DE3709403C2

DE3709403C2 -

Info

Publication number: DE3709403C2
Application number: DE3709403A
Authority: DE
Inventors: Hansjoerg Ing.(Grad.) 7410 Reutlingen De Walk; Heinz-Juergen 5630 Remscheid De Wagener
Original assignee: Keiper Recaro GmbH and Co
Current assignee: Johnson Controls Components GmbH and Co KG
Priority date: 1987-03-21
Filing date: 1987-03-21
Publication date: 1991-07-04
Also published as: GB8803717D0; FR2612386B1; FR2612386A1; AU598646B2; KR970001911B1; IT8819782A0; GB2202579B; JPS63255012A; KR880010720A; BR8801253A; GB2202579A; IT1216095B; AU1289588A; DE3709403A1; JP2589133B2; US4828322A

Description

Die Erfindung betrifft ein Drehgelenk für Sitze mit verstellbarer Lehne, die
ein erstes, mit der Lehne verbundenes Gelenkteil besitzt, das ein zweites, mit dem Sitz verbundenes Gelenkteil umgreift,
wobei das erste und das zweite Gelenkteil über eine Schwenkachse miteinander verbunden sind und die Schwenkachse zwei koaxiale Lagerabschnitte für das erste Gelenkteil sowie einen zwischen diesen beiden Lagerabschnitten liegenden, dazu exzentrischen Lagerabschnitt für das zweite Gelenkteil aufweist,
und sowohl das erste als auch das zweite Gelenkteil je eine Verzahnung mit unterschiedlicher Zähnezahl aufweisen, deren Eingriffsstelle aufgrund der Exzentrizität des mittleren Lagerabschnitts durch Verdrehen der Schwenkachse in Umlauf bringbar ist, um die Lehne gegenüber dem Sitz zu verstellen und in einer gewünschten Schwenklage feststellen zu können,
während wenigstens einer der drei Lagerabschnitte der Schwenkachse eine kegelige Mantelfläche hat, die mit einer entsprechend hohlkegeligen Lagerbohrung des auf diesem Lagerabschnitt gelagerten Gelenkteiles zusammenwirkt,
wobei die Schwenkachse gegenüber den Gelenkteilen axialverschiebbar und federnd derart verspannt ist, daß die kegelige Mantelfläche gegen die hohlkegelige Lagerbohrung gedrückt wird.

Aus der EP-A 00 48 294 ist ein Drehgelenk der eingangs genannten Art bekannt, bei welchem der Exzenterabschnitt als Kegelstumpf ausgebildet ist, auf dem der eine, beispielsweise ein Stirnzahnrad aufweisende Gelenkteil gelagert ist, während der andere Gelenkteil auf sich beiderseits an den exzentrisch angeordneten Kegelstumpf anschließenden zentrischen Abschnitten der Schwenkachse mit Spiel abstützt. Dabei ist die Schwenkachse in Richtung auf die den exzentrischen Kegelstumpf umgebende Kegelbohrung hin von einem Druckspeicher beaufschlagt. Bei einer zur Lehnenverstellung in die Schwenkachse eingeleiteten Drehbewegung werden durch Überwindung der Haftreibung Gleitreibungskräfte wirksam, die zusammen mit der Rückstellkraft des Kraftspeichers kleiner sind als die aus den Radialkräften resultierende Axialkraft. Dadurch erfolgt eine Verschiebung des Exzenters in Anpassung an die an der Zahneingriffstelle und in den Lagerstellen vorhandenen Toleranzen, so daß eine leichtgängige Verstellung der Rückenlehne möglich ist, während die Schwenkachse nach unterbrochener Stellbewegung zur Eliminierung des Radialspiels in ihre Feststellage zurückkehrt. Die Verstellung der Rückenlehne ist aber im wesentlichen nur bei deren Entlastung leichtgängig, so daß der Sitzbenutzer zweckmäßigerweise vermeidet, während des Stellfalles sich an die Rückenlehne anzulehnen. Bei Belastung der Rückenlehne kommt es nämlich infolge der erhöhten Radialkräfte und der Eigenelastizität des Werkstoffes der Schwenkachse zu deren Verkantung in den Lagerstellen, so daß sich das Stellmoment erhöht. Dies geschieht daher, weil bei der Verkantung keine flächige Auflage in den Lagerstellen mehr vorhanden ist, weshalb sich höhere, das Stellmoment ebenfalls erhöhende Reibwerte einstellen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Gelenkbeschlag der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß einerseits die Radialspieleliminierung im Feststellfall beibehalten bleibt, während im Verstellfall selbst bei belasteter Rückenlehne eine leichtgängige Lehnenverstellung möglich ist.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der mittlere, exzentrische Lagerabschnitt für das zweite Gelenkteil eine zylindrische Mantelfläche aufweist, und daß die beiden Lagerabschnitte für das erste Gelenkteil kegelige, mit hohlkegeligen Bohrungen des ersten Gelenkteiles zusammenwirkende Lagerflächen aufweisen. Dadurch läßt sich einerseits der Vorteil einer Radialspieleliminierung im Feststellfall erzielen und andererseits ist selbst bei einer Verkantung der Schwenkachse immer noch eine flächige Auflage ihrer Kegelstümpfe in den Lagerbereichen der Gelenkteile gegeben. Infolgedessen läßt sich gegenüber den bekannten Drehgelenken eine Leichtbauweise bei dem erfindungsgemäßen Drehgelenk verwirklichen.

Zur Fertigungsvereinfachung der Bauteile ist es vorteilhaft, die kegeligen Mantelflächen in der gleichen Richtung geneigt anzuordnen. Dabei versteht es sich, daß auch die Neigungen der Lagerstellen in den Gelenkteilen in der gleichen Richtung geneigt verlaufen.

Ein einfacher Zusammenbau des Drehgelenkes läßt sich nach einem weiteren Ausgestaltungsmerkmal der Erfindung vorteilhaft dadurch erzielen, daß der eine vom exzentrischen Lagerabschnitt wegweisende Verjüngung aufweisende Lagerabschnitt einen größten Durchmesser aufweist, der gleich oder kleiner als der Durchmesser des exzentrischen Lagerabschnittes ist, während der eine zum exzentrischen Lagerabschnitt hinweisende Verjüngung aufweisende Lagerabschnitt einen kleinsten Durchmesser aufweist, der gleich oder größer als der Durchmesser des exzentrischen Lagerabschnitts ist. Dadurch ist eine Einführung der Schwenkachse in den Gelenkbeschlag von nur einer Seite her möglich.

Es wäre allerdings auch möglich, nur einen der beiden zentrischen Lagerabschnitte der Schwenkachse als einstückigen Bestandteil auszubilden, wobei die beiderseits des exzentrischen Lagerabschnitts angeordneten Lagerabschnitte jeweils eine zum exzentrischen Lagerabschnitt hinweisende Verjüngung aufweisen und einen der beiden Lagerabschnitte durch ein auf einem unrunden Mitnehmerquerschnitt der Schwenkachse drehfest, aber axial verschiebbar, gelagertes, kegelstumpfförmiges Bauteil zu lagern. In diesem Fall wäre außer der Beaufschlagung der Schwenkachse durch einen Kraftspeicher in Neigungsrichtung des fest mit der Schwenkachse verbundenen zentrischen, kegelstumpfförmigen Bauteiles auch der andere, axial verschiebbar auf der Schwenkachse drehfest gelagerte Lagerabschnitt von einem Kraftspeicher in Richtung seiner Verjüngung zu beaufschlagen.

Zur Steigerung der Leichtgängigkeit des Drehgelenkes im Verstellfall ließe sich vorteilhaft zwischen dem zweiten Gelenkteil und dem exzentrischen Lagerabschnitt ein Wälzlager anordnen.

Die Erfindung ist in Ausführungsbeispielen auf der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Gelenkbeschlag in einer Seitenansicht,

Fig. 2 den erfindungsgemäßen Gelenkbeschlag in einem Schnitt nach der Linie II-II von Fig. 1,

Fig. 3 das Gelenkauge des Gelenkbeschlages in einem Schnitt analog Fig. 2,

Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Gelenkbeschlages, bei welchem die beiden zentrischen Kegelstümpfe der Schwenkachse zueinander hin geneigte Mantelflächen auf weisen,

Fig. 5 die Abstützung des Exzenters im Stirnzahnrad und die Lagerung des einen Kegelstumpfes in dem mit dem schwenkbaren Gelenkteil verbundenen Lager schild in einem Schnitt nach der Linie V-V von Fig. 2.

Das beispielsweise als Gelenkbeschlag für Kraftfahrzeug sitze geeignete Drehgelenk weist jeweils einen dem Sitz teil zugeordneten festen Gelenkteil 10 und einen der Rückenlehne zugeordneten schwenkbaren Gelenkteil 11 auf. Diese Gelenkteile sind über eine Schwenkachse 12 dreh gelenkig miteinander verbunden. Diese Schwenkachse 12 weist einen zylindrischen Exzenterabschnitt 15 auf, der zwischen zwei zentrischen, als Kegelstümpfe 13 und 14 ausgebildeten Abschnitten angeordnet ist. An den kleineren Durchmesser des Kegelstumpfes 14 schließt sich ein Zylinderabschnitt 16 an, an den sich seinerseits ein Wellenabschnitt 17 zur drehfesten Aufnahme eines beispiels weise nicht dargestellten Handrades anschließt. Bei dem aus den Fig. 2 und 3 ersichtlichen Ausführungsbeispiel sind die Kegelmantelflächen 18 und 19 in die gleiche Richtung geneigt. Auf dem Exzenterabschnitt 15 stützt sich über ein Wälzlager 20 ein Stirnzahnrad 21 ab, das aus einer einstückig mit dem Gelenkteil 10 verbundenen und beispielsweise durch Fließpressen hergestellten Wand scheibe besteht, in deren zur Verzahnung konzentrischem Mittelpunktbereich die Aufnahmebohrung für das Wälzlager 20 angeordnet ist. Der schwenkbare Gelenkteil 11 weist einen Innenzahnkranz 22 auf, dessen Kopfkreisdurchmesser um wenigstens eine Zahnhöhe größer als der Kopfkreisdurch messer des Stirnzahnrades 21 ist. Auch die Zähnezahl des Innenzahnkranzes 22 ist um mindestens einen Zahn größer als die Zähnezahl des Stirnzahnrades 21. Der Innenzahn kranz 22 des mit beispielsweise einem Rückenlehnen rahmen 24 verbundenen schwenkbaren Gelenkteiles 11 ist durch eine einstückig damit verbundene Wandscheibe 23 überbrückt, die sich auf dem Kegelstumpf 14 mit einer zum Innenzahnkranz 22 konzentrischen Kegelbohrung ab stützt. Mit dem schwenkbaren Gelenkteil 11 ist ein Lagerschild 25, beispielsweise durch Niete 26, fest ver bunden, der den Gelenkteil 10 im Gelenkaugenbereich über greifend über eine Kegelbuchse auf dem Kegelstumpf 13 abgestützt ist. Dabei kann der Lagerschild 25 auch als einstückige Fortsetzung des Rückenlehnenrahmens 24 aus gebildet sein. Dem axialen Zusammenhalt des Drehgelenkes dienen beispielsweise am Gelenkteil 10 befestigte Halte segmente 27 und 28. Der sich an den Kegelstumpf 14 an schließende Zylinderabschnitt 16 weist zwei im Abstand zueinander angeordnete Ringnuten 29 und 30 auf, die der Aufnahme von Sicherungsringen dienen, zwischen denen ein Andruckring 31 und ein Führungsring 32 angeordnet sind. Der Führungsring 32 dient der Aufnahme einer als Kraft speicher fungierenden Tellerfeder 33, die sich andern ends an der Wandscheibe 23 des schwenkbaren Gelenkteiles 11 abstützt und die Schwenkachse stets in Neigungsrichtung der Kegelstümpfe 13 und 14 gespannt hält, wodurch im Fest stellfall eine radiale Verspannung der Gelenkteile gegen einander und damit eine Radialspieleliminierung erfolgt.

Um eine sichere Stützlage der Gelenkteile auf der Schwenk achse zu erzielen, ist der Kegelmantelflächenabschnitt 37, 38 jeden Kegelstumpfes 13, 14 im der Exzentrizität des Exzenterabschnitts 15 gegenüberliegenden Bereich mit einer geringeren Krümmung versehen, als die übrigen Kegelmantel flächen der Kegelstümpfe. Dadurch entstehen beiderseits der Längsmitte (in Fig. 5) der Kegelstümpfe Übergangspunkte 39 und 40 zwischen dem flachen gekrümmten Kegelmantel abschnitt 37 bzw. 38 und der übrigen Kegelmantel flächen, die zusammen mit der Stützlinie 41 des Exzenters 15 in seiner Lagerstelle im Stirnzahnrad 2 eine Dreipunktabstützung bilden.

Bei Einleitung einer Drehbewegung in die Schwenkachse 12 vermindern sich die die Wirkung des Kraftspeichers 33 unterstützenden Haftreibkräfte an den Lagerstellen der Schwenkachse und gehen in eine Gleitreibung über, so daß die aus der auf die Kegelstümpfe 13 und 14 wirkenden Radialkraft resultierende Axialkraft größer ist als die Kraft des Kraftspeichers 33 sowie die diese unterstützenden Gleitreibungskräfte, wodurch die Schwenkachse 12 aus der in Fig. 2 dargestellten Fest stellage nach links verschoben wird, so daß infolge der Ausweichbewegung der Schwenkachse in Anpassung an die vorhandenen Toleranzen die Stellbewegung erleichtert ist. Während der Stellbewegung bleibt deshalb das Stellmoment gleich. Dabei ist es zweckmäßig, die Neigung der Kegelstümpfe 13 und 14 und der zugehörigen Kegelbohrungen in den Gelenkteilen so zu wählen, daß der Haftreibwinkel im Selbsthemmungsbereich liegt. Die konische Lagerung der Schwenkachse läßt Verkantungen nicht wirksam werden, so daß das Stellmoment nicht durch Zwangskräfte vergrößert wird. Außerdem wirken sich fertigungsbedingte Toleranzen bei der erfindungsgemäßen Lösung keinesfalls stellkrafterhöhend aus, da die Schwenk achse bei Betrachtung der Fig. 2 im Falle größerer Toleranzen in den Lagerstellen etwas weiter nach rechts verlagert ist, während im Fall geringerer Toleranzen die Schwenkachse 12 geringfügig nach links verlagert ist.

Bei dem aus Fig. 4 ersichtlichen Ausführungsbeispiel ist der Kegelstumpf 14′ entgegen der Verjüngung des Kegel stumpfes 13 geneigt und axial verschiebbar auf einem Mitnehmerabschnitt 34 der Schwenkachse 12′ angeordnet. Dieser Mitnehmerabschnitt 34 besteht beispielsweise aus einem Vierkant, der eine Drehmitnahme des Kegelstumpfes 14′ gewährleistet, aber dessen Axialverschiebung erlaubt. Um eine Kraftbeaufschlagung der Kegelstümpfe 13 und 14′ in deren Neigungsrichtung zu erzielen, ist an der Schwenkachse 12′ über den Führungsring 32 einerseits und am Kegelstumpf 14′ andererseits eine Ringfeder 36 abgestützt. Die Funktions weise des aus Fig. 4 ersichtlichen Drehgelenkes ist sinnge mäß die gleiche, wie sie oben bei der aus den Fig. 1 bis 3 ersichtlichen Ausführungsform beschrieben worden ist.

Wie bereits erwähnt, geben die dargestellten und vor beschriebenen Ausführungsformen die Erfindung lediglich beispielsweise wieder, die keinesfalls allein darauf beschränkt ist. Es sind vielmehr noch mancherlei Änderungen und andere Ausgestaltungen der Erfindung denkbar.

Bezugszeichenliste

10 Gelenkteil, fest
11 Gelenkteil, schwenkbar
12 Schwenkachse
12′ Schwenkachse
13 Kegelstumpf
14 Kegelstumpf
14′ Kegelstumpf
15 Exzenterabschnitt
16 Zylinderabschnitt
17 Wellenabschnitt
18 Kegelmantelfläche
19 Kegelmantelfläche
20 Wälzlager
21 Stirnzahnrad
22 Innenzahnkranz
23 Wandscheibe
24 Rückenlehnenrahmen
25 Lagerschild
26 Niet
27 Haltesegment
28 Haltesegment
29 Ringnut
30 Ringnut
31 Andruckring
32 Führungsring
33 Kraftspeicher, Tellerfeder
34 Mitnehmerabschnitt
36 Ringfeder
37 Kegelmantelflächenabschnitt
38 Kegelmantelflächenabschnitt
39 Übergangspunkt
40 Übergangspunkt
41 Stützlinie

Claims

1. Drehgelenk für Sitze mit verstellbarer Lehne, mit den Merkmalen:

a) ein erstes, mit der Lehne verbundenes Gelenkteil (11, 25) umgreift ein zweites, mit dem Sitz verbundenes Gelenkteil (10),
b) das erste und das zweite Gelenkteil sind über eine Schwenkachse (12, 12′) miteinander verbunden, wobei die Schwenkachse zwei koaxiale Lagerabschnitte (13, 14, 14′) für das erste Gelenkteil (11, 25) und einen zwischen diesen beiden Lagerabschnitten liegenden, dazu exzentrischen Lagerabschnitt (15) für das zweite Gelenkteil (10) aufweist,
c) das erste und das zweite Gelenkteil weisen je eine Verzahnung mit unterschiedlicher Zähnezahl auf, deren Eingriffsstelle aufgrund der Exzentrizität des mittleren Lagerabschnitts durch Verdrehen der Schwenkachse in Umlauf bringbar ist, um die Lehne gegenüber dem Sitz verstellen und in einer gewünschten Schwenklage feststellen zu können,
d) wenigstens einer der drei Lagerabschnitte der Schwenkachse hat eine kegelige Mantelfläche, die mit einer entsprechend hohlkegeligen Lagerbohrung des auf diesem Lagerabschnitt gelagerten Gelenkteil zusammenwirkt,
e) die Schwenkachse ist gegenüber den Gelenkteilen (11, 25, 10) axial verschiebbar und federnd verspannt, derart, daß die kegelige Mantelfläche gegen die hohlkegelige Lagerbohrung gedrückt wird,

dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere, exzentrische Lagerabschnitt (15) für das zweite Gelenkteil (10) eine zylindrische Mantelfläche aufweist, und daß die beiden Lagerabschnitte (13, 14, 14′) für das erste Gelenkteil (11, 25) kegelige, mit hohlkegeligen Bohrungen des ersten Gelenkteiles (11, 25) zusammenwirkende Lagerflächen (18, 19) aufweisen.

2. Drehgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kegeligen Mantelflächen (18, 19) in der gleichen Richtung geneigt verlaufen.

3. Drehgelenk nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der eine vom exzentrischen Lagerabschnitt (15) wegweisende Verjüngung aufweisende Lagerabschnitt (14) einen größten Durchmesser aufweist, der gleich oder kleiner als der Durchmesser des exzentrischen Lagerabschnitts (15) ist, während der eine zum exzentrischen Lagerabschnitt (15) hinweisende Verjüngung aufweisende Lagerabschnitt (13) einen kleinsten Durchmesser aufweist, der gleich oder größer als der Durchmesser des exzentrischen Lagerabschnitts (15) ist.

4. Drehgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiderseits des exzentrischen Lagerabschnitts (15) angeordneten Lagerabschnitte (13, 14′) jeweils eine zum exzentrischen Lagerabschnitt (15) hinweisende Verjüngung aufweisen, wobei einer (14′) der beiden Lagerabschnitte (13, 14′) durch ein auf einem unrunden Mitnehmerquerschnitt (34) der Schwenkachse (12′) drehfest, aber axial verschiebbar gelagertes, kegelstumpfförmiges Bauteil gebildet ist.

5. Drehgelenk nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem zweiten Gelenkteil (10) und dem exzentrischen Lagerabschnitt ein Wälzlager (20) angeordnet ist.