DE19508328A1 - Sperrvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Sperrvorrichtung zum formschlüssigen Verriegeln von zwei relativ zueinander längs einer vorgegebenen Bahn verstellbaren Teilen, insbesondere Teilen einer Einstellvorrichtung für Fahrzeugsitze, welche die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruches 1 aufweist.

Die bekannten Sperrvorrichtungen dieser Art, die in Lehneneinstellern von Kraftfahrzeugsitzen verwendet werden und die in ihrer Neigung veränderbare Rückenlehne in den wählbaren Neigungslagen formschlüssig verriegeln, weisen den Vorteil auf, daß eine schnelle Einstellung der Lehne auch über größere Winkel möglich ist, weil beim Lösen der Sperrvorrichtung durch eine Betäti­ gung einer Hand habe alle Sperrelemente in die Entriegelungsstellung bewegt werden und dadurch den die Rückenlehne tragenden oberen Beschlagteil frei geben. Vorteilhaft ist ferner, daß für den Einstellvorgang an der Handhabe nur eine relativ geringe Leistung aufgebracht werden muß, da diese Leistung nur für die Betätigung der Rastelemente benötigt wird, nicht aber für die Schwenkbewegung der Rückenlehne. Für eine Schwenkbewegung der Rücken­ lehne nach vorne ist eine vorgespannten Feder vorgesehen und für eine Schwenkbewegung nach hinten drückt der Sitzbenutzer mit seinem Rücken gegen die Lehne. Nachteilig ist bei diesen auch als Rastsysteme bezeichneten Sperrvorrichtungen, daß die Lehne beim Einstellen nicht gesperrt ist, bei einem Unfall während des Einstellens den Sitzbenutzer also nicht abstützen kann, eine feinstufige Einstellbarkeit aufwendig zu realisieren ist und bei kleinen Winke­ länderungen der Lehne die entsprechenden Raststellungen leicht überfahren werden können.

Frei von diesen Nachteilen sind bekannte Lehneneinsteller für Fahrzeugsitze, deren beide relativ zueinander verschwenkbaren Beschlagteile über ein selbst­ hemmendes Planetengetriebe miteinander gekuppelt sind. Die Lehne ist des­ halb stufenlos einstellbar und ständig, also auch während eines Einstell­ vorganges, formschlüssig gesperrt. Nachteilig ist jedoch, daß die für die Schwenkbewegung der Lehne erforderliche Leistung am Handrad aufgebracht werden muß und daß zur Verminderung des am Handrad aufzubringenden Drehmomentes in der Regel eine hohe Übersetzung des Getriebes gewählt wird, was zur Folge hat, daß bei größeren Einstellbewegungen eine entspre­ chend große Anzahl von Handradumdrehungen notwendig ist, was den Ein­ stellvorgang erschwert und verlängert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sperrvorrichtung zu schaffen, welche möglichst weitgehend die Vorteile dieser bekannten Sperrvorrichtungen in sich vereinigt und deren Nachteile möglichst weitgehend vermeidet. Diese Aufgabe löst eine Sperrvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1.

Die relativ zueinander bewegbaren Teile, denen die Sperrvorrichtung zugeord­ net ist, sind stets, also auch während eines Einstellvorganges, formschlüssig verriegelt, weil stets wenigstens eines der Sperrelemente in zumindest unvoll­ ständigem Eingriff mit einer der Rastöffnungen ist. Ferner ist eine stufenlose Änderung der Einstellage der beiden Teile möglich, weil sich die Positionen der Rastelemente stufenlos ändern lassen und mit jeder Änderung dieser Positionen auch eine Änderung der Position der beiden Teile verbunden ist. Die am Steuerglied aufzubringende Leistung ist sehr gering, da sie nur der Steuerung der Rastelemente dient. Außerdem kann die erforderliche Bewegung des Steuer­ gliedes sehr gering gehalten werden, so daß auch größere Relativbewegungen der beiden Teile relativ schnell ausgeführt werden können.

Ohne zusätzlichen Aufwand, nämlich nur durch die Wahl einer entsprechen­ den Form der Rastöffnungen und der Rastelemente sowie der Anordnung letzte­ rer bezüglich der Rastöffnungen, kann man eine praktisch spielfreie Verriege­ lung der beiden Teile in jeder Position und auch in jeder der beiden entgegen­ gesetzten Bewegungsrichtungen erreichen.

Damit ein Verklemmen der Sperrelemente in den Rastöffnungen ausgeschlossen ist und die Sperrelemente nicht mittels des Steuergliedes aus den Rastöffnungen herausbewegt werden müssen, sondern diese Bewegung durch die auf die Teile ausgeübte Einstellkraft bewirkt wird, ist zweckmäßigerweise keine Selbsthem­ mung vorhanden zwischen den Sperrelementen und den Rastöffnungen. Es bedarf dann auch keiner zusätzlichen Maßnahmen, um sicherzustellen, daß die Rastelemente stets spielfrei an der Steuerkurve abgestützt sind.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Abstützung der Rastelemente in allen Bereichen der Steuerkurve selbsthemmend. Man kann aber auch, sofern dies ausreichend ist, eine Selbsthemmung nur in einzelnen Abschnitten der Steuerkurve vorsehen. Bei einer Belastung der beiden zu verriegelnden Teile kann es dann allenfalls zu einer Bewegung des Steuergliedes bis in eine Posi­ tion kommen, in welcher Selbsthemmung vorhanden ist. Selbstverständlich kann dann, wenn zwischen den Rastelementen und der Steuerkurve keine Selbsthemmung vorhanden ist, dem Steuerglied eine Bremse zugeordnet sein, welche das Steuerglied blockiert und nur während der Betätigung eines zuge­ ordneten Handgriffes oder dergleichen freigibt.

Die Steuerkurve kann so ausgebildet sein, daß alle Rastelemente unter­ schiedliche Positionen einnehmen. Die Steuerkurve kann aber auch zumindest zwei aufeinanderfolgende Abschnitte aufweisen, die gleich ausgebildet sind. Dadurch läßt sich erreichen, daß jeweils mindestens zwei Rastelemente eine gleiche Position einnehmen, also beispielsweise in vollständigem Eingriff mit je einer Rastöffnung sind. Hierdurch läßt sich in einfacher Weise die Belastbarkeit der Sperrvorrichtung vervielfachen.

Aus Platzgründen kann es zweckmäßig oder notwendig sein, die Rastelemente so anzuordnen, daß sie wenigstens zwei quer zur Verstellrichtung nebenein­ anderliegende Gruppen bilden. In vielen Fällen ist es hierbei vorteilhaft, bei einer gleichen Anordnung der Rastelemente innerhalb jeder Gruppe die Grup­ pen in der Verstellrichtung gegeneinander versetzt anzuordnen. Hierdurch kann man den für die Rastelemente in der Verstellrichtung erforderlichen Platzbedarf erheblich verringern oder die Zahl der Rastelemente vergrößern, ohne den Platzbedarf in der Verstellrichtung entsprechend zu vergrößern.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Rastöffnungen durch die Lücken einer Verzahnung gebildet und die Rastelemente als Riegel mit einem Endabschnitt ausgebildet, dessen Form an diejenige der Verzahnung angepaßt ist.

Sind die beiden relativ zueinander bewegbaren Teile, denen die Sperrvorrich­ tung zugeordnet ist, um eine Achse schwenkbar, dann sind vorteilhafterweise sowohl die Rastelemente als auch die Rastöffnungen in radialer Ausrichtung auf je einem Kreis angeordnet, der konzentrisch zu der Achse liegt; um welche die beiden Teile relativ zueinander schwenkbar sind. Das Steuerglied kann dabei durch wenigstens eine Scheibe gebildet sein, deren Drehachse mit der Achse der beiden Teile fluchtet.

Bei der die Rastöffnungen bildenden Verzahnung kann es sich entweder um eine Außenverzahnung oder um eine Innenverzahnung handeln. In vielen Fällen wird es vorteilhaft sein, wenn die Rastöffnungen durch die Lücken in der Verzahnung eines Hohlrades gebildet sind, das drehfest mit dem einen der beiden relativ zueinander verdrehbaren Teile verbunden ist. Die radial inner­ halb der Innenverzahnung anzuordnenden, vorzugsweise riegelförmigen Rast­ elemente können dann in radialen Führungen liegen, welche am anderen Teil vorzusehende Führungskörper bilden, die eine konzentrische Anordnung zu der Innenverzahnung aufweisen. Die der Innenverzahnung abgekehrten Endflächen der Rastelemente liegen dabei vorzugsweise auf der die Steuerkurve bildenden Mantelfläche einer Steuerscheibe auf, die auf einer zur Achse der beiden Teile konzentrischen Antriebswelle angeordnet ist. Eine solche Ausbildung der Sperrvorrichtung ist sehr kompakt, konstruktiv einfach und fertigungstechnisch günstig. Dies gilt vor allem dann, wenn die Innenverzahnung einstückig mit dem einen der relativ zueinander verdrehbaren Teile und die Führungskörper einstückig mit dem anderen dieser Teile ausgebildet ist. Um die Hohlräder kostengünstig fertigen zu können, werden sie zweckmäßigerweise aus einem plattenförmigen Material hergestellt, das nur wenige Millimeter dick ist. Sofern die Belastbarkeit solcher Hohlräder nicht ausreichend sein sollte, kann man wenigstens zwei Hohlräder mit gleichen Innenverzahnung in axialer Richtung nebeneinander anordnen und drehfest miteinander verbinden. Jedem Hohlrad kann dann eine gleichgroße Gruppe von gleich ausgebildeten Riegeln zugeord­ net werden. Vorteilhaft ist die Verwendung von zwei Hohlrädern auch inso­ fern, als dann in axialer Richtung auftretende, von der Verzahnung ausgehende Kräfte ohne zusätzliche Maßnahmen kompensiert werden können. Aber auch für die Herstellung der Führungskörper, die vorteilhafterweise aus einem plat­ tenförmigen Material herausgedrückt werden, ist die Verwendung von zwei Gruppen von Riegeln vorteilhaft, weil dann auch die Führungskörper aus einem entsprechend dünneren Material geformt werden können.

Die beiden relativ zueinander verdrehbaren Teile können den oberen bzw. unteren Beschlagteil eines Gelenkbeschlages für Fahrzeugsitze bilden. Das Hohlrad oder die Hohlräder können dann einstückig mit dem einen Beschlag­ teil und die Führungskörper einstückig mit dem anderen Beschlagteil ausge­ bildet sein.

Die erfindungsgemäße Sperrvorrichtung ist aber auch für relativ zueinander translatorisch bewegbare Teile verwendbar. Die Rastöffnungen und die Rast­ elemente sind dann in je einer endlichen Reihe angeordnet. Das Steuerglied kann dabei als ein translatorisch in der Verstellrichtung der beiden Teile be­ wegbarer Schieber ausgebildet sein. Man kann aber auch ein Steuerglied vorse­ hen, das als ein Rotationskörper ausgebildet ist, der um eine parallel zur Verstellrichtung der beiden Teile verlaufende Achse drehbar ist. Die Steuerkur­ ve wird dann durch zumindest einen Teilbereich der Mantelfläche dieses drehbaren Steuergliedes gebildet.

Im folgenden ist die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen im einzelnen erläutert. Es zeigen

Fig. 1 einen Längsschnitt eines ersten Ausführungsbeispiels nach der Linie I-I der Fig. 2,

Fig. 2 einen Querschnitt des ersten Ausführungsbeispiels nach der Linie II-II der Fig. 1,

Fig. 3 einen Querschnitt entsprechend Fig. 2 einer ersten Abwand­ lung des ersten Ausführungsbeispiels,

Fig. 4 einen Querschnitt entsprechend Fig. 2 einer zweiten Abwand­ lung des ersten Ausführungsbeispiels,

Fig. 5 einen Längsschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels nach der Linie V-V der Fig. 6 und 7,

Fig. 6 einen Querschnitt nach der Linie VI-VI der Fig. 5,

Fig. 7 einen Querschnitt nach der Linie VII-VII der Fig. 5,

Fig. 8 eine schematisch dargestellte Ansicht eines Ausführungsbei­ spiels für linear verschiebbare Teile,

Fig. 9a-9g schematisch dargestellte Teilansichten eines zweiten Ausfüh­ rungsbeispiels für linear bewegbare Teile.

Ein mit einem ersten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Sperrvorrich­ tung kombinierter Gelenkbeschlag zum Verbinden der Rückenlehne eines Kraftfahrzeugsitzes mit der tragenden Struktur des Sitzteils weist einen mit letzterem zu verbindenden unteren Beschlagteil 1 und einen mit der tragenden Struktur der Rückenlehne zu verbindenden oberen Beschlagteil 2 auf. Ein Antriebsbolzen 3 ist in diesen beiden Beschlagteilen 1 und 2 gelagert. Letztere sind auf dem Antriebsbolzen 3 axial nebeneinander angeordnet und weisen dank ihrer plattenförmigen Ausbildung Flächenbereiche auf, in denen sie in einer den Antriebsbolzen 3 im Abstand umgebenden Ringzone aneinander anliegen.

Die innere Randzone des am unteren Beschlagteil 1 anliegenden Flächenberei­ ches des oberen Beschlagteils 2 wird durch eine einstückig mit letzterem ausgebildete Innenverzahnung 4 gebildet, die im Ausführungsbeispiel fünfzehn Zähne aufweist. Der obere Beschlagteil 2 bildet also ein Hohlrad, wobei, wie Fig. 1 zeigt, der die Innenverzahnung 4 tragende und zwischen dieser und dem Antriebsbolzen 3 liegende zentrale Bereich des oberen Beschlagteiles 2 um die Dicke der Zähne der Innenverzahnung 4 in axialer Richtung vom unteren Beschlagteil 1 weg versetzt liegt. In den dadurch zwischen dem zentralen Bereich des oberen Beschlagteils 2 und dem unteren Beschlagteil 1 vorhande­ nen, zum Antriebsbolzen 3 konzentrischen Ringraum 6 ragen sieben aus dem unteren Beschlagteil 1 herausgedrückte Führungskörper 5, die, wie Fig. 2 zeigt, gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilt angeordnet sind sowie alle die gleiche Form und Größe, und zwar die Form eines Kreisringsektors, haben. Der Durch­ messer der zum Antriebsbolzen 3 konzentrischen Zylinderfläche, in welcher die äußere Begrenzungsfläche der Führungskörper 5 liegt, ist nur geringfügig kleiner als der Kopfkreisdurchmesser der Innenverzahnung 4, da diese äußere Begrenzungsfläche des Führungskörpers 5 zusammen mit den Kopfflächen der Zähne der Innenverzahnung 4 ein Gleitlager bilden, das den oberen Beschlag­ teil 2 auf dem unteren Beschlagteil 1 lagert. In axialer Richtung haben die Füh­ rungskörper 5 eine an die axiale Abmessung des Ringraumes 6 angepaßte Abmessung.

Die Führungskörper 5 bilden sieben gleich ausgebildete, radial verlaufende Führungen für sieben gleich ausgebildete, flachschienenförmige Riegel 7. Diese Riegel 7 sind praktisch spielfrei in den Führungen axial verschiebbar geführt. Wie Fig. 2 zeigt, haben sie mit den Führungskörpern 5 zusammenwirkende, parallel verlaufende Seitenflächen und einen äußeren Endabschnitt, der bis auf das abgerundete freie Ende an die parabelartige Querschnittsform der Zahnlüc­ ken 8 der ausgeführten Innenverzahnung 4 angepaßt ist. In axialer Richtung haben die Riegel 7 die gleiche Abmessung wie die Führungskörper 5, so daß sie von den den Ringraum 6 in axialer Richtung begrenzenden Flächenberei­ chen des unteren Beschlagteiles 1 und des oberen Beschlagteiles 2 geführt werden. Das innere Ende der Riegel 7 hat die Form eines stumpfen Keiles, dessen freies Ende in der durch die innere Begrenzungsfläche der Führungs­ körper 5 definierten Zylinderfläche liegt, wenn der Riegel 7 vollständig in eine der Zahnlücken 8 eingreift.

Im Ringraum 6 ist eine vom Antriebsbolzen 3 getragene und mit ihm drehfest verbundene, plattenförmige Kurvenscheibe 9 angeordnet, deren Mantelfläche die Steuerkurve 9′ bildet. An dieser Steuerkurve 9′ liegen ständig alle Riegel 7 mit ihrer radial nach innen weisenden Stirnfläche an.

Wie Fig. 2 zeigt, hat die Steuerscheibe 9 die Kontur eines Eies, wobei im Ausführungsbeispiel der Bereich mit dem kleinsten Krümmungsradius einen wesentlich größeren Abstand vom Zentrum des Antriebsbolzens 3 hat als der dazu diametral liegende Bereich mit dem größten Krümmungsradius. Der Verlauf der Steuerkurve 9′ ist so gewählt, daß dann, wenn die den größten Abstand vom Zentrum des Antriebsbolzens 3 aufweisende Stelle 9′′ auf die Mitte eines der Riegel 7 ausgerichtet ist, dieser in vollständigem Eingriff in eine der Zahnlücken 8 ist, welche je eine Rastöffnung bilden. Der Abschnitt der Steuerkurve 9′, der den größten Krümmungsradius hat, hält den oder die an ihm anliegenden Riegel 7 in einer radialen Position, in welcher das freie Ende des Riegels auf dem Kopfkreisdurchmesser der Innenverzahnung 4 liegt. Im Ausführungsbeispiel liegen diese beiden Riegel, die wie der in vollem Eingriff mit einer der Zahnlücken 8 stehende Riegel mit ihrem nach innen weisenden Keilende an der Steuerkurve 9′ anliegen, am Kopf von zwei durch einen Zahn voneinander getrennten Zähnen an. Die übrigen Riegel 7 liegen mit ihren Keilflächen an der Steuerkurve 9′ an und greifen nur unvollständig in je eine der Zahnlücken 8 ein, wobei die dem vollständig eingreifenden Riegel 7 be­ nachbarten Riegel 7 tiefer in die Zahnlücken 8 hineinragen als die beiden anderen Riegel 7.

Unabhängig von der Eindringtiefe der Riegel 7 in die Zahnlücken 8 ist zwi­ schen den die Zahnlücken 8 begrenzenden Zahnflanken und den Riegeln 7 keine Selbsthemmung vorhanden. Hingegen ist in jeder Stellung der Kurven­ scheibe 9 zwischen deren Steuerkurve 9′ und den an ihr anliegenden Flächen­ bereichen der Riegel 7 Selbsthemmung oder Formschluß vorhanden. Den Fall eines Formschlusses ohne die Kurvenscheibe 9 antreibendes Moment zeigt Fig. 2.

Der untere Randbereich des oberen Beschlagteiles 2 wird von einer Klammer 10 des unteren Beschlagteils 2, der obere Randbereich des unteren Beschlag­ teils 1 von einer entsprechenden Klammer 10 des oberen Beschlagteils 2 übergriffen, um die Beschlagteile zusammenzuhalten und zu verhindern, daß die Riegel 7 in axialer Richtung aus den Zahnlücken 8 herausgedrückt werden können.

In jeder beliebigen Drehstellung der Kurvenscheibe 9, welche mittels eines drehfest auf dem Antriebsbolzen 3 angeordneten, nicht dargestellten Handrades gedreht werden kann, und in jeder Winkellage des oberen Beschlagteiles 2 bezüglich des unteren Beschlagteiles 1 sind beide Beschlagteile formschlüssig und praktisch spielfrei verriegelt, weil stets entweder einer der Riegel 7 voll­ ständig oder wenigstens zwei der Riegel 7 unvollständig in Eingriff mit den Zahnlücken 8 sind, und zwar derart, daß der eine Riegel 7 mit seiner einen seitlichen Flanke und der andere mit seiner anderen seitlichen Flanke an zwei der die Zahnlücken 8 begrenzenden Zahnflanken der Innenverzahnung 4 anliegen.

Soll die Winkellage des oberen Beschlagteils 2 relativ zum unteren Beschlagteil 1 beispielsweise in Richtung des Pfeiles 11 in Fig. 2 verändert werden und wird deshalb auf den oberen Beschlagteil 2 ein Drehmoment in Richtung des Pfeiles 11 ausgeübt, dann führt eine Drehbewegung der Steuerscheibe 9 in derselben Drehrichtung dazu, daß derjenige Riegel 7, der zuvor in vollem Eingriff mit einer Zahnlücke 8 war, aus dieser mehr und mehr herausgedrückt wird, während die beiden in der Drehrichtung vorauseilenden Riegel 7 weiter in diejenigen beiden Zahnlücken 8 hineingeschoben werden, auf die sie ausge­ richtet sind. Die beiden nacheilenden Riegel 7 werden ebenfalls noch weiter aus den Zahnlücken 8 herausgeschoben. Auch während dieser Verschiebung der Riegel 7 bleibt die Verriegelung praktisch spielfrei und formschlüssig. Nach jeweils 1/7 einer vollständigen Umdrehung der Kurvenscheibe 9 steht der nächste Riegel in vollem Eingriff mit einer der Zahnlücken 8, und der obere Be­ schlagteil 2 ist um denjenigen Teil einer vollen Umdrehung geschwenkt wor­ den, der gleich dem Produkt aus der Zahl der Riegel 7′ und der Zahl der Zähne der Innenverzahnung 4 ist, im Ausführungsbeispiel also um etwa 3,4°.

Die in Fig. 3 dargestellte Abwandlung des ersten Ausführungsbeispiels unter­ scheidet sich von diesem außer der erhöhten Anzahl von Zähnen der Innen­ verzahnung 14 und der erhöhten Anzahl von Riegeln 17 nur dadurch, daß die Kurvenscheibe 19 sowohl zu der in Fig. 3 in vertikaler Richtung verlaufenden Achse als auch zu der im rechten Winkel dazu verlaufenden Achse symme­ trisch ausgebildet ist, d. h. zwei diametralliegende Hochpunkte 19′′ hat. Da sowohl die Anzahl der Zahnlücken 18 als auch die Anzahl der Riegel 17 geradzahlig ist, sind immer diejenigen beiden Riegel 17 in vollem Eingriff mit den Zahnlücken 18, auf welche die beiden Hochpunkte 19′′ ausgerichtet sind. Die Belastbarkeit der Sperrvorrichtung ist deshalb bei dieser Abwandlung größer als bei der Ausführung gemäß den Fig. 1 und 2.

Letzteres gilt,auch für die in Fig. 4 dargestellte Abwandlung, die eine durch drei teilbare Anzahl von Zahnlücken 28 einer Innenverzahnung 24 und eine kleinere, ebenfalls durch drei teilbare Anzahl von Riegeln 27 aufweist. Im Ausführungsbeispiel hat die Innenverzahnung 24 des im übrigen nicht darge­ stellten Hohlrades siebenundzwanzig Zahnlücken 28. Innerhalb dieser Innen­ verzahnung 24 sind zwölf Riegel 27 radial verschiebbar angeordnet. Der wesentliche Unterschied der Abwandlung gemäß Fig. 7 im Vergleich zu der Ausführungsform gemäß Fig. 1 und 2 besteht darin, daß die Steuerscheibe 29, auf deren Steuerkurve 29′ alle Riegel 27 abgestützt sind, drei gleich ausgebilde­ te Abschnitte hat, wodurch sich Winkelpositionen der Steuerscheibe 29 erge­ ben, in denen, wie Fig. 4 zeigt, drei der Riegel 27 in vollem Eingriff mit je einer der Zahnlücken 28 sind und drei andere Riegel 27 auf den Kopf je eines Zahnes der Innenverzahnung 24 ausgerichtet sind.

Der Durchmesser der Verzahnung, mit der die Riegel zusammenwirken, hängt von der Breite und der Anzahl der Zahnlücken und diese wiederum von der Breite und Anzahl der Riegel ab. Vor allem dann, wenn die Verzahnung als Innenverzahnung ausgeführt ist und die Riegel innerhalb dieser Innenverzah­ nung angeordnet werden müssen, führt deshalb, wie ein Vergleich der Fig. 3 und 2 zeigt, eine Erhöhung der Zahl der in einer Radialebene angeordneten Riegel zu einer Vergrößerung des Durchmessers der Innenverzahnung und damit auch zu einer Vergrößerung beispielsweise des Gelenkbeschlages, der mit Hilfe der Innenverzahnung und der Riegel gesperrt wird.

Man kann jedoch die Zahl der Riegel vergrößern, beispielsweise verdoppeln, ohne auch den Durchmesser der Innenverzahnung entsprechend vergrößern zu müssen, wenn man wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 5 bis 7 die Riegel in zwei axial nebeneinander liegenden Radialebenen anordnet. Zwar vergrößert sich hierdurch der Raumbedarf in axialer Richtung. Dies ist in der Regel jedoch nicht störend.

Bei dem in den Fig. 5 bis 7 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel handelt es sich wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 1 und 2 um einen Gelenkbeschlag zum Verbinden der Rückenlehne eines Kraftfahrzeugsitzes mit der Struktur des Sitzteils. Der Gelenkbeschlag weist deshalb einen mit der Struktur des Sitzteils zu verbindenden unteren Beschlagteil 101 und einen mit der tragenden Struktur der Rückenlehne zu verbindenden oberen Beschlagteil 102 auf, welcher über ein wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 1 und 2 ausgebildetes Gleitlager auf dem unteren Beschlagteil 101 gelagert ist. Wie insbesondere Fig. 5 erkennen läßt, besteht der untere Beschlagteil 101 aus zwei in axialem Abstand nebeneinander angeordneten Platten 101′ und 101′′, in welchen drehbar ein Antriebsbolzen 103 gelagert ist, der außerdem drehbar im oberen Beschlagteil 102 gelagert ist. Der axiale Abstand dieser beiden Platten 101′ und 101′′ ist gleich der Dicke des zwischen sie eingreifenden oberen Beschlagteils 102. Die in Fig. 7 teilweise sichtbare Platte 101′ weist wie der untere Beschlagteil 1 des Ausführungsbeispiels gemäß den Fig. 1 und 2 in konzentrischer Anordnung zum Antriebsbolzen 103 sieben kreisringsektorförmi­ ge Führungskörper 105 auf, welche gegen die andere Platte 101′′ hin um einen Betrag vorspringen, der gleich der halben Dicke des oberen Beschlagteils 102 ist, wie Fig. 5 zeigt. Diese Führungskörper 105 bilden sieben radial verlaufen­ de, parallelflankige Führungen für sieben Riegel 107. Die andere Platte 101′′ unterscheidet sich von der Platte 101′ nur dadurch, daß ihre Führungskörper 105 gegenüber denjenigen der Platte 101′ in Umfangsrichtung um eine halbe Zahnteilung der Innenverzahnung 104 des oberen Beschlagteils 102 versetzt sind.

Die Innenverzahnung 104, welche sich in axialer Richtung über die gesamte Dicke des oberen Beschlagteils 102 erstreckt, bildet im Ausführungsbeispiel V-ähnliche Zahnlücken 108 mit ausgerundetem Grund. Entsprechend sind die Zahnköpfe abgerundet, die eine zum Antriebsbolzen 103 konzentrische Zylin­ derfläche definieren. Die jeweils sieben Riegel 107, welche in den von den beiden Platten 101′ und 101′′ gebildeten Führungen angeordnet sind, sind im Bereich ihres für den Eingriff in die Zahnlücken 108 bestimmten Endabschnittes an die Form der Zahnlücken 108 angepaßt.

Der obere Beschlagteil 102 ist nicht direkt auf dem Antriebsbolzen 103 gela­ gert, sondern auf den Führungskörpern 105, an deren äußerer Mantelfläche die Zähne der Innenverzahnung 104 spielfrei anliegt. Die von den Führungskör­ pern 105 der Platte 101′ geführten Riegel 107 liegen mit ihrem gegen den Antriebsbolzen 3 weisenden Ende an der durch die Mantelfläche einer ersten Kurvenscheibe 109 gebildeten Steuerkurve 109′ an, welche drehfest mit dem Antriebsbolzen 103 verbunden ist. Eine gleich ausgebildete zweite Kurven­ scheibe 109, die direkt neben der ersten Steuerkurve 109 drehfest auf dem Antriebsbolzen 103 angeordnet ist, bildet mit ihrer Mantelfläche eine zweite Steuerkurve 109′, an welcher die Riegel 107 anliegen, welche von den Füh­ rungskörpern 105 der Platte 101′′ geführt werden. Die zweite Steuerscheibe 109 unterscheidet sich von der ersten Steuerscheibe 109 nur dadurch, daß sie um eine halbe Zahnteilung der Innenverzahnung 104 in der gleichen Richtung verdreht ist wie die Führungskörper 105 der zweiten Platte 101′′.

Hinsichtlich ihrer Wirkungsweise unterscheidet sich das Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 5 bis 7 nicht von dem Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 1 und 2. Deshalb wird insoweit auf die dort gemachten Ausführungen Bezug genommen. Es ist nur die Zahl der Riegel 107 größer, die ständig in unvoll­ ständigem oder vollständigem Eingriff mit den Zahnlücken 108 sind.

Daß die erfindungsgemäße Sperrvorrichtung auch für translatorisch relativ zueinander verschiebbare Teile geeignet ist, zeigt das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 8. Der erste Teil ist mit 201, der zweite Teil mit 202 gekennzeich­ net. Letzterer weist auf der ersterem zugekehrten Seite eine Zahnstange 204 auf, welche Zahnlücken 208 bildet. Die ebene Kopffläche der Zähne der Zahnstange 204 definieren eine zur Bewegungsrichtung parallel verlaufende Ebene. Am ersten Teil 201 sind Führungskörper 205 vorgesehen, welche in der von der Zahnstange 204 definierten Ebene liegen und rechtwinklig zur Längs­ erstreckung der Zahnstange 204 verlaufende Führungen für Riegel 207 bilden, deren für den Eingriff in die Zahnlücken 208 der Zahnstange 204 bestimmter Endabschnitt bis auf die Abrundung des freien Endes an das Profil der Zahnlüc­ ken 208 angepaßt ist. Der Abstand zweier benachbarter Riegel 207 vonein­ ander ist, wie Fig. 8 zeigt, etwas größer als der Abstand zweier benachbarter Zahnlücken 208, der gleich der Zahnteilung der Zahnstange 204 ist. Mit zur Bewegungsrichtung der Zahnstange 204 paralleler Drehachse 212 ist drehbar am ersten Teil 201 ein als Rotationskörper ausgebildeter Steuerkörper 209 gelagert, dessen Mantelfläche die Steuerkurven 209 für alle Riegel 207 bildet. Der Verlauf dieser Steuerkurven ist so gewählt, daß in jeder Drehstellung des Steuerkörpers 209 die beiden Teile 201 und 202 spielfrei und formschlüssig in ihrer Einstellrichtung miteinander verbunden sind. Wie bei den zuvor beschrie­ benen Ausführungsbeispielen wird dies dadurch erreicht, daß in jeder Dreh­ stellung des Steuerkörpers 209 zumindest zwei Flanken der in Eingriff mit den Zahnlücken 208 tretenden Endabschnitte der Riegel 207 an zwei entgegenge­ setzt gerichteten Zahnflanken der Zahnstange 204 spielfrei an liegen und trotz der selbsthemmungsfreien Anlage die beiden Teile 201 und 202 formschlüssig verriegeln, weil die Riegel 207 selbsthemmend auf der Steuerkurve aufliegen und die Längsachse der Riegel 207 die Drehachse 212 rechtwinklig schneidet.

Wie Fig. 9a zeigt, kann man auch mehrere, im Ausführungsbeispiel sechs Zahnstangen 304a-304f nebeneinander anordnen, welche alle eine gleiche Verzahnung haben, jedoch in ihrer Längsrichtung gegeneinander versetzt sind, und zwar um den der Zahl der Zahnstangen entsprechenden Teil der Zahn­ teilung T.

Jeder der Zahnstangen 304a-304f ist ein Riegel 307 zugeordnet. Alle Riegel 307 sind gleich ausgebildet und ohne Versetzung in Längsrichtung der Zahn­ stangen nebeneinander angeordnet, so daß jeder auf eine der Zahnstangen 304a-304f ausgerichtet ist. Alle Riegel 307 sind auf je einer Steuerscheibe 309a-309f abgestützt, die axial nebeneinander auf einem Antriebsbolzen drehfest angeordnet sind, dessen Längsachse im rechten Winkel zur Längser­ streckung der Zahnstangen 304a-304f verläuft. Die Steuerscheiben 309a- 309f sind alle gleich ausgebildet und gegeneinander um einen Drehwinkel versetzt, der dem durch die Anzahl der Steuerscheiben entsprechenden Bruch­ teil eines Winkels von 360° entspricht, also im Ausführungsbeispiel 60° be­ trägt.

Die Fig. 9b-9f zeigen die durch die Versetzung der Zahnstangen 304a-304f bedingte unterschiedliche Ausrichtung der Riegel 307 auf die jeweils zugeord­ nete Zahnstange in einer willkürlich gewählten Stellung der relativ zueinander verschiebbaren Teile, denen die Zahnstangen und die Riegel zugeordnet sind. In dieser Stellung sind die den Zahnstangen 304a und 304f zugeordneten Riegel 307 voll im Eingriff, während die den Zahnstangen 304b und 304g zugeordneten Riegel 307 nur unvollständig in eine der Zahnlücken 308 ein­ greifen und dabei mit ihrer linken bzw. rechten Flanke an einem der Zähne spielfrei anliegen.

Auch dieses Ausführungsbeispiel ergibt eine praktisch spielfreie und in jeder Winkelstellung der Steuerscheiben 309 formschlüssige Verriegelung. Zum Ausgleich von Fertigungstoleranzen, die eine vollständige Spielfreiheit verhin­ dern, kann man eine Federkraftbelastung vorsehen, die auf die bei der Benut­ zung des Sitzes auftretende Belastung abgestimmt sein kann.

Claims (19)

1. Sperrvorrichtung zum formschlüssigen Verriegeln von zwei relativ zuein­ ander längs einer vorgegebenen Bahn verstellbaren Teilen, insbesondere Teilen einer Einstellvorrichtung für Fahrzeugsitze, wobei

• a) der eine Teil wenigstens eine sich in der Verstellrichtung erstrecken­ de Reihe von gleich ausgebildeten und in gleichen Abständen von­ einander angeordneten Rastöffnungen aufweist,
• b) am anderen Teil Sperrelemente verschiebbar geführt sind, von denen jedes zwischen einer Position, in welcher es in vollem Eingriff mit einer der Rastöffnungen ist, und einer Position bewegbar ist, in welcher es außer Eingriff mit einer der Rastöffnungen ist,
• c) die Anordnung der Sperrelemente bezüglich der Rastöffnungen so gewählt ist, daß in jeder wählbaren Einstellung wenigstens eines der Sperrelemente zumindest in unvollständigem Eingriff mit einer der Rastöffnungen steht und
• d) die Rastöffnungen und/oder die Sperrelemente eine in der Verschie­ berichtung der Sperrelemente gegen die vollständige Eingriffstellung hin abnehmende Breite, gemessen in der Verstellrichtung, haben,

dadurch gekennzeichnet, daß

• e) alle Rastelemente (7; 107; 207; 307) an einer dem für den Eingriff in eine der Rastöffnungen (8; 18; 28; 108; 208; 308) vorgesehenen Endabschnitt abgewandten Abstützstelle auf wenigstens einer Steuer­ kurve (9′; 29′; 109′) eines bewegbar gelagerten Steuergliedes (9; 19; 29; 109; 209; 309) abgestützt sind,
• f) eine Bewegung der beiden verstellbaren Teile (1, 2; 101, 102; 201, 202) relativ zueinander in der Verstellrichtung nur bei einer Steuer­ bewegung des Steuergliedes (9; 19; 29; 109; 209; 309) möglich ist und
• g) die Steuerkurve (9′; 29′; 109′) einen Verlauf hat, der einen wenig­ stens unvollständigen Eingriff zumindest eines der Sperrelemente (7; 107; 207; 307) in eine der Rastöffnungen (8; 18; 28; 108; 208; 308) sicherstellt.

2. Sperrvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumin­ dest in der einen Verstellrichtung in jeder wählbaren Position der beiden Teile (1, 2; 101, 102; 201, 202) wenigstens eines der Sperrelemente (7; 107; 207; 307) spielfrei an einer der beiden die Anlageflächen für die Sperrelemente bildenden Rastflächen einer der Rastöffnungen (8; 108; 208; 308) anliegt.

3. Sperrvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine ständige spielfreie Abstützung aller Rastelemente (7; 107; 207; 307) an der Steuerkurve (9′; 29′; 109′).

4. Sperrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine selbsthemmungsfreie Anlage der Rastelemente (8; 108; 208; 308) an den Rastflächen der Rastöffnungen (8; 108; 208; 308).

5. Sperrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Abstützung der Rastelemente (7; 107; 207; 307) durch die Steuerkurve (9′; 29′; 109′) zumindest in Teilbereichen der Steuerkurve selbsthemmend ist.

6. Sperrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zumindest zwei aufeinanderfolgende Abschnitte der Steuer­ kurve (29′) gleich ausgebildet sind.

7. Sperrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zumindest ein Teil der Rastelemente (107; 307) quer zur Verstellvorrichtung nebeneinander liegend angeordnet ist.

8. Sperrvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastelemente (107) wenigstens zwei nebeneinander liegende Gruppen bilden und bei einer gleichen Anordnung der Rastelemente (107) inner­ halb aller Gruppen die sich entsprechenden Rastelemente (107) unter­ schiedlicher Gruppen in der Verstellrichtung gegeneinander versetzt sind.

9. Sperrvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die quer zur Verstellrichtung versetzt angeordneten Rastelemente (307) oder im Falle einer Bildung von wenigstens zwei quer zur Verstellrichtung ne­ beneinander liegender Gruppen die Riegel (307) der einen Gruppe die gleiche Anordnung wie die Riegel (307) der anderen Gruppe haben und die entsprechend quer zur Verstellrichtung versetzten Reihen von Rastöff­ nungen (308) in Verstellrichtung gegeneinander versetzt sind.

10. Sperrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Rastöffnungen durch die Zahnlücken (8; 108; 208; 308) einer Verzahnung (4; 104; 204; 304) gebildet sind und die Rastelemente als Riegel (8; 108; 208; 308) mit einem zahnförmigen, an die Form der Zahnlücken angepaßten Endabschnitt ausgebildet sind.

11. Sperrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sowohl die Rastelemente (7; 107) als auch die Rastöffnun­ gen (8; 108) auf je einem Kreisring angeordnet sind, der konzentrisch zu einer Achse (3; 103) liegt, um welche die beiden Teile (1, 2; 101, 102) relativ zueinander verstellbar sind, und daß das Steuerglied durch we­ nigstens eine Steuerscheibe (9; 109) gebildet ist, deren Drehachse mit der Achse (3; 103) der verstellbaren Teile (1, 2; 101, 102) fluchtet.

12. Sperrvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß

• a) die Rastöffnungen (8; 108) durch die Zahnlücken der Innenverzah­ nung (4; 104) eines Hohlrades gebildet sind, das drehfest mit dem einen der beiden relativ zueinander verdrehbaren Teile (1, 2; 101, 102) verbunden ist,
• b) radial innerhalb der Innenverzahnung (4; 104) drehfest mit dem anderen Teil verbundene Führungskörper (5; 105) in konzentrischer Anordnung zu der Innenverzahnung (4; 104) vorgesehen sind, welche radiale Führungen zur Aufnahme je eines der riegelförmigen Rastelemente (7; 107) bilden und
• c) die der Innenverzähnung (4; 104) abgekehrte Endfläche der Rastele­ mente (7; 107) auf der die Steuerkurve (9′; 109′) bildenden Mantel­ fläche einer Steuerscheibe (9; 109) aufliegen, die auf einer zur Achse der verstellbaren Teile (1, 2; 101, 120) konzentrischen Antriebswelle (3; 103) drehfest angeordnet ist.

13. Sperrvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenverzahnung (4; 104) einstückig mit dem einen der relativ zueinander verdrehbaren Teile (1, 2; 101, 102) und die Führungskörper (5; 105) mit dem anderen dieser Teile (1, 2; 101, 102) ausgebildet sind.

14. Sperrvorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Hohlräder mit gleicher Innenverzahnung (104) in axialer Richtung nebeneinander angeordnet und fest miteinander verbun­ den sind und daß jedem Hohlrad eine gleichgroße Gruppe von gleich ausgebildeten Riegeln (107) zugeordnet ist.

15. Sperrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die beiden relativ zueinander verdrehbaren Teile (1, 2; 101, 102) den oberen bzw. unteren Beschlagteil eines Gelenkbeschlages für Fahrzeugsitz bilden.

16. Sperrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch eine translatorische Verstellbarkeit der beiden relativ zueinander bewegbaren Teile (201, 202) und eine Anordnung der Rastöffnungen (208; 308) sowie der Rastelemente (207; 307) in je einer endlichen Reihe.

17. Sperrvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerglied (209) als ein Rotationskörper mit parallel zur Verstellrichtung der beiden Teile (201, 202) verlaufender Drehachse ausgebildet ist und die Steuerkurve zumindest durch Teilbereiche seiner Mantelfläche gebil­ det ist.

18. Steuervorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerglied (309) um eine im rechten Winkel zur Verstellrichtung verlau­ fende Achse drehbar gelagert ist.