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Die
Erfindung betrifft einen Verstellbeschlag für einen Kraftfahrzeugsitz
gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Aus
der
US-A-5,882,061 ist
eine Verstellvorrichtung für einen Fahrzeugsitz bekannt,
die einen Verstellarm aufweist, der über eine Drehachse
mit dem Sitzuntergestell eines Fahrzeugsitzes verbunden und an seinem
unteren Ende über eine Drehachse drehbar im Bereich des
Fahrzeugbodens angelenkt ist. Der Verstellarm besteht aus einem
oberen Teil und einem unteren Teil, die über eine Achse
und einen Scherstift miteinander verbunden sind. In dem oberen und
unteren Teil des Verstellarms ist ein bogenförmiges Langloch
ausgebildet, das sowohl auf seiner inneren, der Drehachse zugewandten
Seite als auch auf seiner äußeren Seite eine Verzahnung trägt.
Vom Sitzuntergestell des Fahrzeugsitzes ausgehend greift ein Ritzel
in die Langlöcher ein und steht in einer Normalgebrauchsstellung
bei normal belastetem Ritzel mit den äußeren Verzahnungen der
Langlöcher am oberen Teil bzw. unteren Teil in Eingriff.
In dieser Normalgebrauchsstellung kann durch ein Verdrehen des Ritzels
die Winkelposition des Verstellarms relativ zum Sitzuntergestell
des Fahrzeugsitzes verändert und damit die Sitzhöhe
des Fahrzeugsitzes eingestellt werden.
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Beim
Einwirken größerer Kräfte auf den Fahrzeugsitz
und somit auf den Verstellarm, beispielsweise im Falle eines Crashs,
wird der Scherstift abgeschert, so dass der obere Teil und der untere
Teil des Verstellarms relativ zueinander um die sie verbindende
Achse verdreht werden und sich die im oberen und unteren Teil ausgebildeten
Langlöcher relativ zueinander verschieben und nicht mehr
fluchtend übereinander liegen. Durch diese Verdrehung der
Langlöcher kommt das Ritzel gleichzeitig mit der äußeren Verzahnung
des einen Langlochs und mit der inneren Verzahnung des anderen Langlochs
in Anlage.
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Die
bekannte Verstellvorrichtung dient zum Absichern von Crashkräften,
die über den mit dem Sitzuntergestell verbundenen Verstellarm
auf das Antriebsritzel übertragen werden, so dass das Antriebsritzel
aus seiner Position verlagert wird, was ein Überspringen
der in Eingriff stehenden Zähne sowie eine plastische Verformung
und damit zu einem Durchrutschen der gegenseitigen Verzahnungen
der Langlöcher und des Ritzels führt. Eine dadurch
hervorgerufene ungewollte Verstellung des Fahrzeugsitzes kann nicht
nur zu Schäden am Fahrzeugsitz, sondern auch zu Personenschäden
führen.
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Neben
der Notwendigkeit, Crashkräfte abzufangen und ungewollte
Sitzverstellungen zu verhindern, tritt bei einem Verstellbeschlag
der eingangs genannten Art das Problem auf, dass der Achsabstand
zwischen dem Antriebszahnsegment und dem Antriebsritzel in Abhängigkeit
von der jeweiligen Zahnstellung der beiden Getriebeelemente variiert, woraus
sich unterschiedliche Lastübertragungen und dadurch bedingt
ein unterschiedliches Crashverhalten ergibt, da die Verzahnung des
Antriebsritzels bis zur Gegenkontur der Verzahnung des Antriebs-Zahnsegments
im Falle einer Zahnlücke einen weiteren Weg zurücklegt
als wenn sie auf einen Zahn trifft.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabenstellung zugrunde, einen
Verstellbeschlag für Kraftfahrzeugsitze der eingangs genannten
Art anzugeben, der einen von den Zahnstellungen der ineinander greifenden
Verzahnungen des Antriebsritzels und des Antriebs-Zahnsegments unabhängigen
Verzahnungseingriff des Antriebsritzels sicherstellt.
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Diese
Aufgabenstellung wird erfindungsgemäß durch die
Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Die
erfindungsgemäße Lösung gewährleistet eine
kontinuierliche Abstützung der Zähne des Antriebsritzels
und damit einen von der Zahnstellung der ineinander greifenden Ver zahnungen
des Antriebsritzels und des Antriebs-Zahnsegments unabhängigen
Verzahnungseingriff in die Ritzelverzahnung sowohl durch die Verzahnung
des Antriebs-Zahnsegments als auch durch die Abstützverzahnung.
Daraus resultiert eine kontinuierliche Lastübertragung
und damit eine von der jeweiligen Zahnstellung der Verzahnung des
Antriebs-Zahnsegments und des Antriebsritzels unabhängige
Absicherung von Crashkräften.
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Die
erfindungsgemäße Lösung, eine um ein Abstütz-Drehgelenk
des ersten Beschlagteiles drehbare und in die Zähne des
Antriebsritzels eingreifende Abstützverzahnung vorzusehen,
geht von der Überlegung aus, dass die freibeweglich am
Abstütz-Drehgelenk angelenkte Abstützverzahnung
bei einer Relativbewegung zwischen dem Antriebsritzel und dem Antriebs-Zahnsegment
insbesondere infolge von äußeren Belastungskräften
wie Crashkräften eine Gegenbewegung zur Stabilisierung
des Antriebsritzels durchführt und damit für eine
kontinuierliche Abstützung des Antriebsritzels auch beim
Einwirken äußerer Beschleunigungskräfte
und insbesondere beim Einwirken von Crashkräften sorgt.
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Die
die kontinuierliche Abstützung der Zähne des Antriebsritzels
gewährleistende Abstützverzahnung sowie der Verzahnungseingriff
zwischen der Abstützverzahnung und dem Antriebsritzel einerseits und
dem Antriebs-Zahnsegment und dem Antriebsritzel andererseits kann
je nach Art und Ausgestaltung des Verstellbeschlages variiert werden.
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So
kann die Abstützverzahnung entweder an einem um das Abstütz-Drehgelenk
drehbaren Abstütz-Zahnsegment oder an einem um das Abstütz-Drehgelenk
drehbaren Abstützzahnrad oder Abstützritzel ausgebildet
werden.
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Auch
die gegenseitige Anordnung des Antriebs-Zahnsegments und der Abstützverzahnung kann
je nach Konstruktion des Verstellbeschlages frei gestaltet werden,
indem beispielsweise das Antriebs-Zahnsegment und die Abstützverzahnung
in axial übereinander liegenden Ebenen angeordnet werden
und mit Zähnen eines Antriebsritzels kämmen, deren
Zahnbreite größer oder gleich der Zahnbreite der
Abstützverzahnung und der Verzahnung des Antriebs-Zahnsegments
ist, so dass eine beliebige Winkelzuordnung zwischen dem Antriebs-Zahnsegment
und der Abstützverzahnung vorgesehen werden kann.
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Alternativ
zu einem Antriebsritzel mit axial durchgehender Verzahnung kann
das Antriebsritzel aus zwei koaxial zueinander angeordneten Ritzeln zusammengesetzt
sein, von denen das eine Ritzel in Eingriff mit der Verzahnung des
Antriebs-Zahnsegments und das andere Ritzel in Eingriff mit der
Abstützverzahnung ist. Die beiden koaxialen Ritzel können
zweiteilig ausgebildet und mit einer gemeinsamen Drehachse verbunden
oder vorzugsweise einteilig miteinander verbunden sein.
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Durch
einen unterschiedlichen Durchmesser und/oder eine unterschiedliche
Zähnezahl der koaxialen Ritzel können das Antriebs-Zahnsegment
und die Abstützverzahnung einen unterschiedliche Durchmesser
und/oder eine unterschiedliche Zahnteilung aufweisen, d. h. unter
anderem an unterschiedlichen Punkten angelenkt werden.
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Weiterhin
können die Drehachse und das Abstütz-Drehgelenk
koaxial zueinander angeordnet sein oder eine gemeinsame Drehachse
ausbilden, um die das Antriebs-Zahnsegment und die Abstützverzahnung
verschwenkt werden.
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Wenn
in einer von mehreren möglichen Ausführungsformen
die Abstützverzahnung auf der Seite in Bezug auf das Antriebsritzel
mit den Zähnen des Antriebsritzels kämmt, die
den miteinander kämmenden Verzahnungen des Antriebsritzels
und des Antriebs-Zahnsegments gegenüberliegt, führt
eine Schwenkbewegung des Antriebs-Zahnsegments in der einen Drehrichtung
um die Drehachse zu einer entgegen gerichteten Schwenkbewegung der
Abstützverzahnung um das Abstütz-Drehgelenk und damit
zu einer wirksamen Stabilisierung des Antriebsritzels.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform ist die Verzahnung des
Antriebs-Zahnsegments als Zahnbogen ausgebildet, der sich innerhalb
eines kreisbogenförmig um die Drehachse verlaufenden Langlochs
befindet, während die Abstützverzahnung an der
Peripherie einer um das Abstütz-Drehgelenk schwenkbaren,
kreissektorförmigen Scheibe ausgebildet ist.
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In
einer alternativen Ausführungsform sind die Verzahnung
des Antriebs-Zahnsegments und die Abstützverzahnung als
Zahnbögen ausgebildet, die sich innerhalb kreisbogenförmig
um die Drehachse bzw. um das Abstütz-Drehgelenk verlaufender
Langlöcher befinden, wobei die Drehachse und das Abstütz-Drehgelenk
auf gegenüberliegenden Seiten in Bezug auf das Antriebsritzel
angeordnet sind.
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Die
in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele dienen
der weiteren Erläuterung der Erfindung und Darstellung
verschiedener Realisierungsmöglichkeiten des Erfindungsgedankens.
Es zeigen:
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1 eine
schematische Seitenansicht eines Kraftfahrzeugsitzes mit einem Verstellbeschlag zur
Höheneinstellung des Kraftfahrzeugsitzes;
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2 eine
vergrößerte Ansicht des in 1 eingesetzten
Verstellbeschlages mit einem Antriebsritzel, dessen Verzahnung in
einander gegenüberliegende Verzahnungen eines Abstütz-Zahnsegments und
eines Antriebs-Zahnsegments eingreift;
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3 einen
Längsschnitt durch den Verstellbeschlag entlang der Linie
III-III gemäß 2;
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4 einen
Längsschnitt durch einen Verstellbeschlag mit auf derselben
Seite mit der Verzahnung des Antriebsritzels kämmenden
Verzahnungen eines Antriebs-Zahnsegments und eines Abstütz-Zahnsegments
und
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5 einen
Längsschnitt durch einen Verstellbeschlag mit einem Antriebsritzel,
das aus zwei koaxialen Ritzeln unterschiedlichen Durchmessers zusammengesetzt
ist, deren Verzahnungen mit der Verzahnung eines Abstütz-Zahnsegments
und eines Antriebs-Zahnsegments in Eingriff stehen.
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1 zeigt
in einer schematischen Seitenansicht einen Kraftfahrzeugsitz mit
einem Sitzuntergestell 1, an dem über ein Lehnen-Drehgelenk 13 eine
neigungsverstellbare Rückenlehne 4 angelenkt ist.
Das Sitzuntergestell 1 ist über Gestellarme 11, 12 mit
einer Sitzlängsverstellung 3 verbunden, die aus zwei
formschlüssig ineinander greifenden Schienen bestehen,
von denen eine Bodenschiene mit dem Kraftfahrzeugboden 2 verbundenen
und eine in Längsrichtung gegenüber der Bodenschiene
verstellbare Sitzschiene mit dem Sitzuntergestell 1 verbunden
ist. Die Gestellarme 11, 12 sind jeweils über Drehachsen 14, 15 mit
dem Sitzuntergestell 1 und über Gestellarm-Drehgelenke 31, 32 mit
der Sitzschiene der Sitzlängsverstellung 3 verbunden,
so dass das Sitzuntergestell 1, der Kraftfahrzeugboden 2 bzw.
die Sitzlängsverstellung 3 und die Gestellarme 11, 12 ein
veränderliches Parallelogramm bilden, mit dem durch eine
Neigungsverstellung der Gestellarme 11, 12 in
Richtung der beiden Doppelpfeile der Abstand des Sitzun tergestells 1 vom
Kraftfahrzeugboden 2 und damit die Sitzhöhe des
Kraftfahrzeugsitzes veränderbar ist.
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Zur
Neigungsverstellung der Gestellarme 11, 12 dient
ein mit dem hinteren Gestellarm 12 verbundener Verstellbeschlag 5,
der entsprechend der vergrößerten Darstellung
des Verstellbeschlages 5 in 2 und dem
in 3 dargestellten Längsschnitt durch den
Verstellbeschlag aus einem mit einer Antriebswelle 10 verbundenen
Antriebsritzel 6 und einem am Sitzuntergestell 1 angelenkten
und mit dem hinteren Gestellarm 12 verbundenen Antriebs-Zahnsegment 7 besteht.
Das Antriebsritzel 6 ist fest in dem Sitzuntergestell 1 gelagert
und kann manuell oder elektromotorisch sowie gegebenenfalls über
ein Untersetzungsgetriebe angetrieben werden. Das Untersetzungsgetriebe
ist selbsthemmend oder mit einer Bremseinrichtung verbunden, die
eine eingestellte Höhenposition des Sitzuntergestells 1 kraft- und/oder
formschlüssig arretiert.
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Das
um die Drehachse 15 schwenkbare Antriebs-Zahnsegment 7 ist über
eine formschlüssige Anlenkung 72 mit dem hinteren
Gestellarm 12 verbunden, der ebenfalls um die Drehachse 15 drehbar am
Sitzuntergestell 1 angelenkt ist. Das Antriebs-Zahnsegment 7 weist
ein bogenförmiges Langloch 70 auf, in das eine
Verzahnung 71 eingeprägt ist, die mit den Zähnen 61 des
Antriebsritzels 6 in Eingriff stehen. Durch Drehung des
Antriebsritzels 6 in der einen oder anderen Drehrichtung
der Antriebswelle 10 wird das Antriebs-Zahnsegment 7 um die
Drehachse 15 in der einen oder anderen Richtung in dem
durch das gebogene Langloch 70 vorgegebenen Schwenkbereich
verschwenkt und dabei die Neigung des hinteren Gestellarms 12 gegenüber
dem Sitzuntergestell 1 verändert, so dass das
Sitzuntergestell 1 und damit der Kraftfahrzeugsitz angehoben bzw.
abgesenkt wird.
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Da
für die Übertragung der Verstellkräfte zum
Anheben und Absenken des Sitzuntergestells 1 unter Einhaltung
einer maximalen Flächenpressung die Verzahnung 71 des
Antriebs-Zahnsegments 7 und die Zähne 61 des
Antriebsritzels 6 eine minimale Größe
aufweisen müssen, variiert je nach Stellung der miteinander
kämmenden Zähne 61 des Antriebsritzels 6 und
Verzahnung 71 des Antriebs-Zahnsegmentes 7 der
Abstand zwischen den sich berührenden Zahnflanken und der
mit dem Antriebsritzel 6 verbundenen Antriebswelle 10 bzw.
der das Antriebs-Zahnsegment 7 aufnehmenden Drehachse 15. Dieser
sich verändernde Abstand führt zu unterschiedlichen
Belastungskräften und damit auch im Crashfall zu unterschiedlich
hohen, von dem Verstellbeschlag 5 aufzunehmenden Crashkräften.
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Um
die Zähne 61 des Antriebsritzels 6 kontinuierlich
abzustützen und damit eine gleich bleibende Übertragung
von Belastungskräften sicherzustellen, ist zusätzlich
eine an einem Abstütz-Zahnsegment 8 angeordnete
Abstützverzahnung 81 vorgesehen, die schwenkbar
an dem mit der Drehachse 15 fluchtenden bzw. gegebenenfalls übereinstimmenden
Abstütz-Drehgelenk 16 gelagert ist. Die Verzahnung 81 des
Abstütz-Zahnsegments 8 greift auf der dem Verzahnungseingriff
der Zähne 61 des Antriebsritzels 6 in
die Verzahnung 71 des Antriebs-Zahnsegments 7 in
Bezug auf die Antriebswelle 10 gegenüberliegende
Seite in die Zähne 61 des Antriebsritzels 6 ein.
Dadurch führt das um das Abstütz-Drehgelenk 16 frei
bewegliche Abstütz-Zahnsegment 8 bei einer Schwenkbewegung
des Antriebs-Zahnsegments 7 um die Drehachse 15 eine
entsprechende Gegen-Schwenkbewegung um das Abstütz-Drehgelenk 16 aus
und bewirkt dadurch eine Stabilisierung des Antriebsritzels 6 durch
einen kontinuierlichen Eingriff der Zähne 61 des
Antriebsritzels 6 sowohl in die Verzahnung 71 des
Antriebs-Zahnsegments 7 als auch in die Verzahnung 81 des
Abstütz-Zahnsegments 8.
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Der
kontinuierliche Verzahnungseingriff der Zähne 61 des
Antriebsritzels 6 in die Verzahnung 71 des Antriebs-Zahnsegments 7 und
in die Abstützverzahnung 81 des Abstütz-Zahnsegments 8 kann
sowohl auf einander gegenüberliegenden Seiten in Bezug
auf die Antriebswelle 10 als auch auf hiervon abweichenden
Winkelpositionen und insbesondere auch auf derselben Seite erfolgen.
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Dabei
muss das die Abstützverzahnung 81 tragende Abstütz-Zahnsegment 8 nicht
entsprechend dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel
an der Drehachse 15 des Antriebs-Zahnsegments 7 oder
einem mit der Drehachse 15 des Antriebs-Zahnsegments 7 fluchtenden
Abstütz-Drehgelenk 16 angelenkt werden, sondern
kann auch an einem von der Drehachse 15 getrennten Abstütz-Drehgelenk 16 angelenkt
werden, so dass die beiden an der Peripherie des Antriebs-Zahnsegments 7 bzw. des
Abstütz-Zahnsegments 8 ausgebildeten Verzahnungen 71, 81 an
unterschiedlichen Stellen in die Zähne 61 des
Antriebsritzels 6 eingreifen. Die Position der Anlenkung
des Abstütz-Zahnsegments 8 hängt u. a.
davon ab, ob dessen Abstützverzahnung 81 wie die
Verzahnung 71 des Antriebs-Zahnsegments 7 innerhalb
eines gebogenen Langlochs 70 angeordnet ist oder analog
zu der in 2 dargestellten Abstützverzahnung 81 als
Verzahnung am Umfang eines Abstütz-Zahnsegments ausgebildet ist.
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4 zeigt
in einem Längsschnitt durch die in einem Verzahnungseingriff
befindlichen Elemente des erfindungsgemäßen Verstellbeschlages 5 eine Ausführungsform,
bei der die Zähne 61 des Antriebsritzels 6 als
axial durchgehende Verzahnung 61 ausgebildet sind, die
sowohl mit der Verzahnung 71 des Antriebs-Zahnsegments 7 als
auch mit der Verzahnung 81 des Abstütz-Zahnsegments 8 kämmt.
In dieser Ausführungsform sind das Antriebs-Zahnsegment 7 und
das Abstütz-Zahnsegment 8 gleichartig ausgebildet
und an derselben Drehachse 15 angelenkt, d. h. das Abstütz-Zahnsegment 8 ist
in Bezug auf die Antriebswelle 10 auf derselben Seite angeordnet
wie das Antriebs-Zahnsegment 7.
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Die
erfindungsgemäße Lösung schließt
auch eine Variante ein, bei der die Verzahnungen 71, 81 des
Antriebs-Zahnsegments 7 einerseits und des Abstütz-Zahnsegments 8 andererseits
unterschiedlich ausgebildet sind, d. h. einen unterschiedlichen
Teilkreisradius, eine unterschiedliche Zähnezahl oder unterschiedliche
Zahnhöhen aufweisen.
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Ein
Ausführungsbeispiel hierfür ist in 5 dargestellt.
Bei diesem Ausführungsbeispiel, besteht das Antriebsritzel 6' aus
zwei koaxial zueinander angeordneten und einteilig miteinander verbundenen Ritzeln 62, 63 mit
Verzahnungen 64, 65, von denen das die Verzahnung 64 tragende
Ritzel 62 einen geringeren Durchmesser aufweist als das
die Verzahnung 65 aufweisende Ritzel 63. Die Verzahnung 71 des
Antriebs-Zahnsegments 7 kämmt in diesem Ausführungsbeispiel
mit der Verzahnung 64 des einen geringeren Durchmesser
aufweisenden Ritzels 62, während die Verzahnung 81 des
Abstütz-Zahnsegments 8 mit der Verzahnung 65 des
den größeren Durchmesser aufweisenden Ritzels 63 kämmt.
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Auch
in diesem Ausführungsbeispiel greifen die Verzahnungen 71, 81 des
Antriebs-Zahnsegments 7 und des Abstütz-Zahnsegments 8 auf
derselben Seite in Bezug auf die Antriebswelle 10 in die Verzahnungen 64, 65 des
aus dem koaxialen Ritzeln 62, 63 zusammengesetzten
Antriebsritzels 6' ein.
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Alternativ
kann jedoch eines der beiden Getriebeelemente 7, 8 oder
beide Getriebeelemente 7, 8 als Zahnsegment mit
einem gebogenen Langloch und darin angeordneter Verzahnung ausgebildet sein,
so dass auch in dieser Ausführungsform eine Anordnung der
Getriebeelemente auf derselben Seite der Verzahnungen 64, 65 des
Antriebsritzels 6' vorgesehen werden kann oder eine hiervon
getrennte Anordnung, wobei die Drehach se des Antriebs-Zahnsegments 7 und
das Drehgelenk des Abstütz-Zahnsegments 8 identisch
oder voneinander verschieden sein können.
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- 1
- Sitzuntergestell
- 2
- Kraftfahrzeugboden
- 3
- Sitzlängsverstellung
- 4
- Rückenlehne
- 5
- Verstellbeschlag
- 6,
6'
- Antriebsritzel
- 7
- Antriebs-Zahnsegment
- 8
- Abstütz-Zahnsegment
- 10
- Antriebswelle
- 11,
12
- Gestellarme
- 13
- Lehnen-Drehgelenk
- 14,
15
- Drehachsen
- 16
- Abstütz-Drehgelenk
- 31,
32
- Gestellarm-Drehgelenke
- 61
- Zähne
des Antriebsritzels
- 62,
63
- Ritzel
- 64,
65
- Ritzelverzahnungen
- 70
- Langloch
- 71
- Verzahnung
des Antriebs-Zahnsegments
- 72
- Anlenkung
- 81
- Verzahnung
des Abstütz-Zahnsegments
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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