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Die
Erfindung bezieht sich auf einen Rastbeschlag für eine Verstellvorrichtung
in einem Kraftfahrzeugsitz nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Bei
dem Rastbeschlag nach der
DE
199 28 148 A1 dieser Art besteht das Sperrteil aus zwei
einzelnen Schiebern, die in einer Radialebene zwischen der Rastposition
und der Freigabestellung bewegt werden. Für den Antrieb dieser radialen
Bewegung ist eine spezielle Vorrichtung vorgesehen, die eine Drehbewegung
der Welle in eine radiale Verschiebbewegung umsetzt. Sie benötigt mehrere
einzelne Bauteile. Ein ähnlicher
Rastbeschlag ist auch aus
US 5,984,413
A bekannt. Auch dort sind als Sperrteil mehrere Schieber
vorgesehen, die in einer Radialebene bewegt werden. Bei den vorbekannten
Rastbeschlägen
hängt das
maximal Drehmoment, das der Rastbeschlag aufnehmen kann, davon ab,
dass die als Schieber ausgebildeten Sperrteile ausreichend fest
in der Innenverzahnung gehalten werden, jedenfalls nicht aus dieser
herausgedrückt
werden können. Der
Bogen über
den sich die Außenverzahnung
jedes einzelnen Schiebers erstreckt, ist konstruktiv begrenzt, je
größer der
Bogen ist, umso ungenauer greift die Außenverzahnung in die Innenverzahnung. Die
Außenverzahnung
jedes einzelnen Schiebers erstreckt sich daher bei den vorbekannten
Vorrichtungen über
nur etwa 10 bis 20 Grad. Die Mechanik für die Schieberbetätigung ist
aufwendig.
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Hiervon
ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde den vorbekannten
Rastbeschlag weiterzuentwickeln, dass er eine höhere Belastung mit Drehmomenten
aufnehmen kann, insbesondere einen größeren Bogenwinkel der Außen verzahnung des
Sperrteils zulässt
und zudem einfacher baut als der vorbekannten Rastbeschlag.
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Die
Aufgabe wird gelöst
durch den Sperrbeschlag mit dem Merkmalen des Anspruchs 1.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Rastbeschlag wird
das Sperrteil nicht radial bewegt, vielmehr wird es axial bewegt.
Dadurch ergibt sich die Möglichkeit, dass
sich Außenverzahnung
und Innenverzahnung über
jeweils 360 Grad erstrecken. Bei sonst gleicher Ausführung ist
die Fähigkeit
des Rastbeschlags, hohe Drehmomente aufzunehmen, wesentlich gegenüber den
vorbekannten Rastbeschlägen
verbessert. Selbst wenn sich die eine oder die andere Verzahnung über weniger
als 360 Grad erstrecken, wird doch immer noch ein Eingriff über eine
relativ große Bogenstrecke
erreicht und können
immer noch größere Drehmomente
als nach dem Stand der Technik aufgenommen werden. Bezüglich des
Bogens, über den
sich die Außenverzahnung
erstrecken kann, ist die Erfindung nicht eingeschränkt.
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Für die axiale
Bewegung des Sperrteils zwischen der Freigabeposition und der Rastposition
ist ein relativ einfacherer Mechanismus ausreichend, der mit weniger
Bauteilen als beim Stand der Technik auskommt. Der erste Steuerbereich
und der zweite Steuerbereich wirken zusammen, dadurch wird eine Drehbewegung
der Welle in einfacher Weise umgesetzt in eine Hubbewegung des Sperrteils.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen sowie
der nun folgenden Beschreibung von nicht einschränkend zu verstehenden Ausführungsbeispielen
der Erfindung, die im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung
näher erläutert werden.
In der Zeichnung zeigen
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1:
ein perspektivisches Montagebild eines ersten Ausführungsbeispiels
des Rastbeschlags,
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2:
ein perspektivisches Montagebild wie 1, jedoch
für ein
zweites Ausführungsbeispiel,
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3:
eine perspektivische Draufsicht auf die Verzahnung des Sperrteils,
das als herausgeschnittenes Teilstück dargestellt ist,
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4:
ein Schnittbild durch Sperrteil und zweites Gelenkteil im Bereich
der Verzahnungen entlang einer Radialebene als Schnittlinie und
als Teilbild, und
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5:
ein Schnittbild wie 4, jedoch für ein anderes Ausführungsbeispiel.
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Der
Gelenkbeschlag hat ein erstes Gelenkteil 20 und ein zweites
Gelenkteil 22. Beide sind nur in Einzelheiten verschieden,
ihre Gesamtform ist übereinstimmend.
Jedes Gelenkteil 20, 22 hat einen Scheibenbereich
und einen mit Löchern
versehenen Flanschbereich. Im Scheibenbereich ist zentrisch eine
Bohrung 24 für
eine Welle 26 ausgebildet. Die Welle 26 ist um
eine Gelenkachse 28 drehbar. Um die Welle 26 drehen
sich die beiden Gelenkteile 20, 22. Die Welle 26 positioniert
die beiden Gelenkteile 20, 22.
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Der
Rastbeschlag nach 1 ist als so genannter Klammerbeschlag
ausgeführt.
Eine erste Klammer 30 ist dem ersten Gelenkteil 20 zugeordnet und
wird über
dargestellte erste Verbindungsmittel 32 mit dem Flanschbereich
fest verbunden. Diese erste Klammer 30 hat einen bogenförmig umlaufenden Halterand,
mit dem Sie untergreift das zweite Gelenkteil 22, sodass
dessen Rand zwischen dem ersten Gelenkteil 20 und dem Halterand
geführt
und fixiert ist. In gleicher Weise ist dem zweiten Gelenkteil 22 eine
zweite Klammer 34 zugeordnet. Abhängig vom Bogenwinkel, über den
sich die Flanschbereiche der beiden Klammern zusammen erstrecken,
ist der Verstellbereich des Rastbeschlags kleiner als 360 Grad.
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In
einer Alternative kann der Rastbeschlag auch als so genannter Rondenbeschlag
ausgeführt sein.
Dann entfallen die Flanschbereiche an den beiden Gelenkteilen, die
Gelenkteile sind vielmehr rund, also Scheiben, sie werden durch
eine ringförmige Klammer
zusammengehalten, die sie außen
umgreift. Der Verstellbereich des Rastbeschlags beträgt 360 Grad.
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Von
der scheibenförmigen
Innenwand des ersten Gelenkteils 20 springen Stifte 36 in
axialer Richtung nach unten vor. Sie dienen dem drehsicheren Halt
eines Sperrteils 38, das einstückig ist. Dieses hat Löcher 40,
die den Stiften 36 angepasst sind. Aufgrund dieser Anordnung
kann das Sperrteil 38 nicht oder nur begrenzt gegenüber dem
ersten Gelenkteil 20 verdreht werden, es kann aber in Axial-Richtung
entlang der Stifte 36 verschoben werden. Dieser axiale
Verschiebeweg ist vorzugsweise durch Anschläge, die nicht dargestellt sind,
begrenzt.
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Zwischen
Sperrteil 38 und erstem Gelenkteil 20 ist ein
elastisches Mittel 42 in Form einer spiralförmigen Druckfeder
angeordnet. Das elastische Mittel 42 belastet das Sperrteil 38,
es drückt
das Sperrteil 38 weg vom ersten Gelenkteil 20 und
zum zweiten Gelenkteil 22 hin. Das Sperrteil 38 hat
eine Außenverzahnung 44.
Konkret ist es wie ein vierblättriges Kleeblatt
ausgeführt,
es hat gleichverteilt vier einzelne Bereiche der Außenverzahnung 44 und
dazwischen Bereiche ohne Außenverzahnung 44.
Die Bereiche mit Außenverzahnung 44 erstrecken
sich jeweils etwa über
30 bis 60 Grad.
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An
einem Bauteil, nämlich
an einem Sperrteil 38 sind Bereiche der Außenverzahnung 44 vorgesehen,
die 180 Grad einander gegenüber
liegen. Dadurch ist das Problem der vorbekannten Rastbeschläge, das
Sperrteil 38 gegen radiale Verschiebungen sichern zu müssen, nicht
gegeben. Um die Zähne
der Verzahnung in radialer Richtung außer Eingriff bringen zu können, bedürfte es
eines Zusammenstauchens des Sperrteils 38. Das dafür erforderliche Drehmoment
ist jedoch ausgesprochen hoch und üblicherweise größer als
ein Drehmoment, das zum Zerstören
der Zähne
führt.
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Zwischen
Sperrteil 38 und zweitem Gelenkteil 22 ist ein
Stellteil 46 vorgesehen, es ist als Scheibe ausgeführt und
drehfest mit der Welle 26 verbunden. Es trägt einen
ersten Steuerbereich in Form eines nach oben hoch stehenden Nockens 48.
Es hat weiterhin einen radial wegstehenden Finger 50. Der erste
Steuerbereich 40 kooperiert mit einem zweiten Steuerbereich 52,
der am Sperrteil 38 ausgebildet ist. Der zweite Steuerbereich 52 ist
als Vertiefung ausgebildet, die nach unten hin offen ist. In diese
Vertiefung kann der erste Steuerbereich 48 eingreifen.
Tut er dies, liegen Sperrteil 38 und Stellteil 46 unmittelbar aufeinander.
Wird das Stellteil 46 durch Drehen der Welle 26 verschwenkt,
so rutscht der erste Steuerbereich 48 aus dem zweiten Steuerbereich 52 heraus und
hebt das Sperrteil 38 damit vom Stellteil 46 ab, bewegt
es also axial. Dadurch wird die Freigabestellung erreicht. Die Ausgangsposition
ist die Rastposition.
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Das
zweite Gelenkteil 22 hat eine Innenverzahnung 54.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel
ist sie umlaufend angeordnet. Sie erstreckt sich über 360 Grad.
Es ist möglich,
sie über
geringere Winkelbereiche auszubilden. Die Innenverzahnung 54 ist
der Außenverzahnung 44 angepasst.
Die Zähne
beider Verzahnungen sind möglichst
klein, sodass eine sehr feinstufige Winkeleinstellung des Rastbeschlages
erreicht wird. Vorzugsweise erstrecken sich die Zähne über weniger
als 5 Grad insbesondere weniger als 3 Grad und wiederum bevorzugt über weniger
als 1 Grad. Im letzteren Fall ist eine Einstellung in Stufen von
unter 1 Grad möglich.
Die Einstellung ist notwendigerweise stufig, nicht stufenlos.
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In
der Rastposition befindet sich die Außenverzahnung 44 in
Eingriff mit der Innenverzahnung 54. Wird ausgehend hiervon
nun das Stellteil 46 gedreht und damit das Sperrteil 38 axial
bewegt, wird dieser Eingriff der beiden Verzahnungen 44, 54 aufgehoben.
Das Sperrteil 38 wird soweit in axialer Richtung von der
Innenverzahnung 54 wegbewegt, dass die beiden Verzahnungen 44, 54 ohne
Eingriff miteinander sind. In diesem Zustand, Freigabeposition genannt,
kann das erste Gelenkteil 20 relativ gegenüber den
zweiten Gelenkteil 22 verstellt werden. Ist eine neue Position
zwischen den beiden Gelenkteilen 20, 22 erreicht,
und wird ein Antrieb der Welle 26 freigegeben, findet diese
sich aufgrund einer hier nicht dargestellten, aus dem Stand der
Technik bekannten Rückstellfeder
wieder in die Neutralposition ein. Damit befinden sich die beiden
Steuerbereiche 48, 52 in einer Relativlage, die
ein Annähern
von Sperrteil 38 und Stellteil 46 bis zum Kontakt
hin nicht mehr behindert. Durch das elastische Mittel 42 wird
das Sperrteil 38 axial bewegt, bis es wieder im Eingriff
ist mit der Innenverzahnung 54 und es wieder die Sperrposition erreicht.
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Auch
das Sperrteil 38 hat einen Durchgang für die Welle 26. Mit
der Welle 26 ist eine Handhabe 56 verbunden, die
hier als Betätigungsarm
ausgeführt
ist. Sie wird durch die schon erwähnte Rückstellfeder in der Neutralstellung
gehalten, die der Rastposition entspricht.
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In
der Ausführung
nach 2 führt
das Sperrteil 38 zwischen Rastposition und Freigabeposition
zusätzlich
zur axialen Bewegung auch noch eine geringe Schwenkbewegung in die
Radialebene durch. Dies wird durch Zusammenwirken von als Schraubengewinde
ausgebildeter Steuerbereiche 48, 52 erreicht.
Sie sind als nicht selbsthemmendes Schraubengewinde oder in äquivalenter
Weise ausgebildet. Um eine Schwenkbewegung des Sperrteils 38 relativ
zu den Stiften 36 zu erlauben, sind die Löcher 40 im
Sperrteil 38 etwas größer als
in der Ausführung
nach 1 ausgebildet. Sie sind beispielsweise als Langloch
ausgeführt,
das sich in Umfangsrichtung erstreckt. Dadurch besteht Spiel in
Umfangsrichtung zwischen den Stiften 36 und den Löchern 40.
Dieses Spiel ist ausgesprochen gering. Das Spiel ist kleiner als
die Fußbreite
eines Zahns der Verzahnungen 44, 54. Das Spiel
ist so gewählt, dass
eine Fehlausrichtung zwischen den Zähnen 60 der Verzahnungen 44, 54 ausgeglichen
werden kann, wenn das Sperrteil 38 ausgehend von einer Freigabeposition
in eine Rastposition bewegt wird.
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In
der Ausführung
nach 2 ist das steuernde Stellteil 46 als
Gewindebereich ausgebildet, der auf der Welle 26 angeordnet
ist. Die Gewindegänge
stellen den ersten Steuerbereich 48 dar. Es sind sehr wenige
Gewindegänge,
etwa nur zwei bis drei, notwendig. Der zweite Steuerbereich 52 wird durch
ein Gegengewinde im Sperrteil 38 gebildet. Es ist entsprechend
ausgebildet.
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Befindet
sich der Ratbeschlag in der Sperrposition und wird die Welle 26 gedreht,
bewegt sich das Sperrteil 38, solange es noch im Zahneingriff
mit der Innenverzahnung 54 ist, lediglich axial. Sobald das
Sperrteil 38 aus der Verzahnung frei ist, wird es weiter
axial, insbesondere aber auch etwas in der Radialebene bewegt. Soll
danach der Rastbeschlag wieder in die Rastposition gebracht werden,
wird der Antrieb der Welle 26 freigegeben. Eine Rückstellfeder
dreht die Welle 26 wieder in die Ausgangsposition zurück. Dabei
wird das Sperrteil 38 axial bewegt, aber auch mit der Welle 26 mitgedreht.
Es kann sich dadurch in eine Position zu der Innenverzahnung 54 einfinden,
die ein Eingreifen der Verzahnungen 44, 54 ermöglicht.
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Zusätzlich ist
in 2 noch ein weiterer Unterschied zu 1 eingezeichnet,
der unabhängig von
dem bisher beschriebenen Unterschied realisiert werden kann: Ein
Rastbeschlag der hier genannten Art ist beispielsweise für die Verstellung
einer Rückenlehne
(nicht dargestellt) vorgesehen. Dabei ist ein Verstellbereich unterhalb
180° ausreichend,
zumeist ist der Verstellbereich noch geringer. Insbesondere möchte man
eine Verstellung nur in den Nutzpositionen der Rückenlehne vorsehen und in Zwischenbereichen,
beispielsweise aus der normalen Sitzposition und der vorgeklappten
Position der Rückenlehne,
keine Sperrung zulassen. Hierzu sind im Bereich der Innenverzahnung 54 Vorsprünge 58 vorgesehen. Durch
sie kann der Rastbeschlag innerhalb bestimmter Winkelbereiche nicht
einrasten. In den normalen Sitzpositionen der Rückenlehne befinden sich diese Vorsprünge innerhalb
der Bereiche ohne Außenverzahnung 44.
Die Vorsprünge 58 erstrecken
sich über einen
Bogenwinkel, der kleiner ist als die Bereiche ohne Außenverzahnung 44.
Die Differenz des Bogenwinkels der Bereiche ohne Außenverzahnung 44 vom
Bogenwinkel der Vorsprünge 58 definiert
den Winkelbereich, innerhalb dessen eine Rastposition möglich ist.
Der Rastbeschlag nach 2 ist beispielsweise nur im
Bereich der aufrechten, normalen Sitzposition der Rückenlehne,
zudem der vorgeklappten Position und der waagerecht zurückgeklappten
Position der Rückenlehne
feststellbar. Er ist in den Zwischenbereichen dazwischen nicht feststellbar.
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Anhand
der 3 bis 5 werden vorteilhafte Weiterentwicklungen
diskutiert. Es ist bereits schon angesprochen worden, dass dafür gesorgt werden
muss, dass beim Wiedereinfinden in die Rastposition die Verzahnungen 44, 54 nicht
eingriffslos aufeinander liegen dürfen, vielmehr selbsttätig ineinander
greifen müssen.
Hierzu haben die einzelnen Zähne 60 dachartige
bzw. keilartige Schrägen 62,
die in Axialrichtung von den dreieckförmigen Seitenflanken der Zähne 60 vorspringen.
Man kann diese Schrägen 62 auch
als Axialverzahnung ansehen und ausbilden. Für das Einkuppeln des Sperrteils 38 in
die Innenverzahnung 54 ist im Regelfall eine Radialbewegung
erforderlich ist. Durch die Schrägen 62 wird
erreicht, dass bei einem Annähern
der beiden Verzahnungen 44, 54 in Radialrichtung
spitze Kanten aufeinander treffen, bei denen eine Position spitz
auf spitz nicht möglich
ist. Die Schrägen 62 treffen
aufeinander und es wird eine geringfügige Drehbewegung des Sperrteils 38 erreicht,
bis sich dieses bei Fortsetzen des Einrastweges passend in die Innenverzahnung 54 einfindet
und in diese eingreifen kann. Gemäß 3 wird der
Umstand ausgenutzt, dass der Eingreifweg des erfindungsgemäßen Rastbeschlages
in axialer Richtung ist, das Sperren aber in der Radialebene stattfindet.
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In
einer Alternative ist es auch möglich,
die Zähne 60 selbst
schräg
verlaufend, also in Axialrichtung keilförmig auszubilden. Die Schrägen 62 können beliebige
Form haben, jedenfalls auch anders als dargestellt. Durch die Schrägen 62 wird
der axiale Weg zwischen Rastposition und Freigabeposition etwas
vergrößert. Die Schrägen 62 sind
vorzugsweise an den Zähnen 60 der
beiden Verzahnungen 44, 54 vorgesehen.
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In
den 4 und 5 sind spielfreie Eingriffe
zwischen den beiden Verzahnungen 44, 54 erläutert. In
beiden Figuren ist das Sperrteil 38 jeweils strichpunktiert
in der Freigabeposition und mit ausgezogenen Strichen in der Sperrposition
dargestellt. In der Ausbildung nach 4 hat die
Innenverzahnung 54 eine Abrundung 64, also einen
Radius. Die Abrundung 64 befindet sich an der der Innenverzahnung 54 zugewandten
Außenkante.
Sie ist bei einem Schnitt in einer Axialebene erkennbar. Ihr entsprechend
ist eine Verrundung 66 an der vorderen, äußeren Kante des
Sperrteils 38 vorgesehen. Dadurch kommen, wie in 4 dargestellt,
Abrundung 64 und Verrundung 66 in Kontakt, so
dass Spielfreiheit auftritt.
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In
der Ausbildung gemäß 5 verläuft der Außenrand 68 des
Sperrteils 38 schräg,
also auf einem Kegelmantel um die Gelenkachse 28. Der Kegelwinkel
ist gering, beispielsweise 10°.
In gleicher Weise verläuft
eine Innenwand 70 keglig. Bei Eingriff des Sperrteils 38 in
die Innenverzahnung 54 kommen die schrägen Wände 68, 70 miteinander
in Kontakt. Da beides Kegelflächen
sind, ist dieser Kontakt zwangsläufig
und spielfrei. Die Spielfreiheit wird dadurch gesichert, dass die
Wände 68, 70 in
Anlage kommen, bevor das Sperrteil 38 mit dem Scheibenbereich
des zweiten Gelenkteils 22 in Kontakt kommt. In 5 ist
ein deutlicher Luftspalt 72 an dieser Stelle eingezeichnet.
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Die
einzelnen beschriebenen Maßnahmen, nämlich
- a. Vorsprünge 58,
die Teilwinkelbereiche der Einstellbarkeit aussparen,
- b. zusätzlich
geringfügige
Drehbewegung des Sperrteils 38 in Umfangsrichtung,
- c. Schrägen 62 an
den axialen Flanken der Zähne 60 der
Verzahnungen 44 und/oder 54 und
- d. Spielfreiheit durch Rundungen und/oder Kegelform gemäß den 4 und 5,
können beliebig
miteinander kombiniert werden.
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Es
ist möglich,
die in 1 gezeigten beiden Steuerbereiche 48, 52 so
auszubilden, dass der erste Steuerbereich 48 das Sperrteil 38 in
Umfangrichtung mitnehmen und dadurch verdrehen kann. In diesem Fall
ist das für 2 beschriebene
Spiel in Umfangsrichtung zwischen den Stiften 36 und den
Löchern 40 vorgesehen,
damit das Sperrteil 38 sich etwas um die Gelenkachse 28 drehen
kann. Das Sperrteil 38 ist vorzugsweise durch ein elastisches
Mittel in eine Drehposition vorbelastet.
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Anstelle
der dargestellten Führung
des Sperrteils 38 durch die Stifte 36 können andere
Führungen
eingesetzt werden, die eine axiale Verschiebbarkeit in einem gewissen
Hub, wie er beispielsweise aus 4 und 5 ersichtlich
ist, und ggf. eine gewisse Drehbarkeit um die Gelenkachse 28 in
einem engen Winkelbereich ermöglichen.