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Universalgelenk für verstellbare Sitzlehnen Die Erfindung betrifft
ein Universalgelenk für verstellbare Sitzlehnen, das eine stetige und eine sprunghafte
Änderung des Neigungswinkels der Lehne ermöglicht.
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Bisher verwendete Gelenke dieser Art besitzen im inaktiven Zustand
zwei Freiheitsgrade und benutzen zur sprunghaften Änderung der Lage der Sitzlehne
ein System zum Ausschieen eines Exzenters, das ein außenverzahntes Zahnrad freigibt,
das dann eine allgemeine Bewegung durchführt, die jedoch kein Abrollen ist. Beim
Zurückschieben des Exzenters muß seine richtige Lage durch eine breite Abschrägung
auf der äußeren Exzenterfläche gefunden werden. Dies hat eine verkleinerte Funktions-Kontaktfläche
des Exzenters und dadurch eine Erhöhung des spezifischen Druckes und eine Herabsetzung
der Lebensdauer der Kontaktteile zur Folge. Der Exzenter
muß mit
den genauen Toleranzen der Exzentrizität hergestellt werden, was große Anforderungen
an die Fertigung stellt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die Festigkeit und die Lebensdauer
eines derartigen Universalgelenkes zu verbessern, den Verschleiß der Betätigungselemente
zu verringern und seine Handhabung und Verstellmöglichkeit zu vereinfachen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die hohle
Antriebswelle eine mindestens zweimal in der Breite abgestufte Ausnehmung aufweist,
in die ein H-förmiges Segment eingreift.
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Die Stufenflächen der hohlen Antriebswelle können zueinander parallel
und die Breite der Antriebswelle im ersten Teil der Ausnehmung gleich der inneren
Breite des Segments und die Breite der Antriebswelle im zweiten Teil der Ausnehmung
gleich oder kleiner als der Unterschied der Breite der Antriebswelle im ersten Teil
der Ausnehmung und des zweifachen Wertes der Exzentrizität sein. Der erste Teil
der Ausnehmung kann aber auch durch Schrägflächen gebildet sein, die miteinander
einen Winkel bilden, wobei der zweite Teil der Ausnehmung dann von Flächen begrenzt
wird, die mit der Längsachse der Antriebswelle parallel verlaufen. Zwischen einem
Deckblech und einer kegelförmigen Feder ist vorteilhaft eine profilierte Unterlage
eingesetzt, die mit einem kreisförmigen Einpreßteil versehen ist, dessen äußerer
Durchmesser dem Außendurchmesser der hohlen Antriebswelle entspricht.
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Das erfindungsgemäße Universalgelenk wirkt mit einem Freiheitsgrad
im inaktiven Zustand. Bei einer sprunghaften Änderung der Lage der Sitzlehne führt
das trochoidal außenverzahnte Rad eine exakte umlaufende Drehbewegung aus, wobei
die Achsentfernung der Räder in jedem Zeitpunkt gleich ist, d.h., daß diese nicht
erst nach dem Einschieben des Exzenters erreicht wird. Das Gelenk stellt keine Ansprüche
an die Einstellung des Werts der Exzentrizität, die automatisch auf Grund der Eigenschaften
der trochoidalen Verzahnung eingestellt wird. Im Vergleich mit den bisher bekannten
Gelenken dieses Typs besitzt es einen bis viermal feineren Schritt bei einer sprunghaften
Änderung der Lage der Sitzlehne. Die trochoidale Verzahnung ermöglicht ebenfalls
die Anwendung einer größeren Anzahl der Zähne ohne Gefahr einer Kopfüberlagerung.
Dies ermöglicht ein größeres übersetzungsverhältnis, wodurch die Festigkeit erhöht
und die Handhabung vereinfacht wird. Mit Vorteil kann dieser Mechanismus mit einem
Gelenk kombiniert werden, das nur für eine stetige Änderung der Lage der Lehne bestimmt
ist, da die Mehrzahl der Bestandteile identisch sind.
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Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Universalgelenkes
für eine verstellbare Sitzlehne anhand der Zeichnung ausführlich beschrieben. Es
zeigen: Fig. 1 eine längs der Linie A-A in Fig. 2 teilgeschnittene Seitenansicht
des Universalgelenks; Fig. 2 einen Vertikalschnitt längs der Schnittebene B-B in
Fig. 1;
Fig. 3 ein Detail des Segments in der Form des Buchstabens
"H"; Fig. 4 ein Detail der Antriebswelle in der Ansicht; Fig. 5 ein Detail der Antriebswelle
in einer alternativen Ausführung; und Fig. 6 eine geformte Unterlage in einer axonometrischen
Ansicht.
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Das in der Zeichnung dargestellte Universalgelenk für eine verstellbare
Sitzlehne weist einen mit dem Sitzrahmen fest verbundenen unteren Arm 3 mit einem
außenverzahnten Rad 1 und einen am Lehnenrahmen befestigten oberen Arm 4 mit einem
innenverzahnten Radkranz 2 auf. Im oberen Arm 4 ist eine Kreisöffnung für eine hohle
Antriebswelle 5 eingearbeitet. Die Antriebswelle 5 enthält eine mindestens zweimal
in der Breite abgestufte Ausnehmung 7, in die ein H-förmiges Segment 6 eingesetzt
ist. Die Längsachsen oder abgestuften Flächen der Antriebswelle 5 verlaufen parallel
zueinander, wobei die Breite b der Antriebswelle 5 im ersten Teil der Ausnehmung
7 der inneren Breite h des Segments 6 gleich ist und die Breite c der Antriebswelle
5 im zweiten Teil der Ausnehmung 7 gleich oder kleiner ist als der Unterschied der
Breite b und des zweifachen Werts der Exzentrizität e (Fig. 3 und 4).
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Bei einer anderen Wellenausführung wird der erste Teil der Ausnehmung
7 durch Schrägflächen gebildet, die zusammen
einen Winkel X einschließen
(Fig. 5).
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Auf die Antriebswelle ist ferner eine profilierte Unter--lage 8 aufgeschoben,
die die radiale Kraft von der Antriebswelle 5 auf ein Deckblech 9 des Gelenkes überträgt.
Das Deckblech 9 ist mit dem oberen Arm 4 durch Nieten 18 fest verbunden.
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Wie aus Fig. 6 ersichtlich, ist die Unterlage 8 mit einer Ausnehmung
17 der Breite g versehen, mit der sie auf den zweiten Teil der abgestuften Antriebswelle
5 aufgeschoben ist. Ein an der Unterlage 8 angeformtes Preßteil 10 von annähernd
gleichem Außendurchmesser wie die Antriebswelle 5 wird durch eine Kegelfeder 11
in eine Vertiefung des Deckbleches 9 gepreßt. Das zweite Ende der Feder 11 stützt
sich an einer Betätigungsrosette 12 aus Kunststoff ab, die fest mit der Antriebswelle
5 verbunden ist.
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Die Seitensteifigkeit des Mechanismus wird mit Hilfe einer Niete
16 gesteigert. Auf die abstehenden Köpfe der Befestigungsschrauben 13 des Gelenkes
sind Zierdeckel 14 und 15 aus Kunststoff aufgeschoben, die das Aussehen des Mechanismus
verbessern und die gleichzeitig einen axialen Anschlag für die Endlage der Betätigungsrosette
12 bei der sprunghaften Änderung des Neigungswinkels der Sitzlehne bilden können.
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Die stetige Änderung der Neigung der Sitzlehne wird durch Verdrehen
der Betätigungsrosette 12 durchgeführt.
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Die Drehbewegung wird durch die Antriebswelle 5 auf das H-förmige
Segment
6 übertragen, das den innenverzahnten Radkranz 2 zum Abrollen auf dem Rad 1 mit
der trochoidalen Außenverzahnung zwingt. Der Radkranz 2 führt einesteils eine Drehbewegung
und andernteils eine umlaufende Kreisbewegung infolge der Exzentrizität e aus. Bei
dieser Lage der Betätigungsrosette 12 ist der Mechanismus im beliebigen Augenblick
selbsthemmend, d.h., daß Änderungen der Lage der Sitzlehne nur durch Verdrehen der
Rosette erreicht werden können und ihre spontane Bewegung ausgeschlossen ist.
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Zum schnellen Kippen der Sitzlehne, z.B. für eine Liegezurichtung,
soll eine Sprungänderung der Lehnenneigung wirksam werden. Hierzu wirkt auf die
Betätigungsrosette 12 eine Kraft in der axialen Richtung gegen den Druck der kegelförmigen
Feder 11. Beim Niederdrücken der Betätigungsrosette 12 verschiebt sich auch die
Antriebswelle 5 so, daß der zweite in der Breite abgestufte Teil der Ausnehmung
7 mit der Breite c in die Lage gegenüber einer Rille im Segment 6 kommt. Dadurch
wird das Segment 6 nach den Seiten freigegeben und die Räder 1 und 2 mit der trochoidalen
Verzahnung können eine Abrollbewegung ausführen. Die Bewegung der Lehne dauert so
lange, wie die Betätigungsrosette 12 gegen die Kraft der Kegelfeder 11 niedergedrückt
wird. Nach Freigabe der Betätigungsrosette 12 verschiebt die Feder 11 die Antriebswelle
in die ursprüngliche Lage, in welcher der erste Teil der Ausnehmung 7 mit der Breite
b in die Lage gegenüber der Rille im Segment 6 kommt und der Mechanismus wiederum
nur für eine stetige Neigungsänderung der Sitzlehne eingestellt ist.
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Bei höheren Ansprüchen an die Steifigkeit der Sitzlehne kann je ein
Gelenk an den beiden Seiten der Sitzlehne vorgesehen werden. Die einzelnen Gelenke
sind in diesem Fall auf eine bekannte Art mit Hilfe einer Verbindungsstange durchgeschaltet,
die die axiale sowie auch die Drehbewegung der Antriebswelle 5 auf den Mechanismus
der gegenüberliegenden Seite der Lehne überträgt.
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Das Gelenk der verstellbaren Sitzlehne nach der Erfindung kann bei
sämtlichen Sitzarten, insbesondere bei Sitzen von Kraftwagen, benutzt werden.