DE29801025U1 - Verstellvorrichtung für Fahrzeugsitze mit einem Verzahnungsteil und einem Antriebs- oder Abtriebsteil - Google Patents

Description

Anmelder: C. Rob. Hammerstein GmbH & Co. KG, Merscheiderstraße 167 in 42699 Solingen

Bezeichnung: Verstellvorrichtung für Fahrzeugsitze mit einem Verzahnungsteil und einem Antriebs- oder Abtriebsteil

Die Erfindung bezieht sich auf eine Verstellvorrichtung für Fahrzeugsitze mit einem Verzahnungsteil, das mit einem verzahnten Antriebs- oder Abtriebsteil in Eingriff ist und das eine Einrichtung zum Spielausgleich des Spieles zwischen dem Verzahnungsteil und dem Antriebs- oder Abtriebteil aufweist.

Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Vorrichtungen und Verfahren bekannt, um miteinander kämmende Verzahnungsteile so auszubilden und anzuordnen, dass der Zahneingriff zwischen ihnen im wesentlichen spielfrei ist. Derart spielfrei ausgebildete ^Verstellvorrichtungen sind für die Relativbewegung zwischen zwei zu verstellenden Teilen eines Fahrzeugsitzes vorteilhaft, weil unerwünschtes Spiel praktisch ausgeschlossen und dadurch verursachte Geräusche während der Fahrt, beispielsweise Klappern, oder mechanische Bewegungen, also beispielsweise Zittern, eines Teilstücks, weitgehend ausgeschlossen werden. Eine Spielfreiheit der beiden mittels einer Verstellvorrichtung gegeneinander zu verstellenden Teile eines Fahrzeugsitzes ist insbesondere dann von großer Wichtigkeit, wenn der Weg relativ lang ist zwischen der Verstellvorrichtung und dem Ort, an dem eine Kraft angreifen kann. Dies ist beispielsweise der Fall bei Verstellvorrichtungen für die Neigungsverstellung von Rückenlehnen. Hier ist die Rückenlehne ein relativ langer Hebelarm, schon ein kleines Spiel im Gelenk der Verstellvorrichtung macht sich über die Länge des Hebelarms am oberen Ende der Lehne stark bemerkbar.

Die Spielausgleichsmöglichkeiten für Verstellvorrichtungen der hier in Rede stehenden Art ermöglichen einen Spielausgleich über den gesamten Verstellweg, den die beiden zu verstellenden Teile relativ zueinander zu-

rücklegen können. Nun hat jedoch ein Spielausgleich den Nachteil, dass die Betätigungskräfte für die Verstellvorrichtung zugleich auch auf den Spielausgleich einwirken müssen, also im allgemeinen diesen zumindest teilweise mitbewegen oder mitüberwinden müssen. Die Verstellkräfte sind daher höher als bei Verstellvorrichtungen ohne Spielausgleich. Insbesondere bei manuellen Verstellvorrichtungen ist hierin ein gewisser Nachteil zu sehen, werden- doch höhere Betätigungskräfte erforderlich.

Hier setzt nun die Erfindung ein. Sie hat es sich zur Aufgabe gemacht, die Verstellvorrichtung der eingangs genannten Art mit Spielausgleich dahingehend weiter zu entwickeln, dass innerhalb des vorgesehenen Verstellweges, den die Verstellvorrichtung anbietet, ein Spielausgleich nur da vorgesehen ist, wo er wirklich gebraucht wird und die wesentlich leichtere Verstellbarkeit praktisch ohne Spielausgleich da vorgesehen wird, wo sich die beiden mittels der Verstellvorrichtung gegeneinander zu verstellenden Teile nicht in der Gebrauchsposition befinden. Innerhalb des gesamten Verstellbereichs der beiden zu verstellenden Teile gegeneinander wird also demjenigen Anteil des Verstellbereichs, der üblicherweise nicht dauerhaft eingestellt, sondern nur beim Verändern der Lage der beiden Teile gegeneinander durchfahren wird, kein vollständiger Spielausgleich zugeordnet. Die entsprechende Verstellbewegung erfolgt damit relativ leicht. Für den sonstigen Anteil des Verstellweges, der den üblicherweise von einem Nutzer gewählten Positionen der beiden Teile gegeneinander entspricht, wird dagegen ein Spielausgleich vorgesehen.

Insgesamt hat dies zur Folge, dass der Spielausgleich relativ einfach ausgeführt werden kann und insbesondere die Krafteinleitung in das Ausgleichsteil vereinfacht wird. Bei einer Einrichtung für Spielausgleich muß ein Ausgleichsteil irgendeine Relativbewegung durchführen, die geeignet ist, normalerweise vorhandenes Spiel auszugleichen. Sie muß daneben aber auch so mechanisch sicher mit dem Hauptteil verbunden sein, dass auch über sie Kräfte eingeleitet werden können, ohne dass der Spielausgleich zunächst verlorengeht, bevor eine Übertragung von Kräften überhaupt möglich ist.

Durch die erfindungsgemäße Verbindung von Hauptteil und Ausgleichsteil über eine Schwenkachse (als erster Verbindungsteil) wird eine mechanisch definierte und auch kräftemäßig bei geeigneter Dimensionierung hochbel-

astbarer erster Verbindung zwischen Hauptteil und Ausgleichsteil geschaffen. Der Freiheitsgrad der beiden Teile gegeneinander beschränkt sich aufgrund der Verbindung über die Schwenkachse auf eine.Kreisbewegung. Diese wird nun auf einen kleinen Kreisbogenbereich eingegrenzt durch das elastische Mittel, das als zweites Verbindungsteil zwischen Hauptteil und Ausgleichsteil angeordnet ist.

In Nähe des elastischen Mittels ist eine größere Relativbewegung der Zähne von Hauptteil und Ausgleichsteil gegeneinander möglich als in Nähe der Schwenkachse. In Nähe der Schwenkachse ist dagegen praktisch keine Ausgleichsbewegung der beiden Zähne gegeneinander möglich. Auf diese Weise kann durch geschickte Anordnung von Schwenkachse und elastischem Mittel der Gesamtverstellbereich der Verstellvorrichtung so aufgeteilt werden, dass mindestens ein Verstellbereich mit Spielausgleich und mindestens ein Verstellbereich mit weniger Spielausgleich vorliegt. Diese unterschiedlichen Verstellbereiche werden so verwendet, dass der Bereich mit Spielfreiheit der normalen Einstellung entspricht, während der Bereich mit nicht vollständiger, also geringerer Spielfreiheit im wesentlichen bei Verstellbewegungen nur durchfahren wird, jedenfalls keine stationäre Einstellung beinhalten sollte.

Zwischen Hauptteil und Ausgleichsteil ist eine und nur eine Schwenkachse vorgesehen, zwischen beiden ist mindestens ein elastisches Mittel, beispielsweise auch zwei, drei oder mehr elastische Mittel, und insbesondere in Form von Spannstiften, vorgesehen. In einer bevorzugten Weiterbildung springt vom Hauptteil mindestens ein Schubnocken in die Ebene des Ausgleichsteil vor und hat das Ausgleichsteil für die Aufnahme dieses Schubnockens eine Ausnehmung, die vorzugsweise begrenzt ist durch Kreisbögen um die Schwenkachse. Auf diese Weise wird ohne merkliche Beeinträchtigung des Schwenkweges um die Schwenkachse innerhalb des vom elastischen Mittel vorgegebenen Bereich eine mechanisch bessere Zuordnung und Verbindung von Hauptteil und Ausgleichsteil erreicht. Die Einleitung von Kräften in das Ausgleichsteil wird dadurch verbessert. In einer bevorzugten Weiterbildung ist die Ausnehmung mit einem Endbereich für die Begrenzung der Schwenkbewegung in die eine Richtung und einem weiteren Endbereich für die Begrenzung der Schwenkbewegung in die andere Richtung versehen. Dadurch wird eine Belastung des elastischen Mittels über den Elastizitätsbereich hinaus vermieden. In einer einfachen Ausführung

ist die Ausnehmung kreisrund, genauso wie der Schubnocken.

Die Zähne von Hauptteilverzahnung und Ausgleichsteilverzahnung sind so zueinander angeordnet, dass sie sich im wesentlichen überdecken. Die Überdeckung ist jedoch mehr oder weniger vollständig. So gibt es Bereiche, wo die Überdeckung nahezu vollständig ist, dies gehört zum Verstellbereich ohne vollständigen Spielausgleich, und Bereiche mit größerer Abweichung der Zähne voneinander, dies gehört zum Verstellbereich mit Spielausgleich.

In einer bevorzugten Ausbildung ist der Abstand zwischen Schwenkachse und dem mindestens einen elastischen Mittel, das vorzugsweise als Spannstift ausgeführt ist, so groß wie möglich gewählt. Vorzugsweise ist die Schwenkachse näher an einem Endbereich der Hauptteilverzahnung und auch der Ausgleichsteilverzahnung angeordnet als am anderen Endbereich dieser beiden Verzahnungen, insbesondere ist die Schwenkachse in unmittelbarer Nähe des erstgenannten Endbereichs.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen sowie der nun folgenden Beschreibung von nicht einschränkend zu verstehenden Ausführungsbeispielen, die unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert werden. In dieser zeigen:

FIG. 1: eine Seitenansicht einer Verstellvorrichtung mit als Zahnstange ausgebildetem Verzahnungsteil und einem Ritzel, das hier das Antriebs- oder Abtriebsteil bildet,

FIG. 2: eine Seitenansicht einer Verstellvorrichtung, bei der das Verzahnungsteil bogenförmig ausgebildet ist und das Antriebs- oder Abtriebsteil durch eine Schnecke gebildet wird,

FIG. 3: ein Schnittbild entlang der Schnittlinie III-III in Figur 2,

FIG. 4: eine Darstellung ähnlich Figur 2 eines Verzahnungsteils, jedoch nunmehr in anderer Ausbildung und Anordnung eines Ausgleichteils,

FIG. 5: eine teilweise schnittbildlich ausgeführte Seitenansicht einer Verstellvorrichtung mit als Spindel ausgeführtem Verzahnungsteil und

einer Mutter, die das Antriebs- oder Abtriebsteil bildet und

FIG. 6: eine Darstellung ähnlich Figur 5, wobei nunmehr jedoch das Verzahnungsteil gebildet wird durch zwei Zahnstangen mit in Gegenrichtung zueinander weisenden Verzahnungen.

Figur 1 zeigt eine Verstellvorrichtung mit als Zahnstange ausgebildetem Verzahnungsteil 20. Es ist zusammengesetzt aus einem Hauptteil 22 und einem Ausgleichsteil 24. Das Hauptteil 22 hat eine Hauptteilverzahnung 26, das Ausgleichsteil 24 hat eine Ausgleichsteilverzahnung 28, beide Verzahnungen 26, 28 sind baugleich. Hauptteil 22 und Ausgleichsteil 24 sind im rechten Teil der Figur 1 über eine Schwenkachse 30 miteinander gelenkverbunden, die hier als Niet ausgeführt ist. Sie ist so angeordnet und positioniert, dass in ihrer Nähe die Zähne der beiden Verzahnungen 26, 28 praktisch sich überdecken, also miteinander fluchten.

Im linken Endbereich der Figur 1 sind Hauptteil 22 und Ausgleichsteil 24 über ein elastisches Mittel 32 in Form eines Spannstiftes miteinander verbunden. Dieser bewirkt sowohl eine elastische Verbindung zwischen den beiden Teilen 22, 24 als auch eine mechanische Zuordnung, und zwar einerseits als Möglichkeit der Übertragung größerer Kräfte und andererseits als Begrenzung des möglichen Schwenkwinkels um die Schwenkachse 30. Der in Figur 1 konkret gewählte Spannstift 32 erstreckt sich nicht über gänzlich 360 Grad, sondern läßt einen Luftspalt zwischen seinen freien Endbereichen frei. Die Winkelpositionierung dieses Luftspaltes hat einen gewissen Einfluß auf die Elastizität, im praktischen Einsatz muß dennoch nicht darauf geachtet werden, dass die Orientierung stets in gleichem Winkel, also beispielsweise Luftspalt nach oben, erfolgt.

Es können auch Spannstifte 32 in anderen Ausführungen eingesetzt werden, beispielsweise mehrfach gewickelte Spannstifte. Um den Halt der Spannstifte 32 innerhalb der für sie vorgesehenen Bohrungen in den beiden Teilen 22, 24 sicherzustellen, sind die Spannstifte nach dem Einbau an ihren axialen Endbereichen geringfügig nach außen hin verformt, beispielsweise bereichsweise nach außen weggedrückt. Hierzu ist es vorteilhaft, die Bohrungen in den Teilen 22, 24 so auszubilden, dass sie sich nach außen hin, also weg von der Berühungsfläche der beiden Teile 22, 24, leicht erweitern, um so Platz zu schaffen, für die entsprechende Ausweitung des Spannstiftes.

In Nähe des Spannstiftes 32 sind die Zähne der beiden Verzahnungen 26, 28 nicht mehr so stark in Überdeckung wie im rechten Teilbereich.

Als Antriebs- oder Abtriebsteil ist ein Ritzel 34 vorgesehen. Im konkret gezeigten Ausführungsbeispiel hat es eine untere Abstützung. Wenn eine solche vorgesehen ist, muß das Ausgleichsteil 24 so beschaffen sein, dass es innerhalb des zulässigen Schwenkwegs nicht in Kontakt mit der Abstützung kommen kann. Anders ausgedrückt orientiert sich die Abstützung nur an der der Haupteilverzahnung 26 gegenüberliegenden Schmalfläche des Hauptteils 22. Die Abstützung kann auch im Sinne einer Umfassung, die das Verzahnungsteil 20 U-förmig oder O-förmig umschließt, ausgeführt sein.

Im praktischen Einsatz ist das Verzahnungsteil 20 beispielsweise mit einer Rückenlehne gelenkverbunden, die um eine feste Schwenkachse schwenkbar an einem Sitzträger angeordnet ist. Das Ritzel 34 ist seinerseits am Sitzträger drehbar angeordnet. Durch Drehen des Ritzels kann somit die Neigung der Rückenlehne verstellt werden. Dabei erfolgt die Verstellung spielfrei, wenn das Ritzel 34 ausgehend von der gezeigten Position im Gegenuhrzeigersinn verdreht wird und somit mit den weiter links von ihm liegenden Verzahnungsbereichen in Eingriff kommt. Der Spielausgleich verringert sich dagegen, je weiter die rechts vom Ritzel befindlichen Verzahnungsbereiche in Eingriff kommen, je mehr also das Ritzel im Uhrzeigersinn gedreht wird.

Im Ausführungsbeispiel nach Figur 1 haben die Schwenkachse 30 und der nur eine Spannstift 32 eine Entfernung voneinander, die praktisch der Gesamtlänge des Ausgleichsteils 24 entspricht.

Das Ausführungsbeispiel nach Figur 2 zeigt eine Winkelverstellvorrichtung im Gegensatz zu der bislang besprochenen Linearverstellvorrichtung. Darüber hinaus ist der Aufbau aber ähnlich der Ausführung nach Figur 1. Das Hauptteil 22 ist im wesentlichen ein Kreissektor mit hier neun Zähnen einer Hauptteilverzahnung 26. Auch das Ausgleichsteil 24 hat neun Zähne. Die Schwenkachse 30 ist an einem Endbereich vorgesehen, wiederum ist nur ein elastisches Mittel in Form eines Spannstiftes 32 vorgesehen, dieser ist jedoch nun nicht am Endbereich, also in Nähe des (von unten gezählt) neunten Zahns, sondern in Nähe des sechsten Zahns vorgesehen. Dadurch

kann ein etwas härterer Spannstift 32 eingesetzt werden als bei Anordnung weiter außen, zudem kann das Ausgleichsteil 24 in Nähe des neunten Zahns schon relativ schmal ausgeführt werden.

Vom Hauptteil 22 springen zwei Schubnocken 36 in den Bereich des Ausgleichsteils 24 vor. Sie sind im konkret gezeigten Ausführungsbeispiel beidseits des Spannstiftes 32 angeordnet. Sie greifen in als kreisförmige Löcher ausgebildete Ausnehmungen 38 hinein, die im Ausgleichsteil 24 vorgesehen sind. Eine kinematische Umkehr ist möglich. Die Schubnocken begrenzen durch Anschlag an den ihnen zugeordneten Ausnehmungen den möglichen Schwenkweg um die Schwenkachse 30 und bewirken eine zusätzliche mechanische Verbindung der beiden Teile 22, 24.

In Figur 3 ist die Anordnung eines Schubnockens 36 und einer Ausnehmung 38 nocheinmal schnittbildlich dargestellt. Man erkennt, dass der Schubnokken 36 aus dem Flachmaterial des Hauptteils 22 herausgeprägt ist. Auf diese Weise kann ein zusätzliches Bauteil für den Schubnocken 36 entfallen. Andere Ausführungen sind möglich.

Die Ausbildung nach Figur 4 entspricht im wesentlichen der Ausbildung nach Figur 2, jedoch ist nunmehr die Schwenkachse 30 im wesentlichen auf einer Klappsymmetrielinie angeordnet, also einer Linie, die durch den mittleren Zahn (hier den fünften Zahn) und die Schwenkachse 30 verläuft. Es sind zwei Spannstifte 32 vorgesehen, auch sie sind klappsymmetrisch angeordnet und in Nähe eines äußeren Zahns, hier im wesentlichen des vorletzten Zahns, positioniert. Wiederum ist diesmal nur eine Anordnung aus einem Schubnocken 36 und einer Ausnehmung 38 vorgesehen. Sie sind im Ruhezustand so zueinander angeordnet, dass der Schubnocken 36 am linken Innenrand der kreisförmigen Ausnehmung 38 anliegt. Auf diese Weise ist die Federbewegung in nur einer Drehrichtung ausgehend von der gezeigten Position möglich.

In den Ausführungsbeispielen nach den Figuren 2 einschließlich Figur 3 und 4 ist das Antriebs- und Abtriebsteil 34 eine Schnecke. In den nun zu besprechenden beiden letzten Ausführungsbeispielen ist das Antriebs- oder Abtriebsteil 34 eine Mutter. Im Ausführungsbeispiel nach Figur 5 sind zwei Zahnstangen vorgesehen. Eine bildet das Hauptteil 22, die andere das Ausgleichsteil 24. Konkret sind beide baugleich, in der Praxis wird man aber

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das Hauptteil nach rechts verlängern, ähnlich dem entsprechenden Verlängerungsstück des Hauptteils 22 in Figur 1. Hauptteil 22 und Ausgleichsteil 24 haben eine übereinstimmende Verzahnung, jedoch sind die Zähne in entgegengesetzte Richtungen gerichtet. Sie sind in Eingriff mit der schon beschriebenen Mutter. Hauptteil und Ausgleichsteil sind an ihrem rechten Ende über eine Schwenkachse 30 miteinander schwenkbar verbunden. Ihre linken Endbereiche werden von einem Spannstift 32 durchgriffen. Je weiter die Mutter diesem Spannstift 32 genähert wird, um so größer ist der Federweg der beiden Verzahnungen 26, 28 in die Gewindegänge der Mutter hinein. Je weiter die Mutter nach rechts gedreht wird, um so geringer ist der Spielausgleich.

Die Ausführung nach Figur 6 entspricht weitestgehend der Ausführung nach Figur 5, jedoch ist nunmehr die Anordnung von zwei Zahnstangen ersetzt durch eine geschlitzte Gewindestange. Zwischen beiden durch den Schlitz getrennten Teilstücken ist als elastisches Mittel 32 eine Wellfeder angeordnet. Sie ist im linken Endbereich untergebracht. Rechts gehen die beiden Teilstücke einstückig ineinander über, so dass die nicht als separates Teil ausgeführte Schwenkachse etwas rechts neben dem Ende des Schlitzes liegt.

Claims (10)

1. Verstellvorrichtung für Fahrzeugssitze mit einem Verzahnungsteil (20), das mit einem verzahnten Antriebs- oder Abtriebsteil kämmt, wobei das Verzahnungsteil (20) gebildet ist einerseits von einem Hauptteil (22), das eine Hauptteilverzahnung (26) aufweist und andererseits von einem Ausgleichsteil (24), das eine Ausgleichsteilverzahnung (28) von im wesentlichen gleicher geometrischer Ausbildung wie die Hauptteilverzahnung (26) aufweist und Hauptteil (22) und Ausgleichsteil (24) einerseits über eine Schwenkachse (30) und andererseits über mindestens ein elastisches Mittel, insbesondere einen Spannstift (32), so miteinander verbunden sind, dass innerhalb des vom elastischen Mittel zugelassenen Bereichs das Ausgleichsteil (24) um die Schwenkachse (30) gegenüber dem Hauptteil (22) verschwenkt werden kann und Hauptteilverzahnung (26) und Ausgleichsteilverzahnung (28) auf diese Weise eine unterschiedliche räumliche Zuordnung zueinander einnehmen.

2. Verstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptteilverzahnung (26) und die Ausgleichsteilverzahnung (28) so einander zugeordnet sind, dass ihre Zähne sich im wesentlichen, jedoch nicht notwendigerweise vollständig, überdecken.

3. Verstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkachse (30) näher an einem Endbereich der Hauptteilverzahnung (26) und damit auch der Ausgleichsteilverzahnung (28) angeordnet ist als an dem anderen Endbereich dieser beiden Verzahnungen.

4. Verstellvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass derjenige Endbereich von Hauptteilverzahnung (26) und Ausgleichsteilverzahnung (28), der näher der Schwenkachse (30) ist, für die Verstellung zweier Teile des Fahrzeugsitzes gegeneinander benutzt wird, deren Position zueinander nicht der normalen Gebrauchsposition entspricht und dass der andere Endbereich der Hauptteilverzahnung (26) und der Ausgleichsteilverzahnung (28), der von der Schwenkachse (30) abgelegen ist, für die Verstellung der beiden Teile gegeneinander im Bereich der üblichen Gebrauchsposition eingesetzt wird.

5. Verstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vom Hauptteil (22) mindestens ein Schubnocken (36) in die Ebene des Ausgleichsteil (24) vorspringt und dass das Ausgleichsteil (24) für die Aufnahme dieses Schubnockens (36) eine Ausnehmung (38) hat, die vorzugsweise begrenzt ist durch Kreisbögen um die Schwenkachse (30), oder kinematisch umgekehrte Anordnung von Schubnocken (36) und Ausnehmung (38).

6. Verstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebs- oder Abtriebsteil eine Mutter ist, dass Hauptteil (22) und Ausgleichsteil (24) jeweils als eine Zahnstange ausgeführt sind, deren Verzahnung in 180 Grad gegenüberliegende Richtungen weisen, dass die beiden Zahnstangen an einem ihrer Endbereiche über die Schwenkachse (30) miteinander verbunden sind, und dass zwischen den beiden Zahnstangen das elastische Mittel angeordnet ist.

7. Verstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebs- oder Abtriebsteil eine Mutter ist und dass Hauptteil (22) und Ausgleichsteil (24) Teilstücke einer Gewindestange sind, die miteinander zusammenhängen und durch einen axialen Schlitz voneinander separiert sind.

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8. Verstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebs- oder Abtriebsteil ein Ritzel (34), eine Schnecke, eine Zahnstange
oder ein Zahnbogen ist.

9. Verstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verzahnungsteil (20) mit einem ersten Teil und das Antriebs- oder Abtriebsteil
mit einem zweiten Teil verbunden sind und die Relativposition dieser beiden Teile gegeneinander über die Verstellvorrichtung einstellbar sind.

10. Verstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptteilverzahnung (26) und die Ausgleichsteilverzahnung (28) baugleich
sind.