DE19856634C1 - Beidseitig wirkende Verstellvorrichtung - Google Patents

Abstract

Beidseitig wirkende Verstellvorrichtung zur Erzeugung einer Drehbewegung mit einem durch Betätigen eines Antriebselements 2 winkelverstellbaren Abtriebselement 5 und mit einer Lastmomentsperre, die ein abtriebsseitiges Drehmoment blockiert und ein antriebsseitiges Drehmoment zum Abtriebselement 5 überträgt. Die Lastmomentsperre weist ein Gehäuse 10 und eine das Abtriebselement 5 mit dem Gehäuse 10 reibschlüssig miteinander verspannende, elastisch verformbare Formfeder 8 auf, die bei abtriebsseitiger Drehmomentbelastung den Reibschluß zwischen dem Gehäuse 10 und dem Abtriebselement 5 verstärkt und bei antriebsseitiger Drehmomentbelastung den Reibschluß zwischen dem Gehäuse 10 und dem Abtriebselement 5 vermindert.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine beidseitig wirkende Verstellvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der DE 41 34 353 A1 ist eine als Rollenfreilauf ausge­ bildete Kupplung zur Übertragung eines in beiden Drehrich­ tungen wirksamen Drehmoments zwischen zwei Bauelementen bekannt. Zwischen einem Außenring der Kupplung mit einem Innen-Vielkant und einem zylindrischen Innenelement sind Klemmbahnen ausgebildet, in denen paarweise Klemmrollen angeordnet sind, die jeweils über eine Druckfeder gegen das rampenförmige Ende der Klemmbahnen vorgespannt sind. Um den Außenring gegenüber dem feststehenden Innenelement zu verschwenken, ist eine Entsperreinrichtung vorgesehen, die aus kammartigen Mitnehmern besteht, die durch Schlitze eines Bords des Außenrings hindurchgeführt sind und für eine Entsperrung des Rollenfreilaufs durch Verschieben der Klemmrollen von den rampenförmigen Enden der Klemmbahnen in Richtung auf einen größeren Abstand zwischen dem Innenviel­ kant des Außenrings und dem zylindrischen Innenelement sorgen. Bei Entsperrung des Rollenfreilaufs bewirken die kammartigen Mitnehmer zusätzlich eine Mitnahme des Außen­ rings durch eine Schalthülse.

Die bekannte, als Rollenfreilauf ausgebildete Sperrkupplung ist durch die Verwendung von Klemmrollen und dazwischen angeordneten Druckfedern sowie durch die Ausbildung der Klemmbahnen konstruktiv aufwendig und dementsprechend nur mit erheblichen Kosten herstellbar.

Aus der US 2 444 592 ist eine Sperrkupplung mit einer in einem Gehäuse angeordneten Hülse und innerhalb der Hülse angeordnetem Antriebs- und Abtriebsteil sowie einer Brems­ einrichtung bekannt, die in Aussparungen des Antriebs- und Abtriebsteils eingreifende Rippen aufweist. Um zu verhin­ dern, daß das Abtriebsteil das Antriebsteil antreibt, ist die Bremseinrichtung mittels einer zwischen der Bremsein­ richtung und der Hülse in einer Nut angeordneten Blattfeder vorgespannt, so daß die Bremseinrichtung in der Hülse blockiert wird, wenn ein äußeres Drehmoment auf das An­ triebsteil einwirkt.

Aus der US 2 145 666 ist eine Kupplung für einen Fensterhe­ bemechanismus mit in einem Kupplungsgehäuse angeordnetem An­ triebsteil, Abtriebsteil und einer Spiralfeder bekannt, deren abgebogene Federenden formschlüssig mit Teilen des Antriebsteils und des Abtriebsteils so verbunden sind, daß bei Einwirken eines äußeren Drehmoments auf das Abtriebs­ teil die Spiralfeder aufgeweitet wird und zur Anlage an das Kupplungsgehäuse kommt und damit die Übertragung eines Drehmoments vom Abtriebsteil auf das Antriebsteil bloc­ kiert. Beim Einwirken eines Drehmoments auf das Antriebs­ teil wird durch Zusammenziehen der Spiralfeder deren Außen­ durchmesser verringert und damit die reibschlüssige Anlage der Spiralfeder am Kupplungsgehäuse gelöst, so daß das äußere Drehmoment vom Antriebsteil auf das Abtriebsteil übertragen werden kann.

Eine gleichartige Konstruktion ist aus der DE 296 06 762 U1 bekannt, die einen Schrittantrieb mit einem Antriebsteil, das über eine Freilaufkupplung mit einem Abtriebsteil zusammenwirkt, zum Gegenstand hat. Die Freilaufkupplung weist ein drehfest mit dem Abtriebsteil verbundenes Aus­ gangsteil mit einer zylindrischen Drehmoment-Übertragungs­ fläche auf, an der eine Spiralfeder anliegt, deren abgeboge­ ne Windungsenden an einer Aussparung eines Mitnahmeelements anliegen. Bei Einwirken eines Drehmoments auf das Antriebs­ teil wird die Spiralfeder gegen die Drehmoment-Übertragungs­ fläche gedrückt und damit das Ausgangsteil der Freilaufkupp­ lung infolge des entstehenden Reibschlusses mitgedreht, während bei Einwirken eines Drehmoments auf das Abtriebs­ teil ein sich entgegen der Kupplungsrichtung in einer Freilaufrichtung bewegendes Eingangsteil mitgezogen wird, ohne daß auf das Ausgangsteil ein wirksames Drehmoment übertragen wird.

Aus der DE 33 12 968 A1 ist eine Federkupplung bekannt, mit der ein Drehmoment von einem Antriebselement auf ein Ab­ triebselement, nicht jedoch in umgekehrter Richtung übertra­ gen wird. Die Federkupplung enthält ein Basiselement, in dem das Antriebselement drehbar gelagert ist, während das Abtriebselement mit dem Antriebselement über ein vorgegebe­ nes Spiel in Eingriff bringbar ist, so daß es sich zusammen mit dem Antriebselement drehen kann. Weiterhin enthält die Federkupplung zwei Federn, die durch Reibschluß mit dem Basiselement und dem Abtriebselement verbunden sind, wobei je nach Drehrichtung des Antriebselements die eine oder andere Feder mit dem Antriebselement in Eingriff bringbar ist.

Aus der DE-OS 22 01 297 ist eine Antriebs-Kupplungsvorrich­ tung bekannt, die eine den einen Kupplungsteil bildende Kupplungstrommel enthält, auf die eine den anderen Kupp­ lungsteil bildende Abtriebstrommel aufsteckbar ist. An der Innenmantelfläche der Abtriebstrommel ist eine in Umfangs­ richtung gewellte Wellfeder für die kraftschlüssige Anlage an der Außenmantelfläche der Kupplungstrommel gehalten, so daß eine kraftschlüssige Antriebsverbindung zwischen der Kupplungstrommel und der Abtriebstrommel gebildet wird.

Aus der DE-OS 19 34 131 ist eine Sperrkupplung bekannt, die ein inneres und ein äußeres Kupplungsglied aufweist, zwi­ schen denen ein Paar Kupplungsrollen angeordnet ist, die mittels einer zwischen Ihnen angeordneten Feder jeweils in eine Keilstellung drückbar sind, in der sie eine Relativver­ schiebung oder -drehung der Kupplungsglieder in eine der beiden Drehrichtungen verhindern. Weiterhin ist eine Ein­ richtung zur Verschiebung der einen oder anderen Kupplungs­ rolle aus ihrer Keilstellung vorgesehen, wodurch die Kupp­ lung für eine Relativverschiebung oder -drehung der Kupp­ lungsglieder in der anderen Drehrichtung frei wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine beidseitig wirkende Verstellvorrichtung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, die einfach aufgebaut und dementsprechend kostengünstig herstellbar ist und sich durch ein minimales Umkehrspiel auszeichnet.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einer beidseitig wirkenden Verstellvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst.

Die erfindungsgemäße Lösung schließt die Lehre ein, daß die Lastmomentsperre eine einteilige Formfeder oder mehrere das Gehäuse und das Abtriebselement reibschlüssig miteinander verspannende, elastisch verformbare Einzelfedern als Sperre­ lement aufweist, die in Abständen zueinander zwischen dem Gehäuse und dem Abtriebselement angeordnet sind.

Die Verwendung einer Formfeder mit mindestens einem wellen­ förmigen Abschnitt ermöglicht den Einsatz eines einfachen, mit geringem Aufwand herstellbaren Bauelements sowie eine einfache Montage der Lastmomentsperre mit geringen Tole­ ranzanforderungen, da die Formfeder Bauteiltoleranzen ausgleicht, ohne daß der funktionsnotwendige Reibschluß zum Blockieren eines abtriebsseitigen Drehmoments einerseits sowie die Reduzierung dieses Reibschlusses zur Übertragung eines antriebsseitigen Drehmoments in Folge des Konstrukti­ onsprinzips jederzeit gewährleistet ist.

Mit der erfindungsgemäßen Lösung ist somit eine deutliche Reduzierung des Bauteilaufwandes und konstruktiven Aufwan­ des und damit eine erhebliche Kostenreduzierung verbunden. Weiterhin ist ein minimales Umkehrspiel bei der Übertragung eines antriebsseitigen Drehmoments in die eine oder andere Drehrichtung gewährleistet.

Die Formfeder kann wahlweise aus einem wellenförmig ge­ schlossenen Ring oder aus mehreren segmentweise angeordne­ ten Einzelfedern bestehen, die in nahezu beliebigem Abstand zueinander angeordnet werden können, vorzugsweise aber ringförmig geschlossen sind.

Während die als wellenförmig geschlossener Ring ausgebilde­ te Formfeder eine einfache Herstellung der Formfeder nach Art eines Toleranzringes und Montage der Lastmomentsperre gestattet, ermöglicht die Verwendung von mehreren segment­ weise angeordneten Federn die Verwendung von Federn mit einem beliebigen Querschnittsprofil, die als Stanzprofile herstellbar sind.

Um eine Momentensperrung bei abtriebsseitiger Belastung zu gewährleisten, muß zwischen dem Abtriebselement und der Formfeder ein kleinerer Reibwert bestehen als zwischen der Formfeder und dem Gehäuse.

Die erfindungsgemäße Lösung läßt unterschiedliche Varianten für konkrete Ausführungsformen bei gleicher Funktion zu. In einer ersten Ausführungsform weist das Abtriebselement eine konzentrisch innerhalb des Gehäuses angeordnete, profilier­ te Fläche mit lokalen, radial gerichteten Senken zur Abstüt­ zung der Formfeder auf, während das Antriebselement aus einem zwischen dem Abtriebselement und dem Kupplungsgehäuse angeordneten, mit der elastisch verformbaren Formfeder in Eingriff bringbaren Freischaltelement und einem formschlüs­ sig mit dem Abtriebselement verbindbaren Mitnehmer besteht.

Die Aufteilung des Antriebselements in ein Freischaltele­ ment und einen Mitnehmer ermöglicht es, die Lastmomentsper­ re durch das Freischaltelement zu lösen, indem die Formfe­ der je nach Drehrichtung des Antriebselements in die eine oder andere Seitenrichtung verbogen wird, so daß die Spit­ zen der Formfeder in den zwischen dem Gehäuse und dem Abtriebselement gebildeten Raum gezogen werden, während der Mitnehmer nach dem Lösen der Lastmomentsperre formschlüssig mit dem Abtriebselement verbunden wird und eine entsprechen­ de Drehmomentübertragung ermöglicht.

Funktionell ist dabei eine antriebsseitige Drehmomentbela­ stung gegen die Abtriebsrichtung von einer antriebsseitigen Drehmomentbelastung in Abtriebsrichtung zu unterscheiden. Im ersten Fall befindet sich der Mitnehmer mit dem Abtriebs­ element und das Freischaltelement mit der Formfeder in Eingriff, während im zweiten Fall das Freischaltelement mit der Formfeder in Eingriff steht und das Abtriebselement durch elastische Verformung der Formfeder voreilt.

Vorzugsweise besteht der formschlüssig mit dem Abtriebsele­ ment verbindbare Mitnehmer aus Antriebsnoppen, -stiften oder -klauen, die in entsprechende Ausnehmungen des Ab­ triebselements eingreifen.

Vorzugsweise weist das Abtriebselement sowohl eine äußere, wellenförmige Zylinderfläche, an deren Bereiche des inneren Radius innenliegende Bogenelemente der Formfeder anliegen, als auch mehrere Bohrungen auf, in die als Antriebsnocken oder -stifte ausgebildete Mitnehmer des Antriebselements mit Spiel eingreifen. Zwischen dem Gehäuse und der Formfe­ der liegen Freischaltelemente des Antriebselements derart zwischen benachbarten Flanken der Formfeder an, daß beim Einleiten eines antriebsseitigen Drehmoments die am Gehäuse und am Abtriebselement anliegenden Bereiche der Formfeder in den Raum zwischen dem Gehäuse und dem Abtriebselement gezogen werden und die Antriebsnocken oder -stifte des An­ triebselements an den Bohrungen des Abtriebselements zur Anlage kommen.

In einer ersten Ausführungsform sind Antriebsklauen des An­ triebselements zwischen den aneinandergrenzenden Flanken des ringförmig geschlossenen, wellenförmig zwischen dem Gehäuse und dem Abtriebselement verlaufenden Federsterns und dem Kupplungsgehäuse angeordnet.

In einer zweiten Ausführungsform weist das Abtriebselement einen inneren und äußeren Keilring als profilierte Zylinder­ fläche sowie innerhalb des inneren Keilrings liegende Aus­ nehmungen auf, innerhalb der Mitnehmer des Antriebselements mit Spiel angeordnet sind. An dem inneren und äußeren Keilring liegen bogenförmige Abschnitte der elastisch ver­ formbaren Formfeder derart an, daß die Formfeder beim Ein­ leiten eines abtriebsseitigen Drehmoments aufgeweitet wird. Freischaltelemente des Antriebselements sind so zwischen den Flanken von am Gehäuse anliegenden bogenförmigen Ab­ schnitten der elastisch verformbaren Formfeder angeordnet, daß beim Einleiten eines antriebsseitigen Drehmoments die am Gehäuse und am Abtriebselement anliegenden Bereiche der Formfeder in den Raum zwischen dem Gehäuse und dem Abtrieb­ selement gezogen werden und die Mitnehmer des Antriebsele­ ments an den Ausnehmungen des Abtriebselements zur Anlage kommen.

Der innere Keilring des Abtriebselements besteht insbesonde­ re aus von der zylindrischen Grundfläche des Abtriebsele­ ments abweichenden konvexen Bögen, die an den äußeren Keil­ ring bildende keilförmige Nocken angrenzen, deren dem Gehäuse benachbarte Flächen Vertiefungen aufweisen, in denen die bogenförmigen Abschnitte der Formfeder ebenso wie an den den inneren Keilring bildenden konvexen Bögen des Ab­ triebselements und am Gehäuse anliegen. Dabei sind die Frei­ schaltelemente des Antriebselements zwischen den am Gehäuse anliegenden bogenförmigen Abschnitten der Formfeder und den den inneren Keilring bildenden konvexen Bögen des Abtriebse­ lements angeordnet.

In dieser Variante sorgen eine geschlossene Profilfeder oder einzelne Federabschnitte als Sperrelemente für die Ver­ spannung zwischen dem Gehäuse der Lastmomentsperre und dem Abtriebselement, wobei das Abtriebselement einen inneren und äußeren Keilring aufweist, so daß sich zum Verspannen jeweils ein Schenkel der als Federbögen ausgebildeten Formfeder nahezu senkrecht zum Gehäuse aufstellt, während beim Einleiten eines antriebsseitigen Drehmoments äußere Freischaltelemente des Antriebselements die Verspannung durch Herausziehen der klemmenden Bögen aus den Keilen des Abtriebselements lösen. Die Mitnahme des Abtriebselements erfolgt durch Mitnehmer(klauen) des Antriebselements, die in entsprechende Ausnehmungen des Abtriebselements form­ schlüssig eingreifen.

Anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbei­ spielen soll der der Erfindung zugrundeliegende Gedanke näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 - einen Längsschnitt und

Fig. 2 - einen Querschnitt durch eine Lastmomentsperre mit einer Wellen- und ringförmig geschlossenen Formfeder as Sperrelement;

Fig. 3 - einen Ausschnitt aus Fig. 2 zur Darstellung der geometrischen und funktionellen Verhältnis­ se bei einem in Richtung des antriebsseitigen Drehmoments weisenden abtriebsseitigen Drehmo­ ment;

Fig. 4 - einen Ausschnitt aus Fig. 2 zur Darstellung der geometrischen und funktionellen Verhältnis­ se bei einem gegen das antriebsseitige Drehmo­ ments gerichteten abtriebsseitigen Drehmoment und

Fig. 5 und 6 - einen Querschnitt durch eine Lastmomentsperre mit einer Formfeder und einem Abtriebselement mit innerem und äußerem Keilring.

In den Fig. 1 und 2 ist im Längs- und Querschnitt eine Lastmomentsperre dargestellt, die Teil einer beidseitig wirkenden Verstellvorrichtung zur Erzeugung einer Drehbewe­ gung ist. Die Verstellvorrichtung enthält einen Antrieb, der beispielsweise aus einem manuell betätigbaren Antriebs­ hebel oder aus einem motorischen Antrieb bestehen kann, sowie einen Abtrieb, der mit einem zu verstellenden Bauteil eines Fahrzeugs, wie beispielsweise einem Fensterheber, Fahrzeugsitz oder dgl., verbunden ist. Beim Betätigen des Antriebs wird das auf ein Antriebselement 1 ausgeübte Drehmoment auf ein winkelverstellbares Abtriebselement 4 übertragen, während durch die Lastmomentsperre ein abtriebsseitiges Drehmoment blockiert wird.

Die Lastmomentsperre weist ein zylindrisches Gehäuse 10 auf, in dem Teile des Antriebselements 1, des Abtriebsele­ ments 4 und eine Formfeder 7 angeordnet sind. Die Formfeder 7 ist als wellenförmig geschlossener Ring ausgebildet, dessen äußere Spitzen 71 am Gehäuse 10 und dessen innere Spitzen 70 am Abtriebselement 4 anliegen. Das Abtriebsele­ ment 4 weist eine profilierte Fläche 40 mit lokalen, radial gerichteten Senken zur Abstützung der inneren Spitzen 70 der Formfeder 7 auf, wobei der Radius R_i der radial gerich­ teten Senken des Abtriebselements 4 kleiner ist als der Radius R_a der inneren Spitzen 70 der Formfeder 7. Um die Reibwertunterschied nicht zu groß werden zu lassen, ist der in Fig. 2 eingetragene Winkel α, der die Tangente an die Oberfläche der lokalen, radialen Senken an der Berührung der inneren Spitzen 70 mit den lokalen, radial gerichteten Senken des Abtriebselements 4 bezeichnet, möglichst klein, vorzugsweise kleiner als 20°.

Weiterhin enthält das Abtriebselement 4 innerhalb der profilierten Fläche 40 mehrere - im vorliegenden Fall vier gleichmäßig über den Umfang verteilte - Ausnehmungen in Form von zylindrischen Sacklochbohrungen 43 sowie ein Abtriebs-Zahnrad 44, das mit einem entsprechenden Gegenzahn­ rad oder Zahnsegment der zu verstellenden Einrichtung kämmt.

Das Antriebselement 1 besteht aus Freischaltelementen 11, die klauenförmig ausgebildet sind und zwischen den Federbö­ gen der Formfeder 7 angeordnet sind. Weiterhin enthält das Antriebselement 1 Mitnehmer 12, die als zylindrische Stifte ausgebildet sind und mit Spiel in die Ausnehmungen 43 des Abtriebselements 4 eingreifen. Um die durch die Formfeder 7 bewirkte Verspannung zwischen dem Abtriebselement 4 und dem Gehäuse 10 beim Einleiten eines antriebsseitigen Drehmo­ ments aufzuheben, bevor der Formschluß zwischen dem Mitneh­ mer 12 und den Ausnehmungen 43 hergestellt wird, ist der Winkel ϕ₂ zwischen den Freischaltelementen 11 und den Fe­ derbögen der Formfeder 7 kleiner als der Winkel ϕ₁ zwischen dem Mitnehmer 12 und den Ausnehmungen 43.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Lastmomentsperre weist folgende Funktionen auf.

Die als wellenförmig geschlossener Ring nach Art eines Toleranzringes ausgebildete Formfeder 7 verspannt mit vorgegebener Vorspannkraft das Abtriebselement 4 und das Gehäuse 10, so daß eine permanente Haltekraft zwischen dem Gehäuse 10 und dem Abtriebselement wirksam ist.

Wird das Abtriebselement 4 mit einem Drehmoment beauf­ schlagt, beispielsweise durch Einwirkung der Schwerkraft auf eine Fensterscheibe oder bei einem geneigten und durch eine Person besetzten Fahrzeugsitz, so wird die Verspannung zwischen dem Abtriebselement 4 und dem Gehäuse 10 gestei­ gert, da die radial gerichteten Senken des Abtriebsele­ ments 4 auf die innenliegenden Spitzen 70 der Formfeder 7 einwirken und diese in Richtung auf das Gehäuse 10 drücken, so daß die Formfeder 7 aufgeweitet wird. Da das Reibmoment zwischen den innenliegenden Spitzen 70 der Formfeder 7 und der profilierten Fläche 40 des Abtriebselements 4 kleiner sein muß als das Reibmoment zwischen den äußeren Spitzen 71 der Formfeder 7 und dem Gehäuse 10, wird der Reibschluß zwi­ schen dem Gehäuse 10 und dem Abtriebselement 4 über die Formfeder 7 gesteigert und damit das abtriebsseitige Drehmo­ ment blockiert.

Bei antriebsseitiger Drehmomentbelastung drücken die klauen­ förmigen Freischaltelemente 11 des Antriebselements 1 gegen die Flanken 72 der Formfeder 7 und verbiegen diese seit­ lich, so daß die Spitzen 71, 70 der Formfeder 7 nach innen, das heißt in den Raum zwischen der profilierten Fläche 40 des Abtriebselements 4 und dem Gehäuse 10 gezogen werden. Damit wird der Reibschluß zwischen dem Gehäuse 10 und dem Abtriebselement 4 vermindert, so daß die Drehbewegung des Antriebselements 1 über die Formfeder 7 oder über die Antriebsnocken 12 und die Ausnehmungen 43 des Abtriebsele­ ments 4 auf das Abtriebselement 4 übertragen wird.

Damit der Freischalteffekt der Freischaltelemente 11 bei antriebsseitiger Drehmomentbelastung wirksam wird, muß zunächst eine Aufhebung der Verspannung zwischen dem Gehäu­ se 10 und dem Abtriebselement 4 erfolgen, bevor die Mitneh­ mer 12 formschlüssig an den Ausnehmungen 43 des Abtriebsele­ ments zur Anlage kommen und über diesen Formschluß die Drehbewegung des Antriebselements 1 auf das Abtriebsele­ ment 4 übertragen.

Bei antriebsseitiger Drehmomentbelastung in Richtung des abtriebsseitigen Drehmoments wird durch die Freischaltele­ mente 11 auf die Formfeder 7 ein Zusatzdrehmoment aufge­ bracht und/oder die Klemmwirkung der Formfeder 7 reduziert, so daß eine entsprechende Drehbewegung ermöglicht wird.

Bei antriebsseitiger Drehmomentbelastung gegen die Abtriebs­ richtung der Mitnehmer 12 befinden sich die Mitnehmer 12 in Eingriff mit den Ausnehmungen 43 des Abtriebselements 4 und die Freischaltelemente 11 in Eingriff mit der Formfeder 7, während bei antriebsseitiger Drehmomentbelastung in An­ triebsrichtung die Freischaltelemente 11 mit der Formfe­ der 7 in Eingriff stehen und das Abtriebselement 4 infolge der gleichgerichteten Drehmomentbelastung "elastisch" voreilt.

Zur Verdeutlichung des Funktionsprinzips der Erfindung sind in den Fig. 3 und 4 Ausschnitte der Fig. 2 bei gleichen und entgegengesetzt gerichteten Drehmomentbelastungen des Antriebs- und Abtriebsdrehmoments dargestellt.

Fig. 3 zeigt die Verhältnisse bei einem in die Richtung des antriebseitigen Drehmoments F_an weisenden abtriebseiti­ gen Drehmoment F_ab. Dementsprechend muß das Drehwinkelspiel ϕ₂ zwischen dem antriebseitigen Freischaltelement 11 und der Formfeder 7 kleiner als das Drehwinkelspiel ϕ₁ zwi­ schen den starren Mitnahmeelementen 12 und 43 des An- und Abtriebselements sein. Gemäß der gewählten konstruktiven Ausführung wird durch das Freischaltelement 11 ein Zusatz­ drehmoment auf die Formfeder 7 aufgebracht bis diese durchrutscht und das Abtriebselement 4 entsprechend seiner eigenen Vorbelastung weiterdrehen kann. (Vorzugsweise liegt der Kraftangriffspunkt möglichst nahe am Gehäuse, damit die von der Formfeder aufgebrachte Kraft möglichst vollständig zur Aufhebung der Verspannung der Formfeder genutzt werden kann.)

Den entgegengesetzten Fall zeigt Fig. 4. Hier ist das ab­ triebseitige Drehmoment F_ab gegen das antriebseitige Drehmo­ ment F_an gerichtet. Aufgrund dessen, daß das Drehwinkel­ spiel ϕ₂ zwischen dem antriebseitigen Freischaltelement 11 und der Formfeder 7 größer als das Drehwinkelspiel ϕ₁ zwi­ schen den starren Mitnahmeelementen 12 und 43 des An- und Abtriebselements ist, treffen zuerst die starren antriebsei­ tigen Mitnahmeelemente 12, 43 aufeinander, wobei die Klem­ mung zwischen Abtriebselement 4, Formfeder 7 und Gehäuse 10 zunächst aufgehoben und ggf. in Antriebsrichtung neu aufge­ baut wird, bis das Freischaltelement 11 nach Überwindung des Drehwinkels ϕ₂ auf die Formfeder 7 trifft.

Aus der vorstehend beschriebenen Funktionsdarstellung geht hervor, daß ohne Belastung, d. h. bei Momentenfreiheit beide Drehwinkel ϕ₁ und ϕ₂ gleich sind, d. h. ϕ₁ = ϕ₂.

Das in den Fig. 5 und 6 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt in Fig. 5 einen erfindungsgemäß gestalteten Teil einer beidseitig wirkende Verstellvorrichtung und in Fig. 6 einen vergrößerten Ausschnitt.

In diesem Ausführungsbeispiel ist die elastisch verformbare Formfeder wellenförmig geschlossen, kann aber auch aus mehreren segmentweise angeordneten Einzelfedern bestehen, wenn dies aus Herstellungs- oder Montagegründen vorteilhaft ist.

In einem Gehäuse 10, das beispielsweise mit dem Rahmen eines zu verstellenden Fahrzeugteils über mehrere Anschraub­ punkte verbunden werden kann, ist ein aus klauenförmigen Freischaltelementen 21 und klauenförmigen Mitnehmern 22 bestehendes Antriebselement 2, ein mit Ausnehmungen 52 und einer profilierten Oberfläche 50, 51 versehenes Abtriebsele­ ment 5 und die Formfeder 8 angeordnet.

Die der Formfeder 8 zugewandte Oberfläche des Abtriebsele­ ments 5 besteht aus einem äußeren Keilring 50 und einem inneren Keilring 51, die so geformt sind, daß sich die Schenkel der Formfeder 8 beim Verspannen nahezu senkrecht zum zylindrischen Gehäuse 10 stellen, während zum Lösen der Verspannung durch Aufbringen eines antriebsseitigen Drehmo­ ments die Freischaltelemente 21 des Antriebselements 2 die Federbögen der Formfeder 8 aus den einzelnen Keilen des inneren und äußeren Keilrings 50, 51 des Abtriebselements 5 herausziehen.

Der äußere Keilring 50 des Abtriebselements 5 weist an sternförmigen Schenkeln angeordnete keilförmige Nocken 53, 54, 55 auf, die aus einer mittigen Mulde oder Vertiefung 53 und seitlichen Erhebungen 54, 55 bestehen. An diesen keil­ förmigen Nocken liegt ein erster bogenförmiger Abschnitt 81 der Formfeder 8 an, der in bogenförmige Abschnitte 82, 83 übergeht, die am Gehäuse 10 anliegen.

Der innere Keilring 51 des Abtriebselements 5 weist konvexe Abschnitte zwischen den einzelnen sternförmigen Schenkeln des Abtriebselements 5 auf, wobei benachbart zu den stern­ förmigen Schenkeln des Abtriebselements 5 Federbögen 80 der Formfeder 8 am inneren Keilring 51 anliegen. Zwischen den Federbögen 80 ist ein weiterer Federbogen 84 mit seitlichen Schenkeln 85, 86 vorgesehen, der am Gehäuse 10 anliegt und die Freischaltelemente 21 umgibt.

Wie insbesondere die vergrößerte Darstellung der Lastmoment­ sperre in Fig. 6 zeigt, ist der Winkel ϕ₂ zwischen den An­ lageflächen der Freischaltelemente 21 und den benachbarten Schenkeln 85, 86 der Federbögen 84 der Formfeder 8 in Winkelgraden gemessen kleiner als der Winkel ϕ₁ zwischen den Mitnehmern 22 des Antriebselements 2 und den Rändern der Ausnehmungen 52 des Abtriebselements 5. Dadurch ist ge­ währleistet, daß bei einem antriebsseitigen Drehmoment zunächst die Verspannung zwischen dem Abtriebselement 5 und dem Gehäuse 10 durch Herausziehen der Federbögen der Formfe­ der 8 aus dem inneren und äußeren Keilring 50, 51 des Abtriebselements 5 gelöst und damit die Übertragung eines antriebsseitigen Drehmoments auf das Abtriebselement 5 ermöglicht wird, bevor die Mitnehmer 22 formschlüssig an den Ausnehmungen 52 des Abtriebselements anliegen und dieses in Richtung des ausgeübten Drehmoments mitnehmen.

Claims (13)

1. Beidseitig wirkende Verstellvorrichtung zur Erzeugung einer Drehbewegung mit einem durch Betätigen eines An­ triebselements winkelverstellbaren Abtriebselement und mit einer Lastmomentsperre, die ein abtriebsseitiges Drehmoment blockiert und ein antriebsseitiges Drehmoment zum Abtriebselement überträgt und ein Gehäuse aufweist, insbesondere für Fensterheber oder Fahrzeugsitze, gekennzeichnet durch eine das Gehäuse (10) und das Abtriebselement (4, 5) reibschlüssig miteinander verspannende Formfeder (7, 8) mit mindestens einem wellenförmigen Abschnitt (70-73; 80-86), deren Reibschluß zwischen dem Gehäuse (10) und dem Abtriebselement (4, 5) bei abtriebsseitiger Drehmo­ mentbelastung verstärkt und bei antriebsseitiger Drehmo­ mentbelastung vermindert wird.

2. Verstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß sich die Formfeder (7, 8) an einer gehäuseseiti­ gen inneren, rotationssymmetrischen Stützfläche des Gehäuses (10) und einer abtriebsseitigen, profilierten Stützfläche (40; 50, 51) abstützt.

3. Verstellvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Formfeder aus einem wellenförmig geschlossenen Ring (7) besteht.

4. Verstellvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Formfeder aus mehreren segment­ weise angeordneten Federn (8) besteht.

5. Verstellvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die segmentweise angeordneten Federn (8) ring­ förmig geschlossen sind.

6. Verstellvorrichtung nach mindestens einem der vorangehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Reibmo­ ment zwischen dem Gehäuse (10) und der Formfeder (7, 8) größer ist als das Reibmoment zwischen dem Abtriebsele­ ment (4, 5) und der Formfeder (7, 8).

7. Verstellvorrichtung nach mindestens einem der vorangehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Formfeder (7, 8) an keilförmigen Flächen des Gehäuses (10) derart abgestützt ist, daß die Reibkraft dort verstärkt ist.

8. Verstellvorrichtung nach mindestens einem der vorangehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Abtriebs­ element (4, 5) eine konzentrisch innerhalb des Gehäuses (10) angeordnete, profilierte Fläche (40; 50, 51) mit lokalen, radial gerichteten Senken zur Abstützung der Formfeder (7, 8) aufweist, und daß das Antriebselement (1, 2) aus einem zwischen dem Abtriebselement (4, 5) und dem Gehäuse (10) angeordneten, mit der Formfeder (7, 8) in Eingriff bringbaren Freischaltelement (11; 21) und einem formschlüssig mit dem Abtriebselement (4, 5) ver­ bindbaren Mitnehmer (12; 22) besteht, wobei

• a) bei antriebsseitiger Drehmomentbelastung gegen die Abtriebsrichtung der Mitnehmer (12; 22) sich mit dem Abtriebselement (4, 5) und das Freischaltelement (11; 21) mit der Formfeder (7, 8) in Eingriff befindet, und
• b) bei antriebsseitiger Drehmomentbelastung in Abtriebs­ richtung das Freischaltelement (11; 21) mit der Formfeder (7, 8) in Eingriff steht, so daß das Ab­ triebselement (4, 5) elastisch voreilt.

9. Verstellvorrichtung nach mindestens einem der vorangehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmer (12; 22) aus in Ausnehmungen des Abtriebselements (4, 5) eingreifenden Antriebsnocken, -stiften oder -klauen besteht.

10. Verstellvorrichtung nach mindestens einem der vorange­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ab­ triebselement (4, 5) eine äußere, wellenförmige Zylin­ derfläche (40), an deren Bereiche des inneren Radius (41) innenliegende Bogenelemente (70) der Formfeder (7) anliegen, und mehrere Bohrungen (43) aufweist, in die als Antriebsnocken oder -stifte (12) ausgebildete Mitnehmer des Antriebselements (1) mit Spiel eingrei­ fen, und daß zwischen dem Gehäuse (10) und der Formfe­ der (7) Freischaltelemente (11) des Antriebselements (1) derart zwischen benachbarten Flanken (72, 73) der Formfeder (7) anliegen, daß beim Einleiten eines an­ triebsseitigen Drehmoments die am Gehäuse (10) und am Abtriebselement (4) anliegenden Bereiche (70, 71) der Formfeder (7) in den Raum zwischen dem Gehäuse (10) und dem Abtriebselement (4) gezogen werden und die Mitneh­ mer (12) des Antriebselements (1) an den Bohrungen (43) des Abtriebselements (4) zur Anlage kommen.

11. Verstellvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Freischaltelemente (11) des Antriebs­ elements (1) zwischen den aneinandergrenzenden Flanken (72, 73) eines ringförmig geschlossenen, wellenförmig zwischen dem Gehäuse (10) und dem Abtriebselement (4) verlaufenden Federsterns (7) und dem Gehäuse (10) ange­ ordnet sind.

12. Verstellvorrichtung nach mindestens einem der vorange­ henden Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Abtriebselement (5) einen inneren und äußeren Keilring (50, 51) als profilierte Zylinderfläche sowie innerhalb des inneren Keilrings (51) liegende Ausnehmun­ gen (52) aufweist, innerhalb der Mitnehmer (22) des An­ triebselements (2) mit Spiel angeordnet sind, daß an dem inneren und äußeren Keilring (50, 51) bogenförmige Abschnitte (80, 81) der Formfeder (8) derart anliegen, daß die Formfeder (8) beim Einleiten eines abtriebssei­ tigen Drehmoments aufgeweitet wird, und daß Freischalt­ elemente (21) des Antriebselements (2) so zwischen den Flanken (85, 86) von am Gehäuse (10) anliegenden bogen­ förmigen Abschnitten (84) der Formfeder (8) angeordnet sind, daß beim Einleiten eines antriebsseitigen Drehmo­ ments die am Gehäuse (10) und am Abtriebselement (5) an­ liegenden Bereiche (80, 81, 83) der Formfeder (8) in den Raum zwischen dem Gehäuse (10) und dem Abtriebsele­ ment (5) gezogen werden und die Mitnehmer (22) des An­ triebselements (2) an den Ausnehmungen (52) des Abtrieb­ selements (5) zur Anlage kommen.

13. Verstellvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der innere Keilring (51) aus von der zy­ lindrischen Grundfläche des Abtriebselements (5) abwei­ chenden konvexen Bögen besteht, die an den äußeren Keilring (50) bildende keilförmige Nocken (53, 54, 55) angrenzen, deren dem Gehäuse (10) benachbarte Flächen Vertiefungen (53) aufweisen, daß die bogenförmigen Abschnitte (80, 81, 82, 83) der Formfeder (8) in den Vertiefungen (53) an den den inneren Keilring (51) bil­ denden konvexen Bögen des Abtriebselements (5) und am Gehäuse (10) anliegen und daß Freischaltelemente (21) des Antriebselements (2) zwischen den am Gehäuse (10) anliegenden bogenförmigen Abschnitten (84) der Formfe­ der (8) und den den inneren Keilring bildenden konvexen Bögen (51) des Abtriebselements (5) angeordnet sind.