DE10327090B4

DE10327090B4 - Gelenkbeschlag für eine Verstellvorrichtung eines Kraftfahrzeugsitzes

Info

Publication number: DE10327090B4
Application number: DE10327090A
Authority: DE
Inventors: Wilfried Dr. Beneker; Burckhard Becker; Wilhelm Wingensiefen; Michael Helmer
Original assignee: C Rob Hammerstein GmbH
Current assignee: Johnson Controls Metals and Mechanisms GmbH and Co KG
Priority date: 2003-06-13
Filing date: 2003-06-13
Publication date: 2007-03-29
Anticipated expiration: 2023-06-14
Also published as: FR2856019B1; FR2856019A1; US20040251727A1; DE10327090A1; US6896332B2

Abstract

Gelenkbeschlag für eine Verstellvorrichtung eines Kraftfahrzeugsitzes,
– mit einem ersten Gelenkarm (20), der mit einem ersten innenverzahnten Außenrad (22) verbunden ist,
– mit einem zweiten Gelenkarm (24), der mit einem zweiten innenverzahnten Außenrad (26) verbunden ist und relativ zum ersten Gelenkarm (20) um eine Gelenkachse (28) verstellbar ist,
– mit mindestens zwei Planetenrädern, die jeweils sowohl mit dem ersten Außenrad (22) als auch mit dem zweiten Außenrad (26) in Eingriff sind und die jeweils um eine Planetenradachse (40) drehbar angeordnet sind und
– mit einem antreibendem Ritzel (36), das mit den mindestens zwei Planetenrädern (30, 32) in Eingriff ist,
dadurch gekennzeichnet, dass ein Träger (38) vorgesehen ist, der um die Gelenkachse (28) drehbar angeordnet ist, dass ein erstes Planetenrad (30) von den mindestens zwei Planetenrädern an diesem Träger (38) drehbar und relativ zum Träger (38) bewegbar angeordnet ist, und dass eine Aus gleichsvorrichtung vorgesehen ist, die...

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Gelenkbeschlag für eine Verstellvorrichtung eines Kraftfahrzeugsitzes. Der Gelenkbeschlag hat einen ersten Gelenkarm, der mit einem ersten innenverzahnten Außenrad verbunden ist, und einen zweiten Gelenkarm, der mit einem zweiten innenverzahnten Außenrad verbunden ist und relativ zum ersten Gelenkarm um eine Gelenkachse verstellbar ist. Der Gelenkbeschlag hat mindestens zwei Planetenräder, die jeweils sowohl mit dem ersten Außenrad als auch mit dem zweiten Außenrad in Eingriff sind und die jeweils um eine Planetenradachse drehbar angeordnet sind. Ein antreibendes Ritzel ist mit den mindestens zwei Planetenrädern im Eingriff.

Derartige Gelenkbeschläge sind vielfach vorbekannt und vielfach im Einsatz, sie sind beispielsweise vorbekannt aus US 5,183,447 und DE 3201309 C2 .

Bei derartigen Gelenkbeschlägen ist ein präziser Eingriff mindestens eines der Planetenräder in die beiden Innenverzahnungen der Außenräder notwendig, damit der Gelenkbeschlag spielfrei ist. Da ein derartiger Gelenkbeschlag typischerweise für die Neigungsverstellung einer Rückenlehne eines Kraftfahrzeugsitzes eingesetzt wird und die Rückenlehne einen relativ langen Hebelarm darstellt, ist eine ausreichende Spielfreiheit des Gelenkbeschlages gefordert, damit selbst an der Oberkante der Rückenlehne kein spürbares Spiel vorhanden ist.

Hier setzt die Erfindung ein. Sie hat es sich zur Aufgabe gemacht, den Gelenkbeschlag der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass die beiden Gelenkarme spielfrei, jedenfalls so spielfrei wie möglich, durch mindestens eines der Planetenräder gehalten sind.

Ausgehend von dem Gelenkbeschlag der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass ein Träger vorgesehen ist, der um die Gelenkachse (28) drehbar angeordnet ist, dass ein erstes Planetenrad von den mindestens zwei Planetenrädern an diesem Träger drehbar und relativ zum Träger bewegbar angeordnet ist, und dass eine Ausgleichsvorrichtung vorgesehen ist, die zwischen dem Träger und dem ersten Planetenrad angeordnet ist und die ein elastisches Mittel aufweist, dass das erste Planetenrad in Eingriff mit den beiden Außenrädern vorbelastet.

Bei diesem Gelenkbeschlag ist eines der Planetenräder, nämlich das erste Planetenrad, für den Spielausgleich speziell angeordnet und vorbelastet. Dieses erste Planetenrad rotiert nicht um eine feste, vorgegebene Achse, vielmehr wird es durch das elastische Mittel so in die Verzahnungen der beiden Außenräder gedrückt, dass jeweils eine beidseitige Anlage erreicht wird, also eine Spielfreiheit gegeben ist. Das erste Planetenrad wird mit seinen Zähnen so tief in die beiden Innenverzahnungen der Außenräder gedrückt, dass jedes der beiden innenverzahnten Außenräder in beiden Drehrichtungen gehalten ist, jedenfalls kein Spiel eines Drehrades in irgendeine Richtung vorhanden ist.

Dieser erfindungsgemäße Spielausgleich wird dadurch erreicht, dass das erste Planetenrad sich gegenüber dem Träger bewegen kann. Der Träger ist Bezugspunkt. Er läuft mit derselben Winkelgeschwindigkeit wie die Achsen der Planetenräder um die Gelenkachse um. Seine Form ist beliebig. Er soll so ausgebildet sein, dass er die Reaktionskraft für das Eindrücken des ersten Planetenrades in die beiden Innenverzahnungen aufnimmt.

Die Ausgleichsvorrichtung stellt die Mittel bereit, um das erste Planetenrad in den Eingriff mit den beiden Innenverzahnungen zu drücken. Wesentlicher Bestandteil der Ausgleichsvorrichtung ist das elastische Mittel, das den notwendigen Kraftspeicher bildet, um das erste Planetenrad in den Zahneingriff zu drücken. Dieses elastische Mittel wirkt bevorzugt auf einer Radiallinie.

Innerhalb der Erfindung ist eine Vielzahl von Ausführungen möglich. Auf einzelne Ausführungen wird im Folgenden noch eingegangen werden, diese sind nicht einschränkend zu verstehen, vielmehr nur beispielhaft.

Als besonders günstig für die im Eingriff stehenden Verzahnungen hat sich eine Evolventen-Verzahnung gezeigt. Die Zähne sind jedenfalls so ausgebildet, dass sie in die jeweilige Gegenverzahnung so eingreifen, dass sie eher mit ihren Flanken zur Anlage kommen, niemals aber mit ihrer Zahnspitze bis zum Zahntiefsten zwischen zwei Zähnen der Gegenverzahnung gelangen können. Insoweit sind insbesondere gekrümmte Zahnflanken vorteilhaft.

Die Ausgleichsvorrichtung arbeitet außerhalb der Selbsthemmung. Dies bedeutet, dass sie bei ausreichend hoher Gegenkraft auch wieder nachgeben kann, also das erste Zahnrad von den Zähnen der beiden Innenverzahnungen wegbewegt werden kann.

Die Federkraft des elastischen Mittels ist so bemessen, dass die Zähne des ersten Planetenrades so in Anlage an die Innenverzahnungen der Außenräder gelangen, dass von jedem Außenrad mindestens zwei Flanken in Anlage kommen, die in entgegengesetzte Drehrichtung weisen.

Für den Spielausgleich wird das erste Planetenrad vorzugsweise in radialer Richtung verschoben. Diese radiale Verschiebung oder eine andersartige Verschiebung wird in vorteilhafter Weiterbildung geführt, um ein Ausweichen des ersten Planetenrades zu verhindern.

In einer vorteilhaften Weiterbildung hat die Ausgleichsvorrichtung ein exzentrisches, kurzes Wellenstück. Dieses bildet zwei Lagerbereiche aus, die axial versetzt sind. Ein Lagerbereich ist exzentrisch und beispielsweise für das erste Planetenrad ausgebildet, der andere Lagerbereich ist zentrisch und beispielsweise für den Träger vorgesehen. Hierzu hat der Träger eine Lageröffnung. Das elastische Mittel dreht das Wellenstück in einer Drehrichtung so, dass das erste Planetenrad in Eingriff mit den beiden Außenrädern gedrückt wird, so dass die beschriebene Spielfreiheit erzielt wird.

In einer anderen, einfacheren Ausbildung hat der Träger eine Längsführung, in der das erste Planetenrad sich im Wesentlichen radial bewegen kann. Die Ausgleichsvorrichtung ist im Wesentlichen durch ein elastisches Druckstück, beispielsweise ein Gummikörper, gebildet, der das Planetenrad in Eingriff mit den beiden Außenrädern drückt.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen sowie der nun folgenden Beschreibung von nicht einschränkend zu verstehenden Ausführungsbeispielen der Erfindung, die unter Bezugnahme auf die Zeichnung im Folgenden näher erläutert werden. In dieser Zeichnung zeigen:
1: eine Draufsicht auf einen Gelenkbeschlag nach der Erfindung, teilweise geöffnet,
2: eine perspektivische Darstellung des Gelenkbeschlags gemäß 1, nunmehr in der geschlossenen Darstellung,
3: eine perspektivische Darstellung eines exzentrischen Wellenstücks des Gelenkbeschlags nach den 1 und 2,
4: eine prinzipielle Darstellung eines Gelenkbeschlages mit einem radialen Schlitz für die Führung des ersten Planetenrades und einem entsprechendem elastischen Mittel,
5: eine Ausführung ähnlich 4, jedoch mit einem Stellmittel, das einen Hebel aufweist.
Der Lenkbeschlag hat in bekannter Weise einen ersten Gelenkarm 20, der mit einem ersten innenverzahnten Außenrad 22 verbunden ist und einen zweiten Gelenkarm 24, der mit einem zweiten innenverzahnten Außenrad 26 verbunden ist. Die beiden Gelenkarme 20, 24 sind relativ zueinander um eine Gelenkachse 28 drehbar und verstellbar.
Mit den beiden verzahnten Außenrädern 22, 26 sind insgesamt drei baugleiche Planetenräder 30, 32, 34 in Eingriff. Der Eingriff besteht sowohl mit dem ersten Außenrad 22 als auch mit dem zweiten Außenrad 26. Die Außenräder 22, 26 unterscheiden sich in der Gesamtzahl ihrer Zähne, im konkreten Ausführungsbeispiel unterscheiden sie sich um drei Zähne. Die Planetenräder 30–34 sind mit einem Ritzel 36 in Eingriff, das sich um die Gelenkachse 28 dreht. Es wird angetrieben, beispielsweise durch einen Motor oder einen Handgriff in bekannter Weise, deswegen sind beide nicht dargestellt.
Aus Vereinfachungsgründen ist in den Figuren die unterschiedliche Zahnzahl der beiden Außenräder 22, 26 nicht im Einzelnen ersichtlich, sie ist grundsätzlich bekannt und muss nicht separat dargestellt sein.
Jedes Planetenrad 30–34 hat eine Planetenradachse, um die es rotiert, wenn eine Verstellbewegung erfolgt.
Es ist ein Träger 38 vorgesehen, der in den drei gezeigten Ausführungsbeispielen jeweils aus zwei Scheiben besteht, zwischen denen die Gelenkarme 20, 24 angeordnet sind. Der Träger 38 läuft mit derselben Winkelgeschwindigkeit wie die Planetenradachsen 40 um die Gelenkachse 28 um. Alle Planetenradachsen 40 der drei Planetenräder 30–34 sind in Träger 38 drehbar gelagert. Die Planetenräder 30–34 befinden sich zwischen den beiden Scheibenteilen des Trägers 38. Grundsätzlich ist eine Lagerung eines Planetenrades in einem Träger nicht notwendig, wie beispielsweise die Gelenkbeschläge nach den beiden zitierten Druckschriften nachweisen. So ist es in den drei gezeigten Ausführungsbeispielen nicht notwendig, die Planetenräder 32 und 34 im Träger 38 drehbar zu lagern. Ein Träger 38 ist für das erste Planetenrad 30 erforderlich. Dieses erste Planetenrad 30 unterscheidet sich von den anderen Planetenrädern 32, 34 dadurch, dass es zusätzlich noch einen Spielausgleich aufweist. Ein derartiger Spielausgleich muss bei den anderen Planetenrädern nicht vorgesehen sein.
Der Spielausgleich basiert darauf, dass das erste Planetenrad 30 gegenüber dem Träger 28 bewegbar und verstellbar ist, dies unter der Wirkung eines elastischen Mittels 42. Das elastische Mittel 42 ist Bestandteil einer Ausgleichsvorrichtung, die zumindest dieses elastische Mittel 42, zumeist aber noch weitere Teile aufweist.
In der Ausbildung nach den 1–3 hat die Ausgleichsvorrichtung ein exzentrisches Wellenstück 44, das in 3 dargestellt ist. Es hat einen zentrischen Lagerbereich 46, mit diesem Lagerbereich durchgreift es eine angepasste Lageröffnung im Träger 38. Es hat weiterhin einen exzentrischen Lagerbereich 48. Dieser ist dem ersten Planetenrad 30 angepasst. Das erste Planetenrad rotiert um den Lagerbereich 48. Weiterhin hat das Wellenstück 44 einen Ansatz 50, der zentrisch ist und in der gezeigten Ausführung im Wesentlichen ein Vierkant ist. Über ihn wird ein Drehmoment in das exzentrische Wellenstück 44 eingeleitet. Hierzu ist ein Arm 52 vorgesehen, der Bestandteil der Ausgleichsvorrichtung ist, und der mit einem Fenster auf den Ansatz 50 aufgesetzt wird. An seinem anderen Ende wird er durch das elastische Mittel 42, das in der hier besprochenen ersten Ausführung als Zugfeder ausgebildet ist, in einer Drehrichtung belastet.
Aufgrund der exzentrischen Lagerung des ersten Planetenrades 30 kann dieses sich relativ zum Träger 38 bewegen. Das erste Planetenrad 30 wird durch das elastische Mittel mit seinen Zähnen in die Verzahnungen der beiden Außenräder 22, 26 eingedrückt, bis die Zahnflanken Kontakt haben und jegliches Spiel der beiden Gelenkarme 20, 24 gegeneinander aufgehoben ist.
Charakteristisch für die Ausgleichsvorrichtung nach dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß den 1–3 ist eine Übersetzung. Durch den Exzenter wird die Kraft der Feder vergrößert, der Exzenter wirkt wie eine Hebelanordnung. Weiterhin wird nur ein kurzes Stück des gesamten Federweges des elastischen Mittels 42 eingesetzt. Besonders bevorzugt werden Ausgleichsvorrichtungen, bei denen sowohl eine mechanische Übersetzung vorliegt als auch nur ein Teilstück des gesamten Federweges des elastischen Mittels 42 ausgenutzt wird.
Durch Wahl der Federkraft, der Länge des Arms 52, der jeweiligen Durchmesser und des Versatzes der beiden Lagerbereiche 46, 48 gegeneinander wird die gewünschte Stellkraft erreicht, die benötigt wird, damit die Zähne des ersten Planetenrades 30 so in Anlage an die Verzahnungen der beiden Räder 22, 26 gelangen, dass von jedem Außenrad 20, 26 in zwei unterschiedliche Richtung weisende Zahnflanken in Anlage an Zahnflanken des ersten Planetenrades 30 sind.
In der Ausbildung nach 4, dem zweiten Ausführungsbeispiel, ist die Planetenradachse 40 des ersten Planetenrades 30 in einem Langloch 54 untergebracht und geführt, das im Träger 38 vorgesehen ist und im Wesentlichen radial verläuft. Durch eine Schenkelfeder, die das elastische Mittel 42 bildet, und die sich an zwei Widerlagern abstützt, wird das erste Planetenrad 30 radial nach außen vorbelastet. Das Langloch 54 ist Teil der Ausgleichsvorrichtung, ebenso wie die Feder 42. Das Langloch 54 ist im Träger 38 ausgebildet. Es kann beidseitig, also auf beiden Scheiben des Trägers 38 die beschriebene Anordnung vorgesehen sein, es genügt aber auf einer Seite.
Im Ausführungsbeispiel nach 4 ist keine Übersetzung vorgesehen. Durch die besondere Wahl der Feder wird erreicht, dass einerseits eine kostengünstige Feder eingesetzt wird, andererseits nur ein Bruchteil des Federweges genutzt wird. Anstelle der gezeigten Schenkelfeder 42 könnte auch ein Gummistück eingesetzt werden, das zwischen der Planetenradachse 40 des ersten Planetenrades 30 und dem Ende des Langlochs 54 angeordnet ist, das zur Gelenkachse 28 gerichtet ist. Bei einer derartigen Lösung, die auch unter die Erfindung fällt, würde praktisch der gesamte Federweg des Gummistücks, das das elastische Mittel 42 bildet, benötigt.
5 zeigt in einem dritten Ausführungsbeispiel prinzipiell eine weitere Variante der Spielausgleichsvorrichtung. Wiederum ist in mindestens einer Scheibe des Trägers 38 ein Langloch 54 vorgesehen, in dem die Planetenradachse 40 des ersten Planetenrades 30 radial verschiebbar gehalten ist. Durch einen doppelarmigen Hebel 56, der bei 58 gelagert ist, wird die Kraft des elastischen Mittels 42 übersetzt auf die Planetenradachse 40 geleitet, so dass diese nach außen gedrückt wird. Es erfolgt wieder ein Spielausgleich, wie in den anderen Ausführungsbeispielen.

Claims

Gelenkbeschlag für eine Verstellvorrichtung eines Kraftfahrzeugsitzes, – mit einem ersten Gelenkarm (20), der mit einem ersten innenverzahnten Außenrad (22) verbunden ist, – mit einem zweiten Gelenkarm (24), der mit einem zweiten innenverzahnten Außenrad (26) verbunden ist und relativ zum ersten Gelenkarm (20) um eine Gelenkachse (28) verstellbar ist, – mit mindestens zwei Planetenrädern, die jeweils sowohl mit dem ersten Außenrad (22) als auch mit dem zweiten Außenrad (26) in Eingriff sind und die jeweils um eine Planetenradachse (40) drehbar angeordnet sind und – mit einem antreibendem Ritzel (36), das mit den mindestens zwei Planetenrädern (30, 32) in Eingriff ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Träger (38) vorgesehen ist, der um die Gelenkachse (28) drehbar angeordnet ist, dass ein erstes Planetenrad (30) von den mindestens zwei Planetenrädern an diesem Träger (38) drehbar und relativ zum Träger (38) bewegbar angeordnet ist, und dass eine Aus gleichsvorrichtung vorgesehen ist, die zwischen dem Träger (38) und dem ersten Planetenrad (30) angeordnet ist und die ein elastisches Mittel (42) aufweist, dass das erste Planetenrad (30) in Eingriff mit den beiden Außenrädern (22, 26) vorbelastet.
Gelenkbeschlag nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (38) eine Führung aufweist und dass das erste Planetenrad (30) in der Führung relativ zum Träger (38) bewegbar angeordnet ist.
Gelenkbeschlag nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichsvorrichtung ein exzentrisches Wellenstück (44) aufweist, das einen exzentrischen Lagerbereich (48) für das erste Planetenrad (30) und einen zentrischen Lagerbereich (46) für den Träger (38) aufweist, dass der Träger (38) eine Lageröffnung hat, die dem zentrischen Lagerbereich (46) angepasst ist, und dass das elastische Mittel (42) das Wellenstück in eine Drehrichtung elastisch vorbelastet und das erste Planetenrad (30) in Eingriff mit den beiden Außenrädern (22, 26) drückt.
Gelenkbeschlag nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Federkraft des elastischen Mittels (42) so bemessen ist, dass das erste Planetenrad (30) in beidseitiger Anlage an die Zähne sowohl des ersten innenverzahnten Außenrades (22) also auch des zweiten innenverzahnten Außenrades (26) gedrückt ist.
Gelenkbeschlag nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnzahl des ersten innenverzahnten Außenrades (22) unterschiedlich ist zur Zahnzahl des zweiten innenverzahnten Außenrades (26), und dass der Unterschied in den Zahnzahlen vorzugsweise der Anzahl der Planetenräder entspricht.
Gelenkbeschlag nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichsvorrichtung eine mechanische Übersetzung der Kraft des elastischen Mittels (42) auf das erste Planetenrad (30) aufweist.
Gelenkbeschlag nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Mittel (42) einen Federweg aufweist und dass für die Ausgleichsvorrichtung nur ein Bruchteil des Federweges des elastischen Mittels (42) benötigt wird.
Gelenkbeschlag nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnung zumindest des ersten Planetenrades (30) oder der beiden Außenräder (22, 26) gekrümmte Zahnflanken aufweist, insbesondere eine Evolventen-Verzahnung ist.
Gelenkbeschlag nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichsvorrichtung ohne Selbsthemmung ausgelegt ist.