DE102009053250A1

DE102009053250A1 - Beschlag für einen Fahrzeugsitz

Info

Publication number: DE102009053250A1
Application number: DE102009053250A
Authority: DE
Inventors: Martin Stilleke; Christian Jokiel
Original assignee: Keiper GmbH and Co
Current assignee: Keiper Seating Mechanisms Co Ltd
Priority date: 2009-11-10
Filing date: 2009-11-10
Publication date: 2011-05-12
Anticipated expiration: 2029-11-11
Also published as: DE102009053250B4

Abstract

Bei einem Beschlag (10) für einen Fahrzeugsitz, insbesondere für einen Kraftfahrzeugsitz, mit einem ersten Beschlagteil (11), an welchem ein Zahnkranz (17) ausgebildet ist, einem zweiten Beschlagteil (12), an welchem ein Zahnrad (16) ausgebildet ist, welches mit dem Zahnkranz (17) kämmt, wodurch die beiden Beschlagteile (11, 12) miteinander in Getriebeverbindung stehen, und einem drehbar gelagerten, von einem Mitnehmer (21) angetriebenen, in Umfangsrichtung umlaufenden Exzenter zum Antrieb einer relativen Abwälzbewegung von Zahnrad (16) und Zahnkranz (17), wobei der Exzenter zwei Keilsegmente (27) und eine Feder (35) aufweist, welche mittels zweier Endfinger (35a) in die Keilsegmente (27) eingreift und die Keilsegmente (27) in Umfangsrichtung beaufschlagt, weisen die Keilsegmente (27) zur Aufnahme der Endfinger (35a) jeweils ein Loch (57) oder eine sich in radialer Richtung öffnende Ausnehmung auf.

Description

Die Erfindung betrifft einen Beschlag für einen Fahrzeugsitz mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruches 1.
Ein Beschlag dieser Art ist aus der DE 44 36 101 A1 bekannt. Die Drehung des vom Mitnehmer angetriebenen Exzenters definiert die axiale, die radiale und die Umfangsrichtung. Jedes der Keilsegmente nimmt den zugeordneten Endfinger der Feder mit einer durch vorspringende Materialpartien definierten, sich in Umfangsrichtung öffnenden Ausnehmung an seiner Breitseite auf.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Beschlag der eingangs genannten Art zu verbessern. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Beschlag mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Indem die Keilsegmente zur Aufnahme der Endfinger jeweils ein Loch oder eine sich in radialer Richtung öffnende Ausnehmung aufweisen, sind in Umfangsrichtung beidseitig der Endfinger Materialpartien der Keilsegmente angeordnet. Die gegenüber dem Stand der Technik zusätzliche Materialpartie zur Breitseite hin verlängert die Kontaktfläche zu den beiden Lagerstellen, also die Außenfläche und die Innenfläche der Keilsegmente, was eine kleinere Flächenpressung ergibt. Insgesamt führt dies zu einer deutlichen Erhöhung der Festigkeit des Beschlags. Diese Vorteile überwiegen die geringfügige Erhöhung des Gewichts und die höheren Herstellungskosten. Das bislang bestehende Vorurteil, dass eine wirtschaftliche Herstellung wegen abbrechender Stempel nicht möglich ist, wird überwunden.
Das Loch bietet den Vorteil, dass der Endfinger rundum, d. h. auch in radialer Richtung, vom Material des Keilsegments umgeben ist, was dann die Erhöhung der Festigkeit bis in den Bereich von 20–30% bringen kann. Dabei sind ähnliche Abstände des Lochs zu Breitseite, Außenfläche und Innenfläche des Keilsegments für die inneren Spannungsverläufe günstig. Die Keilsegmente sind zwischen den beiden Beschlagteilen gelagert, in der Regel unter Zwischenlage wenigstens eines Gleitlagers oder Wälzlagers oder gegebenenfalls eines Mitnehmerrings, wie er in der EP 1 423 294 B1 offenbart ist. Die erfindungsgemäße Lösung erlaubt eine Verlagerung der Tragpunkte zwischen den Keilsegmenten und ihren Lagerstellen. Zur Verbesserung des dynamischen Betriebsverhaltens des Beschlags kann eine Sperrfeder vorgesehen sein, wobei alle diesbezüglichen Konzepte kompatibel mit der erfindungsgemäßen Lösung sind.
Die Verwendung eines Exzenterumlaufgetriebes erlaubt eine stufenlose Neigungseinstellung der Lehne. Die Einsparung eines zentralen Ritzels gegenüber einem Planetenumlaufgetriebe führt zur Entstehung einer Taumelbewegung, die der relativen Drehung der Beschlagteile überlagert ist. Das Exzenterumlaufgetriebe kann manuell oder motorisch angetrieben werden. Die Keilsegmente dienen sowohl dem Antreiben der Abwälzbewegung von Zahnrad und Zahnkranz als auch zum Sperren des Beschlags im nicht-angetriebenen Zustand. Zum Sperren ist eine gewissen Reibung zwischen den durch die Feder beaufschlagten Keilsegmenten und dem Kragen vorgesehen.
Im folgenden ist die Erfindung anhand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele mit Abwandlungen näher erläutert. Es zeigen
1 eine Explosionsdarstellung des ersten Ausführungsbeispiels,
2 einen radialen Schnitt durch das erste Ausführungsbeispiel,
3 ein Keilsegment,
4 eine abgewandelte Ausführung zu 3,
5 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugsitzes, und
6 eine Explosionsdarstellung des zweiten Ausführungsbeispiels.
Ein Fahrzeugsitz 1 für ein Kraftfahrzeug weist ein Sitzteil 3 und eine relativ zum Sitzteil 3 in ihrer Neigung einstellbare Lehne 4 auf. Zur Neigungseinstellung der Lehne 4 wird manuell, beispielsweise mittels eines Handrades 5, oder motorisch, beispielsweise mittels eines Elektromotors, eine Antriebswelle 7 gedreht, welche horizontal im Übergangsbereich zwischen Sitzteil 3 und Lehne 4 angeordnet ist. Auf beiden Seiten des Fahrzeugsitzes 1 greift die Antriebswelle 7 drehfest in jeweils einen Beschlag 10 ein. Die Antriebswelle 7 definiert die verwendeten Richtungsangaben eines Zylinderkoordinatensystems.
Der Beschlag 10 weist ein erstes Beschlagteil 11 und ein zweites Beschlagteil 12 auf, welche relativ zueinander verdrehbar sind. Mit der Montage des Beschlags 10 ist das erste Beschlagteil 11 beispielsweise fest mit der Struktur der Lehne 4 verbunden, also lehnenteilfest. Das zweite Beschlagteil 12 ist dann fest mit der Struktur des Sitzteils 3 verbunden, also sitzteilfest. Die Zuordnungen der Beschlagteile 11 und 12 können jedoch auch vertauscht sein, d. h. das erste Beschlagteil 11 wäre dann sitzteilfest und das zweite Beschlagteil 12 lehnenfest. Der Beschlag 10 liegt also im Kraftfluss zwischen Lehne 4 und Sitzteil 3, weshalb die beide Beschlagteile 11 und 12 aus Metall bestehen, vorzugsweise aus Stahl.
Der Beschlag 10 ist als Getriebebeschlag ausgebildet, bei welchem das erste Beschlagteil 11 und das zweite Beschlagteil 12 mittels eines Getriebes zum Verstellen und Feststellen miteinander verbunden sind, genauer gesagt mittels eines – vorliegend selbsthemmenden – Exzenterumlaufgetriebes. Dieses Getriebe ist bei beiden Ausführungsbeispielen weitgehend gleich ausgebildet, während die beiden Beschlagteile 11 und 12 in den beiden Ausführungsbeispielen teilweise unterschiedlich ausgebildet sind, aber aufgrund der Ähnlichkeiten die gleichen Bezugszeichen tragen.
Im ersten Ausführungsbeispiel lassen sich die beiden Beschlagteile 11 und 12 jeweils näherungsweise in eine kreisrunde Scheibenform einbeschreiben. Zur Aufnahme der axial wirkenden Kräfte, also zum Zusammenhalt der Beschlagteile 11 und 12, ist ein Umklammerungsring 13 vorgesehen. Ein solcher Zusammenhalt mittels eines Umklammerungsrings ist beispielsweise in der US 6,799,806 A beschrieben. Der vorzugsweise metallische Umklammerungsring 13 ist fest mit einem der beiden Beschlagteile 11 und 12 verbunden, beispielsweise verschweißt oder umgebördelt. Mittels eines radial nach innen weisenden Randes übergreift der Umklammerungsring 13, gegebenenfalls unter Zwischenlage eines separaten Gleitrings, das relativ zu ihm bewegliche, andere der beiden Beschlagteile 11 und 12 radial außen, ohne die Relativdrehung der beiden Beschlagteile 11 und 12 zu behindern. In baulicher Hinsicht bilden die beiden Beschlagteile 11 und 12 daher zusammen (mit dem Umklammerungsring 13) eine scheibenförmige Einheit.
Im zweiten Ausführungsbeispiel weisen die beiden Beschlagteile 11 und 12 jeweils einen Flanschbereich auf, welcher von einem scheibenförmigen Bereich seitlich absteht. Zur Aufnahme der axial wirkenden Kräfte, also zum Zusammenhalt der Beschlagteile 11 und 12, sind Halteklammern vorgesehen, von denen eine beispielsweise in der EP 1 423 294 B1 gezeigt ist. Jede der beiden vorzugsweise metallischen Halteklammern ist fest mit einem der beiden Beschlagteile 11 und 12 verbunden, beispielsweise verschweißt. Mittels eines radial nach innen weisenden Randes übergreift die Halteklammer, gegebenenfalls unter Zwischenlage eines separaten Gleitstücks, das relativ zu ihm bewegliche, andere der beiden Beschlagteile 11 und 12 radial außen, ohne die Relativdrehung der beiden Beschlagteile 11 und 12 zu behindern.
Zur Ausbildung des Getriebes ist in beiden Ausführungsbeispielen am zweiten Beschlagteil 12 ein außenverzahntes Zahnrad 16 und am ersten Beschlagteil 11 ein innenverzahnter Zahnkranz 17 ausgebildet, welche miteinander kämmen. Der Durchmesser des Kopfkreises der Außenverzahnung des Zahnrads 16 ist um wenigstens eine Zahnhöhe kleiner als der Durchmesser des Fußkreises der Innenverzahnung des Zahnkranzes 17. Ein entsprechender Unterschied der Zähneanzahl von Zahnrad 16 und Zahnkranz 17 von wenigstens einem Zahn ermöglicht eine Abwälzbewegung des Zahnkranzes 17 am Zahnrad 16. Die Ausbildung von Zahnrad 16 und Zahnkranz 17 erfolgt vorzugsweise mittels eines einzigen Präge-Stanz-Vorgangs, der zugleich die Beschlagteile 11 und 12 aus ihrem Ausgangsmaterial ausstanzt.
Eines der beiden Beschlagteile 11 und 12 weist einen Kragen 19 auf, im ersten Ausführungsbeispiel das zweite Beschlagteil 12 konzentrisch zum Zahnrad 16 und im zweiten Ausführungsbeispiel das erste Beschlagteil 11 konzentrisch zum Zahnkranz 17. Der Kragen 19 kann als Kragenzug an dem besagten Beschlagteil angeformt (d. h. einstückig ausgebildet) oder als separate Hülse daran befestigt sein. Im Kragen 19 ist ein Mitnehmer 21 mittels einer Nabe 22 drehbar gelagert. Der Mitnehmer 21 besteht vorzugsweise aus Kunststoff. Die Nabe 22 des Mitnehmers 21 ist zentral mit einer Bohrung 23 zur Aufnahme der Antriebswelle 7 versehen. Das Profil der Bohrung 23 ist passend zum Profil der Antriebswelle 7, vorliegend einem Keilwellenprofil, ausgebildet. Im Anschluss an seine Nabe 22 weist der Mitnehmer 21 eine einstückig mit der Nabe 22 ausgebildete Abdeckscheibe 25 mit größerem Durchmesser als die Nabe 22 auf.
Auf dem Kragen 19 sind zwei Keilsegmente 27 – mit ihren gekrümmten Innenflächen – abgestützt, die – mit ihren gekrümmten Außenflächen – das andere der beiden Beschlagteile 11 und 12, im ersten Ausführungsbeispiel das erste Beschlagteil 11 und im zweiten Ausführungsbeispiel das zweite Beschlagteil 12, lagern. Hierfür ist eine Aufnahme des letztgenannten Beschlagteils mit einer vorzugsweise drehfest eingepressten Gleitlagerbuchse 28 ausgekleidet, an der die Außenflächen der Keilsegmente 27 anliegen. Die Begriffe ”abstützen” und ”lagern” sollen nicht auf eine bestimmte Richtung des Kraftflusses durch den Beschlag 10 beschränkt sein, da diese Richtung von der Montage des Beschlags 10 abhängt.
Der Mitnehmer 21 weist – radial beabstandet zur Nabe 22 – ein mit Spiel zwischen die Schmalseiten der Keilsegmente 27 fassendes Mitnehmersegment 29 auf, welches mit der Abdeckscheibe 25 und mit der Nabe 22 einstückig ausgebildet ist. Die Keilsegmente 27, deren Breitseiten einander zugekehrt sind, nehmen jeweils einen abgewinkelten Endfinger 35a einer Omega-förmigen Feder 35 auf, welche die Keilsegmente 27 in Umfangsrichtung beaufschlagt, insbesondere auseinanderdrückt, wobei im Betrieb die Breitseiten der Keilsegmente 27 einander berühren und beaufschlagen können.
Der Mitnehmer 21 wird auf der Außenseite des den Kragen 19 aufweisenden Beschlagteils durch einen vorzugsweise aufgeclipsten Sicherungsring 43 axial gesichert. Auf der Außenseite des die Gleitlagerbuchse 28 aufweisenden Beschlagteils, vorliegend also des ersten Beschlagteils 11, ist zwischen dessen radial äußerem Rand und der Abdeckscheibe 25 ein Dichtring 44 vorgesehen, beispielsweise aus Gummi oder weichem Kunststoff, der mit der Abdeckscheibe 25 verbunden ist, insbesondere verclipst ist. Zur Verbesserung des dynamischen Betriebsverhaltens ist optional noch eine Sperrfeder 51 vorgesehen, wie sie beispielsweise in der DE 195 48 809 C1 offenbart ist, deren diesbezüglicher Offenbarungsgehalt ausdrücklich einbezogen wird. Die Sperrfeder 51 wirkt beispielsweise in 6 mit der Rückseite des Zahnrades 16 zusammen, in 1 und 2 mit einem weiteren Zahnkranz am ersten Beschlagteil 11, und sperrt jeweils die Keilsegmente 27 im nichtangetriebenen Zustand. Die Sperrfeder 51 wird vorzugsweise durch den angetriebenen Mitnehmer 21 gelöst.
Durch die Keilsegmente 27 (und die Feder 35) wird ein Exzenter definiert, welcher in Verlängerung der Richtung der Exzentrizität das Zahnrad 16 an einer Eingriffsstelle in den Zahnkranz 17 drückt. Bei einem Antrieb durch die sich (mehrfach) drehende Antriebswelle 7 wird ein Drehmoment zunächst auf den Mitnehmer 21 und mittels des Mitnehmersegments 29 dann auf den so definierten Exzenter übertragen, welcher entlang der Gleitlagerbuchse 28 gleitet unter Verlagerung der Richtung der Exzentrizität und damit unter Verlagerung der Eingriffsstelle des Zahnrades 16 im Zahnkranz 17, was sich als taumelnde Abwälzbewegung darstellt, d. h. als Relativdrehung mit überlagerter Taumelbewegung. Die Neigung der Lehne 4 ist dadurch zwischen mehreren Gebrauchsstellungen stufenlos einstellbar.
Bei dem bekannten Beschlag nimmt jedes der Keilsegmente 27 den zugeordneten Endfinger 35a der Feder 35 mit einer durch vorspringende Materialpartien definierten, sich in Umfangsrichtung öffnenden Ausnehmung an seiner Breitseite auf. Erfindungsgemäß wird die Festigkeit des Beschlags 10 gegenüber diesem bekannten Beschlag dadurch gesteigert, dass jedes der Keilsegmente 27 den zugeordneten Endfinger 35a der Feder 35 mittels eines Lochs 57 aufnimmt. Das Loch 57 weist einen kreisförmigen oder ovalen oder sonstigen langlochförmigen Querschnitt auf. Alternativ kann das Loch 57 einen polygonalen Querschnitt aufweisen. Das Loch 57 ist eine in axialer Richtung (also senkrecht zur radialen Richtung und zur Umfangsrichtung) durchgehende Öffnung im Keilsegment 27, welche in den beiden anderen Richtungen vom Material des vorzugsweise metallischen, insbesondere aus Stahl bestehenden, Keilsegmentes 27 umschlossen ist. Der Abstand des Loches 57 zur Breitseite des Keilsegmentes 27 entspricht wenigstens näherungsweise dem Abstand des Loches 57 zur konvex gekrümmten Außenfläche und wenigstens näherungsweise dem Abstand des Loches 57 zur konkav gekrümmten Innenfläche. Die von der Breitseite abgewandte Schmalseite befindet sich in einem größeren Abstand zum Loch 57. In 3 ist ein Keilsegment 27 mit einem Loch 57 mit kreisförmigem Querschnitt dargestellt, in 4 ein abgewandeltes Keilsegment 27 mit einem Loch 57 mit ovalem Querschnitt, dessen größere Abmessung in Umfangsrichtung weist. Die Querschnitte, die größer als der Querschnitt des Endfingers 35a sind, erleichtern das Einführen des Endfingers 35a in das Loch 57.
Für die besagte Festigkeitssteigerung spielt hauptsächlich das in Umfangsrichtung beidseitig des Endfingers 35 angeordnete Material des Keilsegments 27 eine Rolle. In einer abgewandelten Ausführung kann daher anstelle des Lochs 57 eine sich radial (zur Außenfläche oder zur Innenfläche hin) öffnende Ausnehmung im Keilsegment 27 vorgesehen sein, welche ebenfalls den zugeordneten Endfinger 35a aufnimmt. Der Zusammenbau, d. h. das Einführen des Endfingers 35a, ist dadurch erleichtert, die Festigkeit gegenüber der Lösung mit dem Loch 57 aber etwas geringer.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeugsitz
3: Sitzteil
4: Lehne
5: Handrad
7: Antriebswelle
10: Beschlag
11: erstes Beschlagteil
12: zweites Beschlagteil
13: Umklammerungsring
16: Zahnrad
17: Zahnkranz
19: Kragen
21: Mitnehmer
22: Nabe
23: Bohrung
25: Abdeckscheibe
27: Keilsegment
28: Gleitlagerbuchse
29: Mitnehmersegment
35: Feder
35a: Endfinger
43: Sicherungsring
44: Dichtring
51: Sperrfeder
57: Loch

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 4436101 A1 [0002]
EP 1423294 B1 [0005, 0018]
US 6799806 A [0017]
DE 19548809 C1 [0023]

Claims

Beschlag für einen Fahrzeugsitz, insbesondere für einen Kraftfahrzeugsitz, mit einem ersten Beschlagteil (11), an welchem ein Zahnkranz (17) ausgebildet ist, einem zweiten Beschlagteil (12), an welchem ein Zahnrad (16) ausgebildet ist, welches mit dem Zahnkranz (17) kämmt, wodurch die beiden Beschlagteile (11, 12) miteinander in Getriebeverbindung stehen, und einem drehbar gelagerten, von einem Mitnehmer (21) angetriebenen, in Umfangsrichtung umlaufenden Exzenter zum Antrieb einer relativen Abwälzbewegung von Zahnrad (16) und Zahnkranz (17), wobei der Exzenter zwei Keilsegmente (27) und eine Feder (35) aufweist, welche mittels zweier Endfinger (35a) in die Keilsegmente (27) eingreift und die Keilsegmente (27) in Umfangsrichtung beaufschlagt, dadurch gekennzeichnet, dass die Keilsegmente (27) zur Aufnahme der Endfinger (35a) jeweils ein Loch (57) oder eine sich in radialer Richtung öffnende Ausnehmung aufweisen.
Beschlag nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Keilsegment (27) eine konvex gekrümmte, radial nach außen weisende Außenfläche, eine konkav gekrümmte, radial nach innen weisende Innenfläche, eine dem anderen Keilsegment (27) zugekehrte Breitseite und eine von der Breitseite abgewandten Schmalseite aufweist.
Beschlag nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Keilsegmente (27) mit ihrer Innenfläche auf einem Kragen (19) des einen Beschlagteils (11, 12) und/oder mit ihrer Außenfläche in einer – vorzugsweise mit einer Gleitlagerbuchse (28) ausgekleideten – Aufnahme des anderen Beschlagteils (11, 12) gelagert sind.
Beschlag nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kragen (19) konzentrisch zum Zahnrad (16) angeordnet ist.
Beschlag nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand des Loches (57) zur Breitseite wenigstens näherungsweise seinem Abstand zur Außenfläche und wenigstens näherungsweise seinem Abstand zur Innenfläche entspricht.
Beschlag nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Loch (57) als eine in axialer Richtung durchgehende Öffnung im zugeordneten Keilsegment (27) ausgebildet ist, welche in radialer Richtung und in Umfangsrichtung vom Material des Keilsegmentes (27) umschlossen ist.
Beschlag nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Loch (57) einen kreisförmigen oder ovalen oder sonstigen langlochförmigen Querschnitt aufweist.
Beschlag nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Umklammerungsring (13) die beiden Beschlagteile (11, 12) axial zusammenhält.
Beschlag nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine in axialer Richtung angeordnete profilierte Antriebswelle (7) in eine passende Bohrung des Mitnehmers (21) greift, um diesen anzutreiben.
Fahrzeugsitz, insbesondere Kraftfahrzeugsitz, mit wenigstens einem Beschlag nach einem der vorhergehenden Ansprüche, einem Sitzteil (3), welches mit einem der beiden Beschlagteile (11, 12) verbunden ist, und einer Lehne (4), welche mit dem anderen den beiden Beschlagteile (11, 12) verbunden ist.