DE68909074T2

DE68909074T2 - Neigungsverstellmechanismus für einen Sitz.

Info

Publication number: DE68909074T2
Application number: DE89302074T
Authority: DE
Inventors: Ian Holloway
Original assignee: Adwest Johnson Controls Ltd
Current assignee: AJC Johnson Controls Ltd
Priority date: 1988-03-05
Filing date: 1989-03-02
Publication date: 1994-03-24
Anticipated expiration: 2009-03-03
Also published as: KR890014301A; AU3091989A; BR8901006A; ES2010981T3; DE68909074D1; GB8805290D0; DE332340T1; ES2010981A4; EP0332340A1; KR970004003B1; JPH01303105A; JPH067802B2; AU603034B2; EP0332340B1; US5016940A; ZA891543B

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Sitz(rückenlehnen)neigemechanismus bzw. einen sog. Liegesitzbeschlag. In unseren GB-PSen 1528357 und 1586869 - entsprechend dem Oberbegriff von Anspruch 1 - ist ein Sitzneigemechanismus bzw. Liegesitzbeschlag offenbart, der einen Polsterarm aufweist, der mit einem Lehnenarm über eine Planetengetriebeanordnung schwenkbar verbunden ist. Letztere umfaßt ihrerseits zwei nebeneinander angeordnete Ringzahnräder, von denen das eine am Lehnenarm und das andere am Polsterarm befestigt ist. Ein Sonnenrad steht über eine Anzahl von Planetenrädern mit beiden Ringzahnrädern in Antriebsverbindung. Die Zahnteilung bei jedem der Ringzahnräder ist jeweils verschieden, so daß eine Drehung der Planetenräder eine Relativdrehung zwischen den Ringzahnrädern herbeiführt.
Die Planetenräder sind "schwimmend" oder freibeweglich; aus diesem Grund muß eine annehmbare Toleranzgröße zwischen den Zahnrädern vorgesehen sein, um einen störungs- oder ruckfreien Betrieb zu ermöglichen. Ungünstigerweise hat aber eine solche Toleranz auch ein Schwenkspiel zwischen Lehnen- und Polsterarmen zur Folge.
Aus der FR-A-2 335 752 ist es bekannt, einen Planetenradantrieb vorzusehen, bei dem kegelstumpfförmige Planetenräder drehbar auf einem Ausgangs- oder Abtriebsträger gelagert sind. Die Planetenräder stehen in Antriebseingriff mit einem drehfest angeordneten äußeren Ringzahnrad, das eine Schrägverzahnung aufweist und in einer Axialrichtung zur Aufhebung von radialem Spiel zwischen dem Ringzahnrad und den Planetenrädern vorbelastet ist. Die Planetenräder stehen auch in Antriebseingriff mit einem kegelstumpfförmigen Sonnenrad, das zur Aufhebung von radialem Spiel zwischen Sonnenrad und Planetenrädern in einer Axialrichtung vorbelastet ist.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Sitz(rücklehnen)neigemechanismus bzw. Liegesitzbeschlag mit einem (Sitzflächen-)Polsterarm, der mit einem Lehnenarm über eine Planetengetriebeanordnung schwenkbar verbunden ist, die ihrerseits zwei nebeneinander angeordnete Ringzahnräder, von denen das eine am Polsterarm befestigt ist und eine beiden Ringzahnrädern gemeinsam zugeordnete Sonnen- und Planetenradanordnung aufweist, wobei die Sonnen- und Planetenradanordnung radial verschiebbare Planetenräder aufweist, die mindestens ein Sonnenrad umgeben, der dadurch gekennzeichnet ist, daß das mindestens eine Sonnenrad eine Kegelstumpfform aufweist und in einer Axialrichtung vorbelastet ist, um die Planetenräder radial in Auswärtsrichtung und in Berührung (bzw. Eingriff) mit den Ringzahnrädern zu drängen.
Dadurch wird folglich Schwenk-Spiel zwischen Lehnen- und Polsterarm im wesentlichen verringert oder ausgeschaltet.
Vorzugsweise sind zwei Sonnenräder vorgesehen, die beide jeweils eine Kegelstumpfform aufweisen, wobei die beiden Sonnenräder mit ihren den kleineren Durchmesser besitzenden axialen Enden einander zugewandt angeordnet sind, so daß sie auf gegenüberliegenden Axialseiten der Planetenräder liegen. Die Vorbelastungsmittel sind so vorgesehen, daß sie die beiden Sonnenräder axial gegeneinander drängen. Dies kann dadurch erreicht werden, daß das eine Sonnenrad axial festgelegt und das andere Sonnenrad axial bewegbar ist oder beide Sonnenräder axial bewegbar sind.
Vorzugsweise sind drei Planetenräder vorgesehen, die um den Innenumfang der Ring(zahn)räder auf gleiche Abstände verteilt angeordnet sind. Drei Planetenräder werden bevorzugt, weil mit einer solchen Anordnung sichergestellt wird, daß jedes Sonnenrad eine gleich große radiale Belastung auf jedes Planetenrad ausübt. Ersichtlicherweise können jedoch, falls erforderlich, auch mehr als drei Planetenräder vorgesehen sein.
Der Mechanismus kann auch mindestens ein Stützelement der in der GB-PS 1586869 offenbarten Art für die Planetenräder aufweisen. Das Stützelement würde dabei für jedes Planetenrad eine konkave Fläche aufweisen. Das Stützelement gewährleistet, daß die Planetenräder ihren Umfangsabstand einhalten, und begrenzt auch eine radiale Einwärtsbewegung eines jeden Planetenrads.
Bevorzugt ist der Einschluß- oder Raumwinkel zwischen der geneigten (schrägen) Umfangsfläche eines jeden Sonnenrads und seiner Achse klein, z.B. im Bereich von 2 - 150 liegend.
Vorteilhaft weisen die Sonnen- und Planetenräder Evolventenzähne auf. Hierdurch wird eine ruhige oder reibungsarme Arbeitsweise des Mechanismus ermöglicht.
Verschiedene Aspekte bzw. Merkmale dieser Erfindung sind nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen zeigen:
Fig. 1 eine schematische perspektivische Darstellung eines Fahrzeugsitzes mit einem Sitz(rückenlehnen)neigemechanismus bzw. Liegesitzbeschlag gemäß der vorliegenden Erfindung,
Fig. 2 eine schematische Stirnseitenansicht eines Sitz(rückenlehnen)neigemechanismus bzw. Liegesitzbeschlags gemäß dieser Erfindung,
Fig. 3 eine detailliertere Darstellung im Schnitt längs der Linie X-X in Fig. 2,
Fig. 4 eine Teildarstellung im Schnitt längs der Linie Y-Y in Fig. 2 und
Fig. 5 eine der Fig. 3 ähnliche Darstellung einer anderen Ausführungsform dieser Erfindung.
Der (im folgenden als Liegesitzbeschlag bezeichnete) Sitz(rückenlehnen)neigemechanismus 10 gemäß dieser Erfindung dient zur schwenkbaren Verbindung eines (einer) Sitz- Rückenteils oder -Rückenlehne 8 mit einem Sitzpolster 7. Pro Sitz sind dabei zwei Mechanismen 10 vorgesehen, nämlich je einer an jeder Seite des Sitzes (in Fig. 1 ist nur einer davon sichtbar). Jeder Mechanismus 10 umfaßt einen am (nicht dargestellten) Rahmen oder Gestell der Rückenlehne angebrachten Lehnenarm 13 und einen am (nicht dargestellten) Rahmen oder Gestell des Sitzpolsters befestigten Polsterarm 15. Beide Mechanismen sind mittels eines Handrads 9 betätigbar.
Bei der in den Fig. 2 bis 4 dargestellten Ausführungsform umfaßt der Mechanismus ein erstes Ring(zahn)rad 12, das einen Teil des Lehnenarms 13 bildet (in Fig. 2 nur teilweise sichtbar), und ein zweites Ring(zahn)rad 14, das einen Teil eines Polsterarms 15 bildet (in Fig. 2 nur teilweise sichtbar). Die Lehnen- und Polsterarme sind in unseren GB-PSen 1528357 und 1586869 näher veranschaulicht.
Lehnen- und Polsterarm sind vorzugsweise aus Metallblech geformt; die Ringräder 12, 14 sind vorzugsweise in einem Preßvorgang hergestellt, in welchem versetzte Wandabschnitte 13a, 15a gebildet werden, die zusammen mit den Innenwänden der Ringräder ein Gehäuse für die Sonnen- und Planetenräder 16 bzw. 18 festlegen.
Gemäß Fig. 2 sind drei Planetenräder 18 in gleich großen gegenseitigen Abständen um den Innenumfang der Ringräder 12, 14 herum vorgesehen.
Gemäß Fig. 3 sitzt das Sonnenrad 16 auf einer Antriebsachse 20, wobei es so angeordnet ist, daß es geringfügig zur einen Axialseite der Planetenräder 18 hin versetzt ist.
Das Sonnenrad 16 ist auf der Antriebsachse 20 mit dieser mitdrehbar angeordnet und liegt gegen eine Schulter 22 an. Die Achse 20 durchsetzt den Wandabschnitt 13a und nimmt eine Zwischen-Scheibe 24 auf. Zwischen der Scheibe 24 und dem Wandabschnitt 13a liegt eine Feder 25 zum Vorbelasten oder Drängen der Achse 20 in einer Axialrichtung, um damit das Sonnenrad 16 weiter zwischen die Planetenräder 18 (hinein) vorzubelasten oder zu drängen.
Gemäß den Fig. 3 und 4 weist das Sonnenrad 16 im allgemeinen eine Kegelstumpfform auf, deren schmäleres Ende der Richtung der durch die Feder 25 hervorgebrachten Vorbelastung zugewandt ist. Dadurch, daß das Sonnenrad 16 weiter zwischen die Planetenräder hineingedrängt wird, ergibt sich die Wirkung, daß die Planetenräder radial auswärts und in Andruckberührung mit den Ringrädern 12, 14 gedrängt werden. Der Neigungs- oder Schrägungswinkel der Umfangswand, d.h. -fläche des Sonnenrads 16 beträgt vorzugsweise etwa 5 - 10º.
Die Stärke der Feder 25 ist gewählt, um sicherzustellen, daß die Vorbelastungskraft größer ist als die Kraft, die beim Drehen der Antriebsachse beim Verstellen erzeugt wird und die bestrebt ist, das Zahnrad (sonnenrad) axial außer Eingriff mit den Planetenrädern zu drängen. Hierdurch wird gewährleistet, daß die Planetenräder beim Verstellen des Mechanismus sowie im statischen Zustand desselben radial nach außen gedrängt werden.
Es ist vorgesehen, daß die Kanten der Planetenräder 18 leicht abgeschrägt oder angefast sein können, um den radialen Eingriff des Sonnenrads 16 zu begünstigen, ohne die Abwälzwirkung der Zahnräder zu behindern.
Aus Fig. 2 geht hervor, daß die Zahnradprofile Evolventenprofile sind. Hierdurch wird ein ruhiger oder reibungsarmer Betrieb des Mechanismus gewährleistet, weil die Planeten- und Ringräder in Abwälzberührung gehalten sind oder werden. Gewünschtenfalls können jedoch auch die Zahnradprofile gemäß unseren GB-PSen 1528357 und 1586869 angewandt werden.
Fig. 5 zeigt eine andere Ausführungsform 100 mit zwei Sonnenrädern 16a, 16b. Die Ausführungsform 100 ist eine Abwandlung der Ausführungsform 10, wobei ähnliche Teile mit den gleichen Bezugsziffern wie vorher bezeichnet sind. Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 sind beide Sonnenräder 16a, 16b verschiebbar auf der Antriebsachse 20 gelagert und durch zugeordnete gewickelte (Schrauben-)Federn 110 axial gegeneinander vorbelastet. Wie im Fall der Feder 25 ist die Stärke der Federn 110 so gewählt, daß sie eine Vorbelastungskraft liefern, die größer ist als die Kraft, welche bestrebt ist, die Zahnräder aus dein axialen Eingriff zu drängen, (und) welche beim Drehen der Antriebsachse erzeugt wird.
Die Antriebsachse 20 weist einen Hauptabschnitt 20a auf, der die Beschlaganordnung (hinge assembly) durchsetzt und auf beiden Seiten derselben vorsteht. Der Hauptabschnitt 20a ist vorzugsweise mit Längskehlungen versehen, so daß er einen sternförmigen Querschnitt aufweist (vgl. Fig. 2). An der einen Seite der Beschlaganordnung ist der Hauptabschnitt 20a mit einer Schulter 121 versehen, die vorzugsweise mit dem Hauptabschnitt 20a materialeinheitlich geformt ist. Zwischen der Schulter 121 und dem Sonnenrad 16a ist eine Schraubenfeder 110 zusammengedrückt. Infolgedessen wird das Sonnenrad 16a in einer Axialrichtung zum Sonnenrad 16b hin gedrängt.
An der gegenüberliegenden Seite der Beschlaganordnung ist der Hauptabschnitt 20a mit einem Ansatz 125 versehen, der eine innere Bohrung 126 mit einem Abschnitt aufweist, dessen Querschnittsform zu der des Hauptabschnitts 20a komplementär und der somit mit letzterem mitdrehbar (drehfest verbunden) ist. Der Ansatz 125 weist eine Schulter 127 auf, die eine Axialverschiebung in Richtung auf das Sonnenrad 16b verhindert, und wird durch eine(n) am Achsen-Hauptabschnitt 20a befestigte(n) Klammer oder Sicherungsring 128 an einem axialen Abziehen vom Achsenabschnitt 20a gehindert.
Der Ansatz 125 weist eine Schulter 130 auf, wobei zwischen dieser und dem Sonnenrad 16b eine gewickelte (Schrauben-)Feder 110 zusammengedrückt ist. Hierdurch wird das Sonnenrad 16b in Axialrichtung zum Sonnenrad 16a hin gedrängt. Der Ansatz 125 ist mit einer außenseitigen Flachseite 131 versehen und dient als Träger oder Halter zur zur Anbringung des Handrads 9 zum Verdrehen der Antriebsachse 20.
Jedes Sonnenrad 16a, 16b weist eine zentrale Bohrung einer zur Querschnittsform des Achsenabschnitts 20a komplementären Querschnittsform auf, so daß jedes Sonnenrad axial auf dem Achsen-Hauptabschnitt 20a verschiebbar, dabei aber drehfest mit ihm verbunden ist. Vorzugsweise ist die Sternform des Achsen-Hauptabschnitts 20a und der Sonnenrad-Bohrung so gewählt, daß die Zahl der Stern- Zacken der Zahl der Zähne des Sonnenrads gleich ist und die Stern-Zacken radial auf die Zähne ausgerichtet sind. Hierdurch wird die Sicherstellung der einwandfreien Ausfluchtung der beiden Sonnenräder 16a, 16b bei der Montage des Mechanismus (Beschlags) erleichtert.
Ersichtlicherweise können jedoch gewünschtenfalls auch andere Querschnittsformen der (des) Hauptachse(nabschnitts) 20a, z.B. eine Polygonalform, vorgesehen werden.
Vorzugsweise sind die versetzten (eingezogenen) Wandabschnitte 13a, 15a mit weiter(en) versetzten Abschnitten 13b, 15b versehen, die konstruktiv von den Sonnenrädern 16a, 16b in einem begrenzten Abstand "d" angeordnet sind, der gewählt ist zum Begrenzen der axialen Auswärtsverschiebung der Sonnenräder 16a, 16b, um damit sicherzustellen, daß der Eingriff zwischen den Sonnen- und Planetenrädern auch bei einem Ausfall (Bruch) einer oder beider der Federn 110 erhalten bleibt. Auf ähnliche Weise ist bei der Ausführungsform nach Fig. 2 das Sonnenrad 16 von einem weiteren Wandabschnitt 15b beabstandet, um im Fall eines Ausfalls (Bruches) der Feder 26 den Eingriff mit den Planetenrädern zu erhalten.
Gewünschtenfalls kann ein (in den Fig. 2, 3 und 5 in gestrichelten Linien dargestelltes) Stützelement 200 vorgesehen sein. Dieses weist konkave Aussparungen 201 auf, in denen jeweils ein Planetenrad sitzt. Die Aussparungen 201 im Stützelement 200 dienen zur Hemmung oder Begrenzung der radialen Einwärtsverschiebung der Planetenräder.
Wie (in den Zeichnungen) dargestellt, werden drei Planetenräder 18 bevorzugt. Dies ist deshalb der Fall weil 3 die kleinste Zahl von Planetenrädern ist, die von dem Sonnenrad oder den Sonnenrädern beaufschlagt werden können, um sicherzustellen, daß das Sonnenrad oder die Sonnenräder unabhängig von der Konzentrizität der Ring(zahn)räder 12, 14 und/oder Zirkularität jedes Ringrads 12, 14 auf alle Planetenräder eine gleich große Belastung ausübt bzw. ausüben.
Wenn eine größere Zahl von auf gleiche Abstände verteilten Planetenrädern 18 vorgesehen werden soll, wird diese Zahl vorzugsweise so gewählt, daß in keinem Fall zwei Zahnräder einander diametral gegenüberstehen, d.h. es wird eine ungerade Zahl der Zahnräder gewählt.
Bei den oben beschriebenen und in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen wird die Schwenkbewegung zwischen Lehnen- und Polsterarmen durch das Zahnradsystem, d.h. den Eingriff zwischen Sonnen-, Planeten- und Ring(zahn)rädern, bestimmt und gelagert, wobei kein getrenntes Lager für diese Schwenkbewegung vorgesehen ist. Ersichtlicherweise können jedoch die Lehnen- und Polsterarme auch über Lagerausbildungen schwenkbar verbunden sein und die Sonnen-, Planeten- und Ringräder lediglich zur Herbeiführung einer Relativdrehung um den Drehpunkt (das Drehlager) herum benutzt werden.

Claims

1. Sitz(rücklehnen)neigemechanismus bzw. Liegesitzbeschlag mit einem (Sitzflächen-)Polsterarm (15), der mit einem Lehnenarm (13) über eine Planetengetriebeanordnung schwenkbar verbunden ist, die ihrerseits zwei nebeneinander angeordnete Ringzahnräder (12, 14), von denen das eine am Lehnenarm und das andere am Polsterarm befestigt ist, (und) eine beiden Ringzahnrädern gemeinsam zugeordnete Sonnen- und Planetenradanordnung aufweist, wobei die Sonnen- und Planetenradanordnung radial verschiebbare Planetenräder (18) aufweist, die mindestens ein Sonnenrad (16) umgeben, dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens eine Sonnenrad (16) eine Kegelstumpfform aufweist und in einer Axialrichtung vorbelastet ist, um die Planetenräder radial in Auswärtsrichtung und in Berührung (bzw. Eingriff) mit den Ringzahnrädern zu drängen.

2. Sitz(rückenlehnen)neigemechanismus bzw. Liegesitzbeschlag nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Sonnenräder (16a, 16b) vorgesehen sind, die beide jeweils eine Kegelstumpfform aufweisen, die beiden Sonnenräder mit ihren den kleineren Durchmesser besitzenden axialen Enden einander zugewandt angeordnet sind, so daß sie auf gegenüberliegenden Axialseiten der Planetenräder (18) liegen, und Vorbelastungsmittel (110) vorgesehen sind, um die beiden Sonnenräder axial gegeneinander zu drängen.

13. Sitz(rückenlehnen)neigemechanismus bzw. Liegesitzbeschlag nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Sonnenrad axial festgelegt und das andere Sonnenrad axial bewegbar ist.

4. Sitz(rückenlehnen)neigemechanismus bzw. Liegesitzbeschlag nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß beide Sonnenräder axial bewegbar sind.

5. Sitz(rückenlehnen)neigemechanismus bzw. Liegesitzbeschlag nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß drei Planetenräder (18) vorgesehen sind.

6. Sitz(rückenlehnen)neigemechanismus bzw. Liegesitzbeschlag nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Stützmittel (200) vorgesehen sind, um die Planetenräder gegen eine radial einwärts gerichtete Verschiebung abzustützen.

7. Sitz(rückenlehnen)neigemechanismus bzw. Liegesitzbeschlag nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Einschluß- oder Raumwinkel zwischen der geneigten Umfangsfläche jedes Sonnenrads und seiner Achse vorzugsweise im Bereich von 20 bis 150 liegt.

8. Sitz(rückenlehnen)neigemechanismus bzw. Liegesitzbeschlag nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Sonnen- und Planetenräder Evolventenzähne aufweisen.

9. Sitz(rückenlehnen)neigemechanismus bzw. Liegesitzbeschlag nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsränder der Planetenräder abgeschrägt bzw. angefast sind.