DE4425035A1 - Kopplungsvorrichtung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kopplungsvorrichtung und insbesondere auf eine Kopplungsvorrichtung für die Verwendung in einem Verstellmechanismus einer Sitzvorrichtung.

Eine der herkömmlichen Kopplungsvorrichtungen ist in der Druckschrift DE 30 13 304C gezeigt. Diese Kopplungsvorrichtung hat ein ortsfestes Element mit einer Innenverzahnung, einem bewegbaren Element, welches mittels einer Schwenkwelle drehbar an dem ortsfesten Element gelagert ist und eine mit der Innenverzahnung in Zahneingriff stehende Außenverzahnung hat. Die Innenverzahnung unterscheidet sich von der Außenverzahnung in der Anzahl der Zähne. Eine solche Differenz ermöglicht eine Drehung des Drehelements relativ zum ortsfesten Element, sobald die Schwenkwelle gedreht wird.

Bei dieser Kopplungsvorrichtung ist zwischen dem ortsfesten Element und dem bewegbaren Element ein Anpresselement vorgesehen, welches eine Keilfläche aufweist. Sobald sich die Vorrichtung in Ruhelage befindet, preßt dieses Anpresselement eine Innenfläche des ortsfesten Elements, damit die Arbeitsberührung zwischen dem ortsfesten Element und dem bewegbaren Element fester wird.

Wird bei einer derartigen Struktur die Schwenkwelle gedreht, so löst die gleichzeitige Drehung des Anpresselements seine Keilfläche von der Innenfläche des ortsfesten Elements. Dies bedeutet, daß die feste Verbindung zwischen dem ortsfesten Element und dem bewegbaren Element locker wird, woraus sich ergibt, daß die Belastung, die Schwenkwelle zu drehen, verringert werden kann.

Während sich das Presselement relativ zum ortsfesten Element dreht, ist die Keilfläche des Anpresselements jedoch in gleitender Arbeitsberührung mit der Innenfläche des ortsfesten Elements. Dies bedeutet, daß aufgrund der dazwischen vorhandenen Reibung eine Ruck-Gleit-Bewegung auftritt. Somit kann eine sanfte Betätigung der Vorrichtung manchmal gestört werden.

Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kopplungsvorrichtung ohne der vorstehenden Ruck-Gleit- Bewegung zu schaffen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Perspektivansicht einer Sitzvorrichtung, die einen Verstellmechanismus aufweist, bei dem eine Kopplungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung angewendet wird;

Fig. 2 eine Querschnittsansicht des Verstellmechanismus;

Fig. 3 eine Vorderansicht des in Fig. 2 gezeigten Verstellmechanismus;

Fig. 4 eine perspektivische Explosionsansicht des in Fig. 2 gezeigten Verstellmechanismus;

Fig. 5 die Arbeitsweise der Kopplungvorrichtung, welche in dem in Fig. 2 gezeigten Verstellmechanismus angewendet wird;

Fig. 6 eine Vorderansicht einer weiteren Kopplungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung; und

Fig. 7 eine perspektivische Explosionsansicht des Verstellmechanismus aus Fig. 6.

Bezogen auf Fig. 1 ist ein Sitzpolster 1 an einem Boden einer Fahrzeugkarosserie montiert. Ein rückwärtiger Abschnitt des Sitzpolsters 1 ist über einen Verstellmechanismus 3 mit einer Rückenlehne 2 verbunden, so daß der Neigungswinkel der Rückenlehne 2 relativ zum Sitzpolster 1 einstellbar ist.

Aus Fig. 2 bis einschließlich 4 ist ersichtlich, daß der Verstellmechanismus 3 einen mit dem Sitzpolster 1 verbundenen unteren Arm 31, einen mit der Rückenlehne 2 verbundenen oberen Arm 32 und eine Schwenkwelle 33 hat, mittels welcher der obere Arm 32 drehbar mit dem unteren Arm 31 verbunden ist.

Der obere Arm 32 ist über einer Buchse 34 drehbar an der Schwenkwelle 33 montiert. Die Buchse 34 ist mit der Schwenkwelle 33 koaxial angeordnet. Der untere Arm 31 ist über ein exzentrisches Element 35 drehbar an der Schwenkwelle 33 montiert. Das exzentrische Element 35 ist mit der Schwenkwelle 33 derart einstückig ausgebildet, daß es exzentrisch angeordnet ist. Ein distales Ende der Schwenkwelle 33 ist mit einem Knopf oder Griff 36 für deren Drehung verbunden. Es ist anzumerken, daß ein Abschnitt der Buchse 34 in das exzentrische Element 35 gepaßt ist.

Der obere Arm 32 ist mit einer Außenverzahnung 32a um einen Außenumfang der Buchse 34 angeordnet. Der Außenumfang der Buchse 34 ist koaxial mit der Achse ′A′ der Buchse 34. Der untere Arm 31 ist innerhalb eines Innenumfangs des exzentrischen Elements 35 mit einer Innenverzahnung 31A angeordnet. Die Achse ′B′ des exzentrischen Elements 35 fluchtet nicht mit der Achse ′A′ der Buchse 34. Die Außenverzahnung 32a ist derart ausgebildet, daß die Anzahl der Zähne um mindestens einen Zahn größer als die der Innenverzahnung 31a ist und diese mit der Innenverzahnung 31a in Zahneingriff ist.

Das exzentrische Element 35 hat einen Umfang 35a, dessen Mitte nicht mit der Achse der Schwenkwelle 33 fluchtet, wobei in dem Umfang eine Rille 35b ausgebildet ist. Die Rille 35b ist in Richtung auf einen exzentrischen Innenabschnitt 31b des unteren Arms 31 und einen Nabenabschnitt 34a der Buchse 34 geöffnet. Es ist anzumerken, daß der exzentrische Innenabschnitt 31b des unteren Arms 31 derart ausgebildet ist, daß er an den exzentrischen Umfang 35a zu montieren ist, wobei der Nabenabschnitt 34a der Buchse 34 in das exzentrische Element 35 einzusetzen ist. Innerhalb der Rille 35b ist ein Paar von Walzen 37 und 38 angeordnet, von denen jede in Umfangsrichtung drehbar und bewegbar ist. Die Walze 37 (38) ist mit dem Nabenabschnitt 34a der Buchse 34 und dem exzentrischen Innenabschnitt 31b des unteren Arms 31 in verschiebbarer Arbeitsberührung. Zusätzlich ist um die Schwenkwelle 33 herum eine Feder 39 vorgesehen. Die Feder 39 geht durch eine umfangsseitige Öffnung 35c (35d) und hat ein mit der Walze 37 (38) verbundenes Ende 39a (39b). Somit stellt die Walze 37 (38) aufgrund einer nach außen gerichteten Vorspannkraft der Feder 39 eine festere Beziehung zwischen dem exzentrischen Innenabschnitt 31b des unteren Arms 31 und dem Nabenabschnitt 34a der Buchse 34 her. Es ist anzumerken, daß die Drehung und die Umfangsbewegung jeder der Walzen 37 und 38 aufgrund deren Abstützung durch die Feder 39 vorhanden ist.

Nachstehend wird eine Arbeitsweise der Kopplungsvorrichtung der vorstehenden Struktur ausführlich erklärt.

Der in den Fig. 2 und 5 mit durchgezogener Linie dargestellte Zustand ist ein Ruhezustand der Vorrichtung, bei der der Zahneingriff zwischen der Innenverzahnung 31a des unteren Armes 31 und der Außenverzahnung 32a des oberen Armes 32 ohne Spiel äußerst fest bleibt, und zwar aufgrund der festen Verbindung zwischen dem exzentrischen Innenabschnitt 31b des unteren Armes 31 und jeder der Walzen 37 und 38. Somit wird ein Spiel oder eine Lockerung des oberen Armes 32 in Drehrichtung relativ zum unteren Arm 31 oder ein Spiel oder eine Lockerung der Rückenlehne 2 in Drehrichtung relativ zum Sitzpolster 1 verhindert, wobei ein dazwischen eingeschlossener Winkel unverändert bleibt.

Wird bei einer derartigen Situation die Schwenkwelle 33 durch Betätigung des Griffs 36 in die eine Richtung gedreht, so preßt die Drehung des exzentrischen Elements 35, welches sich gleichzeitig mit der Schwenkwelle 33 und einer Seitenwand 35w der Rille 35b dreht, die Walze 37, was zu einer Bewegung derselben gegen die Anpreßkraft der Feder 39 führt. Zu diesem Zeitpunkt wird aufgrund des resultierenden Anpressens der Seitenwand 35w der Rille 35b eine von dem Nabenabschnitt 34a der Buchse 34 auf die Walze 37 aufzutragende Reaktionskraft, welche durch eine dazwischen vorhandene Reibung hergestellt wird, zur Mitte der Walze 37 geleitet. Jedoch ist eine von dem exzentrischen Innenabschnitt 31b des unteren Armes 31 auf die Walze 37 aufzutragende Reaktionskraft, welche durch Reibung dazwischen hergestellt wird, etwas von der Mitte der Walze 37 abgelenkt. Der Grund dafür besteht darin, daß die Reaktionskraft ausgehend von dem exzentrischen Innenabschnitt 31b von einer schräg verlaufenden Oberfläche aus wirkt. Anschließend wird die resultierende Kraft längs der durch "C" in Fig. 5 dargestellten Richtung auf die Walze 37 aufgetragen. Dabei wird die Walze 37 innerhalb der Rille 35b, wie durch die strich-punktierte Linie in Fig. 5 dargestellt, entlang dem Nabenabschnitt 34a in Drehung gebracht. Dies ergibt, daß die Verbindung zwischen der Walze 37 und dem exzentrischen Innenabschnitt 31b des unteren Armes 31 gelockert wird. Mit anderen Worten stellt die Änderung der Lage, bei der die Walze 37 mit dem Nabenabschnitt 34a in Arbeitsberührung ist, ein Spiel zwischen der Walze 37 und dem exzentrischen Innenabschnitt 31b des unteren Armes 31 her. Zu diesem Zeitpunkt ändert sich aufgrund der Drehung der Schwenkwelle 33 die Position, bei der die Außenverzahnung 32a mit der Innenverzahnung 31a in Zahneingriff ist. Gemäß der durch die strich-punktierte Linie in Fig. 5 dargestellten Position des exzentrischen Innenabschnitts 31b des unteren Arms 31 wird die Verbindung zwischen der Walze 38 und dem exzentrischen Innenabschnitt 31b des unteren Arms 31 aufgrund eines dazwischen vorhandenen Spiels ebenfalls locker. Somit bewegt sich der exzentrische Innenabschnitt 31b des unteren Armes 31 in Fig. 5, gemäß der vorstehenden Beschreibung, gelockert in Radialrichtung. Daraus ergibt sich, daß der Zahneingriff zwischen der Außenverzahnung 32a und der Innenverzahnung 31a in einen gelockerten Zustand, mit Spiel, übergeht. Mit anderen Worten wird der Zahneingriff zwischen Außenverzahnung 32a und Innenverzahnung 31a sanft, was eine Drehung der Schwenkwelle 33 mit weniger oder leichter Belastung ermöglicht. Wird danach durch Betätigung des Griffs 36 eine weitere Drehung der Schwenkwelle 32 in eine Richtung hergestellt, so dreht sich der obere Arm 32 relativ zum unteren Arm 31 über einen Winkel, und zwar, wie bekannt, in Übereinstimmung mit der, einen gewünschten Verstellzustand des Rücksitzes 2 relativ zum Sitzpolster 1 ermöglichenden, dazwischen vorhandenen Differenz in der Anzahl der Zähne.

Wird andererseits die Schwenkwelle 33 in die andere Richtung gedreht, so preßt die resultierende Drehung des exzentrischen Elements 35, welches sich gleichzeitig mit der Drehung der Schwenkwelle 33 und einer Seitenwand 35y der Rille 35b dreht, die Walze 38, was zu deren Bewegung gegen die Anpreßkraft der Feder 39 führt. Zu diesem Zeitpunkt wird aufgrund des resultierenden Anpressens der Seitenwand 35y der Rille 35b eine von dem Nabenabschnitt 34a der Buchse 34 auf die Walze 38 aufzutragende Reaktionskraft, welche durch eine dazwischen vorhandenen Reibung hergestellt wird, zur Mitte der Walze 38 geleitet. Jedoch ist eine von dem exzentrischen Innenabschnitt 31b des unteren Arms 31 auf die Walze 38 aufzutragende Reaktionskraft, welche durch dazwischen vorhandenen Reibung hergestellt wird, etwas von der Mitte der Walze 38 abgelenkt. Der Grund dafür besteht darin, daß die Reaktionskraft ausgehend von dem exzentrischen Innenabschnitt 31b von einer schräg verlaufenden Oberfläche aus wirkt. Anschließend wird längs der durch "D" in Fig. 5 dargestellten Richtung die resultierende Kraft auf die Walze 38 aufgetragen. Dabei wird die Walze 38 innerhalb der Rille 35b, wie durch die strich-punktierte Linie in Fig. 5 dargestellt, entlang dem Nabenabschnitt 34a in Drehung gebracht. Dies ergibt, daß die Verbindung zwischen der Walze 37 und dem exzentrischen Innenabschnitt 31b des unteren Armes 31 gelockert wird. Mit anderen Worten bewirkt die Änderung der Lage, bei der die Walze 37 mit dem Nabenabschnitt 34a in Arbeitsberührung ist, ein Spiel zwischen der Walze 38 und dem exzentrischen Innenabschnitt 31b des unteren Armes 31. Zu diesem Zeitpunkt ändert sich aufgrund der Drehung der Schwenkwelle 33 die Position, bei der die Außenverzahnung 32a mit der Innenverzahnung 31a in Zahneingriff ist. Gemäß der durch die strich-punktierte Linie in Fig. 5 dargestellten Position des exzentrischen Innenabschnitts 31b des unteren Arms 31 wird die Verbindung zwischen der Walze 37 und dem exzentrischen Innenabschnitt 31b des unteren Arms 31 aufgrund eines dazwischen vorhandenen Spiels ebenfalls locker. Somit bewegt sich der exzentrische Innenabschnitt 31b des unteren Armes 31, gemäß der vorstehenden Beschreibung, in Fig. 5 gelockert in Radialrichtung. Daraus ergibt sich, daß der Zahneingriff zwischen der Außenverzahnung 32a und der Innenverzahnung 31a in einen gelockerten Zustand, mit Spiel, übergeht. Mit anderen Worten wird der Zahneingriff zwischen Außenverzahnung 32a und Innenverzahnung 31a sanft, das eine Drehung der Schwenkwelle 33 mit weniger oder leichter Belastung ermöglicht. Wird danach durch Betätigung des Griffs 36 eine weitere Drehung der Schwenkwelle 32 in eine Richtung hergestellt, so dreht sich der obere Arm 32 relativ zum unteren Arm 31 über einen Winkel, und zwar, wie bekannt, in Übereinstimmung mit der, einen gewünschten Zustand des Rücksitzes 2 relativ zum Sitzpolster 1 ermöglichenden Zahndifferenz, welche dazwischen vorhanden ist.

Wie vorstehend erwähnt ergibt die Drehung der Schwenkwelle 33 die Drehung der Walze 37 (38), so daß diese sich von dem exzentrischen Innenabschnitt 31b des unteren Armes 31 löst. Daraus ergibt sich, daß die Walze 37 (38) nicht in gleitender Arbeitsberührung mit dem exzentrischen Innenabschnitt 31b des unteren Armes 31 ist. Somit werden ruckartige Bewegungen unterbunden und eine sanfte Drehung der Schwenkwelle 33 verwirklicht.

Als nächstes wird ein zweites oder modifiziertes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Fig. 6 und 7 beschrieben. In diesem Ausführungsbeispiel wird anstelle der Walzen 37 und 38 ein Paar von Spiralfedern 41 und 42 angewendet, um eine Feder für das Anpressen der Walzen 37 und 38 wegzulassen.

Genauer gesagt ist das exzentrische Element 35 mit einem Hinterschneidungsabschnitt 35e vorgesehen oder gebildet, welcher sich entlang seinem Umfang erstreckt. Der Hinterschneidungsabschnitt ist mittels einer Querwand 35f in jeweils zwei Kammern für das Aufnehmen der Spiralfedern 41 und 42 geteilt. Die Spiralfeder 41 (42) ist derart ausgebildet, daß sie im natürlichen Zustand größer als der Raum der Kammer ist. Daher wird die Spiralfeder 41 (42) aufgrund ihrer eigenen Anpreßkraft an eine Seitenwand 35e, die Abtrennung 35f, den Nabenabschnitt 34a und den exzentrischen Innenabschnitt 31b des unteren Arms 31 angepreßt.

Wird bei einer derartigen Struktur der Griff 36 betätigt, um die Schwenkwelle 32 in die eine Richtung (die andere Richtung) zu drehen, so stellt die gleichzeitige Drehung des exzentrischen Elements 35 eine Arbeitsberührung der Seitenwand 35e des exzentrischen Elements 35 mit der Spiralfeder 41 (42) für dessen Bewegung her. Somit stellt die Drehung der Spiralfeder 41 (42), entsprechend der Drehung der Walze 37 (38), einen gelockerten Zahneingriff oder einen Zahneingriff, mit Spiel, zwischen der Außenverzahnung 32a und der Innenverzahnung 31a her.

Gemäß dem vorstehend erwähnten zweiten Ausführungsbeispiel wird die Funktion der Feder 39 im ersten Ausführungsbeispiel mit der Funktion der Spiralfeder 41 (42) ausgetauscht. Somit bewirkt die Beseitigung der Feder 39 eine Senkung der Anzahl der Teile.

Zusammenfassend unterbindet die Walzbewegung des Drehelements entlang der exzentrischen Fläche gemäß der vorliegenden Erfindung eine Ruck-Gleit-Bewegung.

In einer Kopplungsvorrichtung, welche ein ortsfestes Element, welches eine Innenverzahnung aufweist, und ein bewegbares Element, welches mittels einer Schwenkwelle drehbar mit dem ortsfesten Element verbunden ist und eine mit der Innenverzahnung in Zahneingriff stehende Außenverzahnung aufweist, wobei sich das bewegbare Element dadurch relativ zum ortsfesten Element dreht, daß ein Unterschied in der Anzahl von Zähnen zwischen der Innenverzahnung und der Außenverzahnung genutzt wird, ist ein eine Außenfläche aufweisendes zentrisches Element mit der Schwenkwelle verbunden, so daß es damit fluchtet, eine exzentrische Innenfläche an dem bewegbaren Element so vorgesehen, daß diese nicht mit der Schwenkwelle fluchtet, ein Walzenelement dazwischen vorgesehen und mit der Innenfläche und der Außenfläche in Arbeitsberührung, wodurch eine Verbindung zwischen der Innenfläche und der Außenfläche hergestellt wird, und sich die dazwischenliegende Verbindung löst, sobald sich das Walzenelement aufgrund der Drehung der Schwenkwelle dreht.

Claims (4)

1. Kopplungsvorrichtung, mit einem ortsfesten Element (31), welches eine Innenverzahnung (31a) aufweist, und einem bewegbaren Element (32), welches mittels einer Schwenkwelle (33) drehbar mit dem ortsfesten Element (31) verbunden ist und eine mit der Innenverzahnung (31a) in Zahneingriff stehende Außenverzahnung (32a) aufweist, wobei sich das bewegbare Element dadurch relativ zum ortsfesten Element (31) dreht, daß ein Unterschied in der Anzahl von Zähnen zwischen der Innenverzahnung (31a) und der Außenverzahnung (32a) genutzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein eine Außenfläche (34a) aufweisendes zentrisches Element (34) mit der Schwenkwelle (33) verbunden ist, so daß es damit fluchtet, eine exzentrische Innenfläche (31b) an dem bewegbaren Element (31) so vorgesehen ist, daß diese nicht mit der Schwenkwelle (33) fluchtet, ein Walzenelement (37/38/41/42) dazwischen vorgesehen und mit der Innenfläche (31b) und der Außenfläche (34a) in Arbeitsberührung ist, wodurch eine Verbindung zwischen der Innenfläche (31b) und der Außenfläche (34a) hergestellt wird, und sich die dazwischenliegende Verbindung löst, sobald sich das Walzenelement (37/38/41/42) aufgrund der Drehung der Schwenkwelle (33) dreht.

2. Kopplungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Walzenelement die Form einer Spiralfeder hat, welche sich in Radialrichtung ausdehnt.

3. Kopplungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Kopplungsvorrichtung als Verstellmechanismus in einer Sitzvorrichtung verwendet wird.

4. Kopplungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das ortsfeste Element und das bewegbare Element jeweils mit einem Sitzpolster und einer Rückenlehne der Sitzvorrichtung verbunden sind.