die Formschlusselemente der aktiven Klinke die Gegenformschlusselemente
des elastisch deformierbaren Ringaufsatz 12 zurück und greifen unmittelbar
in die Gegenformschlusselemente des ersten, kraftübertragenden
Formschlussbereichs 11 des Antriebsrades 1 ein.
-
Bei einer in 8 schematisch dargestellten Ausführungsform
besteht der elastisch deformierbare Verzahnungsbereich 62 einer
Klinke 6 aus einer Dämpfungsauflage
auf einem kraftübertragenden Verzahnungsbereich 61 der
Klinke 6. Die Verzahnung 60 der Klinke 6 ist
dabei vollständig
mit einem Elastomer beschichtet, das dazu bestimmt und geeignet
ist, die bei der Kraftübertragung
von der Klinke 6 auf die Innenverzahnung 10 des
Antriebsrades 1 auftretende Flächenpressung zu übernehmen.
Zu diesem Zweck ist eine entsprechende Anzahl von Formschlusselementen
bzw. Zähnen
der Klinke 6 vorgesehen, die in Eingriff mit der Innenverzahnung 10 des
Antriebsrades 1 stehen. Weiterhin besteht das für die Dämpfungsauflage
vorgesehene Elastomer aus einem hinreichend druckfesten Material.
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Bei Einwirkung eines Drehmoments
auf die Klinke 6 gemäß 8 wird die den elastisch
deformierbaren Verzahnungsbereich bildende Dämpfungsauflage 62 zurückgedrückt, so
dass die Verzahnung 60 des kraftübertragenden Verzahnungsbereichs 61 in
die Innenverzahnung 10 des Antriebsrades 1 eingreift.
Bei einer Rückführung des
Antriebshebels 15 gemäß 1 in die Nullpunktlage oder Mittelstellung
bewirkt die Dämpfungsauflage 62 sowohl
eine reibende Wirkung und damit ein auf die Klinke 6 zum
Einschwenken des kraftübertragenden Verzahnungsbereichs 61 in
die Innenverzahnung 10 des Antriebsrades 1 als
auch eine geräuschdämpfende
Bewegung der Verzahnung 60 der Klinke 6.
-
In den 9 bis 11 ist eine Variante dargestellt,
bei der elastisch deformierbare Bereiche 72 einseitig auf
der im wesentlichen kraftfreien Rückführungsseite einer Verzahnung 70 einer
Klinke 7 angeordnet und in die kraftübertragenden Verzahnungsbereiche 71 integriert
sind. Diese Integration kann durch Einspritzen eines geeigneten
Elastomers in eine Nut 73 der Verzahnung 70 erfolgen,
wobei die Nut entsprechend der Darstellung in den 10 und 11 schwalbenschwanzförmig ausgebildet
ist, um die Verbindung mit dem kraftübertragenden Verzahnungsbereich 71 bzw.
der Verzahnung 70 zu optimieren.
-
Diese Form der Integration eines
elastisch deformierbaren Bereichs 72 in den kraftübertragenden
Bereich 71 jedes einzelnen Formschlusselementes oder Gegenformschlusselementes
kann sowohl auf eine Klinkenverzahnung als auch auf die Innenverzahnung
eines Antriebsrades 1 gemäß 1 angewandt werden.
-
- 1
- Antriebsrad
- 2,
2', 3, 4, 5, 6,
7
- Klinken
- 8
- Drehfeder
- 9
- Zugfeder
- 10
- Gegenformschlusselemente bzw.
Innenverzahnung
- 11
- Kraftübertragender
erster Formschlussbereich des Antriebsrades
- 12
- Ringaufsatz
aus elastisch deformierbarem Material
- 13
- Clipsverbindungen
- 14
- Antriebsachse
- 15
- Antriebshebel
- 16,
17
- ortsfeste
Anschläge
- 18,
19
- orts-
oder gehäusefeste
Kulissenführungen
- 20,
20'
- Formschlusselemente
bzw. Verzahnungsbereiche
- 21,
21', 31, 41,
- Kraftübertragende
erste Formschluss- oder Verzahnungsbereiche
- 51,
61, 71
-
- 22,
22', 32, 42,
- (elastisch
deformierbare) zweite Formschluss- der Verzahnungsbereiche
- 52,
72
-
- 23,
23'
- Führungsnocken
- 25,
25'
- Anlenkungen
- 33,
43
- Ausnehmung
- 44
- Federelement
- 53,
54
- Clipse
- 62
- Dämpfungsauflage
- 73
- Nut