DE3220586A1

DE3220586A1 - Klemmgesperre und verstellmechanismus mit einem derartigen klemmgesperre

Info

Publication number: DE3220586A1
Application number: DE19823220586
Authority: DE
Inventors: Burckhard Dipl.-Ing. 5650 Solingen Becker
Original assignee: C Rob Hammerstein GmbH
Current assignee: Johnson Controls Metals and Mechanisms GmbH and Co KG
Priority date: 1982-06-01
Filing date: 1982-06-01
Publication date: 1983-12-01

Description

Klemmgesperre und Verstellinechanismus mit einem derartigen Klemmgesperre

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kiemingesperre mit einer drehfest angeordneten Bremstrommel und mit zwei Sperrbacken, die federbelastet lösbar an der Innenwand der Bremstrommel anliegen und um Bolzen schwenkbar sind, welche mit einer anzutreibenden Welle verbunden und exzentrisch zu dieser angeordnet sind, sowie auf einen Verstellmechanismus mit einem derartigen Kiemingesperre

Klemmgesperre verhindern bei Unterbrechen der Antriebskraft das Drehen einer anzutreibenden, mit einem Drehmoment beiasteten Welle. In Handhebezeugen verhindern Klemmgesperre das Absinken der Last, wenn die Antriebskraft unterbrochen wird.

Das Klemmgesperre der eingangs genannten Art ist aus "Dubbel" Taschenbuch für den Maschinenbau, 14. Auflage, Seite IHo bekannt. Bei diesem Klemmgesperre sind die beiden Sperrbacken gleichsinnig angeordnet und gegeneinander um 18o Grad versetzt. Sie.sperren somit gemeinsam in einer Richtung und kommen selbst tätig frei, wenn die anzutreibende Welle, mit der sie verbunden sind, in Gegenrichtung gedreht wird. Die Sperrbacken sind durch eine Druckfeder in Eingriffsrichtung vorbelastet. Bei dem bekannten Klemmgesperre sind die Sperrbacken innerhalb der Bremstrommel angeordnet, dadurch wird eine bessere Übertragung der Klemmkräfte erzielt und eine kompakte Bauweise des Klemmgesperr erreicht. Klemmgesperre mit außen liegenden Sperrbacken sollen hierdurch jedoch nicht ausgeschlossen sein und gehören ausdrücklich zum Umfang der Erfindung.

Das bekannte Klemmgesperre sperrt die anzutreibende Welle jeciec nur in einer DrehrJ-chtung gegen Lastmomente, wird die anzutreibende Welle aufgrund eines im Rückfluß«angreifenden Drehmomentes in Gegenrichtung zur Sperrichtung gedreht, findet ein

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Bremsen nicht statt, die Sperrbacken gleiten dann über die Bremstrommel. Für Anwendungsfälle, bei denen von der Lastseite Drehmomente in beiden Richtungen auftreten können, eignet sich das bekannte Klemmgesperre somit nicht.'Derartige Lastfälle treten bei Verstellmechanismen, beispielsweise bei Einrichtungen zur Neigungsverstellung der Rücklehne eines Autositzes, Vorrichtungen zum Verstellen des Ruderblattes eines Schiffes, Vorrichtungen zur Einstellung der Neigung eines Fensters, insbesondere. Schwing- oder Drehfensters und dergleichen auf. Für derartige Verstellmechanismen verwendet man häufig hoch untersetzte Antriebe, z.B. Elektromotoren mit nachgeschaltetem Untersetzungsgetriebe. Unter gewissen Lastverhältnissen können jedoch rückwärts wirkende Drehmomente auftreten, die derartige Antriebseinheiten mitdrehen und dadurch die Einstellung des verschwenkten Teiles, also der Rücklehne, des Ruderblattes usw. ändern. Ein zwischengeschaltetes Klemmgesperre der eingangs genannten Art würde hier Abhilfe nur für eine Drehrichtung der Lastmomente schaffen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, das bekannte Klemmgesperre dahingehend weiterzuentwickeln, daß es im Lastweg angreifende Drehmomente in beiden Drehrichtungen abbremst und insbesondere blockiert und dennoch das Einleiten eines verstellenden Drehmomentes nicht behindert, also sich für einen Verstellmechanismus eignet, der sich in beiden Drehrichtungen verstellen läßt, aber auf der Lastseite angreifende Drehmomente in beiden Drehrichtungen blockiert.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Klemmgesperre der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Sperrbacken gegensinnig angeordnet sind, so daß bei jeder Drehrichtung der anzutreibenden Welle eine der beiden Sperrbacken sperrt und daß eine treibende Welle vorgesehen ist, die gleichachsig zur an-

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zutreibenden Welle angeordnet ist und mit mindestens einem Mitnehmer verbunden ist, der bei einer Drehbewegung der treibenden Welle in einer beliebigen Drehrichtung an die in dieser Drehrichtung sperrende Sperrbacke anschlägt, sie aus der Sperrstellung und gegen einen Anschlag drückt, so daß die antreibende Welle sich mitdreht.

Bei diesem erfindungsgemäßen Klemmgesperre wird also in Abkehr vom bekannten Klemmgesperre jeweils eine Sperrbacke aus ihrer Anlagestellung an der Bremstrommel weggeschwenkt, sobald ein Drehmoment von der treibenden Welle auf die anzutreibende Welle übertragen werden soll. Der Mitnehmer der treibenden Welle schwenkt die Sperrbacke aus ihrer Anlagestellung an der Bremstrommel und gegen die Wirkung der sie belastenden Feder aus und übertragt das Drehmoment, sobald diese Sperrbacke gegen den ihr zugeordneten Anschlag kommt. Die zweite Sperrbacke bleibt in Anlage und schleift wie bei dem bekannten Klemmgesperre an der Bremstrommel, da sie sich in ihrer Freigaberichtung befindet.

Di.e Erfindung betrifft somit eine überraschende Kombination einer in beiden Drehrichtungen wirkenden Bremse und einer formschlüssigen Kupplung, wobei die Kupplung zugleich genutzt wird, um die normalerweise· blockierende Bremse zu lösen. Ein getrennter Lüftungsmechanismus für die Bremse erübrigt sich damit. Es wird eine spielfreie und sichere Blockierung der anzutreibenden Welle erreicht, die eine Belastung der in Kraftrichtung davorliegenden Teile eines Verstellmechanismus, z.B. eines Elektromotors oder Getriebes, vermeidet. Anders ausgedrückt ist es nicht möglich, im rückwärtigen Kraftfluß über ein an der anzutreibenden Welle angreifendes Drehmoment beliebiger Richtung die treibende Welle zu drehen, der gewünschte Kraftfluß über ein an der treibenden Welle angreifendes Drehmoment bewirkt jedoch automatisch und ohne fremdgesteuerte Schaltmaßnahmen ein Mitdrehen der anzutreibenden Welle.

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Vorzugsweise sind die beiden Sperrbacken an einem gemeinsamen Bolzen angelenkt, hierdurch vereinfacht sich der Aufbau des Klemmgesperres. Die beiden Sperrbacken können dabei untereinan4ßP gleich ausgebildet sein, wodurch sich die Herstellung μη4 4ie Montage weiter vereinfachen.

Vorteilhafterweise sind die beiden Sperrbacken durch eine gemeinsame Zugfeder miteinander verbunden. Separate Anlenkpunkte für die 4i^e Sperrbacken belastende Andrückfeder, wie sie bei dem bekannten Klemmgesperre vorgesehen und notwendig sind, entfallen dadurch, außerdem wird eine Feder eingespart.

Vorteilhafterweise ist an der treibenden.Welle ein Handrad vorgesehen. Das erfindungsgemäße Klemmgesperre eignet sich insbesondere für Verstellmechanismen mit Handantrieb. Bei derartigen Verstellmechanismen wird eine präzise und stufenlose Blockierung von im Rückflußweg angreifenden Drehmomenten auch bei geringen Übersetzungsverhältnissen sicher erreicht. Dabei bleibt der gesamte Verstellraechanismus einfach im Aufbau und ist bequem und einfach zu bedienen. Bei manuell betätigbaren Verstellmechanismen entfällt die Reibungskraft und somit Bremswirkung eines Antriebsmotors, dies führt aber bei dem Verstellmechanismus mit einem Klemmgesperre nach der Erfindung nicht zu Schwierigkeiten bei im Rückflußweg auftretenden Drehmomenten.

Vorteilhafterweise hat das Klemmgesperre insgesamt vier Klemmbacken, die zu gegensinnig zueinander angeordneten, auf jeweils einen Bolzen aufgesteckten Paaren zusammengefaßt sind. Die beiden Paare sind um 18o Grad zueinander versetzt. Dadurch wird die Lagerung der anzutreibenden Welle entlastet. Ebenfalls wird auch die Lagerung der treibenden Welle entlastet, weil nunmehr zwei um 18o Grad versetzte Mitnehmer vorzusehen sind und dadurch Kippmomente auf die treibende Welle ausgeschlossen werden.

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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen sowie der nun folgenden, jedoch nicht einschränkend zu verstehenden Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele der Erfindung, die nun unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert werden. In dieser zeigen: Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Klemmgesperres nach der Erfindung,

Fig. 2 ein Schnittbild durch einen manuell betätigbaren Verstellmechanismus mit Klemmgesperre nach der Schnittlinie II-II in Fig. 3 und

Fig. 3 ein Schnittbild des in Fig. 2 gezeigten Verstellmechanismus entlang der dort eingezeichneten Schnittlinie III-III

Das in Fig. 1 gezeigte Klemmgesperre hat eine drehfest angeordnete Bremstrommel Io, an deren zylindrischer Innenwand zwei Sperrbacken 12 anliegen. Diese sind untereinander identisch, jedoch spiegelbildlich zueinander angeordnet. Sie sind über eine gemeinsame Zugfeder 14, die sie beide in Anlage an die Bremstrommel Io zieht, verbunden und um einen gemeinsamen Bolzen schwenkbar. Dieser ist an einem mit einer anzutreibenden Welle 18 verbundenen Arm 2o befestigt und verläuft parallel zur anzutreibenden Welle 18. Dadurch ist der Bolzen 16 exzentrisch zur anzutreibenden Welle 18.

Die beiden Sperrbacken 12 sind gegensinnig angeordnet, d.h. wenn die anzutreibende Welle im Sinne des Pfeils 22 gedreht wird, sperrt die rechts in Fig. 1 befindliche Sperrbacke 12, während die linke Sperrbacke 12 keine Blockierung bewirkt. Wird die anzutreibende Welle durch ein in Gegenrichtung zum Pfeil angreifendes Lastdrehmoment gedreht, so sperrt die linke Sperrbacke 12, während die rechte Sperrbacke keinen Beitrag zur Blockierung liefert. Auf diese Weise wird eine stufenlose und spielfreie Blockierung der anzutreibenden Welle 18 erreicht. Die Blockierkräfte werden in.die Bremstrommel Io eingeleitet, die entsprechend drehfest anzuordnen ist. COPY

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Konzentrisch zur anzutreibenden Welle 18 und zur Bremstrommel Io ist eine treibende Welle 24 vorgesehen, die mit einem Arm 26 verbunden ist, welcher seinerseits einen Mitnehmer 28 in Form eines parallel zur treibenden Welle 24 und in Gegenrichtung zu dieser vom"Arm 26 wegstehenden Stiftes trägt. Der Mitnehmer 28 greift zwischen die beiden V-förmig angeordneten Sperrbacken 12 und liegt so locker an einer Sperrbacke 12 an, daß er deren Klemrafunktion normalerweise nicht behindert. Wird nun aber die treibende Welle 24 im Sinne des Pfeiles 3o, dessen Drehrichtung dem Pfeil 22 entspricht, gedreht, so drückt der Mitnehmer 28 die rechte Sperrbacke 12 aus ihrer Anlagestellung an der Bremstrommel Io und gegen die Wirkung der sie in Anlagestellung haltenden Zugfeder 14 heraus und schwenkt sie, bis sie an einen Anschlag 32, der vom Arm 2o vorsteht, anschlägt. Von dieser Stellung der Sperrbacke 12 ab kann ein Drehmoment übertragen werden, weil eine weitere Verschwenkung der Sperrbacke 12 durch den Anschlag 32 verhindert wird. Die linke Sperrbacke 12 behindert diese Drehbewegung der treibenden Welle 24 nicht. Insgesamt wird ein Drehmoment auf die anzutreibende Welle 18 übertragen.

In den Fig. 2 und 3 ist ein handbetätigbarer Verstellmechanismus mit einem Klemmgesperre dargestellt. Im Unterschied zum prinzipiellen Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 hat hierbei das Klemmgesperre zwei Paare Sperrbäcken 12, die beiden Paare sind um 18o Grad zueinander versetzt. Ansonsten entspricht ihre Ausbildung jedoch dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1. Aufgrund der zwei Paare. Sperrbacken 12 sind jedoch die beiden Arme 2o und 26 als Doppelarme mit insgesamt vier Anschlägen 32 bzw. zwei Mitnehmern 28 auszubilden. Die Zugfeder 14 ist als eine Schenkelfeder ausgeführt, die auf den Bolzen 16 gesteckt ist. Auf der treibenden Seite ist ein aus Kunststoff gefertigtes Handrad 34, das einstückig die treibende Welle 24 und die Mitnehmer 28 in sich vereinigt, vorgesehen. Es ist innen hohl

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und übergreift die Bremstrommel lo, an der es gelagert ist. Das Handrad 34 kann dadurch frei gegenüber der Bremstrommel Io gedreht werden. Solange keine äußere Kraft auf das Handrad 34 einwirkt, können auch die beiden mit ihm verbundenen Mitnehmer 28 keine Kraft auf die insgesamt vier Sperrbacken 12 ausüben, so daß diese in ihrer Klemmstellung bleiben. Sobald das Handrad 34 jedoch in einer beliebigen Richtung gedreht wird, tritt die bereits oben zu Fig. 1 erläuterte Wirkung ein, im gegebenen Falle werden zwei Sperrbacken, die in der Drehrichtung normalerweise klemmen, aus ihrer Klemmstellung herausgedrückt und wirken, nachdem sie gegen die Anschläge 32 geschwenkt wurden, als Übertragungsteile für die Drehbewegung.

Der Verstellmechanismus nach den Fig. 2 und 3 hat einen kompakten und nach außen geschlossenen Aufbau. Er benötigt nicht mehr Platz, als für das Handrad 34 ohnehin erforderlich ist. Dieser Verstellmechanismus eignet sich beispielsweise für Neigungsverstelleinrichtungen für Rücklehnen von Fahrzeugsitzen. Auf diese Verwendung soll im folgenden näher eingegangen werden:

Rücklehnen von Fahrzeugsitzen müssen die einmal eingestellte Position auch bei unfallbedingten, auf die Passagiere und den Sitz einwirkenden Beschleunigungskräften einhalten. Dies wird durch eine ausreichende Bemessung des Klemmgesperres nach den Fig. 2 und 3 erreicht. Weiterhin muß die Rückenlehne aber auch dann sicher in der momentanen Neigungsstellung bleiben, wenn während eines Unfalls ein Passagier gerade den Verstellmechanismus betätigt und in diesem Moment eine unfallbedingte Beschleunigungskraft auf den Verstellmechanismus einwirkt. Auch hier ermöglicht der Vestellmechanismus nach den Fig. 2 und 3 einen sicheren Halt der Rückenlehne des Sitz.es. Wird im Moment des Unfalls das Handrad 34 gedreht, so ist die anzu-

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-lotreibende Welle 18 nur unblockiert gegen Drehmomente, die im Rückfluß» also von der Lastseite, in gleicher Drehrichtung angreifen, In Gegenrichtung angreifende Lastmomente werden durch die andere, noch in Anlagestellung befindliche Sperrbacke 12 b].ockie,rt. Während des Einstellvorgangs können daher nur Drehmomente in einer Richtung im Kraftrückflußweg zu Problemen führen. Aber auch hier bietet der Verstellmechanismus nach den fig. 2 und 3 Sicherheit, weil unter der Wirkung der Beschleunigungskraft sich die jeweils ausgelenkte Sperrbacke 12 (bzw. die ausgelenkten Sperrbacken 12) vom Mitnehmer 28 wegdrehen, wodurch die Sperrbacke 12 selbsttätig wieder in Anlage kommt. Bei unfallbedingter Belastung der anzutreibenden Welle 18 "überholt" diese die mit einem Handrad 34 aufgebrachte Drehbewegung, so daß selbsttätig wieder ein Blockieren auftritt. Der Benutzer spürt dies in seiner Hand, weil das Handrad 34 im Moment des Unfalls kraftfrei wird und sich ein wenig mitdreht, wenn die andere Sperrbacke 12 an den Mitnehmer 28 schlägt. Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 sind an der Innenwand zwei Keilrillen 36 vorgesehen. Auch im Ausführungsbeispiel nach den Fig. 2 und 3 ist eine Keilrille 36 vorhanden. Hier sind die beiden Sperrbacken 12 jedes Paares so abgekröpft, daß sie trotz der Lagerung auf einem gemeinsamen Bolzen 16 in ein und dieselbe O Keilrille 36 greifen. Die beiden Sperrbacken 12 jedes Paares Sperrbacken bleiben dabei im Aufbau gleich.

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Claims

Dr. her. nat. WULF BAUER -WOLFGANg-MOi-I-Zh-STe. 12 PATENTANWALT D-5000 KÖLN 31 (MAHrENBUHG) TEL. (0221) 38 23 71 H 11 PaGm 82/52 Anmelder: C. Rob. Hammerstein GmbH, 565o Solingen-Merscheid Bezeichnung: Klemmgesperre und Verstellmechanismus mit einem derartigen Klemmgesperre Ansprüche

1. Klemmgesperre mit einer drehfest angeordneten Bremstrommel und mit zwei Sperrbacken, die federbelastet lösbar an der Innenwand der Bremstrommel anliegen und um Bolzen schwenkbar sind, welche mit einer anzutreibenden Welle verbunden und exzentrisch zu dieser angeordnet sind,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Sperrbacken (12) gegensinnig angeordnet sind, so daß bei jeder Drehrichtung der anzutreibenden Welle (24) eine der beiden Sperrbacken (12) sperrt, und .

daß eine treibende Welle (24) vorgesehen ist,

- die gleichachsig zur anzutreibenden Welle (18) angeordnet • ist und

- mit mindestens einem Mitnehmer (28) verbunden ist, der bei einer Drehbewegung der treibenden Welle (24) in einer beliebigen Drehrichtung (z.B. 3o) an die in dieser Drehrichtung (3o) sperrende Sperrbacke (12) anschlägt, sie aus der Sperrstellung und gegen einen Anschlag (32) drückt, so daß die antreibende Welle (18) sich mitdreht.

2. Klemmgesperre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Sperrbacken (12) auf einen gemeinsamen Bolzen (16) gesteckt sind.

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3. Klemmgesperre nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Sperrbacken (12) durch eine gemeinsame Zugfeder (14), insbesondere eine auf den Bolzen (16) gesteckte Schenkelfeder, miteinander verbunden sind.

4. Klemmgesperre nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß insgesamt vier Sperrbacken (12) vorgesehen sind, die zu V-förmig angeordneten Paaren zusammengefaßt sind, wobei die beiden Paare um 18o Grad zueinander versetzt sind.

5. Klemmgesperre nach einem der Ansprüche 1 bis 4₅ dadurch gekennzeichnet, daß die Bremstrommel (lo) mit einer Keilrille (26) versehen ist.

6. Verstellmechanismus unter Verwendung eines Klernnigesperres nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die anzutreibende Welle (18) durch ein Handrad (34) gebildet wird, das die Bremstrommel (lo) übergreift und an dieser drehbar gelagert ist und auf dessen Innenseite mindestens ein Mitnehmer (28) vorspringt.

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