DE60109794T2

DE60109794T2 - Neigungsversteller mit planetarscheibengetriebe

Info

Publication number: DE60109794T2
Application number: DE60109794T
Authority: DE
Inventors: Chris Branov; Pius Ng
Original assignee: Intier Automotive Inc
Current assignee: Intier Automotive Inc
Priority date: 2000-09-29
Filing date: 2001-10-01
Publication date: 2006-02-23
Anticipated expiration: 2021-10-02
Also published as: US20040014545A1; JP2004520093A; EP1322491A1; CN1494497A; CN100340424C; WO2002026522A1; EP1322491B1; US6805650B2; CA2422904A1; AU2001293584A1; DE60109794D1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Liegesitzanordnung zur schwenkbaren Einstellung einer Sitzlehne relativ zu einem Sitzkissen eines Sitzes eines Kraftfahrzeugs.
Beschreibung des Standes der Technik
Kraftfahrzeuge umfassen Sitzanordnungen zum Stützen bzw. Tragen eines sitzenden Insassen in dem Fahrzeug. Die Sitzanordnungen umfassen herkömmlicherweise ein Sitzkissen und eine Sitzlehne, die schwenkbar mit dem Sitzkissen mittels eines Lehnenverstellmechanismus verbunden ist, der ein Einstellen der Sitzlehne relativ zu dem Sitzkissen zwischen einer Mehrzahl von geneigten Positionen ermöglicht. Sowohl das Sitzkissen als auch die Sitzlehne umfassen herkömmlicherweise eine starre Rahmenstruktur, die ein Kissen aus einem Schaumstoffgefüge trägt, das von einer dekorativen Verkleidung aus Stoff umgeben ist.
Lehnen mit fortwährend in Eingriff befindlichen Scheiben sind im Gebiet der Fahrzeugsitze allgemein bekannt und werden weitverbreitet zum schwenkbaren Verbinden der Sitzlehne mit dem Sitzkissen verwendet. Liegesitze mit fortwährend im Eingriff befindlichen Scheiben umfassen eine zylindrische innere Scheibe, die fest an dem Sitzkissen angebracht ist und drehbar mit der inneren Scheibe verbunden ist. Liegesitze mit fortwährend im Eingriff befindlichen Scheiben umfassen des weiteren einen Arretierungsmechanismus zum Erhalten der Winkelposition der Sitzlehne relativ zu dem Sitzkissen. Der Arretierungsmechanismus umfasst typischerweise eine kreisförmige Randzone an der äußeren Scheibe, die eine Mehrzahl von ersten Ritzelzähnen aufweist, und eine kreisförmige Randzone auf der inneren Scheibe, die eine Mehrzahl von zweiten Ritzelzähnen aufweist. Die innere Scheibe weist zumindest einen Ritzelzahn weniger als die äußere Scheibe auf. Die ersten Ritzelzähne der äußeren Scheibe werden in fortwährend kämmendem Eingriff mit den zweiten Ritzelzähnen der inneren Scheibe mittels einer exzentrischen Eingangswelle gehalten, die drehbar an der äußeren und der inneren Scheibe gelagert ist. Die Winkelposition der Sitzlehne wird durch Drehen der Eingangswelle eingestellt. Die Rotation der Eingangswelle treibt die äußere Scheibe und die Sitzlehne in einer Zykloiden-Bewegung an, da sich die äußere Scheibe um den kreisförmigen Rand der inneren Scheibe bewegt. Ein Beispiel solch einer Sitzlehne mit fortwährend in Eingriff befindlichen Scheiben wird im US-Patent US-A-5 536 217 beschrieben.
Die US-A-5 536 217 offenbart eine Lehnenanordnung zum lösbaren Verriegeln bzw. Arretieren einer Sitzlehne in einer aus einer Mehrzahl von geneigten Positionen relativ zu einem Sitzkissen eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei fortwährend in Eingriff befindlichen Neigungsverstellern ist es üblich, wie voranstehend beschrieben, dass diese aufgrund von Abmessungsvariationen, Aussparungen durch Auslegung oder auf lange Sicht aufgrund von Verschleiß Spiel aufweisen, was zu einer ruckenden Bewegung der Sitzlehne führt.
Zusammenfassung der Erfindung
Diese in Anspruch 1 definierte Erfindung betrifft eine fortwährend in Eingriff befindliche Liegesitz- bzw. lehnenanordnung zum lösbaren Verriegeln bzw. Arretieren einer Sitzlehne in einer Position aus einer Mehrzahl von zurückgelegten bzw. geneigten Positionen relativ zu einem Sitzkissen eines Fahrzeugsitzes. Die Lehnenanordnung umfasst einen feststehenden Flansch mit einem kreisförmigen Zahnradrand und einen mobilen Flansch, der von dem feststehenden Flansch beabstandet ist. Eine Eingangswelle erstreckt sich zwischen dem feststehenden Flansch und dem mobilen Flansch und ist in diesen jeweils gelagert, um eine Längsschwenkachse zu definieren. An der Eingangswelle sind mindestens zwei Nockenelemente montiert. Mindestens zwei Ritzel sind in Wirkanordnung an den jeweiligen Nockenelementen angebracht und dazu angepasst, mit dem kreisförmigen Zahnradrand an dem feststehenden Flansch in Eingriff zu gelangen. Jedes der Ritzel wird durch eines der Nockenelemente während einer Drehung der Eingangswelle relativ zu dem feststehenden Flansch in einer Zykloiden-Bewegung um den feststehenden Flansch angetrieben. Jedes der Ritzel ist in Wirkeingriff mit dem mobilen Flansch gekoppelt, um die Bewegung der Ritzel an den mobilen Flansch zu übertragen. Ein Vorspannelement erstreckt sich zwischen den Nockenelementen, um die Nockenelemente und die Schwenkachse drehbar voneinander weg vorzuspannen.
Der Eingriff des kreisförmigen Zahnradrandes an dem feststehenden Flansch mit jedem der Ritzel definiert einen ersten Spalt zwischen dem kreisförmigen Zahnradrand an dem festen Flansch und jedem der Ritzel. Jedes der Nockenelemente umfasst eine gekeilte Bohrung, um durch diese hindurch die Antriebswelle in keilverzahnter Weise aufzunehmen. Ein zweiter Spalt ist zwischen der Eingangswelle und jedem der Nockenelemente so definiert, dass das Vorspannelement beim Einwirken auf die Nockenelemente sowohl den ersten Spalt als auch den zweiten Spalt minimiert.
Der mobile Flansch umfasst eine Öffnung und jedes der Ritzel umfasst eine Öffnung entsprechend der Öffnung des mobilen Flansches. Ein Stift erstreckt sich durch die Öffnungen jedes der Ritzel und des mobilen Flansches, um die Bewegung der Ritzel auf den mobilen Flansch zu übertragen.
Die Öffnungen von beiden Ritzeln weisen relativ zu dem Stift ein Übermaß auf, so dass der mobile Flansch ansprechend auf eine Zykloiden-Bewegung der Ritzel um den feststehenden Flansch drehbar um die Schwenkachse angetrieben wird.
Auf weitere Ausführungsformen der Erfindung wird in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 8 Bezug genommen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Vorteile der vorliegenden Erfindung werden einfach anerkannt, da sie in Bezug auf die folgende detaillierte Beschreibung besser zu verstehen sind, wenn sie in Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen betrachtet werden.
1 zeigt eine schematische Seitenansicht einer die Erfindung umfassenden Sitzanordnung eines Automobils.
2 zeigt eine explodierte Perspektivansicht einer Liegesitzanordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
3 zeigt eine Querschnittsansicht einer Ausführungsform der Erfindung.
4 zeigt eine explodierte Perspektivansicht einer alternativen Ausführungsform der Liegesitzanordnung.
5 zeigt eine Querschnittsansicht der alternativen Ausführungsform in 4.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
Mit Blick auf die Figuren beschreibt 1 eine Sitzanordnung 10 zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug. Die Sitzanordnung 10 umfasst ein Sitzkissen 11 und eine Sitzlehne 12. Sowohl das Sitzkissen 11 als auch die Sitzlehne 12 umfasst herkömmlicherweise eine starre Rahmenstruktur zum Stützen eines körperangepassten Schaumstoffkissens, das von einem dekorativen Bezug ummantelt ist. Die Sitzanordnung 10 umfasst des weiteren eine sich fortwährend in Eingriff befindliche Liegesitzanordnung 20, die das Sitzkissen 11 und die Sitzlehne 12 für eine Drehbewegung der Sitzlehne 12 um eine Schwenkachse 14 zwischen einer Mehrzahl von zurückgelegten Sitzpositionen in Wirkeingriff verbindet.
Mit Blick auf 2 umfasst die Liegesitzanordnung 20 einen festen Flansch oder ein zylindrisches Gehäuseelement 30, das eine innere kreisförmige Oberfläche 32 aufweist. Eine Mehrzahl von Zahnradzähnen 34 erstreckt sich radial einwärts von einem Abschnitt der kreisförmigen Oberfläche 32. Ein bogenförmiger mobiler Flansch oder Trägerplatte 40 ist rotierbar innerhalb der kreisförmigen Oberfläche 32 des zylindrischen Gehäuseelements 30 nächstliegend zu den Zahnradzähnen 34 verschachtelt. Antriebsstifte 42 sind fest auf der Trägerplatte 40 durch Nieten 43 oder andere geeignete Mittel, wie etwa Schweißen, befestigt und erstrecken sich von der Trägerplatte 40 nach außen in Richtung des zylindrischen Gehäuseelements 30.
Eine Eingangswelle 50 erstreckt sich zwischen dem zylindrischen Gehäuseelement 30 und der Trägerplatte 40 und ist in diesen jeweils drehbar gelagert, wobei sie die Schwenkachse 14 definiert. Exzentrische erste und zweite Nocken 52, 55, die zwischen dem Gehäuseelement 30 und der Trägerplatte 40 angeordnet sind, sind in keilverzahnter Weise an der Eingangswelle 50 montiert. Insbesondere umfasst jede der Nocken 52, 55 gekeilte Öffnungen 53 zur Aufnahme eines komplementären Abschnitts 54 der Eingangswelle 50 durch sich und definiert eine erste Lücke X dazwischen, wie in 3 dargestellt ist. Die ersten und die zweiten Nocken 52, 55 sind an der Eingangswelle 50 gegenphasig relativ zu dem zylindrischen Gehäuseelement 30 montiert, vorzugsweise diametral entgegengesetzt voneinander. Gegenphasig bedeutet, dass das erste und das zweite Zahnrad 60, 62 niemals mit demselben Abschnitt der Zahnradzähne 34 des zylindrischen Gehäuseelements 30 in Eingriff befindlich sind. Das erste und das zweite Zahnrad 60, 62 sind in Wirkanordnung zu entsprechend der ersten und der zweiten Nocke montiert. Insbesondere weisen sowohl das erste als auch das zweite Zahnrad 60, 62 Mittelbohrungen 61, 63 zum jeweiligen gleitenden Eingreifen mit der ersten und der zweiten Nocke 52, 55 auf. Sowohl das erste als auch das zweite Zahnrad 60, 62 weist einen äußeren Umfang von sich radial erstreckenden Zahnradzähnen 64, 66 auf, die sich kämmend mit den Zahnradzähnen 34 des zylindrischen Gehäuseelements 30 in Eingriff befinden und eine zweite Lücke Y zwischen sich definieren. Sowohl das erste als auch das zweite Zahnrad 62 weist mindestens einen Zahnradzahn weniger als das zylindrische Gehäuseelement 30 auf. Sowohl das erste als auch das zweite Zahnrad 60, 62 weist Öffnungen 68 auf, jede zur Aufnahme einer der Antriebsstifte 42 durch sich. Der Durchmesser der Öffnungen 68 weist in Relation zu dem Durchmesser der Antriebsstifte 42 ein Übermaß auf. Ein Vorspannelement 48, vorzugsweise eine abgeflachte spiralförmige Feder, ist zwischen der ersten und der zweiten Nocke 52, 55 zum rotierbaren Vorspannen der ersten und der zweiten Nocke 52, 55 in gegensätzlichen Richtungen angeordnet.
Eine ringförmige äußere Ummantelung 70 umhüllt den Umfang des Gehäuseelements 30. Gequetschte Flansche 52, 54 halten die Trägerplatte 40 und das Gehäuseelement 30 gegeneinander fest. Einmal zusammengesetzt, wird das Gehäuseelement 30 fest an dem Sitzkissen 11 und die Trägerplatte 40 fest an der Sitzlehne 12 mittels jeglicher geeigneter Mittel, wie etwa geschweißte oder verbolzte Befestigungshalterungen 15, 16, angebracht.
Im Betrieb wird die Winkelposition der Sitzlehne 12 relativ zum Sitzkissen 11 durch Drehen der Eingangswelle 50 mittels jeglicher herkömmlicher Mittel, wie etwa einem Elektromotor oder manuell mit einem Drehknopf oder Griff, eingestellt. Die erste und die zweite Nocke 52, 55, die mit der sich drehenden Eingangswelle 50 verbunden wird, treiben jeweils das erste und das zweite Zahnrad 60, 62 in einer taumelnden Drehbewegung oder Zykloiden-Bewegung innerhalb des Gehäuseelements 30 an. Insbesondere erzwingt die Drehung der Eingangswelle 50 aufeinanderfolgendes Ineinandergreifen und Loslösen der Zahnradzähne 64, 66 des ersten und des zweiten Zahnrads 60, 62 mit aufeinanderfolgenden Zahnradzähnen 34 des zylindrischen Gehäuseelements 30. Das erste und das zweite Zahnrad 60, 62 wiederum befinden sich in Eingriff mit den Antriebsstiften 42 der Trägerplatte 40, um die Bewegung des ersten und des zweiten Zahnrads 60, 62 auf die Trägerplatte 40 zu übertragen. Die radiale Komponente der Zykloiden-Bewegung des ersten und des zweiten Zahnrads 60, 62 geht aufgrund des Übermaßes der Öffnungen 68 relativ zu den Antriebsstiften 42 verloren. Nur die rotatorische Komponente der Zykloiden-Bewegung des ersten und des zweiten Zahnrads 60, 62 wird über die Antriebsstifte 42 auf die Trägerplatte 40 und die Sitzlehne 12 übertragen. Das Spiel zwischen dem ersten und dem zweiten Zahnrad 60, 62 und dem zylindrischen Gehäuseelement 30 wird durch das Vorspannelement 58 minimiert. Insbesondere zwingt das Vorspannelement 58 drehend die erste und die zweite Nocke 52, 55 in entgegengesetzte Richtungen gegen die Eingangswelle 50. Das erste und das zweite Zahnrad 60, 62 wiederum werden jeweils durch die erste und die zweite Nocke 52, 55 gegen das Gehäuseelement 30 auseinandergezwungen.
4 beschreibt eine alternative Ausführungsform der Liegesitzanordnung 20, die einen Nockenkörper 100 umfasst, der zwischen dem Gehäuseelement 30 und der Trägerplatte 40 angeordnet und in gekeilter Weise an der Eingangswelle 50 montiert ist. Der Nockenkörper 100 umfasst einen exzentrischen Abschnitt 102 zum Antreiben des ersten Zahnrads 60. Ein halbbogenförmiger Abschnitt 104 erstreckt sich axial von dem Nockenkörper 100 zwischen dem exzentrischen Abschnitt 102 und der Trägerplatte 40 und endet peripher an Anschlagkanten 106. Ein symmetrisch einander gegenüberliegendes Paar von Nockenkeilen 108, die jeweils einen breiten ersten Abschnitt 110 und einen schmalen zweiten Abschnitt 112 aufweisen, ist gleitfähig auf dem halbbogenförmigen Abschnitt 104 zum Antreiben des zweiten Zahnrads 62 angebracht. Die zweiten Abschnitte 112 von jedem der Nockenkeile 108 umfassen eine Schlaufe 114 zum Eingreifen mit den Anschlagkanten bzw. Wiederlagerkanten 106, wodurch sie die Rotation der Nockenkeile 108 relativ zu dem Nockenkörper 100 begrenzen. Ein Vorspannelement 160, das zwischen dem ersten Abschnitt 110 jedes der Nockenkeile 108 angeord net ist, spannt die Nockenkeile 108 auseinander, so dass die Schlaufen 114 von den entsprechenden Anschlagkanten 106 beabstandet sind. Ein geflanschter Ring 118, der zwischen den Nockenkeilen 108 und dem zweiten Zahnrad 62 angeordnet ist, hält die Nockenkeile 108 radial gegen den Nockenkörper 100. Eine Federscheibe 120, die axial an der Eingangswelle 50 befestigt ist, spannt den geflanschten Ring 118 von der Trägerplatte 40 weg und in Richtung der Nockenecken 108. Vorzugsweise sind Lagerungsmittel 122 von jeglichem geeigneten Typ, wie etwa Kugellager oder Buchsen, an den Mittelbohrungen 61, 63 montiert, um Reibung zwischen dem ersten Zahnrad 60 und dem exzentrischen Abschnitt 102 zwischen dem zweiten Zahnrad 62 und dem geflanschten Ring 118 zu minimieren.
Beim Betrieb werden die Nockenkeile 108 zwischen dem Nockenkörper 100 und dem geflanschten Ring 118 verkeilt, um zu verhindern, dass die Sitzlehne durch äußere auf die Sitzlehne 12 aufgebrachte Kräfte zurückgedrückt wird. Des weiteren spannt das Vorspannelement 116 die Nockenkeile 108 auseinander, damit sie ein vereintes exzentrisches Profil ausbilden, dass das erste und das zweite Zahnrad 60, 62 in Gegenphase zwingt, vorzugsweise in gegenüberliegende Richtung gegen das Gehäuseelement 30, wodurch das Spiel in dem Liegesitzmechanismus 20 minimiert wird.
Die Winkelposition der Sitzlehne 12 relativ zu dem Sitzkissen 11 wird durch Rotieren der Eingangswelle 50 eingestellt. Wie am besten in 5 zu erkennen ist, kann die Eingangswelle 50 entweder im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn rotiert werden. Die Rotation der Eingangswelle 50 in einer Richtung im Uhrzeigersinn zum Beispiel erzwingt, dass die rechte Anschlagskante 106 mit der Stopschlaufe 114 der rechten Nockenkante 108 eingreift. Der rechte Nockenkeil 108 bewegt sich entgegen dem Uhrzeiger sinn um die Schwenkachse 14 mit der Eingangswelle 50, wodurch er den rechten Nockenkeil 108 davon befreit, zwischen dem Nockenkörper 100 und dem geflanschten Ring 118 verkeilt zu sein. Das vereinte exzentrische Profil, das durch die Nockenkeile 108 ausgebildet wird, wird reduziert, genügt aber, um das zweite Zahnrad 62 in einer Zykloiden-Bewegung innerhalb des Gehäuseelements 30 anzutreiben, während zur selben Zeit der exzentrische Abschnitt 102 das erste Zahnrad 60 in einer Zykloiden-Bewegung innerhalb des Gehäuseelements 30 relativ zu dem zweiten Zahnrad 62 gegenphasig antreibt. Wie voranstehend in einer bevorzugten Ausführungsform beschrieben wurde, wird die Zykloiden-Bewegung des ersten und des zweiten Zahnrads 60, 62 in eine Rotationsbewegung der Trägerplatte 40 und der Sitzlehne 12 um die Schwenkachse 14 übertragen.
Die Erfindung wurde zu Darstellungszwecken beschrieben und es soll verstanden werden, dass die verwendeten Fachbegriffe im Sinne von Worten zur Beschreibung und nicht zur Einschränkung gewählt wurden.
Viele Modifikationen und Änderungen der vorliegenden Erfindung sind im Angesicht der voranstehenden Lehren möglich. Und es soll deswegen verstanden werden, dass innerhalb des Geltungsbereichs der anliegenden Ansprüche die Erfindung anders ausgeführt werden kann, als sie spezifisch beschrieben ist.

Claims

Liegesitzanordnung (20) zum lösbaren Arretieren einer Sitzlehne (12) in einer Position aus einer Mehrzahl von geneigten Positionen relativ zu einem Sitzkissen eines Fahrzeugsitzes, wobei die Liegesitzanordnung folgendes umfasst: einen feststehenden Flansch (30) mit einem kreisförmigen Zahnradrand (34), einem mobilen Flansch (40), der von dem feststehenden Flansch beabstandet ist; eine Eingangswelle (50), die sich zwischen dem feststehenden Flansch und dem mobilen Flansch erstreckt und in diesem jeweils gelagert ist, wobei die Eingangswelle eine Längsschwenkachse (14) definiert, mindestens zwei Nockenelemente (52, 55, 100, 108), die an der Eingangswelle (50) montiert sind, mindestens zwei Ritzel (60, 62), die in Wirkanordnung an den jeweiligen Nockenelementen angebracht sind, wobei eines dieser Ritzel (60, 62) dazu angepasst ist, mit dem kreisförmigen Zahnradrand an dem feststehenden Flansch (30) in Eingriff zu gelangen, wobei jedes der Ritzel (60, 62) durch eines der Nockenelemente (52, 55, 100, 108) während einer Drehung der Eingangswelle (50) relativ zu dem feststehenden Flansch (30) in einer Zykloiden-Bewegung um den feststehenden Flansch (30) angetrieben wird und jedes der Ritzel (60, 62) in Wirkeingriff mit dem mobilen Flansch (40) gekoppelt ist, um die Bewegung der Ritzel an den mobilen Flansch zu übertragen, und ein Vorspannelement (58, 116), das sich zwischen den Nockenelementen erstreckt, um die Nockenelemente um die Schwenkachse (14) drehbar voneinander weg vorzuspannen, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Ritzel (60, 62) in Wirkanordnung an den jeweiligen Nockenelementen (52, 55, 100, 108) angebracht und jeweils dazu angepasst sind, mit dem kreisförmigen Zahnradrand (34) an dem feststehenden Flansch in Eingriff zu gelangen, und wobei jedes der Ritzel (60, 62) in Wirkverbindung mit dem mobilen Flansch (40) gekoppelt ist.
Liegesitzanordnung (20) nach Anspruch 1, bei der der Eingriff des kreisförmigen Zahnradrandes (34) an dem feststehenden Flansch (30) mit jedem der Ritzel einen ersten Spalt (x) zwischen dem kreisförmigen Zahnradrandes an dem festen Flansch und jedem der Ritzel definiert.
Liegesitzanordnung (20) nach Anspruch 2, bei der jedes der Nockenelemente (52, 55) eine gekeilte Bohrung (53) aufweist, um durch diese hindurch die Antriebswelle (50) in kerbverzahnter Weise aufzunehmen, wodurch ein zweiter Spalt (y) zwischen der Eingangswelle und jedem der Nockenelement definiert ist, so dass das Vorspannelement (58) beim Einwirken auf die Nockenelemente sowohl den ersten Spalt (x) als auch den zweiten Spalt (y) minimiert.
Liegesitzanordnung (20) nach Anspruch 3, bei der der mobile Flansch (40) eine Öffnung umfasst, wobei jedes der Ritzel (60, 62) eine Öffnung (61, 63) entsprechend der Öffnung des mobilen Flansches umfasst.
Liegesitzanordnung (20) nach Anspruch 4, mit einem Stift (42), der sich durch die Öffnungen (68) jedes der Ritzel (60, 62) und des mobilen Flansches erstreckt, um die Bewegung der Ritzel (60, 62) auf den mobilen Flansch (50) zu übertragen.
Liegesitzanordnung (20) nach Anspruch 5, bei der die Öffnungen (68) von beiden Ritzeln (60, 62) relativ zu dem Stift (42) ein Übermaß aufweisen, so dass der mobile Flansch ansprechend auf eine Zykloiden-Bewegung der Ritzel um den feststehenden Flansch in eine Drehrichtung um die Schwenkachse angetrieben wird.
Liegesitzanordnung (20) nach Anspruch 6, bei der die Nockenelemente (52, 55) phasenverschoben bezüglich der Eingangswelle (50) montiert sind, um die Ritzel während einer Drehung der Eingangswelle (50) phasenverschoben um den feststehenden Flansch anzutreiben.
Liegesitzanordnung (20) nach Anspruch 7, bei der der feststehende Flansch (30) starr mit dem Sitzkissen (11) und der mobile Flansch (40) starr mit der Sitzlehne (12) verbunden ist.