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Die
Erfindung betrifft einen Stellantrieb, insbesondere für Sitzeinstelleinrichtungen,
mit zumindest einem Elektromotor mit nachgeordnetem Untersetzungsgetriebe
und einer Auskupplungsvorrichtung für Handbetrieb.
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Elektrische
Stellantriebe dienen dem Komfort oder der Verstellung von unzugänglichen
Stellgliedern. Im Falle eines Spannungsausfalls oder sonstigen Defekts
sollen Stellglieder von Hand einstellbar sein; das ist in der Regel
auch bei Sitzelementen der Fall. Da Stellantriebe gewöhnlich hochuntersetzende,
zum Teil selbsthemmende, Untersetzungsgetriebe aufweisen, um das
erforderliche Stellmoment aufzubringen, ist eine Handverstellung
nur mit Hilfe einer Kupplung zwischen dem Elektromotor und dem Untersetzungsgetriebe
oder innerhalb des Untersetzungsgetriebes möglich.
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Aus
der DE-OS 102 30 591 A1 ist ein Stellantrieb für Sitzeinstelleinrichtungen
bekannt, bei dem der Antriebspfad zwischen einem Elektromotor und einem
Ausgangsmittel des Stellantriebs von Hand unterbrechbar ist, wobei
ein Seilzug die Kraft eines handbetätigten Hebels auf eine Auskupplungsvorrichtung überträgt, die
im elektromotorischen Betrieb ein Hohlrad eines Planetengetriebes
gegen Verdrehung sperrt und die Verdrehung bei Handbetätigung zulässt.
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Die
bekannte Auskupplungsvorrichtung umfasst eine einzige Rückstellfeder,
die einerseits die eingerastete Position der Auskupplungsvorrichtung aufrecht
zu erhalten sucht und für
eine Rückstellung des
handbetätigten
Hebels sorgt. Da derartige Auskupplungsvorrichtungen aus wirtschaftlichen
Gründen
nicht für
einen einzigen Anwendungsfall konzipiert sind, sondern an eine Vielzahl
von Einbaugeometrien anpassbar sein sollen, muss die Auskupplungsvorrichtung
für alle
zu erwartenden Kräfte
ausgelegt sein. Seilzüge
haben die Eigenheit, dass sich die aus einer Seilführung vorragende
Seillänge
je nach Anzahl und Betrag von Biegungswinkeln im Seilverlauf ändert. Diese
Längenänderung
führt zu einer
teilweisen Ausrückung
der Auskupplungsvorrichtung, so dass bei ungünstigen Bedingungen das Hohlrad
ohne Betätigung
des handbetätigten
Hebels freigegeben sein kann, während
es bei anderen Einbaugeometrien sicher gesperrt ist. Durch unterschiedliche
Biegewinkel werden zudem die Reibungsverhältnisse des Seilzugs beeinflusst,
so dass auch die Einrückkraft,
welche die Rückstellfeder speichert
nicht für
jeden Einsatzfall für
ein sicheres Einrücken
der Auskupplungsvorrichtung ausreicht. Bei Anwendungen, bei denen
mit der Verstellung auch das Zugseil des Bowdenzuges der Bewegung folgt,
kann es zu Situationen kommen, in denen die Kupplung auskuppelt.
Dadurch würde
der Stellantrieb unwirksam werden.
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Daher
ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen gattungsgemäßen Stellantrieb
mit einer Auskupplungsvorrichtung bereitzustellen, die für eine große Anzahl
unterschiedlicher Einsatzfälle
und Einbaubedingungen verwendbar ist und über alle Verfahrwege eine zuverlässige Funktion
der Kupplungsvorrichtung gewährleistet,
ohne überdimensioniert und
damit unwirtschaftlich zu sein.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass die Auskupplungsvorrichtung (4) eine Kupplungseinrückfeder
(12) aufweist, welche die Ausrastkraft der Auskupplungsvorrichtung
(4) bestimmt und dass eine Rückstellfeder (33)
vorgesehen ist, welche die Rückstellung
eines Betätigungsmittels (30)
bewirkt. Durch die Verwendung einer zusätzlichen Feder, kann eine Unabhängigkeit
zwischen einer Einrückbewegung
der Auskupplungsvorrichtung (4) und einer Rückstellung
des Betätigungsmittels (30)
erreicht werden, wodurch die Einrückkräfte der Kupplung unabhängig vom
Einsatzort und von der Einsatzart sind.
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Weiterbildungen
der Erfindung werden in den Unteransprüchen dargestellt. Bei einer
besonders bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung ist das Betätigungsmittel
(30) über
eine Freibewegungseinrichtung (31) mit der Auskupplungsvorrichtung
(4) wirkverbunden. Durch diese Anordnung wird zusätzlich erreicht,
dass Bewegungen oder Anordnungen des Bowdenzuges keinen Einfluss
auf die Auskupplungsvorrichtung, insbesondere auf Kupplungsmittel haben.
So können
auch bei Mitbewegung des Bowdenzuges während der Verstellung keine
versehentlichen ungewollten Unterbrechungen der Stellbewegung erfolgen,
weil der Freiraum einen Ausgleich einer möglichen Längenänderung des Zugseiles ausgleichen
kann.
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Es
ist vorgesehen die Freibewegungseinrichtung (31) als Freischwenkeinrichtung
auszubilden, wobei die Freischwenkeinrichtung aus einem Zughebel
(11) und einem Mitnahmehebel (28) besteht die
eine gemeinsame Schwenkachse aufweisen.
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Ein
besonders einfacher Aufbau ergibt sich, wenn ein Zugseil (27)
eines Bowdenzuges (10) einerseits mit dem Zughebel (11)
und andererseits mit dem Betätigungsmittel
(30) verbunden ist, insbesondere, wenn die Rückstellfeder
(33) durch das Zugseil (27) des Bowdenzuges (10)
geführt
ist. Hierdurch kann die Längsachse
der Rückstellfeder
auch eine Bogenform beschreiben ohne seine Wirksamkeit einzuschränken. Bei
dieser Anordnung stützt
sich die Rückstellfeder
(33) einerseits am Zughebel (11) und andererseits
an einer gehäusefesten
Abstützfläche (32)
ab.
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Analog
zum Stand der Technik ist in einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen,
dass ein Gegenkupplungsmittel (8) zu einem Kupplungsmittel
(7) der Auskupplungsvorrichtung (4) um die Schwenkachse
(19) schwenkbar gelagert ist. Diese Anordnung ist einfach
zu realisieren und erlaubt einen zuverlässigen Betrieb der Auskupplungsvorrichtung
(4). Die schwenkbare Lagerung des Gegenkupplungsmittels
(8) erlaubt eine Vielzahl von möglichen Einbauorten für die Kupplungseinrückfeder.
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Es
wird bevorzugt, dass sich die Kupplungseinrückfeder (12) einerseits
an einem über
eine Kupplungswelle (18) mit dem Mitnahmehebel (28) verbundenen
oder einstückigen
Abstützmittel
(24) und andererseits an einer Gehäusefesten Abstützfläche abstützt. Die
Kupplungseinrückfeder
kann dabei auf einem Aufnahmedorn (13) aufgenommen sein.
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Alternativ
besteht die Möglichkeit,
dass sich die Kupplungseinrückfeder
(12) einerseits am Mitnahmehebel (28) und andererseits
an einer gehäusefesten
Abstützfläche (32)
abstützt.
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Zweckmäßigerweise
eignet sich für
die Kupplungseinrückfeder
(12) eine Druckfeder, eine Schenkelfeder oder eine Spiralfeder.
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Für die Rückstellfeder
(33) wird vorzugsweise eine Druckfeder eingesetzt.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es
zeigen:
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1 eine
Auskupplungsvorrichtung nach dem Stand der Technik
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2 einen
Stellantrieb mit einer entsprechenden Auskupplungsvorrichtung nach
dem Stand der Technik,
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3a eine
schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Auskupplungsvorrichtung
in einem Normalbetriebszustand,
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3b eine
schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Auskupplungsvorrichtung
in einem Zwischenzustand,
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3c eine
schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Auskupplungsvorrichtung
in einem ausgekuppelten Zustand und bei angezogenem Betätigungsmittel
und
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3d eine
schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Auskupplungsvorrichtung
in einem ausgekuppelten Zustand und bei zurückgestelltem Betätigungsmittel.
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1 zeigt
Teile eines Stellantriebs 1 nach dem Stand der Technik,
mit einem Planetengetriebe 9, bestehend aus einem auf einer
Welle 22 befestigten Sonnenrad 20, Planetenrädern 21,
die auf einen Planetenträger
(nicht dargestellt) gelagert sind und einem Hohlrad 5,
das zugleich Bestandteil einer Auskupplungsvorrichtung 4 ist.
Das Hohlrad 5 weist auf seiner Umfangsseite 6 als
Ausnehmungen aus einem Ring 17 ausgebildete Kupplungsmittel 7 auf,
in die ein Gegenkupplungsmittel 8 federbeaufschlagt eingreift.
Die Kupplungsmittel 7, 8 sind so aufeinander abgestimmt,
dass sich im eingekuppelten Zustand eine drehspielfreie Kupplungsverbindung
ergibt. Das Gegenkupplungsmittel 8 ist Teil einer Schwenkeinrichtung 23,
bestehend aus einer Kupplungswelle 18, die an ihren beiden
Endbereichen einerseits mit einem Zughebel 11 und andererseits
mit dem Gegenkupplungsmittel 8 fest verbunden oder einstückig ist.
Die Kupplungswelle 18 bildet, zusammen mit einer diese
drehbar aufnehmende gehäusefesten
Lagerung, ein Schwenkgelenk 15, wobei die Schwenkeinrichtung 23 aus
Kupplungswelle 18, Zughebel 10 und Gegenkupplungsmittel 8 um
eine Schwenkachse 19 schwenkbar ist. Die Kupplungswelle 18 weist
gegenüber
dem Gegenkupplungsmittel 8 ein Abstützmittel 24 auf, das
von einer auf einen Aufnahmedorn 13 geführten Kupplungseinrückfeder 12 derart
beaufschlagt ist, dass das Hohlrad 5 des Planetengetriebes 9 im
Normalbetrieb gegen Verdrehung gesichert ist. Der Aufnahmedorn 13 weist
einen Ansatz 14 auf, an dem sich die als Druckfeder ausgeführte Kupplungseinrückfeder 12 abstützt. Die
Auskupplung der Auskupplungsvorrichtung 4 kann von Hand über einen
Bowdenzug 10 vorgenommen werden (hier nur angedeutet).
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2 zeigt
einen Stellantrieb 1 nach dem Stand der Technik, mit einem
Gehäuse 16 (geöffnet dargestellt)
in dem das Planetengetriebe 9, mit dem Sonnenrad, Planetenrädern, einem
Planetenträger 25 und
dem Hohlrad 5, den an der Umfangsseite des Hohlrads angeordneten
Kupplungsmitteln 7 als erstes Bestandteil der Auskupplungsvorrichtung 4,
der Schwenkeinrichtung 23, bestehend aus dem Gegenkupplungsmittel 8,
der Kupplungswelle 18, die im Gehäuse 16 gelagert ist
und dem Zughebel 11, der mit dem Bowdenzug 10 in Wirkverbindung
steht, angeordnet ist. Der Bowdenzug 10, der an einer Stütze 26 abgestützt ist,
greift am Zughebel 11 an und schwenkt dadurch die Kupplungswelle
und damit das Gegenkupplungsmittel 8 gegen die Kraft der
Kupplungseinrückfeder 12 aus
dem Kupplungsmittel 7. Um Spielfreiheit zu erreichen, könnten Kupplungsmittel 7 und
Gegenkupplungsmittel trapezförmig
ausgeführt
sein, wobei dann durch die Federkraft der Kupplungseinrückfeder 12 stets
für aneinander
anliegende Kupplungsflächen
gesorgt wird.
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Bisherige
Funktionsweise nach dem Stand der Technik
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Bei
nicht betätigtem
Bowdenzug, hält
die Druckfeder 12 das Gegenrastmittel 8 mit einem
der Rastmittel 7 spielfrei in Eingriff und bewirkt, dass
das Hohlrad 5 quasi antriebsgehäusefest ist. Dadurch ist der
Betrieb eines gewöhnlichen
Stellantriebs, bestehend aus einem Elektromotor und einem Untersetzungsgetriebe
zur Einstellung eines Stellglieds, z.B. eines Sitzelements möglich, wobei
das Sonnenrad 20, die mit dem Hohlrad 5 in Eingriff
stehenden Planetenräder 21 und
damit den Planetenträger,
der als Ausgang dieser Getriebestufe des Stellantriebs dient, antreibt.
Wird der Bowdenzug betätigt, schwenkt
der Zughebel 11 um die und das über
die Kupplungswelle 18 mit dem Zughebel 11 verbundene Gegenkupplungsmittel 8 um
die Schwenkachse 19, wobei das Gegenkupplungsmittel 8 aus
dem Kupplungsmittel 7 seitlich herausschwenkt. Durch die Schwenkbewegung,
wird der Aufnahmedorn 13 durch das Abstützmittel 24 in seiner
Axialrichtung verschoben, wodurch die Druckfeder 12 über den
Ansatz 14 zusammengedrückt
und damit gespannt wird, so dass eine Einrückbewegung des Gegenkupplungsmittels
bei entlastetem Bowdenzug selbsttätig erfolgt. Ggf. wird das
Hohlrad erst nach einer Betätigung
des Elektromotors verriegelt, sobald das Gegenkupplungsmittel 8 mit
einem der Kupplungsmittel 7 in Übereinstimmung gebracht ist.
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Im
ausgekuppelten Zustand ist das Hohlrad 5 frei im Gehäuse drehbar.
Eine vom Stellglied zurückwirkende
Gegenkraft kann in diesem Zustand nicht mehr vom Hohlrad 5 aufgenommen
werden, deshalb rollen die Planetenräder 21 bei manueller Betätigung des
Stellglieds (z.B. Sitzelement) und damit angetriebenem Planetenträger auf
dem Sonnenrad 20 ab und nehmen dabei das Hohlrad mit.
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Der
Bowdenzug dient dazu, eine manuelle Betätigung zu ermöglichen
bzw. zu erleichtern.
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Der
Schutzumfang der Erfindung ist nicht auf das gezeigte Beispiel beschränkt, denn
es sind eine Vielzahl von alternativen Ausführungsformen denkbar, auch
mit unterschiedlicher Getriebe- und Kupplungsanordnung.
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3a zeigt
eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Auskupplungsvorrichtung 4 in
einem Normalbetriebszustand, in dem sich ein Betätigungsmittel 30 in
seiner Normalstellung befindet und die Kupplung, die gemäß Stand
der Technik ausgeführt
sein kann, eingerastet ist. Das Betätigungsmittel 30 ist über ein
Zugseil 27 eines Bowdenzuges 10 mit einem Zughebel 11 verbunden,
wobei der Zughebel 11 durch eine Rückstellfeder 33, die vom
Zugseil 27 geführt
ist, in einer Ruhestellung befindet. Der Zughebel 11 ist
um eine Schwenkachse 19 auf einer Kupplungswelle 18 der
Auskupplungseinrichtung 4 schwenkbar gelagert. An der Kupplungswelle 18 ist
ein Mitnahmehebel 28 starr befestigt. Die Kupplungswelle 18 ist
mit dem Mitnahmehebel 28 um die Schwenkachse 19 schwenkbar
gelagert. Die Lagerstellen, die hier nicht dargestellt sind, befinden
sich in einem Gehäuse
des Stellantriebs. Der Zughebel 11 ist gegenüber dem
Mitnahmehebel 28 verschwenkbar. In 3a ist
ein Freiraum 29 zwischen Zughebel 11 und Mitnahmehebel 28 dargestellt,
der eine begrenzte freie Bewegung des Zughebels 11 ermöglicht,
ohne den Einrückzustand
von Kupplungsmitteln 7, 8 der Auskupplungseinrichtung 4 zu ändern. Auf
den Mitnahmehebel 28 wirkt eine auf einem Aufnahmedorn 13 aufgenommene
Kupplungseinrückfeder 12,
die sich an einer gehäusefesten
Abstützfläche 32 abstützt. Das
Betätigungsmittel 30 ist
hier in Form eines handbetätigbaren
Hebels ausgeführt.
Bei Verwendung in einem Sitzversteller ist die das Betätigungsmittel
beispielsweise im oberen Bereich der Sitzlehne angeordnet, um bei
einem Stromausfall eine Sitzlehnenverstellung von Hand zu ermöglichen.
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3b zeigt
eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Auskupplungsvorrichtung
in dem Zwischenzustand, in dem gerade der Freiraum
29 aus
3a überwunden
und der tote Bewegungsspielraum aus der Anordnung herausgenommen
ist. Bei weiterer Betätigung
des Betätigungsmittels
30 wird
sich der Mitnahmehebel
28 mitbewegen und mit ihm Gegenkupplungsmittel
8,
wie aus der
DE 102
30 591 A1 bekannt, beginnen aus den Kupplungsmitteln
7 auszukuppeln.
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Diese
Bewegung wird fortgesetzt bis der Endzustand der
3c erreicht
ist, in dem das Betätigungsmittel
30 vollständig betätigt und
der Auskupplungsvorgang abgeschlossen ist. In diesem Zustand kann
das zu betätigende
Element, z.B. eine Rückenlehne
eines Kfz- oder Flugzeugsitzes von Hand in eine gewünschte Stellung
gebracht werden. Während
der Handverstellung bewegt sich bei dem Beispiel aus der
DE 102 30 591 A1 (siehe
1 und
2)
das Hohlrad in eine Zwischenstellung oder durch Zufall auch in eine
Raststellung. Falls das Betätigungsmittel
30 in
einer Zwischenstellung losgelassen wird, bleibt ein Zustand erhalten,
wie er in
3d schematisch dargestellt ist.
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In 3d ist
die Kupplung ausgerückt,
wobei der Mitnahmehebel 28 in einer Extremstellung verweilt,
bis eine erneute motorische Betätigung
erfolgt und eine Synchronisation der Kupplung bewirkt, während der
Zughebel 11 durch die Rückstellfeder 33 wieder
in seine Normalstellung zurückgeführt wurde. Der
Freiraum 29 ist jetzt größer als im Normalzustand. Bei
der Synchronisation wird die Bewegung des Mitnahmehebels 28 jedoch
durch die Rastmittel 7, 8 (1) begrenzt,
so dass der Mitnahmehebel 28 dann von der Kupplungseinrückfeder 12 in
eine Stellung gemäß 3a zurückgestellt
wird.
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Die
die gezeigte schematische Darstellung stellt nur eines von vielen
möglichen
Varianten dar. Die Anordnung und Art der Kupplungseinrückfeder 12 und
der Rückstellfeder 33 können variieren.
Es ist auch möglich
statt einer Schwenkeinrichtung eine Linearbewegungseinrichtung zu
verwenden, um einerseits die Kupplung auszurücken und um einen Freiraum
zwischen einem Zugmittel und einem Mitnahmemittel darzustellen.
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- 1
- Stellantrieb
- 2
- Elektromotor
- 3
- Untersetzungsgetriebe
- 4
- Auskupplungsvorrichtung
- 5
- Getriebeelement
(Hohlrad)
- 6
- Umfangsseite
- 7
- Kupplungsmittel
- 8
- Gegenkupplungsmittel
- 9
- Planetengetriebe
- 10
- Bowdenzug
- 11
- Zughebel
- 12
- Kupplungseinrückfeder
- 13
- Aufnahmedorn
- 14
- Ansatz
- 15
- Schwenkgelenk
- 16
- Gehäuse
- 17
- Ring
- 18
- Kupplungswelle
- 19
- Schwenkachse
- 20
- Sonnenrad
- 21
- Planetenrad
- 22
- Welle
- 23
- Schwenkeinrichtung
- 24
- Abstützmittel
- 25
- Planetenträger
- 26
- Stütze
- 27
- Zugseil
- 28
- Mitnahmehebel
- 29
- Freiraum
- 30
- Betätigungsmittel
- 31
- Freibewegungseinrichtung
- 32
- Abstützfläche
- 33
- Rückstellfeder