DE2225757C3 - Gelenk für eine verstellbare Rückenlehne eines Sitzes - Google Patents

Description

35

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gelenk für eine verstellbare Rückenlehne eines Sitzes mit den Gattungsmerkmalen des Hauptanspruches.

Bei einem bekannten derartigen Gelenk (US-PS 01 979 bzw. DE-PS 12 97 496) weisen die Zähne eine im einzelnen nicht näher definierte Form auf und es steht nur eine begrenzte Zahl der Zähne in Eingriff bzw. in gegenseitiger Berührung. Durch die hohen Anforderungen an die Belastbarkeit ergibt sich so eine hohe spezifische Beanspruchung der Zähne selbst und der exzentrischen Führung, so daß hochwertiges Material verwendet werden muß. Ferner wird ein fester Exzenter verwendet, so daß wegen der Herstellungstoleranzen so ein gewisses Spiel zwischen den Kopfkreisen notwendig wird, um eine Änderung der Achsentfernung der Zahnräder während der Exzenterdrehung zu ermöglichen, da sonst eine Kollision der Zahnkronen nicht auszuschließen ist.

Bei einem bekannten Umlaufgetriebe mit Exzentern und Trochoidenverzahnung (DE-PS 15 75 003) ist es bekannt, am äußeren Zentralrad Zähne mit einer kreisbogenförmigen Kopfflanke vorzusehen. Durch eine spezielle, durch angegebene Gleichungen definierte Form der Kopfflanken der auf einer Exzenterwelle sitzenden Planetenräder soll bei diesem Umlaufgetriebe eine geringere Zahnbelastung und eine Geräuschminderung erreicht werden. Eine derartige Verzahnung ist jedoch aufwendig in der Herstellung und würde wegen μ der Anordnung der Planetenräder auf der Exzenterwelle bei einem eingangs genannten Gelenk erhebliche Beanspruchungen der Führungsorgane ergeben.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem Gelenk der eingangs genannten Art eine Herabsetzung der spezifischen Belastung der Zähne und der exzentrischen Führung sowie eine Vereinfachung der gesamten Konstruktion und der Montage zu erreichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruches gelöst.

Durch die Trochoidenverzahnung ist es möglich, sämtliche Zähne in gegenseitiger Berührung zu halten, wobei ein Teil der Zähne in direktem Eingriff steht und sich die Achsentfernung automatisch einstellt. Sie bleibt konstant und ändert sich nicht einmal bei der Drehung der Antriebswelle, da sie durch den Nennwert der Exzentrizität der Trochoidenverzahnung gegeben ist Die praktisch gegebene Ungleichachsigkeit der Lagerung der Zahnräder wird durch den Vorschub der in den parallelen Abflachungen der Antriebswelle geführten Mitnehmer eliminiert. Die Antriebswelle unterliegt keiner Belastung, da die Gesamtbelastung einerseits von etwa der Hälfte der Zahnräder direkt durch ihren Eingriff in die Gegenverzahnung bzw. von den anderen Zähnen durch ihr Abstützen auf der Gegenverzahnung aufgenommen wird und damit eine gegenseitige automatische Führung gewährleistet ist

Der an sich bekannte Vorteil der Trochoidenverzahnung bei einem Umlaufgetriebe wird bei der erfindungsgemäßen Verzahnung genützt, deren Zahnräder sich nur gelegentlich gegeneinander bewegen. Durch die größeren Krümmungshalbmesser ergeben sich technologische Vorteile und eine höhere Lebensdauer der Fertigungswerkzeuge. Werden bei beiden Zahnrädern jeweils wenigstens eine der drei wirksamen Kurven durch Kreisbögen ersetzt, so vereinfacht sich die Herstellung der Werkzeuge noch weiter und die Herstellungskosten sinken.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen zentralen Längsschnitt durch ein Gelenk,

F i g. 2 einen Schnitt längs der Schnittlinie C-C in Fig.l,

F i g. 3 einen Längsschnitt im Bereich der Verzahnung in vergrößertem Maßstab, wobei zwei der drei wirksamen Kurven des Trochoidenprofils durch Kreisbögen ersetzt sind,

Fig.4 einen Schnitt längs der Schnittlinie D-D in Fig. 1.

Das dargestellte Gelenk für eine in der Neigung verstellbare Rückenlehne enthält ein Stirnrad 1 mit einer Außenverzahmmg, das an einem fest mit dem Sitzrahmen verbundenen Beschlagteil 9 ausgebildet ist und ein Zahnrad 2 mit Innenverzahnung, das an einem oberen fest mit dem Rahmen der Rückenlehne verbundenen Beschlagteil 10 ausgebildet ist. In einer zentrischen Bohrung des Stirnrades 1 ist eine zylindrische Antriebswelle 3 gelagert, auf deren einem Ende ein durch einen Deckel 13 verschlossenes Handrad 5 befestigt ist. Das andere Ende der Antriebswelle 3 weist zwei gegenüberliegende parallele Abflachungen 11 auf, in denen im Querschnitt kreisabschnittförmige, einen Exzenter bildende Mitmehmer 4 gelagert sind, die die Drehbewegung der Antriebswelle 3 in eine Umlaufbewegung des Innenzahnrades 2 umsetzen. Die axiale Sicherung der Welle gegenüber den Zahnrädern erfolgt durch einen Bundring 6 und einen elastischen Sicherungsring 7. Zwischen den äußeren Stirnwänden der Zahnräder 1 und 2 und dem Bundring 6 bzw. dem

Sicherungsring 7 sind elastische Ringe 8 und 32 eingesetzt, die das axiale Betriebsspiel des Gelenks begrenzen.

Eine Drehung des Handrades 5 wird durch die Antriebswelle 3 auf die Mitnehmer 4 übertragen und zwingt das Innenzahnrad 2 zum Abrollen auf dem Stirnrad 1. Das Innenzahnrad 2 führt eine Drehbewegung und infolge einer Exzentrizität e seiner Aufnahme eine kreisende Bewegung aus.

Zwei der drei wirksamen Krümmungen des Trochoidenprofils können durch Kreisbögen mit Halbmessern r\ und Γ2 ersetzt werden. Nur die Kurve im Bereich der Punkte A und B der Zahnprofile wird durch eine Hüllkurve des im Eingriff stehenden Profils gebildet, die durch das Abrollen der Wälzkreise Jt, und k₂ der beiden Zahnräder 1 und 2 entstanden ist Beim Ersatz der beiden wirksamen Krümmungen des Trochoidenprofils durch zwei Kreisbögen ergibt sich bei einer Exzentrizität von 1 mm eine maximale Differenz senkrecht zur Flankenkurve der Zähne von ungefähr 0,01 mm, was einen für die Funktion des Getriebes vernachlässigbaren Wert darstellt Bei Anwendung einer Trochoidenverzahnung weist das Gelenk gegenüber ähnlichen Konstruktionen einen Freiheitsgrad weniger auf, weil sich die Achsentfernung in Richtung der gemeinsamen Normalen der Wälzkreise aufgrund des Trochoidenprofils selbsttätig einstellt. Eine vollständige exzentrische Führung des beweglichen Innenzahnrades 2 ist daher nicht erforderlich. Diese Führung erfolgt durch die beiden Mitnehmer 4, die radial verschiebbar in den Abflachungen 11 gelagert sind und den verbleibenden Freiheitsgrad derart blockieren, daß die Kraft in einer zur Abflachung senkrechten Richtung übertragen wird.

Die feste Einstellung der Achsentfernung der Zahnräder mit Hilfe eines Exzenters für den Wert e entfällt, weil dies infolge der Eigenschaften des Trochoidenprofils automatisch durchgeführt wird. Dadurch kann die Montage der einzelnen Gelenkteile von einer Seite durchgeführt werden und es kann ein einfach herzustellendes ungeteiltes Handrad 5 eingesetzt werden, das mit der Antriebswelle 3 fest verbunden ist Das Gelenk ist selbstsperrend, so daß die Sitzlehne nur durch Drehen

ίο des Handrades 5 verstellt werden kann.

Eine größere Starrheit der Rückenlehne kann durch Vorsehen jeweils eines Gelenks auf jeder Seite des Sitzes erzielt werden. Die Gelenke werden in diesem Falle durch eine Verbindungsstange (Sperrstange) verbunden, die die Bewegung der Antriebswelle 3 auf das Gelenk an der anderen Seite der Rückenlehne überträgt

In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist das Stirnrad 1 fest mit dem Sitzrahmen und das Innenzahnrad 2 fest mit dem Rahmen der Rückenlehne verbunden, so daß ein Abrollen des Innenzahnrades 2 auf dem Stirnrad 1 stattfindet Es kann jedoch auch eine kinematische Umkehr angewendet werden, bei der das Innenzahnrad 2 mit dem Sitzrahmen und das Stirnrad 1 mit dem Rahmen der Rückenlehne fest verbunden ist und das Stirnrad 1 auf dem Innenrad 2 abrollt Bei einer derartigen Ausführung schwenkt jedoch die Rückenlehne in umgekehrter Richtung zur Drehung des Handrades 5.

jo Das Gelenk der verstellbaren Sitzlehne kann bei sämtlichen Sitzen, insbesondere bei Kraftfahrzeugsitzen, verwendet werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Geienk für eine verstellbare Rückenlehne eines Sitzes mit einem am Sitzrahmen befestigten Beschlagteil, der ein außenverzahntes Stirnrad aufweist, und mit einem an der Rückenlehne befestigten Beschlagteil, der ein innenverzahntes Zahnrad trägt, wobei die Zahnräder Zähnezahlen aufweisen, die um Eins voneinander verschieden sind, der Kopfkreis des Stirnrades um eine Zahnhöhe kleiner als der Fußkreis des Innenzahnrades ist und bei Neigungsverstellung der Rückenlehne gegenüber dem Sitzteil ein Abrollen des Innenzahnrades auf dem außenverzahnten Stirnrad durch Drehung einer Antriebswelle erfolgt, die im is feststehenden Stirnrad zentrisch gelagert ist und zur Bewegung des umlaufenden Innenrades mit einem exzentrischen Mitnehmer verbunden ist, d a d u r c h gekennzeichnet, daß das außenverzahnte Stirnrad (1) und das Innenzahnrad (2) mindestens auf einem Teil der Zähne zwischen den Wendepunkten (A, B) der Zahnprofile ein Trochoidenprofil aufweist, und daß in der im Stirnrad (1) drehbar gelagerten Antriebswelle (3) zwei parallele gegenüberliegende Abflachungen (11) angeordnet sind, in die in der Bohrung des Innenzahnrades (2) gelagerte im Querschnitt kreisabschnittsförmige Mitnehmer (4) eingreifen und das am Stirnrad geführte Innenzahnrad (2) mitnehmen.

2. Gelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der drei wirksamen Kurven des Trochoiden-Profils der Zahnräder (1, 2) durch einen Kreisbogen gebildet ist.