DE19628716A1 - Betätigungsvorrichtung für Verstelleinrichtungen in Kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung für Verstelleinrichtungen in Kraftfahrzeugen nach dem Oberbe­ griff des Anspruchs 1 und eine in einer Ebene verformbare Feder, die insbesondere als Rückstellfeder für eine Betäti­ gungsvorrichtung geeignet ist, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 20.

Die Betätigungsvorrichtung dient z. B. zum Entriegeln der Verstelleinrichtungen, bevor die gewünschte Verstellbewe­ gung durchgeführt wird. Um sicherzustellen, daß nach Beendi­ gung der Verstellbewegung die Verstelleinrichtung wieder verriegelt wird, stehen deren Betätigungselemente in der Regel mit einer Rückstellfeder in Wirkverbindung. Beispiels­ weise müssen Sitzverstelleinrichtungen in Kraftfahrzeugen nach der Durchführung der Sitzverstellung unbedingt verrie­ gelt werden, da eine auf einem nicht verriegelten Sitz be­ findliche Person in einem Crash-Fall in hohem Maße gefähr­ det wäre.

Die Verwendung von Rückstellfedern zur Sicherstellung der Verriegelung von Verstelleinrichtungen in Kraftfahrzeugen wirft jedoch auch Probleme auf. So ist ein erheblicher Kraftaufwand notwendig, um beim Entriegeln der Verstellein­ richtung die mit der Auslenkung der Feder anwachsende Rückstellkraft zu überwinden. Darüber hinaus ist es sehr schwierig festzustellen, wann die Betätigungsvorrichtung eine Schaltposition erreicht hat, in der die Verriegelung aufgehoben ist und die Verstellbewegung durchgeführt werden kann. Es ist häufig zu beobachten, daß eine Bedienperson bei dem Versuch, einen Kraftfahrzeugsitz zu verstellen, die Betätigungsvorrichtung nicht in die erforderliche Schaltpo­ sition überführt hat und dann vergeblich an dem Fahrzeugsitz rüttelt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Betätigungs­ vorrichtung für Verstelleinrichtungen in Kraftfahrzeugen zu schaffen, die sich bei einfachem Aufbau durch einen hohen Bedienungskomfort auszeichnet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Betätigungs­ vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Die erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß die Kennlinie der Rückstellfeder zumindest in einem Teilbereich eine negative Steigung aufweist und daß diesem Kennlinienbereich eine Schaltposition der Betäti­ gungsvorrichtung zugeordnet ist. Dabei umfaßt der Begriff Federkennlinie sowohl Kraft- als auch Drehmomentkennlinien, je nachdem welche Kennlinie die verwendete Feder besser cha­ rakterisiert.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Betätigungsvor­ richtung wird deren Bedienungskomfort wesentlich erhöht. Zum einen werden die zum Entriegeln der Verstelleinrichtung notwendigen Betätigungskräfte verringert, da die Rückstell­ kraft bzw. das Rückstellmoment der Feder über einen Teil des Federweges nicht zu- sondern sogar abnimmt. Darüber hinaus kann der Bereich des Federweges, in dem die Rück­ stellkraft bzw. das Rückstellmoment abnehmen, als Indikator dafür dienen, wann die der Entriegelung der Verstelleinrich­ tung entsprechende Schaltposition erreicht wurde. Somit wird das Auffinden der zur Durchführung der Verstellbewe­ gung erforderlichen Schaltposition der Betätigungsvorrich­ tung erheblich erleichtert.

Diese Verbesserung des Bedienungskomforts wird ohne zusätz­ lichen Aufwand bei der Herstellung der Betätigungsvorrich­ tung erreicht. Es ist lediglich erforderlich, die bisher üblichen Rückstellfedern durch eine Rückstellfeder zu ersetzen, die in einem geeigneten Teilbereich eine negative Steigung der Federkennlinie aufweist.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch charakterisiert, daß mindestens einer Schaltposition ein Punkt der Federkennlinie entspricht, der in dem Teilbereich negativer Steigung liegt oder entlang des Federweges unmit­ telbar an diesen anschließt. Bei einer derartig ausgebilde­ ten Betätigungsvorrichtung muß zunächst eine gewisse Kraft auf das Betätigungselement ausgeübt werden, um dieses entgegen der Rückstellkraft der Feder überhaupt bewegen zu können. Sobald die Feder dann in den Bereich einer abfallen­ den Kennlinie gelangt, erfolgt das Erreichen der gewünsch­ ten Schaltposition der Betätigungsvorrichtung quasi von selbst, da die Rückstellkraft der Feder auf dem weiteren Teil des Federweges abnimmt. Durch die plötzliche Abnahme der Rückstellkraft wird der Bedienperson gleichzeitig signalisiert, daß die angestrebte Schaltposition erreicht wird. In dieser Schaltposition läßt sich die gewünschte Ver­ stellbewegung durchführen. Anschließend wird die Verstell­ einrichtung nach dem Loslassen des Betätigungselements durch die Rückstellkraft der Feder wieder verriegelt.

Bei dieser Ausführungsform der Erfindung kann insbesondere vorgesehen sein, daß die Federkennlinie zwischen zwei Schaltpositionen der Betätigungsvorrichtung ein lokales Maximum aufweist. In diesem Fall muß zunächst eine hinrei­ chend große Kraft auf das Betätigungselement ausgeübt werden, um die Feder von der ersten Schaltposition aus bis zu dem Maximum ihrer Kennlinie auszulenken; anschließend erfolgt das Erreichen der zweiten Schaltposition quasi automatisch, da die zum Erreichen des Kennlinienmaximums erforderliche Kraft größer ist als die Kraft, die zu der weiteren Bewegung des Betätigungselements jenseits dieses Maximum notwendig ist.

Besonders bedienungsfreundlich ist eine Betätigungsvorrich­ tung, deren Federkennlinie ein lokales Maximum aufweist, wenn die erste Schaltposition einem Punkt in der Umgebung des Maximums (und insbesondere entlang des Federweges jenseits des Maximums) entspricht. Die für eine auch nur geringe Auslenkung der Feder notwendige Kraft reicht dann aus, um das Betätigungselement bis zu der zweiten Schaltpo­ sition zu bewegen; denn die Federkennlinie fällt zwischen den beiden Schaltpositionen kontinuierlich ab.

Die vorbeschriebene Betätigungsvorrichtung läßt sich da­ durch vorteilhaft weiterbilden, daß die Federkennlinie ein oder mehrere lokale Minima aufweist, denen jeweils eine Schaltposition der Betätigungsvorrichtung entspricht. Eine Federkennlinie mit mehreren lokalen Minima ist z. B. dann vorteilhaft, wenn die Verstelleinrichtung eine Memory-Ein­ richtung aufweist. In diesem Fall entspricht ein lokales Minimum der Federkennlinie einer Schaltposition, in der beim Durchführen der Verstellbewegung eine vorher festgeleg­ te Memory-Position angesteuert wird; ein anderes lokales Minimum der Federkennlinie entspricht einer Schaltposition, in der die Sitzposition frei gewählt werden kann.

Es ist dabei nicht zwingend erforderlich, daß die Schaltpo­ sition genau mit einem lokalen Minimum übereinstimmt, denn die zur anfänglichen Auslenkung der Feder aufgewandte Kraft ist in der Regel auch ausreichend, um die Feder auch jen­ seits des Minimums noch ein Stück weiter auszulenken. Es genügt daher, wenn die Schaltposition in der näheren Umge­ bung des Minimums angeordnet ist (wobei der Begriff Umge­ bung auch das Minimum selbst beinhaltet).

Damit die Betätigungsvorrichtung einen möglichst geringen Platz- und Gewichtsbedarf aufweist, ist die Feder vorzugs­ weise in einer Ebene (Verformungsebene) verformbar ausgebil­ det, wobei das Betätigungselement auf die Feder entlang einer dieser Ebene liegenden Bahnkurve einwirkt. Eine in einer Ebene verformbare Feder hat gegenüber dreidimensional verformbaren Federn, wie z. B. Tellerfedern, den erheblichen Vorteil, daß die Betätigungsvorrichtung schmaler ausgelegt werden kann.

Bei derartigen Federn kann ein Kennlinienbereich mit negati­ ver Steigung dadurch erreicht werden, daß mindestens ein Federende in der Verformungsebene drehbar abgestützt ist und daß durch die Drehung dieses Federendes unter der Ein­ wirkung des Betätigungselements eine Verformung der Feder ausgelöst wird, die zumindest auf einem Teilbereich des Federweges zu einer Verringerung der Federkraft und/oder des Federmoments führt.

Bei dieser Ausführungsform der Erfindung stützt sich das in der Verformungsebene drehbare Federende vorzugsweise an dem Mitnehmer des Betätigungselements ab, während mindestens ein weiterer Bereich der Feder ortsfest eingespannt ist. Dabei kann weiter vorgesehen sein, daß der Mitnehmer ent­ lang seiner Bahnkurve stets an dieselbe Stelle der Feder angreift. Ein Kennlinienbereich negativer Steigung wird also nicht dadurch erzeugt, daß der Mitnehmer entlang des Federweges an unterschiedlichen Federpunkten angreift (wodurch beispielsweise der wirksame Hebelarm variiert werden kann), sondern dieser charakteristische Kennlinienbe­ reich ist auf die Verformung der Feder selbst zurückzufüh­ ren.

Erfindungsgemäß kann die Feder beispielsweise in einfacher Weise durch eine zweidimensionale Federschleife gebildet werden. Der Begriff "zweidimensional" ist dabei (ebenso wie der Begriff "in einer Ebene verformbar") nicht in seinem strengen mathematischen Sinn zu verstehen, da eine Feder niemals in diesem Sinn zweidimensional ausgebildet sein kann. Durch diese Begriffe soll vielmehr zum Ausdruck gebracht werden, daß sich die unterschiedlichen Verformungs­ zustände der Feder in einer Ebene darstellen lassen.

Gemäß einer bevorzugten Variante der Erfindung ist die Feder als Biegefeder ausgebildet, wobei das Betätigungsele­ ment auf einen Angriffsbereich der Feder radial einwirkt und wobei sich ein dem Angriffsbereich der Feder gegenüber­ liegender Auflagebereich der Feder an einer Auflage ab­ stützt. Der Angriffsbereich der Feder kann dabei durch deren beide Enden gebildet werden, die sich in der Verfor­ mungsebene drehbar an gegenüberliegenden Seitenflächen des Mitnehmers des Betätigungselements abstützen. Der Mitnehmer wirkt in diesem Fall vorzugsweise entlang einer Geraden auf die Feder ein.

Um eine Federkennlinie mit mehreren abfallenden Teilberei­ chen und insbesondere mit mehreren lokalen Minima zu erhal­ ten, die für Verstelleinrichtungen mit Memory-Effekt beson­ ders vorteilhaft ist, kann vorgesehen sein, daß mindestens zwei Federn der vorbeschriebenen Art entlang der Verschiebe­ richtung des Mitnehmers in Reihe angeordnet werden. Diese Federn weisen vorzugsweise, z. B. aufgrund unterschiedlicher Materialdicken, eine unterschiedliche Federsteifigkeit auf und liegen mit ihren Auflagebereichen aneinander an. Das Be­ tätigungselement wirkt dann auf die beiden Federn über je­ weils einen Mitnehmer in entgegengesetzter Richtung ein.

Bei einer anderen bevorzugten Variante der Betätigungsvor­ richtung ist ein Federende mit dem um eine Drehachse verschwenkbaren Mitnehmer eines Betätigungshebels verbunden und das zweite Federende ortsfest gelagert.

Dabei kann die Feder als Drehfeder ausgebildet und der Betätigungshebel exzentrisch bezüglich des Mittelpunkts der Feder angeordnet sein. Dann werden durch die Drehung des mit dem Betätigungshebel verbundenen Federendes Verformun­ gen der Feder hervorgerufen, die eine negative Steigung der Federkennlinie hervorrufen. Die Drehachse des Betätigungshe­ bels ist dabei vorzugsweise im Bereich des Lagerpunktes des ortsfesten Federendes vorgesehen.

Die bisher bekannten Federn, deren Federkennlinie einen Teilbereich negativer Steigung aufweist, sind überwiegend als Tellerfedern ausgebildet. Diese Federn sind zur Verwen­ dung in Verstelleinrichtungen für Kraftfahrzeuge nur wenig geeignet. Zum einen erfordern sie wegen ihrer dreidi­ mensionalen Erstreckung einen zu großen Platzbedarf. Zum anderen wird bei der Auslenkung dieser Federn nur ein sehr geringer Federweg zurückgelegt. Zum Erreichen eines größe­ ren Federweges wäre es daher erforderlich, mehrere Federn dieser Art in Reihe anzuordnen. Dies hätte einen noch weiter erhöhten Platzbedarf, ein höheres Gewicht und höhere Kosten zur Folge.

Eine in einer Ebene verformbare Feder mit einem Teilbereich negativer Kennliniensteigung ist aus der europäischen Pa­ tentanmeldung 0 105 836 A2 bekannt. Diese mäanderförmige Feder umfaßt insgesamt drei Federschlaufen und weist einen verhältnismäßig komplizierten Aufbau auf. Sie ist zudem speziell zur Verwendung als Rückstellfeder in Tastaturen ausgebildet.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher auch die Aufgabe zugrunde, eine Feder zu schaffen, die sich durch einen einfachen Aufbau auszeichnet und die insbesondere als Rück­ stellfeder in Betätigungsvorrichtungen für Verstelleinrich­ tungen von Kraftfahrzeugen verwendet werden kann.

Eine derartige Feder wird durch die Merkmale des Anspruchs 20 charakterisiert.

Diese in einer Ebene verformbare und durch eine Federschlei­ fe gebildete Feder zeichnet sich neben einem einfachen Aufbau auch durch einen geringen Platz bedarf aus und be­ steht vorzugsweise aus gestanztem Blech oder Draht.

Bei der erfindungsgemäßen Feder kann ein Kennlinienbereich negativer Steigung dadurch erzeugt werden, daß durch die Drehung des mit dem Mitnehmer verbundenen Federendes unter der Einwirkung des Betätigungselements eine Verformung der Feder ausgelöst wird, die zumindest auf einem Teilbereich des Federweges (z. B. durch eine Abnahme der Federspannung in einer Raumrichtung) zu einer Verringerung der Federkraft und/oder des Federmoments führt.

Dies ist mit der erfindungsgemäßen Feder auch dann möglich, wenn der Mitnehmer entlang seiner Bahnkurve stets an dersel­ ben Stelle der Feder angreift. Ein Kennlinienbereich negati­ ver Steigung wird also durch die Verformung der Feder selbst erzeugt und ist nicht bloß auf eine Änderung des wirksamen Hebelarms des Betätigungselements zurückzuführen.

Gemäß einer Variante der Erfindung ist die Feder als Biege­ feder ausgebildet. Dabei kann vorgesehen sein, daß der Mitnehmer radial auf die Feder einwirkt, daß sich die beiden Federenden in der Verformungsebene drehbar an gegen­ überliegenden Seiten des Mitnehmers abstützen und daß den Federenden gegenüberliegend ein Auflagebereich der Feder ausgebildet ist.

Gemäß einer zweiten Variante der Erfindung ist die Feder als Drehfeder ausgebildet. Dabei ist vorzugsweise ein Federende mit dem um eine Drehachse verschwenkbaren Mitneh­ mer eines exzentrisch bezüglich des Mittelpunktes der Feder angeordneten Betätigungshebels verbunden und das zweite Federende ortsfest gelagert. Als Drehachse des Betätigungs­ hebels kann dabei insbesondere der Lagerpunkt des ortsfe­ sten Federendes vorgesehen sein.

Sowohl bei der Ausbildung als Biegefeder als auch bei der Ausbildung als Drehfeder gestattet die erfindungsgemäße Rückstellfeder mit sehr einfachen Mitteln eine erhebliche Verbesserung des Bedienungskomforts von Betätigungsvorrich­ tungen, die in mindestens einer Schaltposition mit einer Rückstellkraft beaufschlagt sind.

Weitere Vorteile der Erfindung werden bei der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren deutlich werden.

Es zeigen:

Fig. 1a-1c - eine Ausführungsform einer durch eine ring­ förmige Federschleife gebildeten Feder;

Fig. 2 - die Federkennlinie der in Fig. 1 dargestell­ ten Feder;

Fig. 3a-3b - eine Betätigungsvorrichtung für eine Sitzver­ stelleinrichtung, in der die in Fig. 1 dargestellte Feder als Rückstellfeder verwen­ det wird;

Fig. 4 - eine Variante der in Fig. 1 dargestellten ringartigen Federschleife;

Fig. 5a-5e - ein Federelement, das aus zwei in Reihe angeordneten Federschleifen besteht;

Fig. 6 - die Federkennlinie des in Fig. 5 dargestell­ ten Federelements;

Fig. 7a-7c - ein Ausführungsbeispiel einer Betätigungsvor­ richtung mit einer Drehfeder als Rückstellfe­ der;

Fig. 8 - die Federkennlinie der in Fig. 7 dargestell­ ten Drehfeder.

In Fig. 1 ist eine Feder 1 dargestellt, die durch eine im wesentlichen geschlossene, ringähnliche Federschleife gebildet wird. Dabei beziehen sich die Fig. 1a bis 1c auf unterschiedliche Zustände der Feder 1 entlang ihres Federweges.

Gemäß Fig. 1 stützen sich die beiden Enden 11, 12 der Feder 1 an gegenüberliegenden Seitenflächen eines Mitneh­ mers 17 ab, der mit Hilfe eines Betätigungselements (vergl. Fig. 3) entlang der Richtung des Pfeiles A bewegt werden kann. Die Feder 1 weist ferner einen Auflagebereich 13 auf, der den Federenden 11, 12 gegenüberliegend angeordnet ist und mit dem die Feder 1 an einer geeigneten Auflageflä­ che 14 anliegt.

In dem in Fig. 1a dargestellten, entspannten Zustand der Feder 1 schließen die beiden Federenden 11, 12 einen Win­ kel α kleiner 180° ein.

Wird der Mitnehmer 17 mit Hilfe eines geeigneten Betäti­ gungselements entlang der Richtung A zu der Anlagefläche 14 hin bewegt, dann kommt es zu einer Verformung der Feder 1. Dabei wirken im Bereich des Mitnehmers 17 auf die Federen­ den 11, 12 sowohl Kräfte F′ parallel zu der Verschieberich­ tung A als auch Kräfte F′′ senkrecht zu dieser Richtung.

Die resultierende Verformung der Feder, nachdem der Mitneh­ mer 17 etwa die Hälfte seines Verschiebeweges zurückgelegt hat, ist in Fig. 1b dargestellt. Der Winkel, der von den Federenden 11 12 eingeschlossen wird, beträgt nun etwas mehr als 180°; gleichzeitig haben die senkrecht zu der Ver­ schieberichtung A des Mitnehmers wirkende Kräfte F′′ zu einer Vergrößerung der Breite b der Feder 1 geführt. Ferner hat sich die Krümmung der bogenförmigen Abschnitte 15 ver­ stärkt (Verringerung des Krümmungsradius), und diese werden gegen die Auflage 14 gedrückt. Durch diese Verformung der Feder 1 hat sich deren Spannung stark erhöht und die auf den Mitnehmer 17 entgegen der Richtung A wirkende Rückstell­ kraft entsprechend vergrößert.

Wird der Mitnehmer 17 noch weiter entlang der Richtung A bis in seine Endposition gemäß Fig. 1c bewegt, dann nimmt die Breite b der Feder 1 wieder ab, und die bogenförmigen Abschnitte 15 entfernen sich wieder von der Auflage 14. Es kommt zu einer leichten Entspannung der Feder quer zur Ver­ schieberichtung A des Mitnehmers 17. Diese hat einen Rück­ gang der auf den Mitnehmer 17 wirkenden Rückstellkraft zur Folge.

Die durch diese Verformung der Feder 1 erzeugte Federkennli­ nie 61 wird in Fig. 2 gezeigt. Dabei entsprechen die Markie­ rungen S1a, S1b und S1c auf der Kennlinie 61 den in den Fig. 1a, 1b und 1c dargestellten Zuständen der Feder 1.

Anhand der Fig. 2 ist erkennbar, daß die Rückstellkraft der Feder in dem Zustand gemäß Fig. 1a ein Minimum aufweist. Daran anschließend steigt die Federkennlinie 61 entlang des Federweges zunächst an, bis sie in dem der Fig. 1b entspre­ chenden Zustand ein Maximum 64 erreicht. Eine weitere Verschiebung des Mitnehmers 17 führt zu einem Rückgang der Rückstellkraft der Feder, d. h. die Steigung der Federkennli­ nie ist in diesem Bereich 62 negativ. Dies ist auf die vor­ beschriebene Entspannung der Feder quer zur Verschieberich­ tung A des Mitnehmers 17 zurückzuführen.

An den Kennlinienbereich 62 mit negativer Steigung schließt unmittelbar der durch die Markierung S1c hervorgehobene Punkt 63 der Federkennlinie an. Daher wird dieser Punkt 63 und damit auch der entsprechende Zustand der Feder 1 quasi automatisch erreicht, sobald das Maximum der Federkennli­ nie 64 überschritten ist. Denn die Kraft, die aufzubringen ist, um das Maximum 64 der Kennlinie 61 zu erreichen, reicht allemal aus, um auch zu dem Punkt 63 zu gelangen, an dem eine erheblich geringere Federkraft wirkt.

Bei der Verwendung dieser Feder 1 in einer Betätigungsvor­ richtung für Verstelleinrichtungen, ist die erste, der Verriegelung entsprechende Schaltposition vorzugsweise im Bereich der Markierung S1b (insbesondere in dem Maximum 64 oder auf dem ersten Abschnitt des abfallenden Kennlinienbe­ reiches 62) und die zweite, der Entriegelung entsprechende Schaltposition vorzugsweise zwischen den Markierungen S1b und S1c (insbesondere im Bereich des Minimums 63) vorgese­ hen.

Trotz des Kennlinienbereiches 62 mit negativer Steigung ist selbst in dem Zustand gemäß Fig. 1c die Rückstellkraft der Feder noch größer als in dem Ausgangszustand gemäß Fig. 1a. Dies ist auf die Abnahme des Krümmungsradius der bogenförmi­ gen Federabschnitte 15 zurückzuführen, die zu einer Zunahme der Federspannung führt. Dadurch ist gewährleistet, daß in dem Zustand gemäß Fig. 1c eine hinreichend große Rückstell­ kraft wirkt, damit die Feder 1 in ihren Ausgangszustand zu­ rückkehrt, wenn die Betätigungsvorrichtung freigegeben wird und sich der Mitnehmer 17 frei unter der Rückstellkraft der Feder 1 bewegen kann.

Eine Verwendung der in Fig. 1 dargestellten Feder im Zusam­ menhang mit einer Sitzverstelleinrichtung für Kraftfahrzeu­ ge ist in Fig. 3 dargestellt. Dabei zeigen die Fig. 3a und 3b eine Betätigungsvorrichtung 6 für eine Sitzverstell­ einrichtung in zwei unterschiedlichen Schaltpositionen.

Wie anhand Fig. 3a erkennbar ist, ist die Rückstellfeder 1 in einem Gehäuse 4 gelagert und liegt mit ihrem Auflagebe­ reich 13 auf einer Auflagefläche 14 des Gehäuses 4 auf. Der auf die beiden Federenden 11, 12 einwirkende Mitnehmer 17 wird durch einen Betätigungshebel 16 bewegt, der über die Drehachse 18 verschwenkbar an dem Gehäuse 4 angelenkt ist. Der Mitnehmer 17 und der Betätigungshebel 16 sind bei Position 19 derart miteinander verbunden, daß ein Verschwen­ ken des Hebels 16 um die Drehachse 18 in eine Bewegung des Mitnehmers 17 entlang der Geraden A umgesetzt wird.

Wie anhand der Fig. 3a ferner erkennbar ist, weist der Mitnehmer 17 an seiner der Feder 1 abgewandten Seite Sperr­ zähne 9 auf, die in komplementäre Öffnungen 10 einer Rast­ schiene eingreifen. Durch das Ineinandergreifen der Sperrzähne 9 und der Öffnungen 10 wird die Verstelleinrich­ tung verriegelt und daher eine Sitzverstellung verhindert. In dieser Schaltposition der Betätigungsvorrichtung 6 befindet sich die Feder 1 in dem in Fig. 1b gezeigten Zustand.

Durch ein Verschwenken des Hebels 16 wird die Betätigungs­ vorrichtung 6 in den in Fig. 3b dargestellten Zustand überführt. In diesem Zustand ist die Verriegelung der Sitzverstelleinrichtung aufgehoben, da die Sperrzähne 9 des Mitnehmers 17 nicht mehr in die Öffnungen 10 der Rastschie­ ne eingreifen.

Da die Kennlinie 61 der Feder 1 auf dem letzten Teil ihres Federweges eine negative Steigung aufweist, wird die Fig. 3b entsprechende Schaltposition der Betätigungsvorrich­ tung 6 quasi automatisch eingenommen, sobald auf das Betäti­ gungselement 16 eine hinreichend große Kraft ausgeübt wird, um die Feder 1 überhaupt zu verformen. Denn jenseits des Maximums 64 der Federkennlinie 61 läßt die der Betätigung des Hebels 16 entgegenwirkende Rückstellkraft der Feder 1 nach. Jedoch wirkt auch in der Schaltposition gemäß Fig. 3b noch eine hinreichend große Rückstellkraft um eine Verriege­ lung der Sitzverstelleinrichtung zu bewirken, wenn der Betä­ tigungshebel 16 losgelassen wird.

In Fig. 4 ist eine Variante der in Fig. 1 gezeigten Feder 1 dargestellt. Gemäß dieser Variante stützt sich die Feder 1 mit ihrem Auflagebereich 13 an einer buckelförmigen Erhe­ bung 14′ der Auflagefläche 14 ab. Die bogenförmigen Federab­ schnitte 15 können sich daher unter der. Einwirkung des Mitnehmers 17 nicht an der Auflagefläche 14 abstützen.

Alternativ (oder zusätzlich) können auch zwei randseitige Abstützelemente 14′′ für die Feder 1 vorgesehen sein.

Durch derartige Variationen der Befestigung oder der Gestal­ tung der Feder 1 kann die Federkennlinie so verändert werden, daß sie einem bestimmten, vorgebbaren Anforderungs­ profil entspricht.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Federelements ist in der Fig. 5a dargestellt. Dabei sind zwei Federn 1, 1′ der in Fig. 1 dargestellten Art in Reihe entlang der Richtung A angeordnet. Die beiden Federn 1, 1′ liegen mit ihren Auflagebereichen 13, 13′ aneinander an, so daß sie sich aneinander abstützen. Ferner wirkt das Betäti­ gungselement (vgl. Fig. 3) über jeweils einen Mitnehmer 17, 17′ in entgegengesetzter Richtung auf die beiden Federn 1, 1′ ein.

Wenn die beiden Federn 1, 1′ eine unterschiedliche Feder­ steifigkeit aufweisen, was beispielsweise durch eine unter­ schiedliche Dicke des Federmaterials bewirkt werden kann, dann kann mit einem derartigen, aus zwei Federn 1, 1′ bestehenden Federelement eine Federkennlinie erzeugt wer­ den, die mehrere Teilbereiche negativer Steigung aufweist, vgl. Fig. 6.

In den Fig. 5b bis 5e ist dargestellt, wie sich das aus den beiden Federn 1, 1′ bestehende Federelement unter der Einwirkung der Mitnehmer 17, 17′ verformt. Es ist erkenn­ bar, daß zunächst die Feder 1′, die eine geringere Feder­ steifigkeit aufweist, verformt wird. Anschließend erfolgt die Verformung der Feder 1 mit der größeren Steifigkeit.

Die Kennlinie 66 des Federelements 1, 1′ wird durch eine Superposition der Kennlinien der einzelnen Federn 1, 1′ erzeugt. Sie ist in Fig. 6 dargestellt und weist zwei Bereiche 67, 67′ mit einer negativen Steigung und zwei daran angrenzende lokale Minima 68, 68′ auf. Die Markierun­ gen S2a bis S2e der Federkennlinie 66 entsprechen dabei den in den Fig. 5a bis 5e gezeigten Zuständen der Federn 1, 1′.

Ein aus zwei Federn 1, 1′ bestehendes Federelement kann insbesondere in Betätigungsvorrichtungen für Verstellein­ richtungen mit Memory-Effekt verwendet werden. Dabei ent­ spricht beispielsweise der Zustand S2b dem Verriegelungszu­ stand der Sitzverstelleinrichtung. Der Zustand S2c (lokales Minimum 68 der Kennlinie 66) entspricht einer Schaltpositi­ on der Betätigungsvorrichtung, in der die Sitzverstellein­ richtung eine vorher eingestellte Memory-Position anfährt, wenn eine Verstellung vorgenommen wird. In der Schaltpositi­ on gemäß der Markierung S2e (lokales Minimum 68′ der Kennli­ nie 66) ist demgegenüber ein freies Verstellen des Sitzes möglich.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung mit einer Rückstellfeder, deren Kennlinie in einem Teilbereich eine negative Steigung aufweist, ist in Fig. 7 dargestellt, wobei die Fig. 7a bis 7c unterschiedlichen Zuständen der Betätigungsvorrich­ tung entsprechen.

Die Betätigungsvorrichtung 7 umfaßt als Rückstellelement eine als Drehfeder ausgebildete Federschleife 2, die in ihrer Querschnittsebene verformbar ist. Das erste Ende 22 der Rückstellfeder 2 ist ortsfest eingespannt. Über einen bogenförmigen Abschnitt 23 geht dieses Federende 22 in einen Ausleger 24 über, an den sich das zweite Federende 21 anschließt. Dieses zweite Federende 21 ist drehbar an einem Mitnehmer 27 eines Betätigungshebels 26 befestigt. Der Betä­ tigungshebel 26 ist um eine exzentrisch bezüglich des Mit­ telpunktes M der Feder 2 im Bereich des ortsfesten Federen­ des 22 angeordnete Drehachse 28 verschwenkbar.

Durch ein Verschwenken des Hebels 26 wird der Mitnehmer 27 auf einer Kreisbahn B geführt, deren Durchmesser erheblich kleiner ist, als die Ausdehnung a der Feder 2. Dieser Bewegung des Mitnehmers 27 auf der Kreisbahn B entspricht eine Verschiebung des Federendes 21 von einer ersten Schalt­ position (Fig. 7a) zu einer zweiten Schaltposition (Fig. 7c). Diese beiden Schaltpositionen sind entlang einer Verschieberichtung c voneinander beabstandet, die zur Vereinfachung der weiteren Diskussion eingeführt wird und die von der Tatsächlichen Bahnkurve B des Mitnehmers zu unterscheiden ist.

Wie anhand der Fig. 7a und 7b erkennbar ist, führt die Schwenkbewegung des Mitnehmers 27 auf dem ersten Teil des Federweges zu einer Vergrößerung der Ausdehnung a der Feder 2 senkrecht zu der Verschieberichtung C und einer damit verbundenen Zunahme der Rückstellkraft der Feder. Wird der Hebel 26 über den in Fig. 2b dargestellten Zustand hinaus weiterbewegt, so kann sich die Feder quer zu der Verschieberichtung c wieder zusammenziehen. Es kommt zu einer Abnahme der Rückstellkraft der Feder. Dementsprechend weist die Kennlinie der Feder 2 auf diesem Bereich des Federweges eine negative Steigung auf, vgl. Fig. 8.

Bei einer hinreichend starken Auslenkung der Feder 2 ent­ lang der Kreisbahn B büßt diese sogar ihre Rückstellwirkung ein und zieht den Betätigungshebel 26 statt dessen zu einer neuen Position hin. (Die Federkennlinie wechselt ihr Vorzei­ chen.) Wenn die Feder 2 daher als Rückstellfeder einer Betätigungsvorrichtung verwendet werden soll, muß deren zweite Schaltposition einem Drehwinkel entsprechen, bei dem die Feder 2 noch eine Rückstellwirkung aufweist, d. h. bei dem die Federspannung entlang des Federweges noch zunimmt.

In Fig. 8 ist die Kennlinie 71 der Feder 2 dargestellt, wobei die auf der Kennlinie 71 markierten Punkte S3a, S3b und S3c den in den Fig. 7a-7c dargestellten Zuständen der Betätigungsvorrichtung 7 entsprechen. Im Gegensatz zu den vorhergehenden Kennlinien handelt es sich vorliegend um eine Drehmomentkennlinie, da das Drehmoment besser als die Federkraft zur Charakterisierung der Drehfeder 2 geeignet ist.

Wie anhand der Kennlinie 71 deutlich wird, nimmt das Rück­ stellmoment der Feder 2 bei der Betätigung des Hebels 26 zunächst stark zu, bis in dem Zustand der Betätigungsvor­ richtung 7 gemäß Fig. 7b das Maximum 74 der Kennlinie 71 erreicht ist. In dem daran anschließenden Abschnitt 72 weist die Kennlinie 71 eine negative Steigung auf.

Die Betätigungsvorrichtung 7 wird so ausgelegt, daß der Schaltposition, in der die Verstelleinrichtung entriegelt ist, ein Punkt in dem Kennlinienbereich 72 entspricht. Je nach der Lage dieses Punktes auf der Kennlinie wirkt in dieser Schaltposition eine definierte, vorgebbare Rückstell­ kraft.

Zusammenfassend zeigen die Fig. 1 bis 8 unterschiedliche Ausführungsformen von Federelementen, deren Kennlinie zumindest in einem Teilbereich eine negative Steigung aufweist und die als Rückstellfedern in Betätigungsvorrich­ tungen für Verstelleinrichtungen von Kraftfahrzeugen verwen­ det werden können. Die vorbeschriebenen Federelemente, die vorzugsweise aus gestanztem Blech oder aus im Querschnitt rundem Draht bestehen, zeichnen sich dadurch aus, daß sie in nur einer Ebene verformbar ausgebildet sind; die für die Charakteristik der Federkennlinie bedeutsame Verformung dieser Federn findet somit in zwei Dimensionen statt. Dies führt im Vergleich zu Tellerfedern, die üblicherweise zur Erzeugung von Federkennlinien mit negativer Steigung verwen­ det werden und die dreidimensionale Verformungsprofile auf­ weisen, zu einem spürbar geringeren Platzbedarf.

Claims (29)

1. Betätigungsvorrichtung für Verstelleinrichtungen in Kraftfahrzeugen mit einem Betätigungselement, das über einen Mitnehmer mit mindestens einer Rückstellfeder in Wirkverbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß die Kennlinie (61, 66, 71) der Feder (1, 2) zumin­ dest in einem Teilbereich (62, 67, 72) eine negative Steigung aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer Schaltposition (S1c, S2c, S2e, S3c) der Betätigungsvorrichtung ein Punkt der Federkennlinie (61, 66, 71) entspricht, der in dem Teilbereich (62, 67, 72) negativer Steigung oder in einem entlang des Federweges daran anschließenden Kennlinienbereich liegt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß mindestens einer Schaltposition (S1c, S2c, S2e) der Betätigungsvorrichtung (6) ein Punkt der Federkennli­ nie (61, 66) entspricht, der in der. Umgebung eines lokales Minimums (63, 68, 68′) der Federkennlinie (61, 66) liegt.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Federkennlinie (66) mehrere Bereiche (67, 67′) negativer Steigung aufweist, denen jeweils eine Schaltposition (S2c, S2e) der Betäti­ gungsvorrichtung zugeordnet ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsvorrich­ tung (6, 7, 8) eine Schaltposition (S1b, S2b, S3b) aufweist, der ein Punkt in der Umgebung eines lokalen Maximums (64, 68, 74) der Federkennlinie (61, 66, 71) entspricht.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (1, 2) in einer Ebene (Verformungsebene) verformbar ausgebildet ist und daß das Betätigungselement (16, 26) auf die Feder (1, 2) entlang einer in dieser Ebene liegenden Bahnkurve (A, B) einwirkt.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Federen­ de (11, 12, 21) in der Verformungsebene drehbar abge­ stützt ist und daß durch die Drehung des Federendes (11, 12, 21) unter der Einwirkung des Betätigungsele­ ments (16, 26) eine Verformung der Feder (1, 2) ausge­ löst wird, die zumindest auf einem Teilbereich des Feder­ weges zu einer Abnahme der Federkraft und/oder des Federmoments führt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich das in der Verformungsebene drehbare Federende (11, 12, 21) an dem Mitnehmer (17, 27) des Betätigungsele­ ments (16, 26) abstützt und daß mindestens ein Bereich (13, 13′, 22) der Feder (1, 2) ortsfest einge­ spannt ist.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmer (17, 27) entlang seiner Bahnkurve (A, B) stets an derselben Stel­ le (11, 12, 21) der Feder (1, 2) angreift.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (1, 2) durch eine Federschleife gebildet wird.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (1) als Biegefe­ der ausgebildet ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement (16) auf einen Angriffsbe­ reich (11, 12) der Feder (1) radial einwirkt und daß sich ein dem Angriffsbereich (11, 12) gegenüberliegen­ der Auflagebereich (13) der Feder (1) an mindestens einer Auflage (14, 14′, 14′′) abstützt.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sich die beiden Federenden (11, 12) in der Verformungsebene drehbar an gegenüberliegenden Sei­ ten des Mitnehmers (17) des Betätigungselements (16) ab­ stützen und daß der Mitnehmer (17) entlang einer Gera­ den (A) auf die Feder (1) einwirkt.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Federn (1, 1′) entlang der Verschieberichtung (A) des Mitnehmers (17, 17′) des Betätigungselements (16) in Reihe angeordnet sind.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Federn (1, 1′) eine unterschiedliche Fe­ dersteifigkeit aufweisen.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die beiden Federn mit ihren Auflageberei­ chen (13, 13′) aneinander anliegen und daß das Betäti­ gungselement über jeweils einen Mitnehmer (17, 17′) in entgegengesetzter Richtung auf die beiden Federn (1, 1′) einwirkt.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Federende (21) mit dem um eine Drehachse (28) verschwenkbaren Mitnehmer (27) eines Be­ tätigungshebels (26) verbunden ist und daß das zweite Federende (22) ortsfest gelagert ist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (2) als Drehfeder ausgebildet ist und daß der Betätigungshebel (26) exzentrisch bezüglich des Mit­ telpunktes (M) der Feder (2) angeordnet ist.

19. Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Drehachse (28) des Betätigungshebels (26) im Bereich des Lagerpunktes (25) des ortsfesten Fe­ derendes (22) angeordnet ist und daß der Mitnehmer (27) auf einer Kreisbahn (B) geführt wird.

20. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsvorrich­ tung (6, 7) Bestandteil einer Verriegelung (9, 10) für Sitzverstelleinrichtungen in Kraftfahrzeugen ist.

21. In einer Ebene verformbare Feder, auf die ein Betäti­ gungselement über einen Mitnehmer entlang einer in der Verformungsebene der Feder liegenden Bahnkurve einwirkt und deren Kennlinie zumindest in einem Teilbe­ reich eine negative Steigung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (1, 2) durch eine in ihrer Querschnitts­ ebene verformbare Federschleife gebildet wird und daß sich mindestens ein Federende (11, 12, 21) in der Verformungsebene drehbar an dem Mitnehmer (17, 27) des Betätigungselements (16, 26) abstützt.

22. Feder nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Drehung des mit dem Mitnehmer (17, 27) verbun­ denen Federendes (11, 12, 21) unter der Einwirkung des Betätigungselements (16, 26) eine Verformung der Fe­ der (1, 2) ausgelöst wird, die zumindest auf einem Teil­ bereich des Federweges zu einer Entspannung der Feder (1, 2) in einer Richtung (quer zu A, C) führt.

23. Feder nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmer (17, 27) entlang seiner Bahnkurve (A, B) stets an derselben Stelle (11, 12, 21) der Feder (2) angreift.

24. Feder nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (1) als Biegefeder ausge­ bildet ist und daß der Mitnehmer (17) radial auf die Feder (1) einwirkt.

25. Feder nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß sich die beiden Federenden (11, 12) in der Verformungs­ ebene drehbar an gegenüberliegenden Seiten des Mitneh­ mers (17) abstützen und daß den Federenden (11, 12) ge­ genüberliegend ein Auflagebereich (13) der Feder (1) ausgebildet ist.

26. Feder nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Federenden (11, 12) im entspanntem Zustand der Feder (1) einen Winkel (α) kleiner 180° und nach der Einwirkung des Mitnehmers (17) einen Winkel (a) größer 180° einschließen.

27. Feder nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Feder (2) als Drehfeder ausgebil­ det ist.

28. Feder nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß ein Federende (21) mit dem um eine Drehachse (28) verschwenkbaren Mitnehmer (27) eines exzentrisch bezüg­ lich des Mittelpunktes (M) der Feder (2) angeordneten Betätigungshebels (26) verbunden ist und daß das zweite Federende (22) ortsfest gelagert ist.

29. Feder nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse (28) des Betätigungshebels (26) im Be­ reich des Lagerpunktes (25) des ortsfesten Federen­ des (22) angeordnet ist und daß der Mitnehmer (27) auf einer Kreisbahn (B) geführt wird.