DE19949485A1 - Switchable silent ratchet, e.g. to adjust vehicle seat height; has rotating clamp roller spring-biased in clamp spaces formed from clamp path casing and clamp slopes of clamp sleeve - Google Patents
Switchable silent ratchet, e.g. to adjust vehicle seat height; has rotating clamp roller spring-biased in clamp spaces formed from clamp path casing and clamp slopes of clamp sleeveInfo
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft schaltbare Klemmgesperre, die mit einem Antriebselement, einem Abtriebselement und vorzugsweise einem Gehäuse versehen sind. Bei solchen schaltbaren Klemmgesperren ist gewährleistet, dass eine Leistungsübertragung zwischen Antriebselement und Abtriebsele ment dann möglich ist, wenn die Leistung von dem Antriebselement auf das Abtriebselement übertragen wird. Sobald ein Drehmoment an dem Abtrieb selement angreift, wird dieses über Klemmkörper in das Gehäuse oder ein an deres Maschinenteil übertragen. Wenn das Gehäuse ortsfest ist, steht das Ab triebselement in der Richtung des anliegenden Drehmomentes still.The present invention relates to switchable locking mechanism with a Drive element, an output element and preferably a housing are provided. With such switchable clamping ratchets it is ensured that a power transmission between drive element and output element ment is possible when the power from the drive element to the Output element is transferred. As soon as a torque on the output attacks element, this is via clamping body in the housing or on transferred machine part. If the housing is stationary, the Ab stands drive element in the direction of the applied torque.
Derartige schaltbare Klemmgesperre können beispielsweise in Einrichtungen zur Verstellung der Sitzhöhe von Kraftfahrzeugsitzen eingesetzt werden. Sie können auch in Einrichtungen zur Betätigung von versenkbaren Scheiben von Kraftfahrzeugen eingesetzt werden. In diesem Fall greift an dem Antriebsele ment beispielsweise eine manuell betätigte Handkurbel oder aber ein Elektro motor an, wobei die Antriebsleistung auf das Abtriebselement übertragen wird, um das Fenster zu heben oder zu senken. Wird beispielsweise versucht, dass leicht geöffnete Fenster herunterzudrücken, so wird diese Kraft über das Ab triebselement in ein gestellfest mit der Tür verbundenes Maschinenteil übertra gen. Eine andere Anwendung kann für Bohrmaschinen oder beispielsweise Akkuschrauber bestehen. In diesem Fall treibt ein Elektromotor das Antrieb selement an, das seine Leistung auf das Abtriebselement und schließlich auf den Bohrer bzw. auf den Werkzeugeinsatz überträgt. Wenn beispielsweise zum Werkzeugwechsel das Spannfutter gelöst werden soll, kann ein Drehmo ment in das eingesetzte Werkzeug eingeleitet werden, das über die einge klemmten Klemmrollen in das Gehäuse der Bohrmaschine bzw. des Akku schraubers eingeleitet wird, so dass das Bohrfutter gelöst werden kann.Such switchable locking mechanism can be used, for example, in facilities can be used to adjust the seat height of motor vehicle seats. she can also be used in devices for actuating retractable windows Motor vehicles are used. In this case, the drive element engages For example, a manually operated hand crank or an electric motor, whereby the drive power is transferred to the output element, to raise or lower the window. For example, if you try pushing down slightly opened windows, this force is ex Transfer the drive element into a machine part fixed to the door Another application can be for drilling machines or for example Cordless screwdrivers exist. In this case, an electric motor drives the drive selement on that its performance on the output element and finally on transfers the drill or to the tool insert. If, for example to change the tool, the chuck can be loosened, a torque be introduced into the tool used, which can be clamped rollers in the housing of the drill or the battery is initiated so that the drill chuck can be released.
Aus der DE 195 81 436 beispielsweise ist ein schaltbares Klemmgesperre be kannt, bei dem in einem Gehäuse ein Abtriebselement und ein Antriebselement drehbar aufgenommen sind. Das Gehäuse weist am Innenumfang eine zylindri sche Mantelfläche auf, der an dem Abtriebsteil ausgebildete Klemmrampen gegenläufiger Steigung gegenüberliegen. Die zylindrische Klemmbahn und die Klemmrampen begrenzen keilförmige Klemmspalte, in die Klemmrollen hinein gefedert sind. Das Antriebselement ist mit Klauen versehen, wobei die Klauen sowohl Schaltfinger zum Freischalten der Klemmrollen als auch Mitnehmer zur formschlüssigen Mitnahme des Abtriebselementes bilden. Eine Relativdrehung des Antriebselementes gegenüber dem Abtriebselement hat zur Folge, dass zunächst die Schaltfinger die Klemmrollen außer Klemmeingriff mit den Klemm rampen bzw. der zylindrischen Klemmbahn bringen. Sodann schlagen bei einer weiteren Drehbewegung des Antriebselementes die Mitnehmer gegen An schläge des Abtriebselementes. Auf diese Weise ist eine formschlüssige Dreh verbindung zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement herge stellt.From DE 195 81 436, for example, a switchable locking mechanism be knows, in which an output element and a drive element in a housing are rotatably received. The housing has a cylindri on the inner circumference cal lateral surface, the clamping ramps formed on the driven part opposite slope. The cylindrical clamping track and the Clamping ramps limit wedge-shaped clamping gaps into the clamping rollers are sprung. The drive element is provided with claws, the claws both shift fingers for unlocking the pinch rollers and drivers for form positive entrainment of the output element. A relative turn the result of the drive element relative to the output element is that first the shift fingers the pinch rollers out of clamp engagement with the clamps ramp or bring the cylindrical clamping track. Then hit at one further rotation of the drive element, the driver against An strikes of the output element. In this way, a positive rotation connection between the drive element and the output element poses.
Die Klauen können wie hier aus Kunststoff, allerdings auch aus Stahl oder ei nem anderen Werkstoff gebildet sein. Je nach Betriebsart - also entweder Drehmomenteinleitung in das Antriebselement oder Drehmomenteinleitung in das Abtriebselement - muss gewährleistet sein, dass das übertragene Drehmoment einwandfrei und sicher übertragen wird. Wenn beispielsweise das in das Abtriebselement eingeleitete Drehmoment deutlich größer ist als das in das Antriebselement eingeleitete Drehmoment, dann können beispielsweise die Anschläge für die Mitnehmer schwächer ausgebildet werden. Hingegen sollten die Oberflächen der an dem Abtriebselement ausgebildeten Klemmram pen sehr hart sein, wobei im vorliegenden Fall das Abtriebselement vollständig aus einem Blechteil gebildet und gehärtet ist. Da sowohl die Anschläge als auch die Klemmrampen an ein und demselben Blechteil ausgebildet sind, wer den die Anschläge ebenfalls wärmebehandelt, gleichgültig, ob dies erforderlich ist oder nicht. Diese unnötige Wärmebehandlung kann die Herstellungskosten dieser schaltbaren Klemmgesperre nachteilig erhöhen.As here, the claws can be made of plastic, but also made of steel or egg be formed in another material. Depending on the operating mode - either Torque introduction into the drive element or torque introduction into the output element - it must be ensured that the transferred Torque is transmitted correctly and safely. For example, if that torque introduced into the output element is significantly greater than that in the drive element initiated torque, then, for example the stops for the drivers are made weaker. On the other hand should the surfaces of the clamping frame formed on the driven element pen be very hard, in this case the output element completely is formed from a sheet metal part and hardened. Because both the attacks as also the clamping ramps are formed on one and the same sheet metal part, who the attacks are also heat treated, regardless of whether this is necessary is or not. This unnecessary heat treatment can reduce manufacturing costs disadvantageously increase this switchable locking mechanism.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein schaltbares Klemmge sperre nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 anzugeben, das wirtschaftlich herstellbar ist.The object of the present invention is therefore a switchable Klemmge lock to specify the features of the preamble of claim 1 is economically producible.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass das Abtriebsele ment zwei Bauteile umfasst, von denen das eine Bauteil mit den Klemmrampen und von denen das andere Bauteil mit Anschlägen für die Mitnehmer des An triebselementes versehen ist. Vorzugsweise sind die beiden Bauteile drehfest zueinander angeordnet. Bei diesem erfindungsgemäßen Klemmgesperre kann beispielsweise das eine Bauteil aus wärmebehandeltem Stahl und das andere Bauteil aus Kunststoff oder nicht wärmebehandeltem Stahl gebildet sein. Diese beiden Bauteile können unmittelbar drehfest miteinander verbunden sein, sie können aber auch auf einer Abtriebswelle jeweils drehfest angeordnet sein. Die Auswahl geeigneter Werkstoffe kann abhängig gemacht werden von den Drehmomenten, die entweder in das Antriebselement oder in das Abtriebsele ment eingeleitet werden.According to the invention, this object is achieved in that the output element ment comprises two components, of which one component with the clamping ramps and of which the other component with stops for the driver of the An Drive element is provided. The two components are preferably non-rotatable arranged to each other. In this locking device according to the invention can for example, one component made of heat-treated steel and the other Component made of plastic or not heat-treated steel. This both components can be directly connected to one another in a rotationally fixed manner, they but can also be arranged in a rotationally fixed manner on an output shaft. The Selection of suitable materials can be made dependent on the Torques either in the drive element or in the output element ment.
Ein weiterer Vorteil dieses erfindungsgemäßen Klemmgesperres besteht darin, dass eine räumliche Trennung der beiden Bauteile und somit der Anschläge und der Klemmrampen nahezu beliebig möglich ist. Wenn beispielsweise beide Bauteile auf einer Abtriebswelle drehfest angeordnet sind, dann können diese beiden Teile in axialer Richtung weit voneinander beabstandet auf der Welle angeordnet sein. Diese räumlich getrennte Anordnung der beiden Bauteile kann erhebliche Vorteile bei der Dimensionierung des Klemmgesperres auf weisen.Another advantage of this locking mechanism according to the invention is that that a spatial separation of the two components and thus the stops and the clamping ramps can be used almost anywhere. For example, if both Components on an output shaft are arranged in a rotationally fixed manner, then they can two parts far apart in the axial direction on the shaft be arranged. This spatially separate arrangement of the two components can have significant advantages in the dimensioning of the locking mechanism point.
Das eine Bauteil kann beispielsweise als ringförmig geschlossene Hülse aus gebildet sein, deren Mantelfläche mit den Klemmrampen versehen ist. Solche Hülsen lassen sich in besonders vorteilhafter Weise im Tiefziehverfahren her stellen.One component can be made, for example, as an annularly closed sleeve be formed, the outer surface of which is provided with the clamping ramps. Such Sleeves can be produced in a particularly advantageous manner using the deep-drawing process put.
Diese Hülse kann beispielsweise mit einem Radialbord versehen sein, dessen freies Ende einen axialen Bund vorzugsweise zum drehfesten Verbinden mit einer Abtriebswelle aufweist. Beispielsweise ist es problemlos möglich, dass der axiale Bund einen Zweiflach begrenzt, der ebenfalls an der Abtriebswelle ausgebildet ist. Nach Aufschieben der Hülse auf die Abtriebswelle ist eine ein wandfreie Drehmomentübertragung zwischen der Abtriebswelle und dieses eine Teil gewährleistet.This sleeve can for example be provided with a radial rim, the free end an axial collar preferably for non-rotatable connection with has an output shaft. For example, it is easily possible that the axial collar delimits a double, which is also on the output shaft is trained. After pushing the sleeve onto the output shaft there is a Wall-free torque transmission between the output shaft and this part guaranteed.
Das andere Bauteil kann als Abtriebsscheibe ausgebildet sein, die mehrere über ihren Umfang verteilt angeordnete Ausnehmungen aufweist, die umfangs seitig durch die Anschläge bildenden Wände begrenzt sind. Auch solche Ab triebsscheiben lassen sich in besonders vorteilhafterweise im Tiefziehverfahren aus Blech herstellen. Beide Teile lassen sich allerdings auch besonders preis wert im Spritzverfahren aus Kunststoff herstellen.The other component can be designed as a driven pulley, the several has recesses distributed over its circumference, the circumferences are limited by the walls forming the stops. Even such ab Drive disks can be particularly advantageously used in the deep-drawing process manufacture from sheet metal. However, both parts can also be particularly cheap produce value by injection molding from plastic.
Das Antriebselement ist vorzugsweise einstückig mit den Schaltfingern und den Mitnehmern verbunden. Solche Antriebselemente können beispielsweise Zahn räder oder Hebel sein, je nach Anwendungsfall.The drive element is preferably in one piece with the shift fingers and Connected drivers. Such drive elements can, for example, tooth wheels or levers, depending on the application.
Wenn das Antriebselement eine Antriebsscheibe aufweist, ist diese vorzugs weise auf der Abtriebswelle anordenbar. Somit können die Hülse, die Abtriebs scheibe und die Antriebsscheibe axial beabstandet voneinander auf der Ab triebswelle angeordnet sein, wobei die Hülse und die Abtriebsscheibe drehfest und wobei die Antriebsscheibe drehbar auf der Abtriebswelle anordenbar sind.If the drive element has a drive pulley, this is preferred can be arranged on the output shaft. Thus, the sleeve, the output disk and the drive disk axially spaced from each other on the Ab Drive shaft may be arranged, the sleeve and the driven pulley rotatably and wherein the drive pulley can be rotatably arranged on the output shaft.
Nachstehen wird die Erfindung anhand eines in zwei Figuren dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:The invention based on one shown in two figures Embodiment explained in more detail. Show it:
Fig. 1 einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Klemm gesperre, und Fig. 1 locked a cross section through an inventive clamp, and
Fig. 2 einen Längsschnitt durch das erfindungsgemäße Klemm gesperre aus Fig. 1. Fig. 2 is a longitudinal section through the inventive clamping locking mechanism in FIG. 1.
Das erfindungsgemäße schaltbare Klemmgesperre weist ein Gehäuse 1 auf, durch das eine Abtriebswelle 2 hindurchgeführt ist. Auf der Abtriebswelle 2 sind gemäß Fig. 2 axial nacheinander und links beginnend ein Antriebselement 3, ein Abtriebselement 4 und ein Radialrillenkugellager 5 angeordnet.The switchable locking mechanism according to the invention has a housing 1 through which an output shaft 2 is guided. According to FIG. 2, a drive element 3 , an output element 4 and a radial deep groove ball bearing 5 are arranged on the output shaft 2 axially one after the other and on the left.
Die Abtriebswelle 2 ist über das gestellfest abgestützte Radialrillenkugellager 5 radial gelagert.The output shaft 2 is supported radially via the radial grooved ball bearing 5 which is supported on the frame.
Das Antriebselement 3 weist eine Antriebsscheibe 6 auf, deren Außenumfang mit einem Zahnprofil 7 versehen ist. Ein nicht dargestelltes Antriebszahnrad kämmt mit der Antriebsscheibe 6, um diese in Drehung zu versetzen. Das An triebselement 3 ist ferner mit Schaltfingern 8 und Mitnehmern 9 versehen, die stirnseitig an der Antriebsscheibe 6 ausgebildet sind und axial in Richtung auf das Abtriebselement 4 vorstehen. Die Schaltfinger 8 und die Mitnehmer 9 sind in radialer Richtung hintereinander angeordnet. Die Antriebsscheibe 6 ist dreh bar auf der Abtriebswelle 2 gelagert. The drive element 3 has a drive disk 6 , the outer circumference of which is provided with a tooth profile 7 . A drive gear, not shown, meshes with the drive pulley 6 in order to set it in rotation. At the drive element 3 is further provided with shift fingers 8 and 9 drivers, which are formed on the end face of the drive pulley 6 and project axially in the direction of the output element 4 . The shift finger 8 and the driver 9 are arranged one behind the other in the radial direction. The drive disc 6 is rotatably mounted on the output shaft 2 bar.
Das Abtriebselement 4 weist eine Abtriebsscheibe 10 auf, die mit mehreren über den Umfang verteilt angeordneten Ausnehmungen 10a versehen ist, die umfangsseitig durch Wände 1b begrenzt sind. Die Wände 10b bilden Anschlä ge für die Mitnehmer 9. Die Abtriebsscheibe 10 umschreibt mit ihrem Innen umfang einen Zweiflach 10c. Das Abtriebselement 4 weist ferner eine Klemm hülse 11 auf, die mehrere über den Umfang verteilt angeordnete Klemmrampen 12 vorsieht, wobei einander benachbarte Klemmrampen 12 mit gegenläufiger Steigung ausgebildet sind. Die Klemmhülse 11 ist mit einem Radialbord 12a versehen, an dessen Innenumfang ein axialer Bund 12b anschließt. Der axiale Bund 12b umschreibt einen Zweiflach 12c. Die Abtriebsscheibe 10 und die Klemmhülse 11 sind jeweils über den Zweiflach 10c, 12c drehfest auf der Ab triebswelle 2 angeordnet. Anstelle der hier vorgeschlagenen drehfesten Ver bindung sind andere Verbindungen ebenso möglich, beispielsweise durch Schweißen, Aufschrumpfen, Aufpressen, Aufkleben usw.The output element 4 has an output disk 10 , which is provided with a plurality of recesses 10 a arranged distributed over the circumference, which are delimited on the circumference by walls 1 b. The walls 10 b form stops for the drivers 9 . The driven pulley 10 circumscribes its inner circumference a dihedral 10 c. The output element 4 also has a clamping sleeve 11 which provides a plurality of clamping ramps 12 distributed over the circumference, with adjacent clamping ramps 12 being formed with opposite slopes. The clamping sleeve 11 is provided with a radial rim 12 a, on the inner circumference of which an axial collar 12 b connects. The axial collar 12 b circumscribes a double 12 c. The driven pulley 10 and the clamping sleeve 11 are each arranged on the double 10 c, 12 c rotatably on the drive shaft 2 from . Instead of the rotationally fixed connection proposed here, other connections are also possible, for example by welding, shrinking, pressing, gluing, etc.
Am Innenumfang des Gehäuses 1 ist eine zylindrische Klemmbahn 13 ausge bildet. Die zylindrische Klemmbahn 13 und die Klemmrampen 12 begrenzen keilförmige Klemmspalte 14, in die Klemmrollen 15 hineingefedert sind. Zwi schen zwei einander benachbart angeordneten Klemmrollen 15 ist je eine Druckfeder 16 angeordnet, die die beiden Klemmrollen 15 in die jeweils zuge ordneten keilförmigen Klemmspalte 14 hineinfedert.On the inner circumference of the housing 1 , a cylindrical clamping path 13 is formed. The cylindrical clamping path 13 and the clamping ramps 12 delimit wedge-shaped clamping gaps 14 into which the clamping rollers 15 are sprung. Between two adjacently arranged pinch rollers 15 , a compression spring 16 is arranged, which springs the two pinch rollers 15 into the respectively assigned wedge-shaped nips 14 .
Im vorliegenden Beispiel sind die Abtriebsscheibe 10 und die Klemmhülse 11 jeweils aus Stahl hergestellt, wobei lediglich die Klemmhülse 11 einer Wärme behandlung unterzogen wurde, um harte Klemmrampen 12 zu ermöglichen.In the present example, the driven pulley 10 and the clamping sleeve 11 are each made of steel, only the clamping sleeve 11 being subjected to a heat treatment in order to enable hard clamping ramps 12 .
Zwar sind im vorliegenden Beispiel die Abtriebsscheibe 10 und die Klemmhül se 11 in axialer Richtung unmittelbar einander benachbart auf der Abtriebs welle 2 angeordnet. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass - sofern ein gege bener Bauraum oder andere Gründe es erforderlich machen - die Abtriebs scheibe 10 und die Klemmhülse 11 voneinander entfernt auf der Abtriebswelle 2 anordenbar sind. In the present example, the driven disk 10 and the clamping sleeve 11 are arranged in the axial direction directly adjacent to one another on the driven shaft 2 . However, it should be noted that - if a given installation space or other reasons make it necessary - the output disk 10 and the clamping sleeve 11 can be arranged apart from one another on the output shaft 2 .
Nachstehend wird die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Klemmgesper res näher erläutert. Zur Leistungsübertragung wird das Antriebselement 3 in Drehung versetzt. Zunächst erfolgt eine Relativdrehung des Antriebselementes 3 gegenüber dem Abtriebselement 4. Noch während dieser Relativdrehung gelangen die Schaltfinger 8 zur Anlage an die jeweils zugeordneten Klemmrol- len 15 und verlagern diese innerhalb ihrer keilförmigen Klemmspalte 14 derart, dass die Klemmrollen 15 außer Klemmeingriff mit der zylindrischen Klemmbahn 13 und den Klemmrampen 12 sind. Sodann schlagen die Mitnehmer 9 des An triebselementes 3 gegen die durch die Wände 10b gebildeten Anschläge der Abtriebsscheibe 10 an. Eine weitere Drehung des Antriebselementes 3 bedingt eine formschlüssige Mitnahme des Abtriebselementes 4, so dass die Abtriebs welle 2 ebenfalls in Drehung versetzt wird.The operation of the Klemmgesper res according to the invention is explained in more detail below. For power transmission, the drive element 3 is set in rotation. First, the drive element 3 rotates relative to the driven element 4 . Even during this relative rotation, the shift fingers 8 come into contact with the respectively assigned clamping rollers 15 and shift them within their wedge-shaped clamping gaps 14 such that the clamping rollers 15 are out of clamping engagement with the cylindrical clamping track 13 and the clamping ramps 12 . Then the drivers 9 of the drive element 3 strike against the stops formed by the walls 10 b of the driven disk 10 . A further rotation of the drive element 3 requires a positive entrainment of the output element 4 , so that the output shaft 2 is also set in rotation.
Wenn keine Antriebsleistung übertragen wird und statt dessen ein Drehmo ment an der Abtriebswelle 2 angreift, wird dieses eingeleitete Drehmoment über die Klemmhülse 11 und die eingeklemmten Klemmrollen 15 in das ge stellfest angeordnete Gehäuse 1 eingeleitet, so dass keine Drehung der Ab triebswelle 2 stattfindet. If no drive power is transmitted and instead a torque on the output shaft 2 attacks, this torque is introduced via the clamping sleeve 11 and the clamped pinch rollers 15 in the fixedly arranged housing 1 , so that no rotation of the drive shaft 2 takes place.
11
Gehäuse
casing
22nd
Abtriebswelle
Output shaft
33rd
Antriebselement
Drive element
44th
Abtriebselement
Output element
55
radiale Rillenkugellager
radial deep groove ball bearings
66
Antriebsscheibe
Traction sheave
77
Zahnprofil
Tooth profile
88th
Schaltfinger
Shift finger
99
Mitnehmer
Carrier
1010th
Abtriebsscheibe
Driven pulley
1010th
a Ausnehmung
a recess
1010th
b Wand
b wall
1010th
c Zweiflach
c Double
1111
Klemmhülse
Clamping sleeve
1212th
Klemmrampe
Clamp ramp
1212th
a Radialbord
a radial rim
1212th
b axialer Bund
b axial collar
1212th
c Zweiflach
c Double
1313
zylindrische Klemmbahn
cylindrical clamping track
1414
keilförmiger Klemmspalt
wedge-shaped clamping gap
1515
Klemmrolle
Pinch roller
1616
Druckfeder
Compression spring
Claims (8)
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Family Applications (1)
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OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: INA-SCHAEFFLER KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE |
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |