DE19500914A1 - Taumelgelenkbeschlag für einen verstellbaren Fahrzeugsitz - Google Patents

Description

Taumelgelenkbeschläge haben sich für Verstellvorrichtungen von Fahrzeug­ sitzen bewährt, und zwar sowohl für manuellen als auch für motorischen Antrieb. Sie bieten eine hohe Untersetzung und lassen sich selbstsperrend, also im Kraftrückflußwege sperrend, ausbilden.

Über den Exzenter werden die beiden Zahnkränze, nämlich der Innenzahn­ kranz und der Außenzahnkranz, miteinander in Eingriff gehalten. Der Ex­ zenter kann sich innen im Außenzahnkranz befinden oder aber auch den Außenzahnkranz umgreifen.

Bei dem aus der DE 94 05 443 U1 vorbekannten Taumelgelenkbeschlag der eingangs genannten Art ist als Einrichtung für den Ausgleich des mechani­ schen Spiels der Exzenter mit zwei im wesentlichen formgleichen Exzenter­ segmenten versehen, die mittels einer Feder voneinander weggedrückt wer­ den, so daß das Spiel zwischen Exzenter und einer Innenfläche des Außen­ zahnkranzes aufgehoben wird. Dabei werden jedoch Reibflächen ausgebildet, die einen größeren Teil der Antriebskraft in Wärme umsetzen. Dies ist nachteilig.

Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, unter Beibehaltung des Ausgleichs eines Spiels zwischen Exzenter und zugehörigem Zahnkranz den Taumelgelenkbeschlag der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß die Einrichtung zum Ausgleich des Spiels im Antriebsfalle praktisch nicht Antriebsenergie verschlingt, in Ruheposition aber weiterhin selbsttätig einen Ausgleich des mechanischen Spiels und darüber hinaus ein Verklem­ men zwischen Exzenter und zugehörigem Zahnkranz bewirkt.

Ausgehend von dem Taumelgelenkbeschlag der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Exzenter im Bereich seines Exzen­ terhöchstpunktes eine Aufnahmebucht ausbildet, die in Gegenrichtung zu­ einander verlaufende Klemm- oder Schrägflächen aufweist, daß Rollkörper vorgesehen sind, die an diesen Klemmflächen anliegen, daß mindestens eine Feder die Rollkörper elastisch so vorbelastet, daß sie sowohl an den Klemmflächen als auch am benachbarten Zahnkranz anliegen, und daß ein Mitnehmer vorgesehen ist, der bei einer Drehbewegung der Welle zunächst den mindestens einen, in Drehrichtung sperrenden Rollkörper aus seiner Klemmstellung freidrückt, bevor der Exzenter gedreht wird.

Bei diesem Taumelgelenkbeschlag liegt der Höchstpunkt des Exzenters, also sein extremer Exzenterbereich, nicht mehr unmittelbar am zugehörigen Zahnkranz an, sondern über Rollkörper. Die Rollkörper sind in der Auf­ nahmebucht beweglich angeordnet. Diese bildet schräg verlaufende Klemm­ flächen aus, welche in Gegenrichtung zueinander geneigt sind, wobei sie im stumpfen Winkel V-förmig oder in Richtung eines umgekehrten V zueinan­ der verlaufen. Durch die mindestens eine Feder werden die Rollkörper so vorbelastet, daß sie in Ruheposition des Taumelgelenkbeschlages eine Klemmstellung einnehmen, also klemmend sowohl am benachbarten Verzah­ nungsteil als auch an der Aufnahmebucht anliegen. Auf diese Weise ist in der Ruheposition der Taumelgelenkbeschlag zum einen spielfrei. Zum ande­ ren liegt der Exzenter am zugehörigen Verzahnungsteil an und ist mit die­ sem so klemmend verbunden, daß eine Relativbewegung zwischen beiden nicht auftreten kann.

Um nun aus der Ruheposition in die Antriebsstellung zu gelangen, werden erfindungsgemäß die Rollkörper zunächst aus ihrer Klemmstellung heraus­ bewegt, bevor ein Verdrehen des Exzenters gegenüber dem zugehörigen Ver­ zahnungsteil stattfinden kann. Hierzu ist der mindestens eine Mitnehmer vorgesehen. Er ist mit der Welle drehverbunden. Der Exzenterteil ist dage­ gen nicht unmittelbar mit der Welle drehverbunden, sondern wird erst nach Drehung um wenige Grad, unabhängig von der Drehrichtung, von der Welle mitgenommen. Anders ausgedrückt besteht ein Schlupf zwischen Welle und Exzenterteil. Dadurch setzt die vom Exzenter bewirkte Verstellung der bei­ den Verzahnungsteile gegeneinander erst ein, wenn der Mitnehmer den in der Drehrichtung sperrenden Rollkörper bereits aus der Klemmstellung herausgedrückt hat.

Vorzugsweise sind zwei Rollkörper vorgesehen, sie sind vorteilhafterweise als Zylinder, in Faß- oder Diaboloform ausgeführt. Der Mitnehmer ist vor­ zugsweise klappsymmetrisch, ebenso der Exzenterteil, vorzugsweise auch die Anordnung der Rollkörper und ihrer Feder. Vorzugsweise ist nur eine Fe­ der vorgesehen, die zwischen den zwei Rollkörpern angeordnet ist und die­ se voneinander wegdrückt.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen sowie der nun folgenden Beschreibung eines nicht einschrän­ kend zu verstehenden Ausführungsbeispiels der Erfindung, das unter Be­ zugnahme auf die Zeichnung näher erläutert wird. In dieser zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Explosionsdarstellung des erfindungsgemäßen Taumelgelenkbeschlages,

Fig. 2 ein Schnittbild quer zur Welle durch den zusammengesetzten Taumel­ beschlag und

Fig. 3 eine Draufsicht auf den Kernbereich des erfindungsgemäßen Be­ schlags, gesehen Axialrichtung, dargestellt sind die Welle, der Exzenter und das zugehörige Verzahnungsteil.

Wie aus den Figuren ersichtlich ist, hat der Taumelgelenkbeschlag einen ersten Gelenkarm 20 und einen zweiten Gelenkarm 22, die entlang einer Achse 24 gegeneinander verdrehbar und feststellbar sind. Diese Achse 24 fällt zusammen mit der Mittenachse einer Welle 26.

In beiden Gelenkarmen 20, 22 ist jeweils ein Innenzahnkranz 28 ausgebildet. In Fig. 1 ist er jeweils nicht detailliert dargestellt, er ist allerdings aus Fig. 2 ersichtlich. Die beiden Innenzahnkränze 28 beider Gelenkarme 20, 22 haben unterschiedliche Zahnzahl, beispielsweise beträgt der Unterschied der Zahnzahl eins.

Mit jedem Innenzahnkranz 28 ist ein Außenzahnkranz 30 im Eingriff. Im ge­ zeigten Ausführungsbeispiel werden die beiden Außenzahnkränze 30 durch ein einstückiges Zahnrad gebildet, das mit seinem einen Teilbereich in den einen Innenzahnkranz 28 eingreift und mit seinem anderen axialen Teilbe­ reich in den anderen Innenzahnkranz 28 hineinreicht.

Es sind auch andere Ausführungen möglich. So können die beiden Innen­ zahnkränze 28 gleiche Zahnzahl aufweisen, dann müssen die beiden Außen­ zahnkränze 30 unterschiedliche Zahnzahl haben. Es können auch die beiden Innenzahnkränze 28 ungleiche Zahnzahl und die beiden Außenzahnkränze 30 unterschiedliche Zahnzahl haben.

Die Außenzahnkränze 30 sind innerhalb der Innenzahnkränze 28 angeordnet. Sie haben einen Kopfkreisdurchmesser, der mindestens um eine Zahnhöhe kleiner ist als der Fußkreisdurchmesser des zugehörigen Innenzahnkranzes 28.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Außenzahnkränze 30 als Ringe ausgebildet, sie haben eine gemeinsame exzentrische Bohrung. In ihr ist ein Exzenter drehbar angeordnet, er ist mit der Welle 26 drehverbunden. Der Exzenter besteht aus einem Exzenterteil 34, zwei zylinderförmigen Rollkörpern 36 und einer zwischen diesen Rollkörpern 36 angeordneten Druckfeder 38 in Form einer Gummikugel.

Der Exzenterteil 34 hat im Bereich der maximalen Exzentrizität eine Auf­ nahmebucht 40 für die Rollkörper 36. Sie hat zwei Klemmflächen 42, die so verlaufend angeordnet sind, daß die beiden durch die Druckfeder 38 vonein­ ander weggedrückten Rollkörper 36 in sich in der Druckrichtung verjün­ gende Spalte gedrückt werden. Diese Spalte werden gebildet durch einer­ seits jeweils eine Klemmfläche 32 und andererseits die Innenwand der Bohrung des Außenzahnkranzes 30.

Die Aufnahmebucht 40 bildet jeweils auch eine Anschlagschulter für die Rollkörper 36 aus, sie begrenzt den maximalen Klemmweg der Rollkörper 36. Sie bildet schließlich eine zentrische Aufnahme für die als Kugel ausgebildete Feder 38 aus.

Der Exzenterteil 34 ist klappsymmetrisch. Er hat ein Loch für die Welle 26. Dieses ist nicht exakt rund, vielmehr springen Anschlagflächen von einer gedacht weitergezogenen Kreislinie nach innen vor. Auf jeder Seite sind jeweils zwei Anschlagflächen vorgesehen, sie stehen jeweils in einem stumpfen Winkel von nahe, aber kleiner als 180° zueinander. Anders ausge­ drückt ragen stumpfwinklige Spitzen in den eigentlichen Kreisbereich hin­ ein. Verbindet man die stumpfwinklige Spitze, also den Schnittpunkt der Anschlagflächen auf der einen Seite mit der Spitze, also dem Schnittpunkt der anderen Seite, so läuft die Verbindungslinie durch die Achse 24 der Welle 26.

An der Welle 26 sind zwei parallel zueinander verlaufende Abflachungen 44 ausgebildet, sie bilden gemeinsam einen Zweikant. In der Ruheposition des Taumelgelenkbeschlages liegen diese beiden Abflachungen 44 in einer Ebene, die parallel ist zur Symmetrieebene des Exzenters 32 und damit auch des Exzenterteils 34. In Fig. 3 ist letztere Ebene, die rechtwinklig zur Zeichnungsebene verläuft, durch die Linie 46 angedeutet.

Dem Exzenter 32 sind zwei Mitnehmer 48 zugeordnet, die beidseits des Ex­ zenterteils 32 angeordnet sind und im zusammengebauten Zustand an diesem unter Ausbildung einer Schichtanordnung anliegen. Die Mitnehmer 48 sind etwa wappenförmig, sie haben Mitnehmernasen und eine dem Zweikant aus den Abflachungen 44 entsprechende Ausnehmung. Dadurch sind sie schlupf­ frei mit der Welle 26 drehverbunden. Jede Mitnehmernase ist, wie insbe­ sondere Fig. 3 zeigt, bei in Klemmstellung befindlichen Rollkörpern 36 in unmittelbarer Nähe eines Rollkörpers 36. Eine Drehbewegung der Welle 26 führt anfänglich nur zu einer Verdrehung der Mitnehmer 48. Bei jeder Drehrichtung schlägt eine der beiden Mitnehmernase an den jeweils be­ nachbarten Rollkörper 36, während sich die andere von ihrem zugeordneten Rollkörper entfernt.

Aufgrund der beschriebenen Anordnung der Klemmflächen 42 würde nun bei einer in den Exzenterteil 34 eingeleiteten Drehbewegung gleicher Richtung derjenige Rollkörper 36 sperren, der durch die benachbarte Mitnehmernase freigedrückt wird. Dieses Freidrücken erfolgt, bevor die Drehbewegung der Welle 26 auf das Exzenterteil 34 übertragen werden kann. Dieser Schlupf wird durch die beschriebene Ausführung der Anschlagflächen erreicht. Durch die Anschlagflächen wird nämlich bewirkt, daß erst nach einer Drehbewegung der Welle 26 um wenige Grad, beispielsweise drei bis acht Grad, der Exzenterteil 34 mitgenommen wird. Aufgrund der Klappsymmetrie laufen die beschriebenen Bewegungen in beiden Drehrichtungen gleich ab.

Es sind auch andere Kupplungen zwischen Welle 26 und Exzenterteil 34 möglich, sofern erreicht wird, daß erst nach einem gewissen Drehwinkel der Welle 26 der Exzenterteil 34 mitgedreht wird. Vorausgesetzt ist dabei, daß die Mitnehmer 48 schlupffrei mit der Welle 26 drehverbunden sind, so daß bei einer Drehbewegung der Welle 26 die Mitnehmer 48 mit ihren Mitnehmernasen zunächst den jeweils in der Drehrichtung klemmenden Rollkörper 36 freidrücken können, bevor die Drehbewegung des Exzenter­ teils 34 erfolgt.

Wie insbesondere Fig. 3 zeigt, ist der Exzenterteil 34 im wesentlichen kreisförmig. Er ist so gearbeitet, daß er beidseits der Linie 46 an der Bohrung des Außenzahnkranzes 30 anliegt. Unten (Fig. 3) bleibt ein mond­ förmiger Spalt zwischen Exzenterteil 34 und der genannten Bohrung frei, um u. a. eine gewisse Bewegung des Exzenterteils 34 in Richtung der Linie 46 zuzulassen. Oben, also im Bereich maximaler Exzentrizität, liegt nicht das Exzenterteil 34, sondern liegen die Rollkörper 36 an der Bohrung des Außenzahnkranzes 30 an und sorgen mit der sie belastenden Druckfeder 38 und aufgrund der Wahl der Geometrie der Klemmflächen für einen Spiel­ ausgleich, so daß ein spielfreier Eingriff zwischen Innenzahnkranz 28 und Außenzahnkranz 30 erzwungen wird.

Claims (10)

1. Taumelgelenkbeschlag für einen verstellbaren Fahrzeugsitz, insbesonde­ re für ein Rückenlehnengelenk, mit einem ersten und einem zweiten Ge­ lenkarm (20, 22) sowie mit einem zwischen diesen angeordneten Getriebe, das einen Innenzahnkranz (28), einen mit diesem im Eingriff stehenden Außenzahnkranz (30), der sich innerhalb des Innenzahnkranzes (28) be­ findet und einen Kopfkreisdurchmesser hat, der mindestens um eine Zahnhöhe kleiner ist als der Fußkreisdurchmesser des Innenzahnkranzes (28), und einen Exzenter (32) aufweist, der an einem der Zahnkränze (28 oder 30) anliegt), die Zahnkränze (28 oder 39) in Eingriff miteinander belastet, mit einer Welle (26) drehverbunden ist und eine der Differenz von Fuß- und Kopfkreisdurchmesser angepaßte Exzentrizität hat, wobei der Exzenter (32) mit einer Einrichtung zum Ausgleichs des Spiels ver­ sehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Exzenter (32) im Bereich seines Exzen­ terhöchstpunktes eine Aufnahmebucht (40) ausbildet, die in Gegenrich­ tung zueinander verlaufende Klemmflächen (42) aufweist, daß Rollkörper (36) vorgesehen sind, die an diesen Klemmflächen (42) anliegen, daß mindestens eine Feder (38) die Rollkörper (36) elastisch so vorbelastet, daß sie sowohl an den Klemmflächen (42) als auch am benachbarten Zahnkranz (28 oder 30) anliegen, und daß ein Mitnehmer (48) vorgesehen ist, der bei einer Drehbewegung der Welle (26) zunächst den mindestens einen, in Drehrichtung sperrenden Rollkörper (36) aus seiner Klemmstel­ lung freidrückt, bevor der Exzenter (32) gedreht wird.

2. Taumelgelenkbeschlag nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (26) mindestens eine Abflachung (44) aufweist, daß der Mitnehmer (48) mit der Welle (26) drehverbunden ist und daß ein Exzenterteil (34) des Exzenters (32) ein Loch aufweist, das von der Welle (26) durchgrif­ fen wird und der Abflachung (44) benachbarte, in einem stumpfen Win­ kel kleiner 180° zueinander ausgerichtete Mitnehmerflächen hat.

3. Taumelgelenkbeschlag nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Mitnehmer (48) vorgesehen sind, zwischen denen ein Exzenterteil (32) angeordnet ist.

4. Taumelgelenkbeschlag nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Rollkörper (36) vorgesehen sind.

5. Taumelgelenkbeschlag nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Rollkörpern (36) eine Druckfeder (38) angeordnet ist.

6. Taumelgelenkbeschlag nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollkörper (36) als Rollen ausgeführt sind.

7. Taumelgelenkbeschlag nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Gehäuse hat, das durch die Gelenkarme (20, 22) gebildet wird.

8. Taumelgelenkbeschlag nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß beide Gelenkarme (20, 22) jeweils einen Innenzahnkranz (28) ausbilden, wobei die beiden Innenzahnkränze (28, 30) entweder gleiche (1. Alterna­ tive) oder unterschiedliche (2. Alternative) Zahnzahl aufweisen, und daß zwei miteinander verbundene Außenzahnkränze (30) vorgesehen sind, von denen der eine mit dem Innenzahnkranz (28) des ersten Gelenkarms (20) und der andere mit dem Innenzahnkranz (28) des zweiten Gelenkarms (22) in Eingriff ist und beide Außenzahnkränze (22) entweder (1. Alternative) ungleiche Zahnzahl haben oder (2. Alternative) gleiche Zahnzahl aufwei­ sen.

9. Taumelgelenkbeschlag nach Anspruch 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß in Ruheposition des Taumelgelenkbeschlages die Abflachung (44) in einer Ebene (46) liegt, die parallel zu einer Ebene (46) verläuft, die einerseits durch die Achse (24) der Welle (26) und andererseits durch den Mittelpunkt einer Verbindungsachse der beiden Rollkörper (36) de­ finiert ist.

10. Taumelgelenkbeschlag nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Aufnahmebucht (40) beidseits des Exzenterhöchstpunktes befin­ det.