DE19750262A1 - Clamp lock - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft Klemmgesperre, bei denen ein gegenüber einem Halteelement drehbar angeordnetes Abtriebselement über eine lösbare Klemmverbindung in einer, vorzugsweise jedoch in beiden Drehrichtungen festlegbar ist. Das Halteelement kann ein mit einer Bohrung versehenes Gehäu se sein, wobei in der Bohrung das vorzugsweise als Welle ausgebildete Abtrieb selement angeordnet ist.The present invention relates to locking mechanism in which one opposite a holding element rotatably arranged output element via a releasable Clamp connection in one, but preferably in both directions of rotation is definable. The holding element can be a housing provided with a bore be se, wherein in the bore the preferably designed as a shaft output is arranged element.
Aus der WO-A 96/20352 beispielsweise ist ein Klemmgesperre bekannt gewor den, bei dem ein gegenüber einem Halteelement drehbar angeordnetes Abtrieb selement mit wechselweise steigend und fallend angeordneten Klemmrampen versehen ist. Zusammen mit einer zylindrischen Klemmbahn des Halteelementes bilden die Klemmrampen Klemmspalten, in die Klemmrollen hineingefedert sind. Weiterhin ist ein gegenüber dem Abtriebselement begrenzt schwenkbar angeordnetes, für gemeinsame Drehung mit dem Abtriebselement vorgesehenes Stellelement vorgesehen, dessen Mitnehmer zum Herausbewegen der Klemm rollen aus ihren Klemmspalten vorgesehen sind. Derartige Klemmgesperre werden beispielsweise in Sitzverstellungen von Kraftfahrzeugen eingesetzt. Das Halteelement ist durch ein das Abtriebselement aufnehmendes Gehäuse gebil det. Von dem Abtriebselement auf das Gehäuse übertragene Radiallasten werden über ein Radialgleitlager übertragen. Dieses Radialgleitlager weist Gleitlagerflächen auf, von denen die eine an dem Abtriebselement und von denen die andere an dem Gehäuse ausgebildet ist. Das Radialgleitlager ist axial benachbart zu den Klemmrollen und zu der zylindrischen Klemmbahn bzw. den Klemmrampen angeordnet. Zum einen bedarf es eines erheblichen fertigungs technischen Aufwandes für die Erstellung dieses Radialgleitlagers: das Gehäuse benötigt eine entsprechende Bohrung, wobei die Bohrungswand oftmals zur Bildung einer geeigneten Gleitlagerfläche bearbeitet werden muß. An dem Abtriebselement muß eine zylindrische Mantelfläche vorgesehen sein, deren Durchmesser mit dem Durchmesser der Bohrung korrespondieren muß. Zum anderen benötigt das Nebeneinander der Klemmrollen und des Gleitlagers erheblichen axialen Bauraum. Weiterhin ist in Fällen, in denen die resultieren den Radiallasten etwa in der axialen Mitte der Klemmrollen angreifen die Möglichkeit unerwünschter Kippmomente des Abtriebselementes gegen über dem Gehäuse deshalb gegeben, weil die Lagerung axial versetzt angeordnet ist. Ein unzulässig hohes Verkippen des Abtriebselementes gegenüber dem Gehäuse kann jedoch zu einer Situation führen, in der die Anfederung der Klemmrollen in ihre Klemmspalte nicht mehr einwandfrei gewährleistet ist, oder in der ein Freischalten der Klemmrollen mittels des Stellelementes erschwert ist.From WO-A 96/20352, for example, a locking mechanism has become known the one in which an output rotatably arranged relative to a holding element element with alternately rising and falling clamping ramps is provided. Together with a cylindrical clamping track of the holding element form the clamping ramps clamping gaps, sprung into the clamping rollers are. Furthermore, one is pivotable to a limited extent with respect to the output element arranged, intended for common rotation with the output element Adjustment element provided, the driver for moving the clamp roll out of their nips are provided. Such locking mechanism are used, for example, in seat adjustments of motor vehicles. The Holding element is formed by a housing receiving the output element det. Radial loads transmitted from the output element to the housing are transmitted via a radial plain bearing. This radial slide bearing has Plain bearing surfaces, one of which on the output element and of which the other is formed on the housing. The radial plain bearing is axial adjacent to the pinch rollers and the cylindrical clamping track or Clamping ramps arranged. On the one hand, considerable manufacturing is required Technical effort for the creation of this radial plain bearing: the housing requires an appropriate hole, the hole wall often for Formation of a suitable plain bearing surface must be processed. To the Output element must be provided a cylindrical outer surface, the Diameter must correspond to the diameter of the hole. To the others require the juxtaposition of the pinch rollers and the plain bearing considerable axial installation space. Furthermore, in cases where the result attack the radial loads approximately in the axial center of the pinch rollers Possibility of undesired tilting moments of the output element with respect to given the housing because the bearing is axially offset. An impermissibly high tilting of the output element in relation to the housing can, however, lead to a situation where the spring tension of the pinch rollers is no longer properly guaranteed in their clamping column, or in the one Unlocking the pinch rollers by means of the actuator is difficult.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Klemmgesperre nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 zu schaffen, deren axiale Baubrei te reduziert ist, und bei dem ein verbessertes Verhalten bezüglich unerwünsch ter Verkippungen des Abtriebselementes gegen über dem Halteelement vorgese hen ist.The object of the present invention is therefore to provide a locking mechanism according to the To create features of the preamble of claim 1, their axial width te is reduced, and in which improved behavior with regard to undesired ter tilting of the driven element vorese against the holding element hen is.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß mehrere über den Umfang verteilt angeordnete rotationssymmetrische Körper zwischen der zylin drischen Klemmbahn und zu der zylindrischen Klemmbahn koaxial angeord neten teilzylindrischen Abschnitten des Abtriebselementes vorgesehen sind. Mit dieser erfindungsgemäßen Anordnung ergeben sich mehrere Vorteile: zunächst entfällt zumindest eine der beiden separaten Gleitlagerflächen komplett, da die für die Klemmrollen vorgesehene zylindrische Klemmbahn zugleich als Ab stützung für die rotationssymmetrischen Körper vorgesehen ist. Zum anderen findet die Abstützung zwischen Abtriebselement und Halteelement nicht mehr axial versetzt zu den Klemmrollen statt, sondern zwischen den Ebenen, in denen auch die Klemmrollen angeordnet sind. Lediglich an dem Abtriebsele ment müssen die teilzylindrischen Abschnitt vorgesehen werden. Aber auch hier ist keine hochgenaue Abstimmung der Durchmesser der teilzylindrischen Ab schnitte und der zylindrischen Klemmbahn zueinander erforderlich, da die rotationssymmetrischen Körper zusortiert werden können. Dies hat insbesondere für die Verwendung von Wälzkörpern, beispielsweise Nadeln, Rollen oder Kugeln Bedeutung. Die Durchmesser der Wälzkörper sind in sehr fein unter teilte Toleranzbereiche zusortiert. Das bedeutet, man kann maschinell Wälzkör per zwischen die zylindrische Klemmbahn und die teilzylindrischen Abschnitte anordnen, die den tatsächlichen Durchmesserverhältnissen angepaßt sind. Die Berührung zwischen den rotationssymmetrischen Körpern und der Klemmbahn bzw. den teilzylindrischen Abschnitten ist im Fall von Zylinder linienförmig und im Fall von Kugeln annähernd punktförmig. Mit dieser linien- oder punktförmi gen Berührung ist weitgehend ausgeschlossen, daß es zu unerwünschten Ver kantungen der Körper mit den Berührungspartnern kommt.According to the invention this object is achieved in that several over the Circumferentially distributed, rotationally symmetrical bodies between the cylin Drischer clamping path and arranged coaxially to the cylindrical clamping path Neten partial cylindrical sections of the output element are provided. With This arrangement according to the invention has several advantages: first at least one of the two separate plain bearing surfaces is completely eliminated, since the cylindrical clamping track provided for the pinch rollers also as Ab support for the rotationally symmetrical body is provided. On the other hand the support between the output element and the holding element is no longer found offset axially to the pinch rollers instead, but between the levels, in which are also arranged the pinch rollers. Only on the output shaft ment, the part-cylindrical section must be provided. But here too is not a highly precise adjustment of the diameter of the part-cylindrical Ab cuts and the cylindrical clamping path to each other because the rotationally symmetrical body can be sorted. This has in particular for the use of rolling elements, for example needles, rollers or Balls meaning. The diameters of the rolling elements are very fine below divided tolerance ranges sorted. This means that you can machine rolling by between the cylindrical clamping track and the partially cylindrical sections arrange that are adapted to the actual diameter ratios. The Contact between the rotationally symmetrical bodies and the clamping track or the partially cylindrical sections is linear in the case of cylinders and almost spherical in the case of spheres. With this line or point gene contact is largely excluded that it leads to undesired ver the body comes into contact with the contact partners.
Anhand der nachstehenden erfindungsgemäßen Weiterbildungen werden weitere Vorteile deutlich, die mit der Erfindung erreicht werden.Based on the further developments according to the invention other advantages clearly achieved with the invention.
Vorzugsweise weist das Stellelement axiale Stege auf, die zwischen die zylin drische Klemmbahn des Halteelementes und die teilzylindrischen Abschnitte des Abtriebselementes eingreifen. Diese über den Umfang verteilt angeordneten axialen Stege sind mit Taschen versehen, in denen die rotationssymmetrischen Körper angeordnet sind. Die Taschen sind vorzugsweise so ausgebildet, daß die rotationssymmetrischen Körper darin verliersicher gehalten sind. Bei dieser erfindungsgemäßen Weiterbildung können die rotationssymmetrischen Körper vorab in das Stellelement integriert werden, so daß zumindest eine Teilmontage des erfindungsgemäßen Klemmgesperre erleichtert ist. Preferably, the actuating element has axial webs, which are between the cylinders Drische clamping path of the holding element and the partially cylindrical sections of the output element. These are distributed over the circumference axial webs are provided with pockets in which the rotationally symmetrical Body are arranged. The pockets are preferably designed so that the rotationally symmetrical body are held captive. At this Further development according to the invention can the rotationally symmetrical body be integrated in advance in the actuator, so that at least a partial assembly of the locking mechanism according to the invention is facilitated.
Vorzugsweise sind die Stege in bekannter Weise an ihren umfangsseitigen Enden als Mitnehmer zum Herausbewegen der Klemmrollen aus ihren Klemm spalten ausgebildet. Diese an sich bekannte Anordnung nutzt die Erfindung in der Weise, daß diese axialen Stege einerseits eine Freischaltfunktion für die Klemmrollen übernehmen, andererseits jedoch die rotationssymmetrischen Körper aufnehmen, über die das Abtriebselement an dem Halteelement abge stützt sind. Neben der Mehrfachfunktion des Stellelementes ist mit dieser Variante ein besonders platzsparendes Klemmgesperre gebildet.The webs are preferably on their circumferential sides in a known manner Ends as carriers for moving the pinch rollers out of their pinch split trained. This known arrangement uses the invention in the way that these axial webs on the one hand an activation function for Pinch rollers take over, but on the other hand the rotationally symmetrical ones Take up body over which the output element abge on the holding element supports. In addition to the multiple function of the control element is with this Variant a particularly space-saving locking mechanism formed.
Da während des Verdrehens des Stellelementes gegenüber dem Abtriebselement und während des Freischaltens Drehmomente an dem Stellelement angreifen, sieht eine weitere erfindungsgemäße Ausbildung eine Versteifung derart vor, daß axial zu beiden Seiten der Stege Stirnringe vorgesehen sind, an die die Stege mit ihren stirnseitigen Enden anschließen; auf diese Weise sind uner wünschte Auslenkungen der Stege weitgehend vermieden.Since during the rotation of the actuating element relative to the output element and attack torques on the control element during activation, a further embodiment according to the invention provides stiffening in such a way that axial rings are provided on both sides of the webs to which the Connect webs with their front ends; in this way are immense desired deflections of the webs largely avoided.
Nachstehend wird die Erfindung anhand eines in insgesamt drei Figuren darge stellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:The invention is illustrated below with the aid of a total of three figures presented embodiment explained in more detail. Show it:
Fig. 1 einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Klemmgesper re, Fig. K1 is a cross section through an inventive Klemmgesper,
Fig. 2 einen Teilschnitt durch das erfindungsgemäße Klemmgesperre aus Fig. 1 entlang der Linie II-II und Fig. 2 is a partial section through the locking mechanism according to the invention from Fig. 1 along the line II-II and
Fig. 3 eine Seitenansicht des Klemmgesperres aus Fig. 1. Fig. 3 is a side view of the Klemmgesperres in FIG. 1.
Bei dem erfindungsgemäßen Klemmgesperre nach Fig. 1 ist eine Abtriebwelle 1 in einer Gehäusebohrung 2 eines Gehäuses 3 angeordnet. Die als zylindri sche Klemmbahn 4 ausgebildete Wand der Gehäusebohrung 2 und an der Mantelfläche der Abtriebwelle 1 ausgebildete Klemmrampen 5 begrenzen Klemmspalte 6, in die Klemmrollen 7 mittels Federn 8 hineingefedert sind. Einander benachbarte Klemmrampen 5 sind wechselweise steigend und fallend angeordnet. An mehreren über den Umfang verteilt angeordneten Stellen sind je zwischen zwei einander benachbarten Klemmrampen 6 teilzylindrische Abschnitte 9 vorgesehen. Zwischen den teilzylindrischen Abschnitten 9 und der zylindrischen Klemmbahn 4 sind Stützrollen 10 angeordnet, über die die Abtriebwelle 1 gegenüber dem Gehäuse 3 radial abgestützt ist.In the inventive clamping lock according to Fig. 1, an output shaft 1 is arranged a housing 3 in a housing bore 2. The designed as a cylindri cal clamping path 4 wall of the housing bore 2 and formed on the lateral surface of the output shaft 1 clamping ramps 5 limit clamping gaps 6 , in which the clamping rollers 7 are sprung by springs 8 . Clamping ramps 5 which are adjacent to one another are arranged alternately rising and falling. At several points distributed over the circumference, 6 partially cylindrical sections 9 are provided between two adjacent clamping ramps 6 . Support rollers 10 are arranged between the partially cylindrical sections 9 and the cylindrical clamping track 4 , via which the output shaft 1 is supported radially with respect to the housing 3 .
Weiterhin ist ein Stellelement 11 für gemeinsame Drehung mit der Abtriebwelle 1 vorgesehen. Zu diesem Zweck weist das Stellelement 11 einen inneren keilwellenförmigen Abschnitt 12 auf, der in eine korrespondierende Ausneh mung 13 der Abtriebwelle 1 mit Drehspiel eingreift. Das Stellelement 11 ist weiterhin mit mehreren über den Umfang verteilt angeordneten axialen Stegen 14 versehen, die fest mit dem keilwellenförmigen Abschnitt 12 verbunden sind. Die Stege 14 greifen zwischen die teilzylindrischen Abschnitte 9 und die zylindrische Klemmbahn 4 ein und sind mit Taschen 15 versehen, in denen die Stützrollen 10 angeordnet sind. Die Taschen 15 sind derart ausgebildet, daß die Stützrollen 10 darin verliersicher gehalten sind. Weiterhin sind die Stege 14 an ihren umfangsseitigen Enden mit Schaltflächen 16 versehen, wobei bei Drehung des Stellelementes 11 gegenüber der Abtriebwelle 1 die Schaltflächen 16 an die zugeordneten Klemmrollen 7 anschlagen und aus den Klemmspalten 6 her ausbewegen, um nach Aufhebung des Drehspiels eine gemeinsame Drehbewe gung des Stellelementes 11 mit der Abtriebwelle 1 gegenüber dem Gehäuse 3 zu ermöglichen. Furthermore, an actuator 11 is provided for common rotation with the output shaft 1 . For this purpose, the actuating element 11 has an inner spline-shaped section 12 which engages in a corresponding recess 13 of the output shaft 1 with rotational play. The actuating element 11 is further provided with a plurality of axial webs 14 distributed over the circumference, which are fixedly connected to the splined section 12 . The webs 14 engage between the partially cylindrical sections 9 and the cylindrical clamping track 4 and are provided with pockets 15 in which the support rollers 10 are arranged. The pockets 15 are designed such that the support rollers 10 are held captively therein. Furthermore, the webs 14 are provided at their peripheral ends with buttons 16 , wherein when the actuating element 11 rotates with respect to the output shaft 1, the buttons 16 strike the associated pinch rollers 7 and move them out of the pinch gaps 6 in order to provide a common rotary movement after the rotary play has been canceled of the actuator 11 with the output shaft 1 relative to the housing 3 .
Fig. 2 zeigt einen teilweisen Längsschnitt, in dem deutlich zu erkennen ist, daß die Stege 14 über ein Zwischenstück 17 einstückig mit dem teilwellenför migen Abschnitt 12 verbunden ist. Fig. 2 shows a partial longitudinal section, in which it can be clearly seen that the webs 14 is integrally connected via an intermediate piece 17 with the teilwellenför shaped section 12 .
Fig. 3 zeigt deutlich die Ausbildung von Stirnringen 18 des Stellelementes 11, die zu beiden Seiten der Stege 14 angeordnet sind, wobei die Stege 14 mit ihren stirnseitigen Enden an die Stirnringe 18 einstückig anschließen. Der Fig. 3 ist weiterhin deutlich zu entnehmen, daß die Stützrollen 10 und die Klemm rollen 7 in Umfangsrichtung fluchtend angeordnet sind. Wenn die von der Abtriebwelle 1 über die Stützrollen 10 in das Gehäuse 3 eingeleiteten Radialla sten mittig an den Stützrollen 10 eingreifen, ist in vorteilhafter Weise sicherge stellt, daß keine unerwünschten Kippmomente der Abtriebwelle 1 gegenüber dem Gehäuse 3 auftreten, die unerwünschte Lagen der Klemmrollen gegenüber der zylindrischen Klemmbahn 4 oder den Klemmrampen 5 zur Folge haben könnten. Fig. 3 clearly shows the formation of end rings 18 of the actuating element 11 , which are arranged on both sides of the webs 14 , the webs 14 connecting with their front ends to the end rings 18 in one piece. Fig. 3 can also be clearly seen that the support rollers 10 and the clamping rollers 7 are arranged in alignment in the circumferential direction. If the introduced from the output shaft 1 via the support rollers 10 in the housing 3 Radialla most centrally on the support rollers 10 , it is in an advantageous manner sichge ensures that no undesirable tilting moments of the output shaft 1 with respect to the housing 3 occur, the undesirable positions of the pinch rollers opposite the cylindrical clamping track 4 or the clamping ramps 5 could result.
Die Erfindung eignet sich in besonders günstiger Weise für die Anwendung in Sitzverstellungen, insbesondere Sitzhöhenverstellungen: für diese Anwendung werden die Klemmgesperre in großen Stückzahlen hergestellt, wobei die erfin dungsgemäßen Klemmgesperre mittels der Rollen oder Kugeln auf einfache und preiswerte Weise eine Zentrierung des Abtriebselementes gegenüber dem Ge häuse ermöglichen. Gleichzeitig gewährleisten die Rollen oder Kugeln eine gute Radialabstützung. The invention is particularly suitable for use in Seat adjustments, especially seat height adjustments: for this application are produced in large numbers, the inventions inventive locking mechanism by means of the rollers or balls on simple and inexpensive way of centering the output element with respect to the Ge enable housing. At the same time, the rollers or balls ensure a good one Radial support.
11
Abtriebwelle
Output shaft
22nd
Gehäusebohrung
Housing bore
33rd
Gehäuse
casing
44th
zylindrische Klemmbahn
cylindrical clamping track
55
Klemmrampe
Clamp ramp
66
Klemmspalt
Clamping gap
77
Klemmrolle
Pinch roller
88th
Feder
feather
99
teilzylindrischer Abschnitt
partially cylindrical section
1010th
Stützrolle
Support roller
1111
Stellelement
Actuator
1212th
keilwellenförmiger Abschnitt
splined section
1313
Ausnehmung
Recess
1414
Steg
web
1515
Tasche
bag
1616
Schaltfläche
button
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Zwischenstück
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1818th
Stirnring
Brow ring
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