DE4327110A1 - Drehgelenk für die Lehnenverstellung von Kraftfahrzeugsitzen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Drehgelenk für die Lehnenverstellung von Kraftfahrzeugsitzen, durch das die Lehne durch Verdrehen von zwei beidseitig angeordneten Exzenter-Planetengetrieben in ihrer Winkellage verschwenkt und in der jeweils gewünschten Position selbsttätig festgesetzt wird.

Es ist ein solches Exzenter-Planetengetriebe bekannt (DE-AS 23 26 223), bei dem ein Gelenkteil mit dem Sitz und der andere Gelenkteil mit der Lehne verbunden ist, wobei der mit dem Sitz verbundene Teil mit einem Stirnrad und der mit der Lehne verbundene Teil mit einem zugehörigen Innenzahnrad drehfest angeschlossen ist und sich auf einem zentrischen Abschnitt einer Schwenkachse abstützt. Beim ersten Ausführungsbeispiel weist die Schwenkachse eine mit einer nach innen abfallenden, schrägliegenden Stellfläche, die von der Mitte einer exzentrischen Verbindungsfläche verläuft und beidseitig dazu mit parallel verlaufenden Führungsflächen versehenen Stellabschnitt auf. Dieser wird von einer innen passend dazu axial verschiebbar und ausgebildeten Exzenterbuchse drehfest umgeben, auf der außen durch eine Verzahnung das Ritzel und das feste Gelenkteil aufgepreßt sind. Durch eine axial auf die Achse wirkende Feder wird somit das Stirnrad mit seiner Verzahnung in die des Innenzahnkranzes gedrückt und Spielfreiheit erzielt. Durch eine Nockeneinrichtung wird beim Beginn der Verdrehung zur Verstellung der Lehne über das Handrad die Keilwirkung durch axiale Verschiebung der Achse aufgehoben und ein spannungsfreies, leicht gängiges Verdrehen erreicht. Nachteilig ist, daß sich nicht nach Beendigung der Lehnenverstellung die spieleliminierende Spannposition selbsttätig wieder einstellt, vielmehr ist durch eine Drehung am Handrad im entgegengesetzten Drehsinn dies zu erreichen, was umständlich ist und oft vergessen wird und vom uneingeweihten Benutzer nicht eingeleitet wird. Außerdem ist der Aufwand recht groß und diese Spielreduzierung nicht beidseitig einbaubar.

Die zweite Lösung verwendet die gleichen Elemente zur Spielausschaltung und ähnliche zur Entspannung und Wiederherstellung derselben.

Gemäß der dritten Lösung ist der Exzenter aus einer inneren Exzenterbuchse und einer auf ihr gelagerten und zu dieser drehbaren äußeren Exzenterbuchse gebildet, wobei an letzterer das Handrad angreift. Stehen die Exzenterbuchsen in Mittellage, so ist ein leichtes Verschwenken der Lehne möglich, aber es liegt keine Spieleliminierung vor. Um dies zu erreichen, muß ein Knopf axial eingeschoben und gedreht werden, wodurch die Gesamtexzentrizität vergrößert und so die Spieleliminierung eingeleitet wird. Zum Verstellen der Lehne muß zusätzlich die Mittellage durch Drehen am Knopf hergestellt werden, und dann ein Handrad gedreht werden, was eine noch kompliziertere Bedienungsweise bei sehr hohem Aufwand bedeutet.

Bei einem Drehgelenk der genannten Art, das aus der EU-PS 00 48 294 bekannt wurde, ist die exzentrische Lagerfläche des Stirnrades konisch unter einem Winkel ausgeführt, der kleiner als der Haftreibwinkel und größer als der Gleitreibwinkel ist, wobei eine Feder den Exzenter zur schließenden Lagerpaarung in den Konus axial beaufschlagt, und so die Lager- und Zahnspiele eliminiert werden. Infolge der Überwindung der Selbsthemmung des festen Sitzes tritt bei der Einleitung der Drehung der Achse zur Lehnenverstellung eine Entspannung und axiale Verschiebung derselben im Sinne des Lösens ein. Durch die zusätzliche Reibung bei dem flachen Winkel wird aber die Lagerreibung erhöht, so daß hierdurch eine Schwergängigkeit beim Verstellen der Lehne vorliegt. Außerdem tritt im Crashfall ein axiales Wandern des konischen Exzenterbolzens bis zum Anschlag auf, wodurch der Eingriff der Verzahnung stark verringert wird und somit auch ihre Belastbarkeit.

Bei einer derartigen aus der DE-OS 30 13 304 bekannten Stellvorrichtung ähnlicher Art soll die Spielfreiheit zwischen der Verzahnung und den Lagerstellen auf der Schwenkachse während der eingestellten Lage der Lehne aufrechterhalten bleiben und sich während ihrer Verstellung ein diese erleichterndes Spiel einstellen. Dies soll damit erreicht werden, daß der Exzenter aus einer auf der Schwenkachse drehfesten Mitnehmerscheibe und aus zwei gegeneinander geneigten, die Mitnehmerscheibe am Umfang bereichsweise umfassenden losen Keilsegmenten besteht, die durch eine Feder auseinander gedrückt werden. Hierdurch wird das Spiel im Ruhezustand sowohl in den Lagerstellen der Achse als auch in der Verzahnung aufgehoben. Bei Einleitung einer Drehung der Achse wird von einer Mitnehmerscheibe, je nach Drehsinn, ein Keilsegment bewegt und es stellt sich ein Lager- und Zahnspiel ein. Nachteilig ist, daß das nicht bewegte Keilsegment sich zwar ebenfalls löst und so keine Sperrung verursachen kann, aber durch die Federbelastung entsteht eine höhere Gleitreibung innen und außen und das gelöste Keilsegment reibt ebenfalls an seiner Innen- und Außenfläche, so daß eine Schwergängigkeit und ein rauhes Betätigungsmoment vorliegt.

Durch die bekannte DE-OS 39 41 215 soll bei einer Stellvorrichtung die letztgenannte Ausführung verbessert werden, indem bei gleicher Radialspieleliminierung für die Rückstellung das Laufverhalten durch ein im Exzenterabschnitt den Keilsegmenten auf der Schwenkachse sich abstützendes sichelartiges Zentriersegment vorgesehen ist, das zusammen mit der Lagerbohrung des Gelenkteiles umgriffen ist. Hierdurch wird zwar bei der Verstellbewegung eine Abstützung der Lagerbohrung auf das Zentriersegment verlagert und die Keilsegmente hierbei ohne Belastung sind. Die Gleitreibungen der Keilsegmente infolge der Federbeaufschlagung und die durch die Lagerfunktion des Zentriersegmentes verbleiben, so daß auch bei dieser Lösung ein schwerer Gang bei der Verstellung vorliegt.

Das Einsetzen von Wälzlagern nach einer vorgeschlagenen besonderen Ausgestaltung schafft hier zwar eine Teilverbesserung, aber der Aufwand erhöht sich sehr und die statische Belastbarkeit nimmt durch die geringen tragenden Flächenanteile stark ab, was für den Crashfall ebenfalls ungünstig ist.

Der in den Ansprüchen angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, die bekannten Exzenter-Planetengetriebe für ein Drehgelenk der eingangs genannten Art zu verbessern, insbesondere bei geringem Aufwand unter Beibehaltung der Radialspielausschaltung in den Drehlagerstellen der Wälzkörper und der Verzahnung bei der Ruhestellung sowie ein günstigeres, d. h. leichteres Laufverhalten bei der Lehnenverstellung bei geringen Verschleißerscheinungen zu bieten und die Festigkeit der Drehgelenke, vor allem für den Crashfall, zu erhöhen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche gelöst.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß infolge einer selbsttätigen Lösung oder eines zwangsweisen Abhebens der Segmentkeilelemente in Verbindung mit den zylindrischen, zentrischen Lagerflächen des Innenzahnkranzes und der exzentrischen des Ritzels Verkantungen vorgebeugt ist, eine leichte Bedienungsweise zum Auf- und Abwärts-Verstellen der Lehne erreicht ist sowie daß durch die kompakte und durchgehende Bauweise für den Crashfall stabile Festigkeitsverhältnisse vorliegen, welche auch durch die zylindrischen Lauf- und Lagerflächen gesteigert werden, da einem seitlichen Ausscheren bzw. Verkanten vorgebeugt ist. Die Schwenkachse ist als gänzlich zentrisches einfaches Teil ausgeführt, so daß an ihr keine besonderen Vorkehrungen zur erforderlichen Lage der Exzentrizität zu den weiteren Getriebeteilen zu treffen sind.

Durch eine vorliegende, über schrägverlaufende Kraftkomponenten erreichte Abstützung der Kräfte ist eine stabile und reibungsarme Bauart erreicht.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, die im folgenden näher beschrieben werden. Es zeigt

Fig. 1 eine Gesamtansicht auf einen Kraftfahrzeugsitz,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch ein Drehgelenk, gemäß der Linie A-A in Fig. 1 und der Linie B1-B1 in Fig. 3,

Fig. 3 eine Schnittdarstellung gemäß Linie B-B in Fig. 2,

Fig. 4 eine Einzelheit Z gemäß Fig. 2 vergrößert dargestellt,

Fig. 5 eine Teilschnittdarstellung der Lagerungspartie wie Fig. 3, jedoch mit zwangsmäßiger Auslösung eines Segmentkeilelementes,

Fig. 6 eine Teilabwicklung einer Schnittdarstellung gemäß der Linie C-C nach Fig. 5,

Fig. 7 einen Teilschnitt durch die Lagerungspartie eines Drehgelenkes nach der Linie D-D nach Fig. 8,

Fig. 8 eine Schnittdarstellung nach der Linie E-E in Fig. 7,

Fig. 9 eine Einzelheit Y aus Fig. 7, vergrößert dargestellt,

Fig. 10 einen Teilschnitt entsprechend Fig. 7, jedoch mit zwangsweiser Auslösung eines Segmentkeilelementes,

Fig. 11 einen Teilschnitt gemäß der Linie F-F nach Fig. 10,

Fig. 12 einen Teilschnitt durch eine Lagerungspartie eines Drehgelenkes nach der Linie G-G in Fig. 13,

Fig. 13 eine Schnittdarstellung nach der Linie H-H in Fig. 12,

Fig. 14 einen Teilschnitt entsprechend Fig. 12, jedoch mit zwangsmäßiger Auslösung eines Segmentkeilelementes.

Fig. 15 einen Teilschnitt gemäß der Linie I-I nach den Fig. 14 und 18,

Fig. 16 einen Teilschnitt durch eine Lagerungspartie eines Drehgelenkes nach der Linie K-K in Fig. 17,

Fig. 17 eine Schnittdarstellung nach der Linie L-L in Fig. 16,

Fig. 18 einen Teilschnitt entsprechend Fig. 16, jedoch mit zwangsweiser Auslösung eines Segmentkeilelementes,

Fig. 19 einen Teilquerschnitt durch eine Lagerungspartie eines Drehgelenkes nach der Linie M-M in Fig. 20,

Fig. 20 eine Schnittdarstellung nach der Linie N-N in Fig. 19,

Fig. 21 einen Teilquerschnitt durch eine Lagerungspartie eines Drehgelenkes nach der Linie O-O in Fig. 22,

Fig. 22 eine Schnittdarstellung nach der Linie P-P in Fig. 21,

Fig. 23 einen Teilschnitt, als Abwicklung dargestellt, nach der Linie Q-Q in Fig. 22,

Fig. 24 einen Längsschnitt durch ein Drehgelenk gemäß der Linie R-R nach Fig. 25,

Fig. 25 eine Schnittdarstellung gemäß der Linie S-S nach Fig. 24,

Fig. 26 einen Teilschnitt der Lagerungspartie, wie sie die Darstellung nach Fig. 24 zeigt, jedoch mit zwangsmäßiger Ausrückung des Segmentkeilelementes,

Fig. 27 eine Teilschnittdarstellung als Abwicklung gemäß der Linie T-T in Fig. 26,

Fig. 28 einen Längsquerschnitt durch ein Drehgelenk gemäß der Linie U-U nach Fig. 29,

Fig. 29 eine Schnittdarstellung gemäß der Linie V-V nach Fig. 28,

Fig. 30 ein Teilschnitt der Lagerungspartie entsprechend derjenigen nach Fig. 28, jedoch für eine Ausführung mit zwangsmäßiger Ausrückung des Segmentkeilelementes,

Fig. 31 eine Schnittdarstellung gemäß der Linie W-W nach Fig. 30.

Ein Kraftfahrzeugsitz 1 nach Fig. 1 weist ein Sitzteil 2 und eine Lehne 3 auf, die beidseitig mittels einem linken Drehgelenk 4 auf einem aus Fig. 1 nicht ersichtlichen rechten Drehgelenk 5 über spiegelbildlich ausgeführte Gelenkteile 6 des Sitzteiles 2 und 7 der Lehne 3 schwenkbar um eine Schwenkachse und festsetzbar durch ein Exzenter-Planetengetriebe 9 verbunden sind.

Ein solches Exzenter-Planetengetriebe 9 besteht, wie es Fig. 2 zeigt, im wesentlichen aus einer Schwenkachse 8, die über ein mit ihr fest verbundenes Handrad 10 drehbar ist, und die auf ihr lagernde Wälzkörper, ein Innenzahnrad 12, das mit dem Gelenkteil 7 der Lehne 3 einstückig und ein Ritzel 13, das mit dem Gelenkteil 6 des Sitzes 2 ebenfalls einstückig, hergestellt ist.

Bei einer ersten Ausführungsart nach den Fig. 2 bis 4 ist auf einem Lagerbereich 11 der Schwenkachse 8 eine Exzenterbuchse 15 angeordnet, auf der das Innenzahnrad 12 drehbar angeordnet ist und wobei diese Teile außen axial an einem Bund 16 der Schwenkachse 8 zur Anlage kommen. An der anderen Seite der Exzenterbuchse 15 schließt ein mit kleinerem Durchmesser ausgeführter Achsenbereich 18 der Schwenkachse 8 an. Im Übergangsbereich vom Lagerbereich 11 zum Achsenbereich 18 sind in Länge eines Innenbundbereiches 19 der Exzenterbuchse 15 im ersteren vier Ausnehmungen bis auf den Durchmesser des Achsenbereiches 18 vorgesehen, so daß Mitnehmernocken 21 im Innenbundbereich 19 entstehen, die in gegenüberliegend zwei Gegennocken 22 der Schwenkachse 8 einragen, wodurch eine Mitnahme auf Verdrehung der Exzenterbuchse 15 mit der Schwenkachse 8 erfolgt. Auf einem im Anschluß an den Lagerbereich des Innenzahnrades 12 befindet sich ein Exzenterlagerbereich 23 der Exzenterbuchse 15, auf dem mit Spiel das Ritzel 13 lagert.

Auf den Achsenbereich 18 ist axial ein Segmentkeilelement 24 aufgeschoben, das mit zwei gegenüberliegenden Nocken 42 im Bereich des Innenbundbereiches 19 in die restlichen zwei Freiräume zwischen den Mitnehmernocken 21 eintreten, so daß auch das Segmentkeilelement 24 verdrehungsmäßig mit der Schwenkachse 8 gekuppelt ist. Das Segmentkeilelement 24 weist zwei verhältnismäßig dünne Keilfinger 25 auf, die mit ihren Mitten um den Winkel von etwa 90° auseinanderliegen und in Nuten 20 aufliegen und außen unter einem Winkel α, kleiner als der Haftreibewinkel ansteigend im Kreisbogen ausgeführt sind und mit dieser Keilfläche an eine etwa in halber Breite des Ritzels 13 an einer ebenfalls im Winkel eingearbeiteten Kegelinnenfläche 14 passend zur Anlage kommen. Die äußere Stirnfläche 26 des Segmentkeilelementes 24 ist mit einer Druckfeder 27 beaufschlagt, die sich anderseitig an einer Kappe 28 abstützt. Durch den verhältnismäßig flachen Winkel α, z. B. von 7 bis 10°, werden die Keilfinger 25 in den Keilspalt zwischen der Exzenterbuchse 15 und dem Ritzel 13 eingedrückt, wodurch die Lagerspiele des Ritzels 13 auf der Exzenterbuchse 15, das Spiel der Verzahnungen und schließlich das Lagerspiel des Innenzahnrades 12 ebenfalls auf der Exzenterbuchse 15 für die Ruhestellung des Drehgelenkes eliminiert werden. Demnach zeigt die Fig. 2 die gespannte, spieleliminierte Position des Exzenter-Planetengetriebes 9. Bei Einleitung einer Lehnenverstellung durch Drehen am Handrad 10 löst sich selbsttätig durch einsetzende Gleitreibungsverhältnisse die verspannende Keilwirkung der eingeklemmten Keilfinger 25, diese treten mit dem Segmentkeilelement 24 gegen die Wirkung der Druckfeder 27 axial nach außen und die zylindrischen Lagerbereiche des Ritzels 13 und der Exzenterbuchse 15 kommen zum Tragen, so daß ein leichtes Drehen am Handrad 10 erreicht ist. Durch das geringe Hervortreten der schmalen Keilfinger 25 werden diese beim Crashfall plattgedrückt und die Lagerflächen des Ritzels 13 kommen zur Auflage auf der Exzenterbuchse 15.

Die Kappe 28 ist auf das Gewindestück 29 der Schwenkachse 8 aufgeschraubt und kommt mit ihren Stirnflächen gegen das Ritzel 13 zur Anlage. Bei der Montage wird ein geringes axiales Spiel des Ritzels 13 und des Innenzahnrades 12 eingestellt, indem die Kappe 28 entsprechend verdreht und nach Erreichung des gewünschten Laufspiels in bekannter Weise, z. B. durch Anbringen von Schweißpunkten an der Stirnseite, Verquetschen oder dgl., auf Verdrehung gesichert wird. Das Segmentkeilelement 24 weist zu den Stirnflächen der Schwenkachse 8 ebenfalls axiales Spiel auf, damit die Keilfinger 25 unter der Wirkung der Druckfeder 27 frei die Lagerspiele des Innenzahnrades 12, des Ritzels 13 sowie die Zahnspiele eliminieren können.

Das Ausführungsbeispiel nach den Fig. 5 und 6 entspricht bis auf eine zwangsmäßige Ausschaltung der Keilwirkung des Segmentkeilelementes 32 aus der dargestellten Klemmposition zur Eliminierung der Lagerspiele dem nach den Fig. 2 bis 6. Hierzu ragt mittig zu Keilfingern 31 eine Partie eines Lagerbereiches 34, als Schaltnocken 33 mit allseitigem Spiel in eine formmäßig angepaßte Mulde 35 des Segmentkeilelementes 32. Die Außenkanten 38 des Schaltnockens 33 sind unter einem Winkel β/γ, der größer als der Haftreibwinkel ist, abgeschrägt ausgeführt. Bei der Drehung des Handrades 10 wandert durch den Einfluß der Schrägen der Außenkanten 38 des Schaltnockens 33 und der der Mulden gegen die Wirkung der Druckfeder 27 aus der dargestellten Spannposition und die Spieleliminierung wird aufgehoben, so daß ein leichtes Drehen am Handrad 10 ermöglicht ist.

Bei weiterer Drehung am Handrad 10 legen sich die geraden, hinteren in Längsrichtung verlaufenden Partien 40 des Schaltnockens 33 an Mitnahmestücke 41 einer Exzenterbuchse 37 an und da diese Mitnahmestücke 41 anderseitig am Segmentkeilelement 32 anliegen, werden beide Teile gleichermaßen in Drehung versetzt.

Bei einer solchen Ausgestaltung mit zwangsmäßiger Ausschaltung kann der Keilwinkel β/γ gleich oder kleiner als der Gleitreibwinkel bzw. auch größer als der Haftreibwinkel ausgeführt sein, hierauf ist lediglich die beaufschlagende Kraft der Druckfeder 27 abzustimmen, um die gewünschte Spieleliminierung zu erreichen. Durch die zwangsmäßige Ausschaltung der Keilwirkung des Segmentkeilelementes 32 in Verbindung mit der freien Wahl der Größe des Keilwinkels ist die Schwierigkeit der Festlegung des von vielen Faktoren abhängigen Keilwinkels α größer als der Gleitreibwinkel und kleiner als der Haftreibwinkel ausgeschaltet und die Teile können nach fertigungsgünstigen Gesichtspunkten, wie der Einfluß der Herstellungstoleranzen, frei gestaltet werden.

Dadurch, daß das Innenzahnrad 12 und das Ritzel 13 auf der Exzenterbuchse 15 und diese auf der Schwenkachse 8 lagern, ist die Festigkeit im Achsenbereich, insbesondere die Scherfestigkeit im Crashfall sehr hoch, wodurch die Sicherheit erhöht ist. Außerdem liegt die Mitte 30 der Verzahnung axial in der Anlageebene der Lagerungen des Innenzahnrades 12 und des Ritzels 13, wodurch kein hohes Kippmoment auf die Achse auftritt.

Von der inneren Stirnseite ausgehend ist ein Innenvierkant 31 in die Schwenkachse 8 eingearbeitet, über das eine Welle mit gleichem Anschlußprofil zum anderseitigen Drehgelenk 5 eingesetzt wird.

Bei einer weiteren Lösung der gestellten Aufgabe gemäß dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 7 bis 9 lagert auf einem Lagerbereich 49 einer Schwenkachse 48 außen das Innenzahnrad 12 dann auf einem Lagerbereich 50 mit kleinerem Durchmesser und axialem Spiel zum ersteren ein als Keilbuchse ausgebildetes Segmentkeilelement 51, dessen Außenzylinderfläche 53 als Lagerung für ein Ritzel 59 mit der Exzentrizität ausgebildet ist, wobei sich aus ihr unter einem Winkel δ von etwa 90° je ein Keilstück 52 etwa von der Mitte ihrer Breite 54 unter einem Keilwinkel α größer als der Gleitreibwinkel und kleiner als der Haftreibwinkel erhebt. In einer Innenlagerfläche 58 des Ritzels 59 ist zu den Keilstücken 52 eine passende Konusfläche 60 vorgesehen.

Die Mitnahme des Segmentkeilelementes 51 auf Verdrehung von der Schwenkachse 48 aus erfolgt über Nocken 55 der letzteren, die von in der Form angepaßten Ausnehmungen 56 des Segmentkeilelementes 51 umgeben sind. Zur axialen elastischen Beaufschlagung des Segmentkeilelementes 51 dient eine Druckfeder 62, die sich andererseitig an einer Kappe 63 anlegt, die zur axialen spielarmen Lagerung des Ritzels 59 und des Innenzahnrades 12 ebenfalls auf ein Gewindestück 62 der Schwenkachse 48 aufgeschraubt und nach Spieleinstellung festgesetzt wird. Bei Einleitung der Verstellung der Lehne 3 löst sich die Klemmverbindung zwischen dem Ritzel 13 und dem Segmentkeilelement 51, wodurch letzteres gegen die Wirkung der Druckfeder 62 axial nach außen wandert. Hierdurch lagert das Ritzel 13 mit seinem zylindrischen Lagerbereich auf dem zylindrischen Lagerbereich des Segmentkeilelementes 51 und es liegen günstige Gleitreibungsverhältnisse vor. Die sonstigen Ausgestaltungen zum Erreichen der gewünschten Funktionen entsprechen denen des vorstehend beschriebenen und zeichnerisch dargestellten Beispiels. Auch diese Keilstücke 52 sind sehr klein gewählt, so daß sie sich im Crashfall eindrücken und die Lagerflächen zur Auflage kommen.

Die Fig. 10 und 11 zeigen die weitere Ausgestaltung des Beispiels nach den Fig. 7 bis 9 mit einer zwangsmäßigen Ausschaltung des Segmentkeilelementes aus der dargestellten Klemmposition. Eine Schwenkachse 67 weist einen vorn abgerundeten Schaltnocken 68 in Verlängerung des Lagerbereiches 49 in den Lagerbereich 50 eintretend auf und ein Segmentkeilelement 69 ist mit einer Mulde 70 zum Eintritt des Schaltnockens 68 versehen, wobei eine Innenfläche 71 der Mulde 70 symmetrisch mit so schräg liegenden und Spiel zu den Nocken 68 aufweisenden Flanken 72 ausgeführt ist, daß durch Drehung der Schwenkachse 67 und hierbei nach einem kurzen Drehbereich durch Ankommen des Nockens 68 an eine Flanke 72 eine axiale Verschiebung des Segmentkeilelementes 69 gegen die Wirkung der Druckfeder 62 eintritt und somit die zwangsweise Lösung der Klemmposition des Segmentkeilelementes 69 vom Ritzel 59 und die Spielausschaltung in der Verzahnung sowie der Lagerung des Innenzahnkranzes 12 erfolgt. Hierbei kann ebenfalls ein Keilwinkel β/γ angewandt werden, kleiner als der Gleitreibwinkel bis größer als der Haftreibwinkel, wobei die Kraft der Feder 62 hierauf abzustimmen ist.

Bei der erfinderischen Ausgestaltung nach den Fig. 12 und 13 lagert das Innenzahnrad 12 auf einem zylindrischen Bereich 74 einer Schwenkachse 75 und das Ritzel 13 auf einer zylindrischen Lauffläche 76 eines Segmentkeilelementes 77, welche in ihrem Mittelbereich 81 Spiel zur Lauffläche des Ritzels 13 aufweist und auf einer Kegelstumpffläche 78 der Schwenkachse 75 aufgesetzt ist, wobei auch hier im Mittelbereich Spiel zur Lauffläche vorhanden ist, wie auch das Innenzahnrad 12 axial Spiel aufweist. Die Exzentrizität liegt im Segmentkeilelement 77, das etwa in einem Segmentwinkel von 130° ausgebildet ist. Auf dem übrigen Winkelbereich der Kegelstumpffläche 78 ist ein in den freien Raum angepaßtes Füllstück 79 aufgesetzt, das durch zwei gegenüberliegende, der Kegelstumpffläche 78 gegenüber vorstehende Rippen 81 verdrehungsmäßig festgelegt ist und das mit geringem Spiel mit seiner Außenfläche 73 kopfseitig an das Segmentkeilelement 77 zur Rotationsmitnahme zur Anlage kommt. Die axiale Federkraftbeaufschlagung des Segmentkeilelementes 77 wird durch eine Scheibenfeder 82 bewerkstelligt, die um ein Gewindestück 83 der Schwenkachse 75 mit Spiel angeordnet ist und mit ihren beiden freien Druckarmen 85 das Segmentkeilelement 77 etwa mittig zu seinen beiden Seitenbereichen beaufschlagt. Eine auf das Gewindestück 83 geschraubte Kappe 84 stützt auch hier das Ritzel 13 axial und spielarm sowie durch Festlegung auf dem Gewindestück 83 abgesichert ab. Gleichzeitig dient sie als axiale Abstützung der Feder 82.

Bei der Ausführung nach den Fig. 14 und 15 besteht zur Ausführung nach den Fig. 12 und 13 nur der Unterschied, daß vom zylindrischen Bereich 87 in die Kegelstumpffläche 78 ein Schaltnocken 88 mit schrägen Flanken 89 vorgesehen ist, der von einer formmäßig angepaßten Mulde 91 eines Segmentkeilelementes 90 mit Spiel umgeben wird, wodurch bei Drehung der Schwenkachse 86 das Segmentkeilelement 90 gegen die Wirkung der Scheibenfeder 82 axial aus der dargestellten Keilspannwirkung zur Eliminierung der Lager- und Zahnspiele zwangsmäßig herausgedrückt wird.

Die in den Fig. 16 bis 18 gezeigte erfinderische Lagerungspartie eines Drehgelenkes weist eine Schwenkachse 95 auf, bei der das Innenzahnrad 12 auf einem zentrisch-zylindrischen Lagerbereich 96 sitzt und anschließend mit einem in kleinerem Durchmesser ausgeführten zylindrischen Bereich 97 ausgeführt ist, auf dem ein inneres Keilsegment 98 und auf ihm ein äußeres Keilsegment 99 angeordnet ist, die zusammen ein Segmentkeilelement 100 bilden. Hierbei ist eine unter einem Winkel α nach innen abfallende äußere Keilfläche 103 des inneren Keilsegments 98 koaxial zu ihrer Innenmantelfläche 102 ausgeführt, auf der die formmäßig passend hierzu gestaltete innere Keilfläche 104 des äußeren Keilsegmentes 99 aufliegt, deren äußere zylindrische Mantelfläche 105 die Exzentrizität aufweist, ihr Zentrum liegt im Punkt 106. Bei den aufliegenden Mantelflächen, wie der Innenmantelfläche 102 des inneren Keilsegmentes und der Keilfläche 103 sowie der äußeren Mantelfläche 105 sind die jeweiligen Mittelbereiche 107, 108 und 109 den Gegenflächen gegenüber zurückliegend ausgeführt, damit eine Berührung nur in den Bereichen stattfindet, wo eine Kraftübertragung vom Verzahnungsteil 13 auf das Exzenterelement 100 stattfindet. Nur so ist eine vollständige Eliminierung des Lagerspieles möglich.

In dem von dem Segmentkeilelement 100 nicht abgedeckten Bereich zwischen der Schwenkachse 95 und dem Innenzahnrad 12 ist ein Füllstück 109 mit Spiel eingesetzt, das auf Verdrehung durch Anlage an zwei vorstehenden Rippen 110 der Schwenkachse 95 ihre Mitnahme findet und womit auf das innere Keilsegment 98 und somit auf das äußere Keilsegment 99 die Verdrehung von der Schwenkachse 95 übertragen wird. Das Keilsegment 98 wird auch hier durch eine Scheibenfeder 111 axial beaufschlagt und die Kappe 84 bewerkstelligt die axiale Lagerung des Innenzahnrades 12 und des Ritzels 13.

Die Zwangsauslösung eines Segmentkeilelementes 101 aus der gespannten Ruheposition zur Spieleliminierung entspricht der in den Fig. 14 und 15 behandelten Bauart, indem sich ebenfalls der Schaltnocken 88 einer Schwenkachse 112 in der Mulde 91 eines inneren Keilsegmentes 113 befindet.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel nach den Fig. 19 und 20 ist auf eine Schwenkachse 117 eine Buchse 118 aufgesetzt, mit der das Innenzahnrad 12 festsitzend angeschlossen ist, wie es die Schweißraupe 119 beispielsweise zeigt. Anschließend nach außen weist die Schwenkachse 117 einen Kegelstumpfbereich 120 auf, auf dem sich passend ein Segmentkeilelement 121 mit axialem Spiel zu dem Innenzahnrad 12 befindet, dessen exzentrische Außenmantelfläche 122 dem Ritzel 13 als Lagerfläche dient. Die Übertragung der über das Handrad 10 eingeleiteten Verdrehung erfolgt über zwei vorstehende Nocken 128 einer Kappe 123, die an Stirnflächen 124 des Segmentkeilelementes 121 ihre Anlage finden, wobei die Kappe 123 mit dem Gewindeteil 125 der Schwenkachse 117 nach Einstellung des Axialspiels für das Innenzahnrad 12 und das Ritzel 13 auf Verdrehung festgesetzt wird, z. B. durch eine Fensterschweißung 126. Zur axialen Anstellung des Segmentkeilelementes 121 ist eine Scheibenfeder 127 eingesetzt.

Das Ausführungsbeispiel nach den Fig. 21 bis 23 entspricht, bis auf seine Zwangsaushebung für ein Segmentkeilelement 129, dem nach den Fig. 19 bis 20. Eine Formfeder 130 legt sich mit seinen beiden Druckfingern 131 an das Segmentkeilelement 129 stirnseitig mit der verlangten Federkraft an und reichen entgegengesetzt zur Achsenmitte bis unterhalb der Nocken 128 und von hier aus mittels zweier Stege 132 bis hinter ein Segmentkeilelement 129, wo sich dann ein um die Buchse 118 geführtes Kreisbogenteil 133 anschließt, das im Bereich zwischen Segmentkeilelement 129 und Innenzahnrad 12 liegt und dort mittig mit einem Aushebenocken 135 versehen ist, der in eine entsprechende Mulde 136 des Segmentkeilelementes 121 mit Spiel einragt.

Die Fig. 24 und 25 zeigen ein Ausführungbeispiel der Erfindung, bei der das Innenzahnrad 12 mit einer Buchse 141 fest verbunden ist, die auf einer Lagerfläche 140 einer Schwenkachse 142 aufgesteckt ist. Im Anschluß an das Innenzahnrad 12 befindet sich ein inneres Keilsegment 143 mit axialem Abstand zum Innenzahnrad 12 auf der Buchse 141 und auf ihm ist ein äußeres Keilsegment 144 aufgesetzt, beide Keilsegmente bilden das Segmentkeilelement 145, wobei der Keilwinkel α unter dem Haftreibwinkel und über dem Gleitreibwinkel liegt. Die Exzentrizität, die vom Punkt 146 ausgeht, weist eine äußere Keilfläche 147 des inneren Keilsegmentes 143 und eine innere Keilfläche 148 des äußeren Keilsegmentes 144 sowie die äußere Lagerfläche 149 des äußeren Keilsegmentes 144 auf. Der von dem Segmentkeilelement 145 nicht ausgefüllte Raum zwischen der Buchse 141 und einer Lagerfläche 150 des Ritzels 13 wird von einem Füllstück 151 eingenommen, das außen stirnseitig bis an das Innenzahnrad 12 reicht und sich entgegengesetzt mit einem Innenbund 152 am gesamten Umfang der Stirnfläche der Buchse 141 anlegt, wobei im Bereich des Keilsegments 143 nur eine Ringpartie 156, im Außendurchmesser gleich groß wie der der Buchse 141, vorhanden ist. Die Lagerfläche 140 reicht über die Buchse 141 in der Länge des Innenbundes 152 hinaus und ist in diesem Bereich mit Nuten 153 versehen, in die Federpartien 154 des Innenbundes 152 hineinragen, womit das Füllstück 151 auf Verdrehung mit der Schwenkachse 142 angeschlossen ist. Ein Kraftspeicher, als Scheibenfeder 158 ausgebildet, beaufschlagt axial das Keilsegment 143 und ist an einer Kappe 161 befestigt, welche das Innenzahnrad 12 und das Ritzel 13 axial spielarm lagert. Das Ritzel 13 ist mit einer Lagerbuchse 160 zur Erzielung guter Gleit- und Festigkeitseigenschaften ausgerüstet.

Wie Fig. 25 gut erkennen läßt, dehnt sich das Segmentkeilelement 145, ähnlich wie alle Segmentelemente der Erfindung, etwa im Bereich eines Winkels von 130° aus, wobei auch hier die Partien im Mittelbereich der Lagerflächen, wie es die Fig. 24 und 25 nicht erkennen lassen, zurückliegend ausgeführt sind. Die über das Handrad 10 eingeleitete Verdrehung wird vom Füllstück 151 über seine Stirnflächen 162 nach einem kleinen Freigangsbereich durch Ankommen an das Segmentkeilelement 145 auf letzteres übertragen. Ein Außendurchmesser 163 des Füllstückes 151 ist ebenfalls in der Exzentrizität ausgeführt und hat zu einem Innendurchmesser 164 des Ritzels 13 Spiel. Funktionell kann auf das Füllstück 151, wie in allen anderen Ausführungsbeispielen, verzichtet werden, wenn die Drehbewegung zur Verstellung der Lehne von den Schwenkachsen direkt durch geeignete Mittel auf die Segmentkeilelemente 145 übertragen werden. Mit dem Füllstück 151 wird aber im Crashfall die Festigkeit der Drehgelenke erhöht, da einem Zusammenquetschen des Exzentergetriebes durch das Ausfüllen von Leerräumen durch die Füllstücke vorgebeugt ist und hierdurch auch die Verzahnungen gesicherter im Eingriff bleiben.

Zur zwangsmäßigen Ausrastung eines Segmentkeilelementes 166 aus der dargestellten Spannposition ist beim Drehgelenk nach der Fig. 26 eine Ringpartie 165 eines Füllstückes 169, wie es Fig. 27 zeigt, mit einer stirnseitig nach innen liegenden Mulde 167 mit schräg liegenden Flanken versehen, in die ein formmäßig angepaßter Nocken 168 eines inneren Keilsegmentes 170 des Segmentkeilelementes 166 mit Spiel einragt. Beim Drehen am Handrad wird hierdurch ein inneres Keilsegment 170 aus der Spannposition herausgedrückt.

Durch die Lösung, das Innenzahnrad 12 mit einer Buchse 141 zu kombinieren, ist die Lagerung des Getriebes, insbesondere in bezug auf ein seitliches Ausweichen bzw. Kippen der Schwenkachse 153, was zu einem hohen Betätigungsmoment und Juddern der Lehne führen kann, wesentlich verbessert. Die Belastungsebene 171 von der Mitte der Verzahnung ausgehend, trifft mittig auf die Buchse 141, so daß Kantenpressungen in den Lagerungsteilen verringert werden.

Ein Drehgelenk gemäß den Fig. 28 und 29 ist ähnlich aufgebaut wie das nach den Fig. 24 und 25, jedoch verläuft bei einem Segmentkeilelement 174 der Keilwinkel α von außen nach innen abfallend. Hierzu weist ein inneres Keilsegment 175 einen Innenbund 176 auf, gegen den eine Scheibenfeder 177 zur Anlage kommt, die sich anderseitig gegen ein Füllstück 178 abstützt. Ein äußeres Keilsegment 179 und das Ritzel 13 sowie das Innenzahnrad 12 werden von einer Kappe 180 axial lagernd fixiert, die durch Aufstecken auf einen Steckachsenbereich 181 mit zwei Kupplungsflächen 182 auf Verdrehung mit der Schwenkachse 142 zur Mitnahme angeschlossen ist; die axiale Festlegung ist durch Schweißraupen 183 erreicht.

Gemäß den Fig. 30 und 31, deren Drehgelenk zum Unterschied nach den Fig. 28 und 29 eine Zwangsausrückung aus der dargestellten Klemmposition aufweist, wirkt zwischen einem inneren Keilsegment 185 und einer Kappe 186 ein Nocken mit einer Mulde 187 zusammen, wie es vorstehend in Fig. 27 gezeigt ist.

Durch die Lage des Keilwinkels, von außen nach innen abfallend, ergibt sich für den Crashfall ein zusätzliche Abstützung für das Innenzahnrad 12, weil die Teile im Nabenbereich gegeneinander anschlagen.

Die bei den einzelnen Ausführungsbeispielen offenbarten besonderen Ausgestaltungen können sinngemäß bei anderen Beispielen bei offensichtlicher Eignung angewandt werden, ohne die Erfindung zu verlassen.

Der Winkel α bezeichnet einen Winkelbereich, der kleiner als der Haftreibwinkel und größer als der Gleitreibwinkel ist.

Der Winkel β bezeichnet einen Winkelbereich, der kleiner als der Gleitreibwinkel ist.

Der Winkel γ bezeichnet einen Winkelbereich, der größer als der Haftreibwinkel ist.

Claims (16)

1. Drehgelenk für Lehnenverstellung von Kraftfahrzeugsitzen mit zwei über eine Schwenkachse gegeneinander verstellbaren Gelenkteilen, von denen das eine mit dem Sitz und das andere mit der Lehne verbunden ist, wobei die Ver- und Feststellung durch ein Planetengetriebe erfolgt, das einen axial beweglichen Löse- und Feststellexzenter besitzt, gekennzeichnet durch axial federnd beaufschlagte Segmentkeilelemente (24, 51), die mit symmetrisch zur Exzentermitte im Winkel (δ) von etwa 90° liegende, im Winkel (α) größer als der Gleitreibwinkel und kleiner als der Haftreibwinkel ansteigende Keilflächen mit hierzu passenden Kegelflächenbereichen der Lagerung des Ritzels (13) zusammenwirken sowie die Ritzel (13) und Innenzahnräder (12) durch anliegende Kappen (28, 63) axial spielarm gelagert sind, wobei die Segmentkeilelemente (24, 51) axial mit einer solchen Kraft einer Druckfeder (27, 62) beaufschlagt sind, daß in Ruheposition die Eliminierung der Lagerspiele des Innenzahnrades (12) und des Ritzels (13) sowie des Verzahnungsspiels eliminiert werden.

2. Drehgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich auf der Schwenkachse (8) eine Exzenterbuchse (15) befindet, auf der das Innenzahnrad (12) lagert und sich hieran ein zylindrischer Exzenterlagerbereich (23) anschließt, der zwei Nuten aufweist, in die Keilfinger (25) eines axial verschiebbaren Segmentkeilelementes (24) einliegen, deren Oberseiten im Winkel (α) ansteigen, mit dem die Keilinnenfläche (14) zur Anlage kommt.

3. Drehgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit Gegennocken (22) der Schwenkachse (8) Mitnehmernocken (21) der Exzenterbuchse (15) und Nocken (42) des Segmentkeilbereiches verdrehungsmäßig gekuppelt sind.

4. Drehgelenk nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Segmentkeilelement (51) zwei Keilstücke (52) von der Außenzylinderfläche (53) im Winkel (α) ansteigend verlaufen und ihre Ausnehmungen (56) an Nocken (5) der Schwenkachse (48) übergreifen.

5. Drehgelenk für die Lehnenverstellung von Kraftfahrzeugsitzen mit zwei über eine Schwenkachse gegeneinander verstellbaren Gelenkteilen, von denen das eine mit dem Sitz und das andere mit der Lehne verbunden ist, wobei die Ver- und Feststellung durch ein Planetengetriebe erfolgt, das einen axial beweglichen Löse- und Feststellexzenter besitzt, gekennzeichnet durch Segmentkeilelemente (32, 69), deren Keilfinger (31) bzw. Keilstücke (32) mit einem Keilwinkel (α, β, γ) kleiner, gleich oder größer als der Gleit- bzw. Haftreibwinkel ausgeführt sind, wobei die Segmentkeilelemente (32, 69) mittels Schaltnocken (33, 68) und mit diesen zusammenwirkenden Mulden (35, 72) beim Drehen am Handrad (10) axial verlagert werden.

6. Drehgelenk für die Lehnenverstellung von Kraftfahrzeugsitzen mit zwei über eine Schwenkachse gegeneinander verstellbaren Gelenkteilen, von denen das eine mit dem Sitz und das andere mit der Lehne verbunden ist, wobei die Ver- und Feststellung durch ein Planetengetriebe erfolgt, das einen axial beweglichen Löse- und Feststellexzenter besitzt, gekennzeichnet durch eine räumlich von der Lager- bzw Lauffläche der Getrieberäder (12, 13) getrennte, der Verstellung dienende Wirkebene.

7. Drehgelenk nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Lagerung des Ritzels (13) auf einem Segmentkeilelement (77, 100, 121, 145) erfolgt, welches mit einem Keilwinkel (α) größer als der Gleitreibwinkel und kleiner als der Haftreibwinkel ausgeführt ist, wobei es axial durch eine solche Kraft von Federn (82, 111, 127, 130, 158, 177) beaufschlagt wird, daß in Ruheposition die Eliminierung der Lagerspiele des Innenzahnrades (12) und des Ritzels (13) sowie des Verzahnungsspiels eliminiert wird.

8. Drehgelenk nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse (75) einen zylindrischen Bereich (74) zur Lagerung des Innenzahnrades (12) aufweist, dem sich eine Kegelstumpffläche (78) anschließt, auf der das Segmentkeilelement (77) lagert und wobei auf der von diesem nicht benutztem Bereich der Kegelstumpffläche (78) ein Füllstück (79) angeordnet ist, das durch Rippen (80) der Schwenkachse (75) verdrehungsmäßig festgelegt ist und mit Außenflächen (73) an das Segmentkeilelement (77) anliegt.

9. Drehgelenk nach Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse (95) einen Lagerbereich (96) für das Innenzahnrad (2) und anschließend einen zylindrischen Bereich (97) zum Aufsetzen des Segmentkeilelementes (100) aufweist, wobei entgegengesetzt ein Füllstück (109) vorgesehen ist, das an Rippen (110) der Schwenkachse (95) und am Segmentkeilelement (100) anliegt.

10. Drehgelenk nach den Ansprüchen 6, 7 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Segmentkeilelement (100) aus einem inneren Keilsegment (98) und einem äußeren Keilsegment (99) besteht, wobei das innere Keilsegment (98) von der Scheibenfeder (111) beaufschlagt wird.

11. Drehgelenk nach den Ansprüchen 6 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Schwenkachse (117) eine Buchse (118) aufgesetzt ist, auf deren zylindrischer Teil das Innenzahnrad (12) lagert und auf einem anschließenden Kegelstumpfbereich (120) ein Segmentkeilelement (121) und ein Füllstück (122) lagert, wobei der Nocken (128) der Kappe (123) an den Stirnflächen (124) des Segmentkeilelementes (121) und Stirnflächen (134) des Füllstückes (122) anliegen.

12. Drehgelenk nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenzahnrad (12) auf einer auf der Lagerfläche (140) aufgeschobenen Buchse (141) festsitzend angeordnet ist und anschließend auf der Buchse (141) ein die Exzentrizität aufweisendes Segmentkeilelement (145) mit seinem inneren Keilsegment (143) aufgeschoben ist, auf dem ein zugehöriges äußeres Keilsegment (144) angeordnet ist, wobei die innere Keilfläche (148) und äußere Keilfläche (147) unter dem Winkel (α) nach außen abfallend liegen sowie das äußere Keilsegment (144) mit einem Bund am Ritzel (13) axial anliegt, sowie das innere Keilsegment (143) durch die Scheibenfeder (158) axial druckbeaufschlagt wird und entgegengesetzt zum Segmentkeilelement (145) ein Füllstück (151) aufgesetzt ist, das mit seinen Nuten (153) des Innenbundes (152) zwischen Federpartien (154) tritt sowie die Stirnfläche (162) mit Spiel am Segmentkeilelement (145) zur Anlage kommt.

13. Drehgelenk nach den Ansprüchen 6, 7 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (α) der Keilflächen des Segmentkeilelementes (174) nach innen abfallend ausgeführt ist und die Scheibenfeder (181) an einen Innenbund (176) des inneren Keilsegmentes (175) zur Anlage kommt.

14. Drehgelenk für Lehnenverstellung von Kraftfahrzeugsitzen mit zwei über eine Schwenkachse gegeneinander verstellbaren Gelenkteilen, von denen das eine mit dem Sitz und das andere mit der Lehne verbunden ist, wobei die Ver- und Feststellung durch ein Planetengetriebe erfolgt, das einen axial beweglichen Löse- und Feststellexzenter besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß beim Segmentkeilelement (166) ein Keilwinkel (α, β, γ) des Segmentkeilelementes (166) kleiner, gleich oder größer als die Gleit- bzw. Haftreibwinkel ausgeführt sind, wobei das Segmentkeilelement (166) durch einen Nocken (168) und mit dieser zusammenwirkenden Mulde (167) durch Drehen am Handrad (10) axial verlagert wird.

15. Drehgelenk nach dem Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Keilwinkel (α, β, γ) des Segmentkeilelementes (184) kleiner, gleich oder größer ausgeführt ist und wobei das Segmentkeilelement (166) durch einen Nocken (168) und mit dieser zusammenwirkenden Mulde (167) durch Drehen am Handrad (10) axial verlagert wird.

16. Drehgelenk nach Anspruch 6 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine Formfeder (130) auf einem Gewindeteil (125) aufgeschoben ist, axial an einer Kappe (123) anliegt und ein Segmentkeilelement (129) druckfederbeaufschlagt sowie entgegengesetzt zur Achsenmitte bis unterhalb der Nocken (128) und von hier aus mittels zweiger Stege (132) bis hinter ein Segmentkeilelement (129) gelangt, wo sich dann ein um die Buchse (118) geführtes Kreisbogenteil (133) anschließt, das wieder zum Bereich des Segmentkeilelementes (129) gelangt und dort mittig mit einem Aushebenocken (135) versehen ist, der in eine entsprechende Mulde (136) des Segmentkeilelementes (121) mit Spiel einragt.