DE19602928C1 - Manuell betätigbare Verstellvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine manuell betätigbare Verstellvor­ richtung für einen Kraftfahrzeugsitz nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Im Stand der Technik sind stufige, rastende und formschlüs­ sige Verstellvorrichtungen für Kraftfahrzeugsitze bekannt, die sich zwar durch einen einfachen Aufbau auszeichnen, die jedoch nicht in jeder Position rasten und daher keine in jeder Position crashsichere Verbindung der beiden Schienen des Untergestells eines Kraftfahrzeugsitzes herstellen.

Aus der EP 0 549 082 A1 ist ein Schienenführungssystem für Kraftfahrzeugsitze mit zwei in Längsrichtung gegeneinander verschiebbaren und miteinander verbundenen Schienen be­ kannt. Die Schienen schließen zwischen sich einen Hohlraum ein, in dem ein mit der einen Schiene verbundenes Verschie­ beelement angeordnet ist. Das Verschiebeelement greift in eine in Schienenlängsrichtung verlaufende Verzahnung ein, mit der die andere Schiene versehen oder verbunden ist. Als Verschiebeelement wird eine Schnecke verwendet, die Teil einer Getriebeanordnung zur Verstellung der einen Schiene gegenüber der anderen Schiene ist.

Eine Verstellung erfolgt mittels einer manuellen oder moto­ risch angetriebenen Verstellmechanik. Zur Blockierung einer Relativbewegung der beiden Schienen ist bei einer manuellen Verstellmechanik eine Verriegelungsvorrichtung vorgesehen; bei einer motorisch angetriebenen Verstellmechanik liegt eine Selbsthemmung der Schnecke in der Verzahnung vor.

Nachteilig bei dieser bekannten Schienenführung ist, daß entsprechende Schnecken relativ teuer in der Herstellung sind. Des weiteren ist bei einer manuell angetriebenen Ver­ stellmechanik eine relativ komplexe Verriegelungsvorrich­ tung erforderlich.

Die DE 44 10 816 A1 offenbart eine Verstelleinrichtung mit mindestens zwei in Längsrichtung zueinander verschiebbaren Schienen, die mit jeweils einem von zwei zueinander ver­ stellbaren Bauteilen verbunden sind, und mit einer stufenlo­ sen Verriegelungsvorrichtung. Es ist eine Schraubenfeder vorgesehen, die mit einer der beiden Schienen ortsfest verbunden ist und deren äußere Kontur im Verriegelungszu­ stand zumindest mit einem Teil der ihr zugewandten Kontur der zweiten Schiene kraftschlüssig verbunden ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine manuell betätigbare Verstellvorrichtung der eingangs genannten Art für einen Kraftfahrzeugsitz zur Verfügung zu stellen, die eine stufenlose Verstellung des Kraftfahrzeugsitzes erlaubt und sich durch einen einfa­ chen und kostengünstigen Aufbau auszeichnet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Verstellvor­ richtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Durch Ausbildung des Verschiebeelementes der Verriegelungs­ vorrichtung als Schraubenfeder wird eine konstruktiv einfa­ che und kostengünstige Verstellvorrichtung zur Verfügung ge­ stellt. Da eine Schraubenfeder in einfacher Weise lang, kurz, mit großem oder mit geringem Durchmesser ausführbar ist, wird gleichzeitig eine hohe Anpassungsfähigkeit an die Geometrie der Verstellelemente ermöglicht. Da die Schrauben­ feder stufenlos verschiebbar ist, wird eine stufenlose und immer crashsichere Verstellvorrichtung geschaffen.

Im Verriegelungszustand übt das Bremselement eine Kraft auf die Schraubenfeder aus. Diese führt zu einem Verkippen und/oder Verkanten und/oder zu einem Kom­ primieren der Schraubenfeder. Hierdurch entstehen hohe Rei­ bungskräfte zwischen der Feder und dem die Feder führendem Verstellelement, die zu einer Blockierung der Schraubenfe­ der führen. Da die Schraubenfeder als Teil der Verriege­ lungsvorrichtung mit dem anderen Verstellelement gekoppelt ist, bewirkt eine Blockierung der Schraubenfeder unmittel­ bar eine Sperrung der Verstellvorrichtung.

Das die Schraubenfeder führende Verstellelement ist mit einer in Längsrichtung verlaufenden Verzahnung versehen oder verbunden, in die die Schraubenfeder eingreift. Hier­ durch wird eine sichere und stabile Führung der Schraubenfe­ der durch das Verstellelement ermöglicht. Eine auf die Schraubenfeder wirkende Kraft führt zu einem Verkanten oder Verkippen der Windungen der Schraubenfeder in den jeweili­ gen Nuten der Verzahnung, wodurch hohe Reibungskräfte entstehen und ein starker Reibschluß zwischen der Schrauben­ feder und der Verzahnung erzielt wird, so daß jegliche Bewegung der Schraubenfeder in der Verzahnung gehemmt ist.

Sofern keine Kraft auf die Schraubenfeder wirkt, d. h. im Verstellzustand der Verriegelungsvorrichtung, ist die Schraubenfeder in der Verzahnung des Verstellelements frei drehbar. Sie kann eine Drehbewegung innerhalb der Verzah­ nung und somit eine Art Schraubbewegung durchführen, so daß eine Verstellung des Kraftfahrzeugsitzes möglich ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Schraubenfeder zur Kopplung mit dem einen Verstellelement an ihren Enden jeweils von einem mit dem Verstellelement verbundenen gehäuseseitigen Anschlag umfaßt. Eine Blockie­ rung der Schraubenfeder bewirkt durch die Kopplung mit dem einen Verstellelement die Blockierung einer Relativbewegung der beiden Verstellelemente. Die Verstellvorrichtung ist verriegelt. Bevorzugt ist die Schraubenfeder dabei nicht nur an ihren Enden mit dem einen Verstellelement gekoppelt, sondern insgesamt in einem mit dem einen Verstellelement verbundenen Gehäuse angeordnet.

Das Bremselement übt bevorzugt dadurch eine Kraft auf die Schraubenfeder aus, daß sie auf den durch die einzelnen Win­ dungen der Schraubenfeder gebildeten Mantel drückt. Dies führt aufgrund der Steigung der Windungen der Schraubenfe­ der zu einer Verpressung und damit zu einer reibschlüssigen Klemmverbindung zwischen der Verzahnung und der Schraubenfe­ der.

Das Lösen und Feststellen einer Verriegelung erfolgt mit­ tels einer Auslösevorrichtung, die bevorzugt einen von Hand zu betätigenden Hebel aufweist, durch den das Bremselement anhebbar bzw. absenkbar ist. Beim Umlegen des Hebels übt das Bremselement eine Kraft auf die Schraubenfeder aus, wodurch eine Verpressung der Windungen der Schraubenfeder in der Verzahnung und damit ein Reibschluß erfolgt.

Bei den Verstellelementen der Verstellvorrichtung handelt es sich bevorzugt um eine mit dem Karosserieboden des Kraftfahrzeugs verbundene Unterschiene und eine mit dem Kraftfahrzeugsitz verbundene Oberschiene. Die beiden Schie­ nen bilden zwischen sich einen Hohlraum aus, in dem die Schraubenfeder angeordnet ist. Hierdurch wird eine kompakte und geschützte Anordnung geschaffen.

Die Schraubenfeder ist freilaufend, d. h. sie weist unge­ bremst keine Selbsthemmung auf. Die formstabile Mantelflä­ che gewährleistet eine sichere Kraftübertragung von Seiten des Bremselements.

Der Federdraht weist bevorzugt einen runden oder einen rechteckigen Querschnitt auf. Die Verwendung eines recht­ eckigen Querschnitts führt zu einer Verformung der Federwin­ dungen, gegebenenfalls verbunden mit einer Verkippung, und damit zu einem verstärkten Reibschluß der Feder in einer Verzahnung.

Die beiden Enden der Schraubenfeder sind bevorzugt jeweils zur Achse der Schraubenfeder hin umgebogen bzw. laufen konisch nach innen, wobei die beiden Enden der Schraubenfe­ der gegen die gehäuseseitigen Anschläge anlaufen und so eine schlagfreie und geräuscharme Rotation der Schraubenfe­ der gewährleisten.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel einer Verstellvorrichtung;

Fig. 2 schematisch eine Querschnittsansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Verstellvor­ richtung;

Fig. 3 eine Stirnansicht einer Schraubenfeder und

Fig. 4 schematisch eine Draufsicht auf ein drittes Aus­ führungsbeispiel einer Verstellvorrichtung.

Fig. 1 zeigt schematisch eine Seitenansicht einer manuell betätigbaren, passiven Verstellvorrichtung für einen Kraft­ fahrzeugsitz. Die Verstellvorrichtung weist als in Längs­ richtung gegeneinander verschiebbare Verstellelemente eine mit dem Karosserieboden des Kraftfahrzeugs verbundene Unterschiene 1 und eine mit dem Fahrzeugsitz verbundene Oberschiene 2 auf. Oberschiene 2 und Unterschiene 1 sind in an sich bekannter Weise miteinander verhakt (nicht darge­ stellt), wodurch eine sichere Verbindung zwischen der Unter­ schiene 1 und der Oberschiene 2 auch im Crashfall gewährlei­ stet ist.

Die Unterschiene 1 weist eine Verzahnung 3 mit Verzahnungs­ nuten 31 auf, die in der Unterschiene 1 selbst ausgebildet oder alternativ in einem fest mit der Unterschiene 1 verbun­ denen Einlegeteil ausgeprägt ist. Es ist eine Verriegelungs­ vorrichtung vorgesehen, durch die die Verstellvorrichtung verriegelbar ist. Die Verriegelungsvorrichtung besteht aus einer zylindrischen Schraubenfeder 4 und einem Bremselement 6, deren genaue Anordnung und Funktion nachfolgend beschrie­ ben wird.

Die Windungen 41 der zylindrischen Schraubenfeder 4 stehen mit den Nuten 31 der Verzahnung 3 im Eingriff. Das vordere Ende 42 und das hintere Ende 43 der Schraubenfeder 4 liegt jeweils an einem fest mit der Oberschiene 2 verbundenen gehäuseseitigen Anschlag 5 an.

Bei einer Relativbewegung der Oberschiene 2 gegenüber der Unterschiene 1 während eines Verstellvorgangs bewegt sich die Schraubenfeder 4 im wesentlichen frei in der Verzahnung 3, ohne daß eine Selbsthemmung vorliegt. Eine Längsbewegung der Oberschiene 2 wird dabei über die mit der Oberschiene 2 verbundenen gehäuseseitigen Anschläge 5 auf die Schraubenfe­ der 4 übertragen.

Der Abstand der Nuten 31 der Verzahnung 3 entspricht der natürlichen Steigung in den Wicklungen der Feder 4, so daß im wesentlichen keine Selbsthemmung der Feder 4 in der Verzahnung 3 vorliegt. Die Feder 4 ist im Verstellzustand frei beweglich.

Im Verriegelungszustand übt ein schematisch dargestelltes Bremselement 6 auf die Schraubenfeder 4 eine Kraft aus. Hierzu wird beispielsweise ein mit dem Bremselement 6 gekoppelter und arretierbarer Auslösehebel (nicht darge­ stellt) umgelegt. Dieser weist zwei Betriebszustände (Posi­ tionen) auf, wobei die eine Position dem Entriegelungszu­ stand und die andere Position dem Verriegelungszustand entspricht. Vorzugsweise übt ein Federelement eine Kraft auf das Bremselement 6 aus. Das Bremselement 6 wird dabei durch die Federkraft gegen den durch die Windungen 41 der Schraubenfeder 4 gebildeten Mantel der Feder 4 gedrückt (vgl. Fig. 2).

Die durch das Bremselement 6 auf den Mantel der Feder 4 ausgeübte Kraft führt zum einen zu zwischen dem Bremsele­ ment 6 und der Schraubenfeder 4 auftretenden Reibungskräf­ ten. Zum anderen werden die Windungen 41 der Feder 4 in die Nuten 31 der Verzahnung 3 gedrückt. Aufgrund der vorhande­ nen Steigung der Windungen 41 kann dies zu einer axialen und/oder radialen Verformung der Windungen 41 in den jewei­ ligen Nuten 31 führen. Es ergibt sich eine reibschlüssige Klemmverbindung zwischen der Schraubenfeder 4 und dem Bremselement 6 sowie eine formschlüssige Verbindung zwi­ schen der Schraubenfeder 4 und der Verzahnung 3 der Unter­ schiene 1.

Die auftretenden Reibungskräfte hemmen eine Drehung und eine damit verbundene axiale Verschiebung der Schraubenfe­ der 4 in der Verzahnung 3 bzw. in Bezug auf die Unterschie­ ne 1. Da die Schraubenfeder 4 über die gehäuseseitigen Anschläge 5 fest mit der Oberschiene 2 gekoppelt ist, bewirkt die durch das Bremselement 6 ausgelöste Blockierung der Schraubenfeder 4 eine Blockierung von Oberschiene 2 und Unterschiene 1. Die Verstellvorrichtung ist gesperrt.

Bei der dargestellten Verstellvorrichtung handelt es sich um eine passive Verstellvorrichtung, d. h. eine Kraft zum Verstellen des Fahrzeugsitzes in Längsrichtung wird außer­ halb der Verstellvorrichtung erzeugt und zwar insbesondere am Fahrzeugsitz selbst durch entsprechende Bewegung des Gesäßes der den Sitz nutzenden Person.

Es sind zahllose Ausgestaltungen der Verriegelungsvorrich­ tung möglich. In Fig. 2 sind die Schraubenfeder 4 und das Bremselement 6 innerhalb eines durch die beiden Schienen 1, 2 gebildeten Hohlraums angeordnet. Die beiden Schienen 1, 2 weisen dabei in an sich bekannter Weise einen schematisch dargestellten Verhakungsbereich 9 auf. Wie in Bezug auf Fig. 1 beschrieben, wird die Schraubenfeder 4 zur Kopplung mit der Oberschiene 2 an ihren Enden jeweils von einem mit der Oberschiene 2 verbundenen gehäuseseitigen Anschlag 5 umfaßt.

Das Bremselement 6 ist nach oben durch die Oberschiene 2 verlängert und weist oberhalb der Schiene 2 einen oberen Schenkel 6a auf. Dieser ist mit einem schematisch darge­ stellten Auslösehebel 7 verbunden, durch den das Bremsele­ ment 6 nach oben bewegbar und die Verriegelungsvorrichtung entriegelbar ist. Im Normalzustand liegt dagegen eine Verriegelung vor. Diese wird durch ein mit der Oberschiene 2 und dem Bremselement 6 verbundenes Federelement 10 be­ wirkt, daß eine Kraft in Richtung der Schraubenfeder 4 auf das Bremselement 6 ausübt, so daß dieses gegen die Schrau­ benfeder 4 drückt.

Alternativ ist das Bremselement 6 über den Schenkel 6a mit dem Obergestell des Kraftfahrzeugsitzes verbunden, durch dessen Gewicht sowie ggf. das Gewicht einer den Sitz nutzen­ den Person das Bremselement 6 gegen die Feder 4 gedrückt wird. Lediglich zum Verstellen des Kraftfahrzeugsitzes wird durch Umlegen des seitlich angeordneten Hebels 7 der Kraft­ fahrzeugsitz bzw. das mit diesem gekoppelte Bremselement 6 angehoben, so daß die Schraubenfeder 4 frei in der Verzah­ nung 3 beweglich ist und eine Längsverstellung erfolgen kann.

Nach Erreichen der gewünschten Position wird der entspre­ chende Auslösehebel wieder umgelegt, so daß das Gewicht des Kraftfahrzeugsitzes auf die Schraubenfeder 4 drückt und ein Reibschluß vorliegt. Dabei sind zusätzlich Arretierungsmit­ tel vorgesehen, die im Crashfall ein Anheben des Bremsele­ mentes 6 und eine sich daraus ergebende Entriegelung und unkontrollierte Vorwärtsbewegung des Fahrzeugsitzes ver­ hindern.

Gemäß Fig. 3 laufen die Enden der Schraubenfeder konisch nach innen aus. Die Bereiche 42, 43 bilden dabei die Anlage­ bereiche an die mit der Oberschiene 2 gekoppelten gehäuse­ seitigen Anschläge 5.

In Fig. 4 ist schematisch in Draufsicht ein weiteres Aus­ führungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Verstellvorrich­ tung dargestellt. Die mit dem Karosserieboden des Kraftfahr­ zeugs verbundene Unterschiene ist als Zahnstange 10 mit gerader Verzahnung ausgebildet, deren Verzahnungselemente 32 sich quer zur Verstellrichtung R erstrecken.

Eine Verriegelungsvorrichtung weist eine zylindrische Schraubenfeder 40 sowie zwei seitlich angeordnete Bremsele­ mente 60, 61 auf. Die Schraubenfeder 40 ist, wie in Bezug auf Fig. 1 beschrieben, über gehäuseseitige Anschläge (nicht dargestellt) mit der Oberschiene der Verstellvorrich­ tung gekoppelt. Die Bremselemente 60, 61 sind über nicht dargestellte Kupplungselemente mit einer Auslösevorrichtung verbunden, über die die Bremselemente 60, 61 radial auf die Schraubenfeder 40 zu- bzw. von dieser wegbewegbar sind.

Die obere Darstellung der Fig. 4 zeigt den Verstellzu­ stand. Die selbsthemmungsfreie Schraubenfeder 40 läuft frei in der Verzahnung der Zahnstange 10, d. h. die Bremselemente 60, 61 stehen mit der Schraubenfeder nicht in Kontakt. Der Abstand der Nuten 31 der Verzahnung ist an die natürliche Steigung der Schraubenfeder 40 angepaßt. Der Winkel alpha gibt die Schrägstellung der Schraubenfeder 40 in Bezug auf die Längsachse der Zahnstange 10 bei Freilauf der Schrauben­ feder 40 in der Zahnstange 10 an, die sich aus der Anpas­ sung der mit einem Steigungswinkel versehenen Feder 40 an die gerade Verzahnung der Zahnstange 10 ergibt. Der Winkel alpha ist dabei gleich dem Steigungswinkel der Schraubenfe­ der 40.

Die untere Darstellung der Fig. 4 zeigt den Verriegelungs­ zustand. Die Bremselemente 60, 61 drücken seitlich gegen die Schraubenfeder 40 und übertragen jeweils radial eine Kraft F auf den durch die Windungen der Schraubenfeder 40 gebildeten Mantel der Feder 40. Die durch die Bremselemente 60, 61 radial auf die Feder 40 ausgeübten Kräfte F bewirken eine geradlinige Ausrichtung der Feder 40 in Bezug auf die Zahnstange 10. Dies führt zu einem Verpressen und Verklem­ men der Schraubenfeder 40 in der Verzahnung der Zahnstange 10. Die Windungen der Schraubenfeder 40 laufen nicht mehr frei in den Verzahnungsnuten 31, sondern sind in diesen verpreßt, so daß eine Selbsthemmung der Schraubenfeder 40 vorliegt.

Eine Rotation und eine damit einhergehende axiale Verschie­ bung der Schraubenfeder 40 in der Zahnstange 10 ist blockiert. Da die Schraubenfeder 40 fest mit der Oberschiene 2 gekoppelt ist, bewirkt die Blockierung der Schraubenfeder 4 unmittelbar eine Blockierung von Oberschiene und Unterschie­ ne.

In weiteren Ausführungsformen greift die zu einer Klemmver­ bindung führende Kraft nicht am Mantel der Schraubenfeder 4, sondern axial an deren Enden 42, 43 an. Dabei wird durch die axial wirkende Kraft eine Komprimierung der Feder 4 bewirkt. Diese Komprimierung führt wiederum zu einem Reib­ schluß der Feder gegenüber der Unterschiene 1 und damit einer Blockierung einer Relativbewegung von Oberschiene 2 und Unterschiene 1.

Claims (9)

1. Manuell betätigbare Verstellvorrichtung für einen Kraft­ fahrzeugsitz mit zwei gegeneinander in Längsrichtung ver­ schiebbaren und miteinander verbundenen Verstellelemen­ ten, einer Verriegelungsvorrichtung, die ein mit dem einen Verstellelement gekoppeltes und von dem anderen Verstellelement geführtes Verschiebeelement aufweist, wobei das das Verschiebeelement führende Verstellelement mit einer in Längsrichtung verlaufende Verzahnung verse­ hen oder verbunden ist, in die das Verschiebeelement ein­ greift, und mit einer Auslösevorrichtung zum Ver- und Entriegeln der Verriegelungsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschiebeelement eine Schraubenfeder (4) ist, die im entspannten Zustand innerhalb der Verzahnung (3) frei drehbar ist und einen Steigungswinkel aufweist, der außerhalb des Selbsthemmungsbereiches liegt, und daß der Schraubenfeder (4) ein durch die Auslösevorrichtung (7) betätigbares Bremselement (6) zugeordnet ist, das im Ver­ riegelungszustand auf die Schraubenfeder (4) eine Kraft ausübt, wodurch diese blockiert wird.

2. Verstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Schraubenfeder (4) zu ihrer Blockierung durch die über das Bremselement (6) ausgeübte Kraft verkippt und/oder verkantet und/oder komprimiert wird.

3. Verstellvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenfeder (4) in einem mit dem einen Verstellelement (2) verbundenen Gehäuse angeordnet ist.

4. Verstellvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslösevorrichtung (7) einen von Hand zu betätigenden Hebel aufweist, durch den das Bremselement (6) anhebbar und absendbar ist.

5. Verstellvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß das Bremselement (6) mit dem Fahrzeugsitz gekoppelt ist, wobei durch den Hebel der Auslösevorrich­ tung (7) der Fahrzeugsitz zur Ent- oder Verriegelung der Verstellvorrichtung anhebbar oder absenkbar ist.

6. Verstellvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzahnung, in der die Schraubenfeder (40) geführt wird, eine gerade Verzah­ nung ist und daß im Verriegelungszustand zwei auf unter­ schiedlichen Seiten der Schraubenfeder (40) sowie in Längsrichtung versetzt angeordnete Bremselemente (60, 61) auf die Schraubenfeder (40) radial eine Kraft aus­ üben.

7. Verstellvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den Verstel­ lelementen (1, 2) um Schienen handelt und die Schrauben­ feder (4) in einem von den Schienen (1, 2) gebildeten Hohlraum angeordnet ist.

8. Verstellvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der Federdraht der Schraubenfeder (4) einen runden oder einen rechteckigen Querschnitt aufweist.

9. Verstellvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Endbereiche (42, 43) der Schraubenfeder (4) sich jeweils zur Achse der Schraubenfeder (4) hin konisch verjüngen.