DE202011050521U1

DE202011050521U1 - Sitzversteller mit Schwinge

Info

Publication number: DE202011050521U1
Application number: DE202011050521U
Authority: DE
Original assignee: Rollax GmbH and Co KG
Current assignee: Rollax GmbH and Co KG
Priority date: 2011-06-21
Filing date: 2011-06-21
Publication date: 2012-10-01
Anticipated expiration: 2021-06-22
Also published as: US20140125109A1; WO2012175371A1; DE112012002590A5; JP2014522948A; BR112013033243A2; CN103826912A

Abstract

Sitzversteller mit einer um eine Achse (A) schwenkbaren Schwinge (12; 12') und einem Ritzel (14), das mit einem auf die Achse (A) zentrierten Zahnsegment (16) der Schwinge (12; 12') kämmt, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwinge (12; 12') durch ein Paket aus mindestens drei übereinander gestapelten und fest zusammengehaltenen Lamellen (18; 18a; 18b) gebildet wird.

Description

Die Erfindung betrifft einen Sitzversteller mit einer um eine Achse schwenkbaren Schwinge und einem Ritzel, das mit einem auf die Achse zentrierten Zahnsegment der Schwinge kämmt.
Solche Sitzversteller werden z. B. in Kraftfahrzeugen zur Verstellung der Neigung der Rückenlehne oder zur Verstellung der Sitzhöhe eingesetzt. Beispielsweise ist bei einem Sitzhöhenversteller die Schwinge schwenkbar an einem Rahmen des Sitzes gehalten, während ein freies Ende der Schwinge gelenkig mit einem karosseriefesten Bauteil verbunden ist. Das Ritzel wird durch einen Elektromotor oder über einen Hebel von Hand angetrieben und treibt seinerseits über das Zahnsegment die Schwinge zu einer Schwenkbewegung an, so dass sich die Lage des Sitzrahmens relativ zu dem karosseriefesten Bauteil ändert. Wenn die gewünschte Sitzposition erreicht ist, wird das Ritzel beispielsweise durch eine Freilaufbremse in der erreichten Position blockiert, so dass auch die Schwinge und der Sitzrahmen in der gewünschten Position arretiert werden.
Aus US 4 633 556 A sind Zahnräder und Nocken bekannt, die jeweils durch ein Paket übereinander gestapelter Lamellen gebildet werden, die sich einfach aus verhältnismäßig dünnen Blechen ausstanzen lassen. Zur Minimierung des Verschnitts werden dabei die Nocken aus der Fläche des Zahnrads ausgestanzt, so dass entsprechend geformte Öffnungen im Zahnrad zurückbleiben.
Bei Sitzverstellern für Kraftfahrzeuge muss die Schwinge eine sehr hohe mechanische Stabilität und Bruchfestigkeit aufweisen, damit bei einem Unfall die Sicherheit des auf dem Sitz angeschnallten Fahrzeuginsassen gewährleistet werden kann.
Bei bekannten Sitzverstellern der eingangs genannten Art wird deshalb die Schwinge aus einem verhältnismäßig dickem Blech ausgestanzt.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Sitzversteller mit erhöhter Bruchsicherheit zu schaffen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Schwinge durch ein Paket aus mindestens drei übereinander gestapelten und fest zusammengehaltenen Lamellen gebildet wird.
Wenn es bei einem Aufprall des Kraftfahrzeugs durch die auf den Sitz einwirkenden Trägheitskräfte zu einem Bruch der Schwinge kommt, so geht dieser Bruch typischerweise von einem feinen Riss aus, der sich an der am höchsten belasteten Stelle der Schwinge bildet und sich dann ungehindert in der gesamten Schwinge ausbreitet. Bei dem erfindungsgemäßen Sitzversteller bleibt die Ausbreitung des Risses hingegen auf die betroffene Lamelle beschränkt, während die übrigen Lamellen zunächst intakt bleiben und, da alle Lamellen fest zusammengehalten werden, die Ausbreitung des Risses in der betroffenen Lamelle hemmen. Auf diese Weise kann eine beträchtliche Aufprallenergie aufgezehrt werden, ohne dass es zu einem völligen Versagen der Schwinge kommt und der Fahrzeugssitz aus seiner Verankerung gerissen wird.
Da außerdem die Dicke des in einem einzelnen Stanzvorgang zu stanzenden Bleches nur der Dicke einer einzelnen Lamelle entspricht, können bei gegebener Presskraft der Stanzpresse härtere Bleche verwendet werden, so dass die mechanische Stabilität der Schwinge weiter erhöht werden kann oder die Gesamtdicke und damit das Gewicht der Schwinge ohne Stabilitätseinbußen verringert werden kann.
Überraschenderweise führt die Herstellung der Schwinge aus mehreren einzeln ausgestanzten Lamellen auch nicht zu einer Zunahme des insgesamt auftretenden Verschnitts, sondern im Gegenteil zu einer Abnahme des prozentualen Verschnittanteils. Das liegt im wesentlichen daran, dass aufgrund der geringeren Schnittkräfte die Fläche der Einspannzone verkleinert werden kann, die die auszustanzende Lamelle umgibt und mit der der Rohling während des Stanzvorgangs fest im Stanzwerkzeug gehalten wird.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform werden in einer einzelnen Schwinge mehrere unterschiedlich geformte Lamellen miteinander kombiniert. Damit lässt sich erreichen, dass die Schwinge nur in den am stärksten belasteten Zonen aus der vollen Anzahl der Lamellen gebildet wird, während weniger belastete Zonen nur durch eine geringere Anzahl von Lamellen gebildet werden können, so dass sich eine Material- und Gewichtsersparnis ergibt.
Ebenso kann es vorteilhaft sein, Lamellen mit unterschiedlicher Dicke und/oder Lamellen aus unterschiedlichen Blechqualitäten zu kombinieren. Beispielsweise kann durch eine Kombination aus härteren Blechen mit weicheren und duktileren Blechen die Härte der Schwinge insgesamt gesteigert werden, während die Sprödigkeit in akzeptablen Grenzen gehalten wird.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht einer Schwinge und eines Ritzels eines Sitzverstellers gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
2 einen Schnitt längs der Linie II-II in 1;
3 eine Prinzipskizze des Sitzverstellers mit der Schwinge und dem Ritzel nach 1;
4 eine Skizze des Sitzhöhenverstellers nach 3 in einer anderen Einstellposition;
5 ein Beispiel für eine Anordnung von Stanzpositionen in einem durch einen endlosen Blechstreifen gebildeten Rohling, aus dem Lamellen für die Schwinge ausgestanzt werden;
6a–d Illustrationen zur Veranschaulichung eines Stanzprozesses;
7 eine perspektivische Ansicht einer Schwinge eines Sitzverstellers gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel;
8 einen Schnitt längs der Linie VIII-VIII in 7;
9 einen schematischen Grundriss der Schwinge nach 7; und
10 und 11 perspektivische Detailansichten von Sitzverstellern gemäß weiteren Ausführungsbeispielen.
In 1 sind als wesentliche Teile eines Sitzverstellers 10 eine Schwinge 12 und ein Ritzel 14 gezeigt, das mit einem Zahnsegment 16 der Schwinge 12 kämmt.
Die Schwinge 12 wird durch ein Paket aus mehreren – im gezeigten Beispiel fünf – übereinander gestapelten Lamellen 18 gebildet, die in diesem Beispiel alle dieselbe Grundrissform haben. Die Schwinge 12 weist eine annähernd kreisförmige, jedoch mit einem gewellten Rand versehene Öffnung 20 auf, mit der sich die Schwinge drehfest auf eine Welle 22 (3) aufkeilen lässt. So definiert die Öffnung 20 eine Achse A, um welche die Schwinge 12 schwenkbar ist. Das Zahnsegment 16 bildet einen Kreisbogen, der auf die Achse A zentriert ist. Weiterhin weist die Schlinge 12 eine kreisbogenförmige Ausnehmung 24 auf, die ebenfalls auf die Achse A zentriert ist und beispielsweise von einem nicht gezeigten Anschlag durchgriffen wird, der den Schwenkbereich der Schwinge 12 begrenzt. An einem Ende des Zahnsegments 16 bildet die Schwinge 12 einen Fortsatz 26, der radial über das Zahnsegment 16 hinaus vorspringt und in dem eine Gelenköffnung 28 gebildet ist.
Im gezeigten Beispiel ist auch das Ritzel 14 aus mehreren übereinander gestapelten Lamellen aufgebaut, was jedoch für das Verständnis der Erfindung nicht weiter wesentlich ist.
Die einzelnen Lamellen 18 der Schwinge 12 sind an mehreren über die Fläche der Schwinge verteilten Befestigungspunkten 30 formschlüssig miteinander verstemmt. 2 zeigt einen Schnitt durch zwei dieser Befestigungspunkte 30 im Bereich des Fortsatzes 26. An jedem der Befestigungspunkte 30 weist jede der Lamellen 18 auf einer Seite eine eingeprägte Vertiefung und auf der gegenüberliegenden Seite eine entsprechend ausgeprägte Erhebung 32 auf, die im Presssitz in die Vertiefung der nächsttieferen Lamelle eingreift. Auf diese Weise werden die Lamellen zu einem Paket zusammengehalten.
Der Aufbau und die Wirkungsweise des Sitzverstellers 10 sollen nun anhand der 3 und 4 näher erläutert werden.
In 3 sind ein Ende eines Sitzrahmens 34 und ein entsprechendes Ende eines karosseriefesten Bauteils 36 eines Kraftfahrzeugs gezeigt. Die Schwinge 12 sitzt drehfest auf der bereits erwähnten Welle 22, die drehbar in zwei Schenkeln des Sitzrahmens 34 gelagert ist (in 3 und 4 ist jeweils nur einer dieser Schenkel sichtbar). Der Fortsatz 26 der Schwinge ist gelenkig mit dem karosseriefesten Bauteil 36 verbunden. Die beiden anderen, in 3 nicht gezeigten Enden des Sitzrahmens 34 und des Bauteils 36 sind durch einen Lenker verbunden, der in seinem Aufbau und seiner Anordnung der Schwinge 12 ähnelt, jedoch kein Zahnsegment aufweist. Die Schwinge 12 und der erwähnte Lenker bilden somit eine Parallelogrammgestänge, das eine Bewegung des Sitzrahmens 34 relativ zu dem Bauteil 36 erlaubt, wie in 4 dargestellt ist.
Das Ritzel 34 ist drehbar an dem Sitzrahmen 34 gelagert und wird durch einen nicht gezeigten Antrieb, beispielsweise einen Elektromotor oder ein Getriebe mit Handbetätigungshebel angetrieben. Da das Ritzel 14 mit dem Zahnsegment 14 kämmt, wird bei einer Drehung des Ritzels die Schwinge 12 um die durch die Welle 22 definierte Achse A verschwenkt und somit der Sitzrahmen 34 in seiner Höhe relativ zu dem Bauteil 36 verstellt. Im Antriebszug für das Ritzel 14 ist eine Freilaufbremse vorgesehen, die dafür sorgt, dass das Ritzel 14, wenn es nicht angetrieben ist, selbsthemmend in der jeweils erreichten Position blockiert wird und somit auch die Schwinge 12 in der erreichten Winkelposition hält.
5 illustriert, wie die Lamellen 18 für mehrere Schwingen 12 platzsparend aus einem Rohling 38 ausgestanzt werden können, der als endloser Blechstreifen einer Stanzpresse zugeführt wird. Im gezeigten Beispiel sind die Stanzpositionen so gewählt, dass sich jeweils die Zahnsegmente zweier Schwingen in den Rohling in geringem Abstand gegenüber liegen.
Der Stanzprozess ist in 6a–6d illustriert.
6a zeigt die Grundrisse zweier Lamellen 18, die sich mit ihren Zahnsegmenten in der oben beschriebenen Weise gegenüber liegen.
6b zeigt die wesentlichen Teile einer Stanzpresse 40 in einer Schnittdarstellung entsprechend der Linie B-B in 6a. Die Stanzvorrichtung weist eine Matrize 42 und einen dazu komplementären Schneidstempel 44 auf, der entsprechende Öffnungen eines Spannwerkzeugs 46 durchgreift. In 6b liegt ein frisch zugeführter Abschnitt des Rohlings 38 auf der Matrize 42, während der Schneidstempel 44 und das Spannwerkzeug 46 angehoben sind.
In 6c ist das Spannwerkzeug 46 abgesenkt worden, so dass der Rohling 38 fest zwischen der Matrize 42 und dem Spannwerkzeug 46 eingespannt wird. Wesentlich ist dabei, dass der Rohling längs aller Schnittlinien, die die Lamelle 18 und deren Öffnungen begrenzen, auf einer hinreichenden Breite eingespannt wird, die sicherstellt, dass das Blech durch die beim Stanzen auftretenden Schnittkräfte nicht verzogen, sondern sauber abgeschert wird. Das gilt insbesondere auch für den Steg, der die beiden Zahnsegmente 16 der Lamellen 18 (6a) voneinander trennt, da hier aufgrund der Zahnkonturen besonders hohe Schnittkräfte pro Flächeneinheit auftreten.
6d zeigt den Zustand nach dem Stanzschritt. Der Schneidstempel 44 ist abgesenkt worden, so dass seine schneidenden Vorsprünge durch die Öffnungen der Matrize 42 hindurchgetreten sind. Dementsprechend werden zwei ausgestanzte Lamellen 18 nach unten ausgeworfen, während der Rest des Rohlings 38 als Verschnitt in der Stanzvorrichtung zurückbleibt und später beim Weitertransport des Rohlings abtransportiert wird.
Da der Rohling 38 nur die Dicke einer einzelnen Lamelle 18 zu haben braucht, sind bei dem oben beschriebenen Stanzprozess die Schnittkräfte verhältnismäßig gering. Das erlaubt es zum einen, für den Rohling 18 eine Blechgüte zu verwenden, die eine besonders hohe Härte und/oder Zähigkeit aufweist, so dass bei gleicher Gesamtdicke eine höhere Festigkeit der Schwinge 12 erreicht wird. Zum anderen können aufgrund der geringeren Blechdicke die Flächen, in denen der Rohling 38 außerhalb der auszustanzenden Lamellen 18 zwischen der Matrize 42 und dem Spannwerkzeug 46 eingespannt werden muss, relativ klein gehalten werden. Würde man die gesamte Schwinge 12 aus einem einzigen Blech mit fünffacher Dicke ausstanzen, so würden die Schnittkräfte insbesondere im Bereich der Zahnsegmente 16 so hoch, dass hier zwischen den beiden Zahnsegmenten ein wesentlich größerer Abstand eingehalten werden müsste, damit die Stege der Matrize 42 und des Spannwerkzeugs 46, die das Blech zwischen den beiden Zahnsegmenten 16 festhalten, eine ausreichende Stabilität haben können und das Blech so fest einspannen, dass es nicht zu einer Fließverformung, sondern zu einem sauberen Abscheren des Bleches kommt. In dem Fall müssten die Abstände zwischen den einzelnen Stanzpositionen deutlich vergrößert werden, so dass auch die Gesamtmasse des insgesamt anfallenden Verschnitts im Verhältnis zur Masse der hergestellten Schwingen deutlich größer wäre.
7 bis 9 zeigen einen Sitzversteller 10' gemäß einem abgewandelten Ausführungsbeispiel. Dieser Sitzversteller weist anstelle der Schwinge 12 eine Schwinge 12' auf, die zwar ebenfalls durch ein Paket aus fünf Lamellen 18a, 18b gebildet wird, doch haben die Lamellen hier nicht alle denselben Grundriss. Nur die Lamellen 18a erstrecken sich über den gesamten Grundriss der Schwinge 12', während dazwischen Lamellen 18b eingefügt sind, die sich nur über einen Teil dieses Grundrisses erstrecken und insbesondere den Bereich des Fortsatzes 26 sowie die Umgebung der Öffnung 20 aussparen. Dies ist am deutlichsten in 9 zu erkennen, wo der Grundriss der Lamellen 18b schraffiert dargestellt ist. Durch die Kombination der Lamellen 18a und 18b wird eine Material- und Gewichtsersparnis erreicht, ohne dass die mechanische Belastbarkeit der Schwinge 12' darunter leidet. In den Bereichen, in denen besonders hohe Kräfte auf die Schwinge wirken, insbesondere im Bereich des Zahnsegments 16, ist sie durch Überlagerung von fünf Lamellen 18a, 18b verstärkt. Am gewellten Rand der Öffnung 20 verteilen sich dagegen bei gleichem Drehmoment die Kräfte auf den gesamten Umfang der Welle 22 (3), so dass hier mit den drei Lamellen 18a eine ausreichende Stabilität erreicht wird. Die Lamellen 18b bilden hier lediglich schmale Randstreifen am äußeren Umfangsrand der Schwinge, die als Abstandshalter zwischen den Lamellen 18a wirken und das Paket stabilisieren.
Auch in der Gelenköffnung 28 in dem Fortsatz 26 treten bei gegebenem Drehmoment nur relativ geringe Kräfte auf, da sich die Kräfte auf eine größere Fläche am Umfang der Gelenköffnung 28 verteilen und außerdem die Kraft aufgrund des längeren Hebelarms vermindert ist.
An den Verbindungsstellen 30 werden die Lamellen 18a und 18b in diesem Beispiel mit Hilfe von durchgesteckten Stiften 48 zusammengehalten, wie in 8 gezeigt ist. Dort, wo nur die Lamellen 18a vorhanden sind, wie etwa im Bereich des Fortsatzes 26, können die Lamellen 18a durch auf die Stifte 48 aufgeschobene Distanzringe 50 auf Abstand gehalten werden. Die Stifte 48 können im Presssitz in den zugehörigen Öffnungen der Lamellen gehalten sein, so dass sie das gesamte Lamellenpaket zusammenhalten.
10 zeigt eine Schwinge 10'', bei der das Paket der Lamellen 18 auf beiden Seiten durch anders geformte Lamellen 18c abgeschlossen wird, die sich im Bereich des Zahnsegments 16 in die Zahnlücken hinein erstrecken und so dem Ritzel 14 axiale Führung geben.
11 illustriert die Umkehrung dieses Prinzips. Eine Schwinge 10''' weist eine auf beiden Seiten von "normalen" Lamellen 18 flankierte Lamelle 18d auf, bei der im Bereich des Zahnsegments 16 die Zähne ausgespart sind. Das Ritzel 14 wird durch ein Paket von Lamellen 14a, 14b gebildet. Mindestens eine Lamelle 14b erstreckt sich in die Zahnlücken des Ritzels hinein und greift zwischen die Lamellen 18 der Schwinge 10''', um dem Ritzel 14 axiale Führung geben.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 4633556 A [0003]

Claims

Sitzversteller mit einer um eine Achse (A) schwenkbaren Schwinge (12; 12') und einem Ritzel (14), das mit einem auf die Achse (A) zentrierten Zahnsegment (16) der Schwinge (12; 12') kämmt, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwinge (12; 12') durch ein Paket aus mindestens drei übereinander gestapelten und fest zusammengehaltenen Lamellen (18; 18a; 18b) gebildet wird.
Sitzversteller nach Anspruch 1, bei dem mindestens eine (18b) der Lamellen (18a, 18b) nur einen Teil der Grundfläche der Schwinge (12') einnimmt.
Sitzversteller nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Zahnsegment (16) durch Lamellen (18) mit einer ersten Grundrissform gebildet wird und mindestens eine weitere Lamelle (18c) eine zweite Grundrissform hat und sich im Bereich des Zahnsegments (16) über die Lamellen (18) mit der ersten Grundrissform hinaus erstreckt und dem Ritzel (14) axiale Führung gibt.
Sitzversteller nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Zahnsegment (16) durch Lamellen (18) mit einer ersten Grundrissform gebildet wird und mindestens eine weitere Lamelle (18d) eine zweite Grundrissform hat und im Bereich des Zahnsegments (16) gegenüber den Lamellen (18) mit der ersten Grundrissform zurück tritt, und bei dem das Ritzel (14) durch ein Paket aus Lamellen (14a, 14b) gebildet wird, von denen mindestens eine (14b) dem Ritzel (14) dadurch axiale Führung gibt, dass sie in den Raum eingreift, der von der zurücktretenden Lamelle (18d) der Schwinge frei gelassen wird.
Sitzversteller nach Anspruch einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Lamellen (18) zueinander komplementäre Vertiefungen und Erhebungen (32) zur formschlüssigen Verriegelung der Lamellen aufweisen.
Sitzversteller nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Lamellen (18a, 18b) mittels durchgesteckter Stifte (48) formschlüssig verriegelt sind.
Sitzversteller nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem in der Schwinge (12; 12') Lamellen (18; 18a; 18b) unterschiedlicher Dicke und/oder unterschiedlicher Blechgüte miteinander kombiniert sind.