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Die vorgeschlagene Lösung betrifft eine Kupplungsbaugruppe mit ersten und zweiten Kupplungsteilen, die zu Übertragung eines Drehmoments miteinander lösbar verbunden sind.
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Aus der Praxis und insbesondere der
DE 10 2010 002 897 A1 sind unterschiedliche Typen von Kupplungsbaugruppen, zum Beispiel als Teil einer Sicherheitskupplung oder Überlastkupplung bekannt. Derartige Kupplungsbaugruppen dienen dann beispielsweise an einem Fahrzeugsitz zur Entkopplung zweier Kupplungsteile in einem Überlastfall, um eine Beschädigung eines zu verstellenden Verstellteils und/oder eines motorischen Antriebs zu vermeiden. An den ersten und zweiten Kupplungsteilen ist hierbei jeweils ein Kupplungselement vorgesehen. Die (ersten und zweiten) Kupplungselementen der Kupplungsteile stehen zur Ausbildung einer drehfesten Verbindung zwischen den beiden Kupplungsteilen miteinander in Eingriff. Eines der Kupplungselemente ist dabei dann verlagerbar ausgebildet, um in einem Überlastfall die beiden Kupplungselemente außer Eingriff zu bringen, sodass über die Kupplungselemente kein Drehmoment mehr zwischen den ersten und zweiten Kupplungsteilen übertragbar ist.
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Typischerweise geht mit dem Auftreten eines Überlastfalles und damit einem Trennen der ersten und zweiten Kupplungselemente einher, dass eines der Kupplungsteile, das einem zu verstellenden Verstellteil zugeordnet ist, sich relativ frei verlagern kann. Wird beispielsweise in einem Überlastfall eine ansonsten bestehende formschlüssige Verbindung zwischen den ersten und zweiten Kupplungselementen getrennt, ist durch das ausgekuppelte Kupplungselement das zugehörige Kupplungsteil und damit ein hiermit verbundenes, zu verstellendes Verstellteil nicht mehr an einer freien Verlagerung relativ zu dem anderen Kupplungsteil gehindert. Das zu verstellende Verstellteil verlagert sich dann beispielsweise unter Wirkung der Schwerkraft selbsttätig in eine Endposition eines zulässigen Verstellbereichs, in dem das Verstellteil zu verstellen ist. Beispielsweise wird das Verstellteil dann erst in einer entsprechenden Endposition über einen mechanischen Anschlag gestoppt.
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Das Stoppen und damit Abbremsen des ausgekuppelten Verstellteils muss dann z.B. über einen separaten Mechanismus außerhalb einer über die Kupplungsbaugruppe bereitgestellten Sicherheit- oder Überlastkupplung bereitgestellt werden. Soll beispielsweise nach einem Auskuppeln lediglich eine vergleichsweise kleine Verlagerung zugelassen sein, ist zusätzlich ein vergleichsweise aufwendiger Stoppmechanismus für das zu verstellende Verstellteil vorzusehen.
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Die
DE 10 2019 120 320 A1 betrifft eine Sicherheitskupplung aufweisend ein erstes Kupplungsteil und ein zweites Kupplungsteil, wobei die Sicherheitskupplung drehmomentabhängig zwischen einer geschlossenen Schaltstellung und einer offenen Schaltstellung schaltbar ist und eine Bremsvorrichtung aufweist.
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Die
DE 88 06 205 U1 betrifft eine formschlüssig arbeitende, in Übertragungsrichtung lastbegrenzende Kupplung.
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Vor diesem Hintergrund liegt der vorgeschlagenen Lösung die Aufgabe zugrunde, eine in dieser Hinsicht verbesserte Kupplungsbaugruppe bereitzustellen.
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Diese Aufgabe ist mit einer Kupplungsbaugruppe des Anspruchs 1 gelöst.
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Eine vorgeschlagene Kupplungsbaugruppe sieht hierbei vor, dass an ersten und zweiten Kupplungsteilen der Kupplungsbaugruppe, die zu Übertragung eines Drehmoments miteinander lösbar verbunden sind, zusätzlich zu ersten und zweiten Kupplungselementen für eine überlastgeschützte Drehmomentübertragung zwischen den ersten und zweiten Kupplungsbauteilen, erste und zweite Bremselemente vorgesehen sind, die miteinander zusammenwirken, um eine Verlagerung des einen Kupplungsteils relativ zu dem anderen Kupplungsteil abzubremsen und insbesondere zu stoppen, wenn die ersten und zweiten Kupplungselemente außer Eingriff sind.
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Die vorgeschlagene Lösung geht damit von dem Grundgedanken aus, in die Kupplungsbaugruppe selbst und insbesondere an den Kupplungsteilen der Kupplungsbaugruppe eine zusätzliche Bremseinrichtung über mindestens zwei erste und zweite Bremselemente zu integrieren, die sicherstellt, dass bei einem durch einen Überlastfall aufgetretenen Auskuppeln und einer damit einhergehenden Entkopplung der ersten und zweiten Kupplungselemente die zugehörigen Kupplungsteile nicht frei und ungebremst relativ zueinander verlagerbar werden. In die vorgeschlagene Kupplungsbaugruppe ist eine Bremseinrichtung integriert, um im Überlastfall zumindest sicherzustellen, dass sich auch bei ausgekuppelten Kupplungselementen ein mit einem der Kupplungsteile verbundenes Verstellteil nicht ungebremst und unkontrolliert unter Wirkung einer hieran angreifenden Gewichtskraft verlagert. Dies schließt insbesondere ein, dass die ersten und zweiten Kupplungsteile über die Bremselemente der Kupplungsbaugruppe relativ zueinander arretierbar sind, wenn die ersten und zweiten Kupplungselemente außer Eingriff kommen.
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Beispielsweise sind das erste Kupplungselement und das erste Bremselement des ersten Kupplungsteils auf zwei voneinander abgewandten (Stirn-) Seiten des ersten Kupplungsteils vorgesehen. Das Kupplungsteil kann somit in einer Ausführungsvariante auf verschiedenen Seiten einerseits das Kupplungselement und andererseits das Bremselement vorsehen, sodass hierüber an unterschiedlichen Seiten des ersten Kupplungsteils zwei verschiedene Schnittstellen für das Zusammenwirken mit dem zweiten Kupplungselement des zweiten Kupplungsteils und dem zweiten Bremselement des zweiten Kupplungsteils vorhanden sind.
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Alternativ oder ergänzend können das erste Kupplungselement und das erste Bremselement integral an einer Komponente des ersten Kupplungsteil ausgebildet sein. Bei dem ersten Kupplungselement und dem ersten Bremselement handelt es sich somit in einer solchen Ausführungsvariante nicht um separat von der Komponente des ersten Kupplungsteils gefertigte und hiermit verbundene Bauteile. Vielmehr bildet die eine Komponente sowohl das erste Kupplungselement als auch das erste Bremselement aus. Die integrale Ausbildung eine Komponente des erste Kupplungsteils mit sowohl dem ersten Kupplungselement als auch mit dem ersten Bremselement kann insbesondere eine vergleichsweise kompakte Bauform der Kupplungsbaugruppe gestatten, obwohl diese zusätzliche zu ihrer konventionellen Kupplungsfunktion zusätzlich eine Bremsfunktion integriert.
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In einer Ausführungsvariante sind die ersten und zweiten Bremselemente für eine reibschlüssige und/oder formschlüssige Verbindung miteinander ausgebildet, um das zweite Kupplungsteil relativ zu dem ersten Kupplungsteil zu arretieren, wenn die ersten und zweiten Kupplungselemente außer Eingriff sind. So können beispielsweise die ersten und zweiten Bremselemente reibschlüssig aneinander anliegen, um einerseits ein Abbremsen und dann, nach einem Stopp, ein Arretieren der beiden Kupplungsteile relativ zueinander zu erreichen. Alternativ oder ergänzend können die ersten und zweiten Bremselemente miteinander verrastet sein, wobei über die jeweilige Verrastung bei einer durch eine anliegende Antriebskraft verursachte Drehung des einen Bremselements relativ zu dem anderen Bremselement eine der Relativbewegung entgegenwirkende Kraft erzeugt wird. Hierüber können die ersten und zweiten Bremselemente, bei abnehmender Antriebskraft, miteinander (wieder) formschlüssig verrasten, sodass das zweite Kupplungsteil relativ zu dem ersten Kupplungsteil arretiert wird, und zwar unabhängig davon, ob die beiden Kupplungselemente in Eingriff stehen.
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So sieht beispielsweise eine Ausführungsvariante vor, dass das erste Bremselement und/oder das zweite Bremselement für die reibschlüssige und/oder formschlüssige Verbindung eine Verzahnung und/oder eine Reibfläche umfassen. Die Verzahnung und/oder die Reibefläche erstrecken sich in einer Ausführungsvariante an zumindest einem kreisringsegmentförmigen oder kreisringförmigen Abschnitt des jeweiligen ersten oder zweiten Bremselements entlang. Dies schließt insbesondere ein, dass die Verzahnung und/oder die Reibefläche selbst kreisringsegmentförmig oder kreisringförmig erstreckt an dem jeweiligen Bremselement ausgebildet sind. Die Erstreckung der Verzahnung und/oder der Reibefläche folgt hierbei einer Kreislinie, um die Drehachse, um die die beiden drehfest miteinander verbundenen Kupplungsteile drehbar sind, um das Drehmoment von dem einen (ersten oder zweiten) Kupplungsteil an das andere (zweite oder erste) Kupplungsteil zu übertragen. Beispielsweise kann derart wenigstens eines der Bremselemente einen als Zahnring ausgebildeten Abschnitt für eine sich kreisringförmig erstreckende Verzahnung ausbilden.
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In der vorgeschlagenen Kupplungsbaugruppe sind die Kupplungselemente und die Bremselemente der zusätzlichen Bremseinrichtung gemeinsam vorgesehen. Hierbei können die Kupplungselemente und Bremselemente, die dem ersten Kupplungsteil oder dem zweiten Kupplungsteil zugeordnet sind, räumlich voneinander getrennt sein. Dies ermöglicht, dass ein Auslösemoment für ein Auskuppeln der ersten und zweiten Kupplungselemente und ein Bremsmoment für das Abbremsen des Entkoppelten Kupplungsteils nahezu unabhängig voneinander ausgelegt werden können, insbesondere auch nahezu temperaturunabhängig sind. Beispielsweise können derart zwischen den ersten und zweiten Bremselementen und zwischen den ersten und zweiten Kupplungselementen unterschiedliche Materialpaarungen vorgesehen sein. Während beispielsweise bei den ersten und zweiten Kupplungselementen eine Materialpaarung Stahl/Stahl oder Aluminium/Aluminium vorgesehen ist, treffen bei den ersten und zweiten Bremselementen Stahl auf Kunststoff, Aluminium auf Stahl oder Aluminium auf Kunststoff. Die vorstehend angegebenen Materialpaarungen können hierbei auch umgekehrt sein. Ebenso können identische Materialpaarungen an den Kupplungselementen und den Bremselementen vorgesehen sein.
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Grundsätzlich kann vorgesehen sein, dass über die Gestaltung der ersten und zweiten Kupplungselemente mindestens eine Relativlage oder auch mehrere Relativlagen vorgegeben sind, in der respektive in denen die beiden Kupplungselemente miteinander in Eingriff stehen, insbesondere wieder miteinander in Eingriff gelangen können, wenn ein Überlastfall aufgetreten ist. Über die ersten und zweiten Bremselemente kann dann eine Arretierung der ersten und zweiten Kupplungsteile zueinander ermöglicht sein, bei der die Kupplungselemente der Kupplungsteile in einer Zwischenposition zueinander vorliegen. Aus dieser Zwischenposition müssen dann erst die Kupplungsteile durch Drehung in die entsprechende Relativlage überführt werden müssen, in der wieder die ersten und zweiten Kupplungselemente miteinander in Eingriff gelangen können. So können beispielsweise die ersten und zweiten Kupplungselemente über ineinandergreifende Klauen nach Art einer Klauenkupplung formschlüssig miteinander in Eingriff stehen. Ein Ineinandergreifen der Klauen der ersten und zweiten Kupplungselemente ist jedoch erst möglich, wenn eine Klaue eines Kupplungselements einer korrespondierenden Vertiefung des anderen Kupplungselements gegenüberliegt. Die ersten und zweiten Bremselemente weisen dann beispielsweise eine gegenüber den Klauen feinere, d.h., weniger stark vorstehende, Verzahnung oder eine Reitfläche auf, über die die Kupplungsteile aneinander arretiert werden können, wenn ein Überlastfall aufgetreten ist. Eine Arretierung kann hierbei der insbesondere in einer Zwischenposition erfolgen, in der die mit den Kupplungsteilen drehfest verbundenen Kupplungselemente noch nicht derart zur Deckung gebracht sind, dass die Klauen ineinandergreifen können. Ein Kupplungsteil muss hier folglich erst aus der über die Bremselemente arretierten Zwischenposition relativ zu dem anderen Kupplungsteil gedreht werden, um wieder einen Eingriff der Klauen der Kupplungselemente mitineinander zu ermöglichen und damit die ersten und zweiten Kupplungselemente wieder drehfest miteinander zu koppeln.
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Das zweite Kupplungselement kann über mindestens ein Federelement elastisch in Richtung einer Eingriffsposition vorgespannt sein, in der das zweite Kupplungselement mit dem ersten Kupplungselement in Eingriff steht. Ferner kann das zweite Kupplungselement entgegen einer Rückstellkraft des mindestens einen Federelements relativ zu dem ersten Kupplungselement verlagerbar sein, z.B. axial bezüglich eine Drehachse der Kupplungsbaugruppe. Die Verlagerbarkeit gegen die Rückstellkraft des mindestens einen Federelements dient dann der Entkopplung in einem Überlastfall. Wird beispielsweise das eine Kupplungsteil manuell oder motorisch angetrieben, um eine Drehmoment an das andere Kupplungsteil zu übertragen, und ist das andere Kupplungsteil gegen eine Verstellung gesperrt, beispielsweise durch eine Beschädigung oder eine der Verstellung entgegenwirkende (Missbrauchs- oder Halte-) Kraft wird durch das anliegende Drehmoment das zweite Kupplungselement gegen die Rückstellkraft des mindestens einen Federelements verlagert und außer Eingriff mit dem ersten Kupplungselement gebracht, sodass die beiden Kupplungsteile über die ersten und zweiten Kupplungselemente nicht mehr drehmomentübertragend verbunden sind.
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In einer Ausführungsvariante ist zur Bereitstellung einer kompakten Bauform der Kupplungsbaugruppe das mindestens eine Federelement zumindest teilweise in einem Hohlraum des zweiten Kupplungselements aufgenommen.
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Das zweite Kupplungsteil weist eine Lagerwelle auf, mit der das zweite Kupplungselement und das zweite Bremselement drehfest verbunden sind, und die sich entlang einer Drehachse erstreckt, um die das erste und zweite Kupplungsteil gemeinsam drehbar sind, wenn die ersten und zweiten Kupplungselemente miteinander in Eingriff stehen. Dies schließt insbesondere eine Variante ein, bei der das zweite Kupplungselement und das zweite Bremselement jeweils als separat gefertigte Bauteile ausgebildet und formschlüssig und drehfest mit der Lagerwelle verbunden sind. Alternativ kann wenigstens eines der genannten Elemente auch als integraler Bestandteil der Lagerstelle ausgebildet sein.
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In einer Ausführungsvariante der Kupplungsbaugruppe mit mindestens einem vorstehend angesprochenen Federelement kann das mindestens eine Federelement an der Lagerwelle abgestützt sein. Beispielsweise dann das mindestens eine Federelement einerseits an einem Abschnitt der Lagerwelle und andererseits an dem zweiten Kupplungselement abgestützt sein, um das zweite Kupplungselement in Richtung des ersten Kupplungselements vorzuspannen. In einer Ausführungsvariante ist das Federelement als Druckfeder ausgebildet und erstreckt sich mit seinen Federwicklungen um ein Abschnitt der Lagerwelle. Hierdurch kann gegebenenfalls zusätzlich eine kompakte Bauform der Kupplungsbaugruppe unterstützen werden.
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Beispielsweise erstreckt sich das mindestens eine an der Lagerwelle abgestützte Federelement in einem Hohlraum des zweiten Kupplungselements bis zu einer Stützfläche des zweiten Kupplungselements innerhalb des Hohlraums, an der sich das Federelement abstützt, um das zweite Kupplungselement in Richtung des ersten Kupplungselements elastisch vorzuspannen. Das mindestens eine Federelement kann hierbei grundsätzlich vollständig in dem Hohlraum aufgenommen sein. Ist das mindestens eine Federelement lediglich teilweise in dem Hohlraum des zweiten Kupplungselements aufgenommen, erstreckt sich das Federelement ausgehend von einem abstützenden Abschnitte der Lagerwelle in den Hohlraum des zweiten Kupplungselements hinein.
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In einer Ausführungsvariante weist das zweite Kupplungselement einen Lagerabschnitt mit einer Durchgangsöffnung auf, in die die Lagerwelle eingreift. Der Lagerabschnitt des zweiten Kupplungselements greift wiederum in eine Öffnung des ersten Kupplungsteils ein. Eine entsprechende Konfiguration der Kupplungsbaugruppe kann hierbei eine kompakte Bauform unterstützen. Beispielsweise kann das erste Kupplungsteil in einer solchen Bauform an dem Lagerabschnitt des zweiten Kupplungselements drehbar gelagert sein, wenn die ersten und zweiten Kupplungselemente außer Eingriff sind. Der Lagerabschnitt erstreckt sich hierbei dann entlang der Drehachse, um die die ersten und zweiten Kupplungsteile drehbar sind, um das Drehmoment zu übertragen. Das erste Kupplungsteil ist hierbei dann beispielsweise über seine Öffnung an einer äußeren Mantelfläche eines kreiszylindrischen Lagerabschnitts drehbar gelagert (wenn die ersten und zweiten Kupplungselemente nicht in Eingriff stehen).
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Die Lagerwelle kann sich beispielsweise durch die Durchgangsöffnung des Lagerabschnitts hindurch erstrecken und über mindestens einen Formschlussbereich formschlüssig mit dem zweiten Bremselement verbunden sein. Beim Zusammenbau der Kupplungsbaugruppe wird somit beispielsweise ein den mindestens einen Formschlussbereich für das zweite Bremselement aufweisender Abschnitt der Lagerwelle durch die Durchgangsöffnung des Lagerabschnitts hindurch geführt, sodass dann in einem nachfolgenden Montageschritt das Bremselement an dem hindurch geführten Abschnitte der Lagerwelle formschlüssig und drehfest befestigt werden kann.
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In einer Ausführungsvariante handelt es sich bei dem mindestens einen Formschlussbereich für die Verbindung der Lagerwelle mit dem zweiten Bremselement um einen zweiten Formschlussbereich, der zusätzlich zu mindestens einem anderen, ersten Formschlussbereiche an der Lagerwelle vorgesehen ist. Dieser mindestens eine erste Formschlussbereiche ist für eine formschlüssige und drehfeste Verbindung der Lagerwelle mit dem zweiten Kupplungselement vorgesehen. Hierbei folgen dann beispielsweise die ersten und zweiten Formschlussbereiche, bezogen auf eine Längserstreckung der Lagerwelle, in axialer Richtung aufeinander. Die Formschlussbereiche für die formschlüssige Verbindung mit dem zweiten Kupplungselement einerseits und für die formschlüssige Verbindung mit dem zweiten Bremselement andererseits können hierbei an der Lagerwelle vorgesehen sein, insbesondere integral hieran ausgebildet sein, beispielsweise als radial vorstehende Stege.
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Grundsätzlich kann das erste Kupplungsteil oder das zweite Kupplungsteil zur Kopplung mit einer motorischen Antriebseinrichtung ausgebildet und vorgesehen sein.
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Alternativ oder ergänzend kann eine vorgeschlagene Kupplungsbaugruppe Teil einer Fahrzeugbaugruppe mit wenigstens zwei relativ zueinander verstellbaren Verstellteilen sein. Für die Erstellung eines ersten Verstellteils der wenigstens zwei Verstellteile relativ zu einem zweiten Verstellteil der wenigstens zwei Verstellteile kann hierbei dann die Kupplungsbaugruppe mit dem integrierten Überlastschutz und der integrierten Bremseinrichtung vorgesehen sein. Bei dem zu bestellenden ersten Verstellteil kann es sich beispielsweise um ein Teil eines Fahrzeugsitzes oder eines Konsolenbauteils für einen Fahrzeuginnenraum handeln. Ein entsprechendes Teil eines Fahrzeugsitzes kann beispielsweise eine Wadenauflage oder eine Fußstütze des Fahrzeugsitzes sein. Ein Konsolenbauteil kann beispielsweise eine Armauflage einer Mittelkonsole sein.
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Die vorgeschlagene Lösung umfasst ferner auch einen Fahrzeugsitz mit einer vorgeschlagenen Kupplungsbaugruppe. Beispielsweise ist ein Fahrzeugsitz vorgesehen, bei dem über die Kupplungsbaugruppe eine Wadenauflage oder eine Fußstütze des Fahrzeugsitzes mit einer motorischen Antriebseinrichtung gekoppelt ist.
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Die beigefügten Figuren veranschaulichen exemplarisch mögliche Ausführungsvarianten der vorgeschlagenen Lösung.
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Hierbei zeigen:
- 1 in perspektivischer Ansicht eine Ausführungsvariante einer vorgeschlagenen Kupplungsbaugruppe;
- 2 eine Frontansicht der Kupplungsbaugruppe der 1;
- 3 eine Explosionsdarstellung der Kupplungsbaugruppe der 1 und 2;
- 4 eine Seitenansicht der Kupplungsbaugruppe der 1 bis 3;
- 5A eine Schnittdarstellung der Kupplungsbaugruppe entlang der Schnittlinie A-A der 4;
- 5B eine Schnittdarstellung der Kupplungsbaugruppe entlang der Schnittlinie B-B der 4;
- 6 in Seitenansicht eine Ausführungsvariante eines vorgeschlagenen Fahrzeugsitzes mit einer vorgeschlagenen Kupplungsbaugruppe, insbesondere einer Kupplungsbaugruppe der 1 bis 5B.
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Die 1 bis 5B zeigen in unterschiedlichen Ansichten eine Ausführungsvariante einer vorgeschlagenen Kupplungsbaugruppe K mit zwei zur Übertragung eines Drehmoments miteinander lösbar (d.h. entkoppelbar) verbunden Kupplungsteilen 1 und 2. Die ersten und zweiten Kupplungsteile 1 und 2 sind hierbei über ihnen jeweils zugeordnete erste und zweite Kupplungselemente 110 und 3 miteinander gekoppelt, sodass ein Drehmoment um eine Drehachse D von dem einen Kupplungsteil 1 oder 2 an das andere Kopplungsteil 2 oder 1 übertragen werden kann. Für die Ausbildung einer drehfesten Verbindung zwischen den ersten und zweiten Kupplungsteilen 1 und 2 stehen die ersten und zweiten Kupplungselemente 110 und 3 formschlüssig nach Art einer Klauenkupplung miteinander in Verbindung. Die Kupplungselemente 110, 3 können in einem Überlastfall außer Eingriff gebracht werden, sodass über die ersten und zweiten Kupplungselemente 110 und 3 kein Drehmoment zwischen den ersten und zweiten Kupplungsteilen übertragbar ist und die ersten und zweiten Kupplungsteile 1 und 2 insoweit dann voneinander entkoppelt sind.
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Wie insbesondere aus der Zusammenschau der 1 bis 5B und insbesondere der Explosionsdarstellung der 3 ersichtlich ist, weist das erste Kupplungsteil 1 einen Koppelarm 10 mit einer Verbindungsöffnung 100 für die Verbindung zu einem Antriebsmotor oder einem verstellenden Verstellteil auf. Für die drehmomentübertragende Kopplung mit dem zweiten Kupplungsteil 2 ist ein Kopfteil 11 an einem der Verbindungsöffnung 100 gegenüberliegenden Ende des Koppelarms 10 vorgesehen. An diesem Kopfteil 11 ist eine Durchgangsöffnung 114 ausgebildet, durch die sich insbesondere eine Lagerwelle 20 des zweiten Kupplungsteils 2 hindurch erstreckt. Die Lagerwelle 20 des zweiten Kupplungsteil 2 erstreckt sich hierbei entlang einer Drehachse D, um die die beiden Kupplungsteile 1 und 2 gemeinsam gedreht werden, wenn die ersten und zweiten Kupplungselemente 110 und 3 miteinander formschlüssig in Eingriff stehen.
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Das erste Kupplungselement 110 ist an einer erste Stirnseite des Kopfteils 11 über mehrere entlang einer Umfangsrichtung um die Drehachse D zueinander beabstandete erste Klauen 1110 definiert, die sich mit ersten Vertiefungen 1111 abwechseln.
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Das zweite Kupplungselement 3 ist als separates Bauteil gefertigt und formschlüssig an der Lagerwelle 20 des zweiten Kupplungsteils 2 gehalten. Hierfür durchgreift die Lagerwelle 20 mit ersten Formschlusselementen 203a und 203b eine Durchgangsöffnung 330 in dem zweiten Kupplungselement 3. Die ersten Formschlusselemente 203a und 203b sind hierbei als im Querschnitt kreissegmentförmige und radial vorspringende Fortsätze an der Lagerwelle 20 ausgebildet. Diese ersten Formschlusselemente 203a und 203b greifen in korrespondierende Formschlussbereiche in Form von im Querschnitt ebenfalls kreissegmentförmige Aufnahmen 333a und 333b an der Durchgangsöffnung 330 des zweiten Kupplungselements 3 ein. Über den Eingriff der ersten Formschlusselemente 203a und 203b in die Aufnahmen 333a und 333b des zweiten Kupplungselements 3 ist die Lagerwelle 20 drehfest mit dem zweiten Kupplungselement 3 verbunden. Gleichzeitig ist das zweite Kupplungselement axial an der Lagerwelle 20 entlang der ersten Formschlusselemente 203a und 203b verschieblich gehalten. Derart kann ein an einer dem Kopfteil 11 zugewandten Stirnseite des zweiten Kupplungselements 3 vorgesehener Klauenabschnitt 31 durch axiales Verschieben entlang der Drehachse D außer Eingriff mit dem ersten Kupplungselement 110 des Kopfteil 11 außer Eingriff gebracht werden. Der Klauenabschnitt 31 des zweiten Kupplungselement 3 weist hierbei einander abwechselnd zweite Klauen 311 und zweite Vertiefungen 310 auf, die mit den ersten klauen 1110 und ersten Vertiefungen 1111 des ersten Kupplungselements 110 korrespondieren und derart in das erste Kupplungselement 110 formschlüssig eingreifen können.
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Von dem Klauenabschnitt 31 des zweiten Kupplungselements 3 steht in axialer Richtung ein hülsenförmiger Lagerabschnitt 33 vor, der in die Durchgangsöffnung 114 des Kopfteils 11 eingreift. Über den Lagerabschnitt 33 ist das Kopfteil 11 um die Drehachse D drehbar gelagert, wenn die beiden Kupplungselemente 3 und 11 nicht mehr ineinandergreifen.
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Wie insbesondere auch aus den Schnittdarstellungen 5A und 5B ersichtlich ist, ist das zweite Kupplungselement 3 in Richtung des Kopfteils 11 und damit des ersten Kupplungselements 110 elastisch über eine Druckfeder 6 vorgespannt. Diese Druckfeder 6 ist an der Lagerwelle 20 gelagert und zumindest teilweise in einem Hohlraum 360 eines Hülsenabschnitt 36 des zweiten Kupplungselements 3 aufgenommen. Der Hülsenabschnitt 36 erstreckt sich hierbei auf der von dem Kopfteil 11 abgewandten Seite des Klauensabschnitts 3 in Richtung eines scheibenförmigen Wellenkopfes 21 der Lagerwelle 2 und damit axial entgegengesetzt zu dem Lagerabschnitt 33 des zweiten Kupplungselements 3. Innerhalb des Hohlraums 360 ist an einem Übergang von dem Hülsenabschnitt 36 zu dem Lagerabschnitts 33 ein Absatz vorgesehen, der eine axiale Stützfläche 361 ausbildet. An dieser Stützfläche 361 stützt sich die Druckfeder 6 an dem zweiten Kupplungselement 3 ab. Gleichzeitig ist die Druckfeder 6 an dem radial vorspringenden, scheibenförmigen Wellenkopf 21 der Lagerwelle 20 abgestützt. Derart ist das zweite Kupplungselement 3 durch die Druckfeder 6 in Richtung des ersten Kupplungselements 110 und damit in eine Eingriffsposition vorgespannt, in der die beiden Kupplungselemente 110 und 3 miteinander formschlüssig gekoppelt und drehfest miteinander verbunden sind.
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Bei einer einem Schwellwert übersteigenden Belastung und mithin ab Erreichen eines Auslösemoments, kann das zweite Kupplungselement 3 entgegen einer von der Druckfeder 6 aufgebrachten, rückstellenden Federkraft in Richtung des Wellenkopfes 21 axial verschoben werden, sodass die beiden Kupplungselemente 110 und 3 nicht mehr in Eingriff stehen und hierüber kein Drehmoment mehr zwischen den beiden Kupplungsteilen 1 und 2 übertragbar ist.
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Um bei nicht mehr miteinander in Eingriff stehenden Kupplungselementen 110 und 3 zu verhindern, dass das jeweils nicht angetriebene, sondern anzutreibende Kupplungsteil 1 oder 2 frei und ungebremst um die Drehachse D drehbar wird und damit beispielsweise ein hiermit verbundenes Verstellteil ungebremst verlagerbar wird, integriert die dargestellte Kupplungsbaugruppe K zusätzlich eine Bremseinrichtung mit einem an dem Kopfteil 11 integrierten ersten Bremselement 112 und einem an der Lagerwelle 20 drehfest vorgesehenen zweiten Bremselement 4.
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Das erste Bremselement 112 des Kopfteils 11 ist auf einer von dem ersten Kupplungselement 110 abgewandten Stirnseite in Form eines Zahnrings ausgebildet. Das erste Bremselement 112 weist somit eine um die Drehachse D umlaufende (erste) Verzahnung 1120 auf. Diese erste Verzahnung 1120 kann formschlüssig in eine (zweite) Verzahnung 42 des scheibenförmigen Bremselements 4 eingreifen. Über die miteinander über ihre Verzahnungen 1120 und 42 miteinander in Verbindung stehenden Bremselemente 112 und 4 der zwei unterschiedlichen Kupplungsteile 1 und 2 kann eine ungebremste Verlagerung der beiden Kupplungsteile 1 und 2 relativ zueinander verhindert werden, auch wenn die zur Drehmomentübertragung vorgesehene Kupplung über die ersten und zweiten Kupplungselemente 110 und 3 aufgrund eines Überlastfalls nicht mehr besteht. So wirken die bei einer Drehung der Kupplungsteile 1 und 2 relativ zueinander aneinander entlang geführten Verzahnungen 1120 und 42 einer entsprechenden Drehbewegung entgegen. Im Übrigen können die Bremselemente 1120, 42 derart auch miteinander verrasten, dass die beiden Kupplungsteile 1 und 2 in einer Zwischenposition zueinander arretiert bleiben, bis wieder die beiden Kupplungselemente 110 und 3 miteinander in Eingriff gebracht wurden. Alternativ einem (vornehmlich) formschlüssigen Zusammenwirken der Bremselementen 112 und 4 kann auch eine reibschlüssige Anlagen über Reibflächen vorgesehen sein.
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Zur drehfesten Verbindung des hier scheibenförmig ausgebildeten zweiten Bremselements 4 mit der Lagerwelle 20 des zweiten Kupplungsteils 2 ist mittig an dem zweiten Bremselement 4 eine Durchgangsöffnung 40 mit mehreren (vorliegend zwei) Formschlussbereichen jeweils in Form von sich radial erstreckenden Aufnahmen 44a und 44b vorgesehen. Durch diese Durchgangsöffnung 40 des zweiten Bremselements 4 erstreckt sich ein Wellenzapfen 205 der Lagerwelle 20 hindurch, sodass an einer Stirnseite der ersten Formschlusselemente 203a unter 03b axial vorspringende zweite Formschlusselemente 204a und 204b der Lagerwelle 20 in die bremselementseitigen Aufnahmen 44a und 44b eingreifen. Hierdurch ist das zweite Bremselement 4 formschlüssig und drehfest mit der Lagerwelle 20 verbunden.
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Zur axialen Sicherung des zweiten Bremselements 4 an der Lagerwelle 20 ist eine zusätzliche Sicherungsscheibe 5 vorgesehen. Die Sicherungsscheibe 5 weist eine durchgehende Öffnung 50 auf, die von mehreren sich radial erstreckenden Federlaschen umfangsseitig berandet ist. Die Federlaschen 51 greifen reibschlüssig an dem Wellenzapfen 205 an, um die axial gegen das scheibenförmige zweite Bremselement 4 gedrückte Sicherungsscheibe 5 in Position zu halten. Ferner ist hierüber das zweite Bremselement 4 axial an dem Wellenzapfen 205 gesichert und gegen die erste Verzahnung 1120 des ersten Bremselements 112 am Kopfteil 11 des ersten Kupplungsteils 1 gedrückt gehalten.
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An dem Hülsenabschnitt 36 des zweiten Kupplungselements 3 ist in der dargestellten Ausführungsvariante noch eine Schenkelfeder 7 aufgesteckt. Diese Schenkelfeder 7 belastet mit einem Federschenkel 71 den Koppelarm 10 und spannt diesen in eine Richtung um die Drehachse D vor. Hierfür stützt sich ein weiterer Federschenkel 72 der Schenkelfeder an einem hier nicht näher dargestellten Bauteil ab, relativ zu dem der Koppelarm 10 und damit das erste Kupplungsteil 1 bei bestimmungsgemäß Montage der Kupplungsbaugruppe K verstellbar gelagert ist.
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Die sowohl eine Sicherheitskupplung oder Überlastkupplung als auch eine Bremseinrichtung integrierende Kupplungsbaugruppe K der 1 bis 5B kann beispielsweise verwendet sein, über die Lagerwelle 20 des zweiten Kupplungsteils 2 ein motorisches Antriebsmoment zur Verstellung des ersten Kupplungsteils 1 und damit des Koppelarms 10 zu übertragen. Alternativ kann ein motorisches Antriebsmoment über den Koppelarm 10 in das erste Kupplungsteil 1 eingeleitet werden, das über die miteinander in Eingriff stehenden ersten und zweiten Kupplungselemente 110 und 3 dann an die Lagerwelle 20 und damit an das zweite Kupplungsteil 3 übertragbar ist. Entscheidend ist jeweils lediglich, dass in einem etwaigen Überlastfall die formschlüssige Klauenverbindung über die ersten und zweiten Kupplungselemente 110 und 3 gelöst werden kann, wobei dann über die weiterhin miteinander in Eingriff stehenden Bremselemente 112 und 4 der ersten und zweiten Kupplungsteile 1 und 2 einer Verlagerung der ersten und zweiten Kupplungsteile 1 und 2 entgegengewirkt wird und die ersten und zweiten Kupplungsteile 1 und 2 gegebenenfalls auch in einer Zwischenposition unabhängig von den ineinandergreifenden Klauen 1110 und 311 der beiden Kupplungselemente 110 und 3 relativ zueinander arretiert werden.
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Eine Kupplungsbaugruppe K kann hierbei beispielsweise in einem Fahrzeugsitz F entsprechend der 6 zum Einsatz kommen. Der Fahrzeugsitz F weist hierbei beispielsweise ein Sitzteil ST und eine Rückenlehne RL zur Abstützung eines Rückens einer auf dem Fahrzeugsitz F sitzenden Person P auf. Zusätzlich ist in einem frontseitigen Bereich Sitzteils ST eine verstellbare Wadenauflage W zur Abstützung einer Wade der Person P vorgesehen. Die Wadenauflage W weist hierbei ein Polster WP auf, das an einem verstellbaren Stützteil WS des Wadenauflage angeordnet ist. Das Stützteil WS steht mit einer Verstellmechanik V in Verbindung, über die das Stützteil WS und damit die Wadenauflage W relativ zu dem Sitzteil ST verschwenkt werden kann. Zur Kopplung der Verstellmechanik V mit einer einen Antriebsmotor A umfassenden Antriebseinrichtung ist die Kupplungsbaugruppe K vorgesehen.
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Über die Verwendung der Kupplungsbaugruppe K ist hierbei erreicht, dass bei einer etwaigen Blockierung der Verstellung der Wadenauflage W der Antriebsmotor A nicht beschädigt wird, wenn über den Antriebsmotor A weiter ein (Antriebs-) Drehmoment zur Verstellung der Wadenauflage W erzeugt wird. In diesem Fall gleiten die Klauen 311 oder 110 des Kupplungselements 3 oder 110 des angetriebenen Kupplungsteils 1 oder 2 an den Flanken der Klauen des anderen Kupplungselements 3 oder 110 derart auf, dass das Kupplungselement 3 axial gegen die Druckfeder 6 verschoben und die Kupplungselemente 110 und 3 außer Eingriff gebracht werden. Gleichzeitig wird über die miteinander verrastenden Bremselemente 112 und 4 der Kupplungsbaugruppe K sichergestellt, dass die Wadenauflage W in diesem (Überlast-) Fall nicht unter Wirkung der Gewichtskraft ungebremst in die in der 6 dargestellte unterste Endposition klappt und damit abrupt abtaucht.
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Über die unterschiedlichen formschlüssigen Eingriffe der beiden Kupplungselemente 110 und 3 einerseits (über eine Klauengeometrie) und der beiden Bremselemente 112 und 4 andererseits (hier über die dargestellte Zahnringgeometrie) können somit unter Verwendung einer einzigen gemeinsamen Druckfeder 6 sowohl ein Überlastschutz als auch eine Bremsfunktion für die Wadenauflage W realisiert werden. Durch die vorgeschlagene Kupplungsbaugruppe K sind folglich nahezu temperaturunabhängige Auslöse- und Bremsmomente für die unterschiedlichen Funktionen vorsehbar. Trotz der gemeinsamen Druckfeder 6 können die Auslöse- und Bremsmomente konstruktiv unabhängig voneinander ausgelegt werden. Auch können unterschiedliche Materialpaarungen für die ersten und zweiten Kupplungselemente 110, 3 und die ersten und zweiten Bremselemente 112 und 4 vorgesehen werden, zum Beispiel auf Basis von Stahl, Aluminium, Kunststoff. Dies schließt insbesondere die Verwendung gemischter Materialien ein, wie zum Beispiel Stahl/Kunststoff oder Aluminium/Kunststoff.
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Nach Auftreten eines entsprechenden Auslösemoments (oder dessen Überschreiten) und damit dem Auftreten eines Überlastfalls lässt sich aufgrund der mit den beiden Bremselementen 112 und 4 der ersten und zweiten Kupplungsteile 1 und 2 gebildeten Bremseinrichtung die Wadenauflage W des Fahrzeugsitzes F der 6 manuell problemlos wieder in eine Ausgangslage schwenken und - durch erneutes Ineinandergreifen der Kupplungselemente 110 und 3 - drehmomentübertragend mit dem Antriebsmotor A kuppeln. Alternativ können die beiden Kupplungselemente 110 und 3 wieder drehmomentübertragend in Eingriff gebracht werden, indem der Antriebsmotor A - nach Wegfall der den Überlastfall auslösenden Störung - betätigt und hierüber die beiden Kupplungsteile 1 und 2 ein eine Relativlage zueinander gebracht werden, in der die kupplungselementseitigen Klauen 1110 und 310 wieder in wechselseitigen Eingriff geraten können.
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Grundsätzlich kann ein Verbindung der Kupplungsbaugruppe K zu dem Antriebsmotor A beispielsweise über einen Hebelarm und einen Spindelversteller, eine Verzahnung auf ein Motorritzel (als Direktantrieb) oder über einen Seilzug mit einer Federrückstellung realisiert werden.
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Insbesondere bei der Verwendung der vorgeschlagene Kupplungsbaugruppe K in einem Fahrzeugsitz F und insbesondere für eine Verstellung eines hieran vorgesehenen Verstellteils, wie zum Beispiel der Wadenauflage W, aber auch zum Beispiel für die Verstellung eines Verstellteils eines Konsolenbauteils, zeichnet sich die vorgeschlagene Lösung durch einen vergleichsweise geringen Montageaufwand, geringes Gewicht und einen kleinen notwendigen Bauraum aufgrund der geringen Anzahl der verwendeten Teile aus. Im Übrigen kann ein aufwändiges Einstellen der Kupplung entfallen, da eine Einstellung bereits über die Bauteilgeometrie und insbesondere der Schnittstellen zwischen den ersten und zweiten Kupplungselementen 110 und 3 sichergestellt ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- 1. Kupplungsteil
- 10
- Koppelarm
- 100
- Verbindungsöffnung
- 11
- Kopfteil
- 110
- 1. Kupplungselement
- 1110
- 1. Klaue
- 1111
- 1. Vertiefung
- 112
- 1. Bremselement
- 1120
- 1. Verzahnung
- 114
- Durchgangsöffnung
- 2
- 2. Kupplungsteil
- 20
- Lagerwelle
- 203a, 203b
- (1.) Formschlusselement
- 204a, 204b
- (2.) Formschlusselement
- 205
- Wellenzapfen
- 21
- Wellenkopf
- 3
- 2. Kupplungselement
- 31
- Klauenabschnitt
- 310
- 2. Vertiefung
- 311
- 2. Klaue
- 33
- Lagerabschnitt
- 330
- Durchgangsöffnung
- 333a, 333b
- Aufnahme (Formschlussbereich)
- 36
- Hülsenabschnitt
- 360
- Hohlraum
- 361
- Stützfläche
- 4
- 2. Bremselement
- 40
- Durchgangsöffnung
- 42
- 2. Verzahnung
- 44a, 44b
- Aufnahme (Formschlussbereich)
- 5
- Sicherungsscheibe
- 50
- Öffnung
- 51
- Federlasche
- 6
- Druckfeder
- 7
- Schenkelfeder
- 71, 72
- Federschenkel
- A
- Antriebsmotor
- D
- Drehachse
- F
- Fahrzeugsitz
- K
- Kupplungsbaugruppe
- P
- Person / Sitzbenutzer
- RL
- Rückenlehne
- ST
- Sitzteil
- V
- Verstellmechanik
- W
- Wadenauflage
- WP
- Polster
- WS
- Stützteil
