DE4333891C2

DE4333891C2 - Längsführung insbesondere für Kraftfahrzeugsitze

Info

Publication number: DE4333891C2
Application number: DE19934333891
Authority: DE
Inventors: Peter Schumann
Original assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Current assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date: 1993-10-05
Filing date: 1993-10-05
Publication date: 1998-02-19
Anticipated expiration: 2013-10-06
Also published as: DE4333891A1

Description

Die Erfindung betrifft eine federelastisch verspannte Längsführung insbesondere für Fahrzeugsitze gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Sie gewährleistet eine vereinfachte Montage sowie verbesserte Gleiteigenschaften der Längsführung.

Aus DE 40 25 536 C1 ist eine gattungsgemäße Längsführung, bestehend aus einer ortsfesten Unterschiene und einer dazu verschiebbaren Oberschiene, bekannt. In gegenüberliegenden Eckbereichen sind Führungs- und Verhakungsbereiche ausgebildet. Während einer der Führungsbereiche als Gleitführung ausgebildet ist, verwendet der andere Führungsbereich Kugeln. Zwischen den Kugeln sind Distanzelemente vorgesehen, um diese auf Abstand zu halten. Die Endbereiche der Unterschiene und Oberschiene besitzen Kugelverliersicherungen. Die Größe der Kugeln ist so bemessen, daß zur Vermeidung von Spiel Ober- und Unterschiene bis zu einem gewissen Maße miteinander verspannt sind.

Aufgrund unvermeidbarer Fertigungstoleranzen von Ober- und Unterschiene müssen mehrere Kugelgrößen zur Komplettierung der Schienenführung bereitgehalten werden. Auch die Notwendigkeit der Verwendung von Distanzelementen und Verliersicherungen stellt einen erhöhten Aufwand dar. Ein weiterer Nachteil von Kugelführungen besteht in der Gefahr von Beschädigungen der Laufflächen wegen der sehr hohen Flächenpressung der nur wenige Millimeter großen Kugeln, was zu ungleichmäßigen Verschiebebedingungen führen kann.

Es sind auch Schienenführungen bekannt, die ausschließlich Gleitführungen verwenden. Die DE 31 43 431 C2 offenbart eine Lösung, die wahlweise mit Kugel- oder Gleitführungen ausgerüstet sein kann. Von Nachteil ist jedoch bei Verwendung von Gleitführungen in beiden Eckbereichen, daß die Profiltoleranzen der Schiene so groß gewählt werden müssen, daß eine Montage der Längsführung stets möglich ist. Das aber erhöht das Risiko von Klappergeräuschen aufgrund zu großen Spiels. Andererseits führt eine zu starke Verspannung von Ober- und Unterschiene zu hohen Verstellkräften.

Die WO 93 11 962 A1 beschreibt eine Schienenführung, die aus einer verschiebbaren Oberschiene und einer diese an den Seitenflächen umgreifende Unterschiene besteht. Jeder der seitlichen Schenkel der einen Schiene bildet mit den seitlichen Schenkeln der anderen Schiene zwei Verhakungsbereiche aus, von denen der untere, an der Basis der Unterschiene angeordnete Verhakungsbereich gleichzeitig als Gleitführung dient. Zwischen den Stützflächen der Gleitführungsbereiche sind Formfedern angeordnet, deren Federkraft entgegen der Belastungsrichtung der Schienenführung gerichtet ist. Die Schienenführung ist bezüglich der vertikalen Mittelachse symmetrisch ausgeformt.

Im allgemeinen bestehen Schwierigkeiten darin, Strangpreßprofile in hoher Maßhaltigkeit zu fertigen. Deshalb müssen Maßnahmen vorgesehen werden, die die unvermeidlichen Toleranzen ausgleichen. Im Falle der beschriebenen Schienenführung ist im unteren Gleitführungs- und Verhakungsbereich der Unterschiene ein Übermaß in Bezug auf den zugeordneten Bereich der Oberschiene vorgesehen, um die Montierbarkeit zu gewährleisten. Zum Ausgleich des Spiels lagern Federelemente zwischen den Stützflächen der Gleitführungsbereiche, so daß die Verhakungselemente entsprechend der Federkraft ineinander gedrückt werden, so lange die Federkraft von der entgegengerichteten Belastungskraft nicht überwunden wird.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine einfach aufgebaute Längsführung für Kraftfahrzeugsitze, bestehend aus einer Unter- und einer Oberschiene, zu entwickeln, die aus einer verringerten Anzahl von Einzelteilen besteht, sich leicht montieren läßt und dauerhaft gute Führungseigenschaften gewährleistet. Außerdem sollen geringere Anforderungen an die Fertigungstoleranzen der Schienen gestellt werden.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die aus einer ortsfesten und einer dazu verschiebbaren Schiene bestehende Längsführung besitzt vorzugsweise in einem der beiden Gleitführungs- und Verhakungsbereiche ein Federelement, das die Schienen winklig zur Belastungsrichtung der Längsführung verspannt. Es können Federelemente in beiden Gleitführungs- und Verhakungsbereichen vorgesehen sein und zwar bevorzugt dann, wenn ein leicht schwimmendes Verhalten der Längsführung gewünscht ist.

Nach einer Vorzugsvariante der Erfindung ist das Federelement als Wellfeder ausgeführt und lagert einerseits in der Haltenut der einen Schiene und andererseits in der Gleitnut der anderen Schiene. So werden neben einer kostengünstigen Herstellung der Einzelteile auch eine einfache Montage und hervorragende Gebrauchseigenschaften der Längsführung gewährleistet.

Die Verwendung von Wellfedern aus einem geeigneten Flachmaterial sollte vor allem für Längsführungen aus Stahl vorgesehen werden, uni den eingeschränkten Formgebungsmöglichkeiten gegenüber dem Strangpressen von Aluminium-Legierungen Rechnung zu tragen. Das verwendete Flachmaterial kann die aufwendige Profilierung einer Haltenut als Verkippsicherung in die Stahlschiene erübrigen.

Zur Verspannung der beiden Schienen der Längsführung eignen sich auch Federelemente, die aus miteinander verbundenen Schraubenfederabschnitten bestehen. Der Durchmesser dieser Abschnitte ist mit Übermaß bemessen. Zur Erleichterung der Montage sind die Enden der Schraubenfederabschnitte konisch ausgeführt. Der erzielbare Federweg ist insbesondere abhängig von der Anzahl und vom Durchmesser der tragenden Federwindungen sowie vom Durchmesser des Federdrahtes selbst.

Sollte der Abstand zwischen den tragenden Schraubenfederabschnitten relativ groß sein, so empfiehlt sich die Verwendung zwischenliegender Stützelemente zur Stabilisierung des Federelements. Die Stützelemente bilden vorteilhafter Weise einen einstückigen Bestandteil des Federelements in Form von kurzen Schraubenfederabschnitten. Ihr Durchmesser ist mit geringem Untermaß ausgeführt, um die Montage zu erleichtern.

Eine Verschiebesicherung in der einen oder anderen Schiene gewährleistet, daß sich das Federelement immer an einer definierten Position befindet.

Die erfindungsgemäßen Federelemente können in Abhängigkeit des Anwendungsfalles bzw. des zu erzielenden Effekts die miteinander zu verspannenden Schienen entweder auseinander drücken oder ineinander ziehen. Erreicht wird dies durch unterschiedliche Anordnung des Federelements mit verschiedenen Wirkrichtungen der Federkraft.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und den dargestellten Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 den Querschnitt einer stranggepreßten Aluminium-Längsführung mit einer Wellfeder im oberen Gleitführungsbereich,

Fig. 1a den Längsschnitt einer Wellfeder im Gleitführungsbereich der Längsführung gemäß Fig. 1,

Fig. 2 den Querschnitt einer Stahl-Längsführung mit einer Wellfeder aus Flachmaterial,

Fig. 3 den Querschnitt eines Gleitführungsbereichs mit schraubenfederartigem Federelement,

Fig. 4 den tonnenförmigen tragenden Schraubenfederabschnitt,

Fig. 5 ein schraubenfederförmiges Federelement mit drei Stützelementen.

Fig. 6 ein Querschnitt durch ein Profil einer Längsführung im Bereich eines Ritzel- Zahnstangen-Getriebes.

Die Erfindung ist für unterschiedliche Typen von Längsführungen einsetzbar und gewährleistet neben einer einfachen Montage auch gleichbleibend gute Verstelleigenschaften. Durch die Auswahl von Varianten der Erfindung bzw. durch Modifizierung der Varianten selbst kann eine Anpassung an unterschiedliche Einsatz- und Belastungsbedingungen erreicht werden. Bevorzugt wird die Erfindung für Sitzverstelltechnik in Kraftfahrzeugen eingesetzt.

Fig. 1 zeigt eine Längsführung mit Schienen 11, 21, die nach dem Strangpreßverfahren hergestellt wurden. In gegenüberliegenden Eckbereichen sind Gleitführungsbereiche 31, 32 angeordnet, wobei der obere Gleitführungsbereich 32 mit einem Federelement 42 ausgerüstet ist.

Das Federelement 42 ist aus Rundmaterial zu einer sogenannten Wellfeder geformt, deren Seitenansicht in Fig. 1a gezeigt wird. Die jeweiligen Wellenberge stützen sich gegen die Gleitführungsflächen der Schienen 11, 21 ab und verspannen diese somit. Um ein Verkippen der Wellfeder 42 in einer Haltenut 110, deren Tiefe wesentlich größer als der Durchmesser des Wellfederrundmaterials ist. Zur Stabiliesierung der Längsführung ist im gegenüberliegenden Gleitführungsbereich der Unterschiene eine Gleitnut 210 eingearbeitet; so werden definierte und gleichmäßige Gleitführungsbedingungen gewährleistet.

Im Gleitführungsbereich der Oberschiene 11 sind Ausnehmungen 120 angeordnet, in welche die Haken 420 (an den Enden der Wellfeder 42) eingreifen. Hierdurch wird verhindert, daß während der Betätigung der Längsführung die Wellfeder 42 in eine undefinierte Position verschoben werden kann.

Die Unterschiene 21 trägt zwei horizontal angeordnete, quer zur Belastungsrichtung verlaufende Zahnstangen, die mit einer (nicht dargestellten) Antriebsschnecke kämmen. Der Federweg der im wesentlichen diagonal verspannten Längsführung verursacht eine entsprechende Bewegung der Antriebsschnecke in der Verzahnung der Zahnstange 6. Da die Verzahnungsebene der Zahnstangen 6 im oder nahe dem Durchmesser der Antriebsschnecke liegt, bleibt stets ein sicherer Eingriff der Verzahnungselemente erhalten.

Fig. 2 stellt eine Längsführung aus Stahl dar, deren Gleitführungsbereiche 33, 34 horizontal gegenüberliegen. Im Gleitführungsbereich 34 ist eine Wellfeder 44 aus Flachmaterial angeordnet, die die beiden Schienen 12, 22 miteinander verspannt. Durch die Verwendung von Flachmaterial erübrigt sich eine separate Verkippsicherung für die Wellfeder 44. Das vereinfacht auch den Formgebungsprozeß für die beiden Schienen 12, 22. Als Verschiebesicherung für die Wellfeder 44 eignet sich sowohl die schon in Fig. 1a beschriebene Variante als auch die Ausstellung einer (nicht dargestellten) Zunge aus einer der beiden Schienen 12, 22, die den Enden der Wellfeder 44 als Anschlag dient.

Die Längsführung wird von einer Schnecke 50 angetrieben, die in einem mit der Oberschiene 12 verbundenen Gehäuse gelagert ist. Ihre Verzahnung greift in die Gegenverzahnung der Unterschiene 22; sie ist in die freien Schenkel der Unterschiene eingearbeitet.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung verwendet ein Federelement 45, 46 aus wenigstens zwei über ein Distanzstück 451, 461 verbundene tragende Schraubenfederabschnitte 450, 460. Der Durchmesser der Schraubenfederabschnitte 450, 460 besitzt ein solches Übermaß, daß die beiden Schienen 13, 23 hinreichen miteinander verspannt werden. Gemäß Fig. 3 ist ein solches Federelement 45 in einem unteren Gleitführungsbereich 35 angeordnet.

Um eine leichte Montage und gleichmäßige, von der Verschieberichtung unabhängige Gleiteigenschaften zu sichern, sollten die tragenden Schraubenfederabschnitte 450, 460 an ihren Enden konisch geformt, vorzugsweise tonnenförmig ausgebildet sein. Einen tonnenförmigen Spiralfederabschnitt 450 stellt Fig. 4 dar. Das Distanzstück 451 verbindet die beiden Enden des Federelements 45.

Fig. 5 zeigt ein Federelement 46 mit zwischenliegenden Stützelementen 462, deren Durchmesser geringfügig mit Untermaß ausgeführt wurden, so daß die Stützelemente keinen Beitrag zur Verspannung der Längsführung liefern und auch die Gleiteigenschaften nicht beeinflussen.

Je nach Ausführung der Längsführung kann es sinnvoll sein, eine Verschiebesicherung für das Federelement vorzusehen. Entsprechend den jeweiligen konstruktiven Bedingungen kann die Verschiebesicherung an die Enden des Federelements 45, 46 bzw. an ein Stützelement 462 angreifen.

Der in Fig. 6 dargestellte Schnitt durch eine Längsführung im Bereich eines Ritzel- Zahnstangen-Getriebes zeigt zwei Schienen 14, 24, die in der oberen Gleitführung 36 durch das Federelement 47 miteinander verspannt sind. Dabei lagert das Federelement 47 in der Haltenut 140 des Hakens 14a, der mit den Haken 24a der anderen Schiene 24 in Eingriff treten kann. Das als Drahtwellfeder ausgebildete Federelement 47 stützt sich andererseits in der Gleitnut 240 der Unterschiene 24 ab. Durch die gewählte Anordnung des Federelements 47 und der daraus resultierenden Kraft-Wirkrichtung kommt es zum Ineinanderziehen der beiden Schienen 14, 24, was zu einer begrenzten Schwenkbewegung der Oberschiene 14 um den Gleitführungsbereich 37 führen kann.

Die Dimensionierung der Längsführung erfolgt vorzugsweise so, daß bei vollständigem Eingriff von Ritzel 5 und Zahnstange 60 noch keine Berührung der Flächen 141, 241 im oberen Gleitführungsbereich 36 möglich ist. Um eine allzuhohe Belastung der Verzahnungselemente zu vermeiden, wird die Gewichtskraft F_G nahe der Gleitführung 37 eingeleitet.

Die Lagerung des Ritzels 5 erfolgt zum einen im Bereich der Ritzelwelle 51 über eine Lagerbuchse 70, die an die Schiene 14 befestigt wird, und andererseits über einen Lagerzapfen 52, der sich in der Lageröffnung 53 abstützt. Ein solches Getriebe ist trotz einfachen Aufbaus in der Lage, hohe Kraft abzustützen und einen stets spielfreien Eingriff der Verzahnungselemente zu gewährleisten.

Bezugszeichenliste

5 Ritzel
11 Schiene
12 Schiene
13 Schiene
14 Schiene
14a Haken
21 Schiene
22 Schiene
23 Schiene
24 Schiene
24a Haken
31 Gleitführungsbereich
32 Gleitführungsbereich mit Wellfeder
33 Gleitführungsbereich
34 Gleitführungsbereich mit Wellfeder
35 Gleitführungsbereich mit Schraubenfeder
36 Gleitführungsbereich mit Wellfeder
37 Gleitführungsbereich
42 Wellfeder aus Rundmaterial
44 Wellfeder auf Flachmaterial
45 schraubenförmiges Federelement
46 schraubenförmiges Federelement
47 Wellfeder aus Rundmaterial
50 Schnecke
51 Ritzelwelle
52 Lagerzapfen
53 Lageröffnung
60 Zahnstange
70 Lagerbuchse
110 Haltenut
120 Ausnehmung
140 Haltenut
141 Fläche
210 Gleitnut
240 Gleitnut
241 Fläche
420 Haken
450 tragender Schraubenfederabschnitt
451 Distanzstück
460 tragender Schraubenfederabschnitt
461 Distanzstück
462 Stützelement
F_G Gewichtskraft

Claims

1. Längsführung, insbesondere für Kraftfahrzeugsitze, bestehend aus einer ortsfesten und einer dazu verschiebbaren Schiene, wobei die Schienen miteinander ein im wesentlichen rechteckförmiges Profil bilden und gegenüberliegende, gegeneinander quer zur Belastungsrichtung der Führungsschiene verspannte Gleitführungs- und Verhakungsbereiche aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß in einem der Gleitführungs- und Verhakungsbereiche (32, 34, 36) ein Federelement (42, 44, 45, 46, 47) angeordnet ist, dessen Federkraftrichtung winklig zur Belastungsrichtung der Längsführung verläuft.

2. Längsführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (42, 44) als Wellfeder ausgebildet und aus Rund- oder Flachmaterial geformt ist.

3. Längsführung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der einen Schiene (11) eine Haltenut (110) zur Verkippsicherung der Wellfeder (42) und in der anderen Schiene (21) eine Gleitnut (210) zur Führung der Wellfeder (42) vorgesehen ist.

4. Längsführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (45, 46) aus wenigstens zwei, einstückig miteinander verbundenen Schraubenfederabschnitten (450, 460) besteht.

5. Längsführung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei relativ großem Abstand zwischen den tragenden Schraubenfederabschnitten (460) Stützelemente (462) vorgesehen sind.

6. Längsführung nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützelemente (462) als Schraubenfederabschnitte ausgebildet sind, wobei die jeweilige Anzahl der Windungen kleiner ist als die Anzahl der Windungen der tragenden Schraubenfederabschnitte (460).

7. Längsführung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der tragenden Schraubenfederabschnitte (450, 460) konisch geformt sind.

8. Längsführung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in einer der Schienen eine Verschiebesicherung zur Arretierung des Federelements vorgesehen ist, die vorzugsweise an wenigstens einem der Enden des Federelements angreift.