KEIPER GmbH & Co. KG, 67657 Kaiserslautern
Beschlag für einen Fahrzeugsitz
Die Erfindung betrifft einen Beschlag für einen Fahrzeugsitz mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruches 1.
Aus der DE 199 38 666 AI ist ein Beschlag dieser Art bekannt, bei dem der für den Antrieb notwendige Exzenter im wesentlichen durch den radial innen angeordneten Mitnehmerring und die zwei radial außerhalb davon angeordneten Keilsegmente de- fmiert wird. Der Mitnehmerring und eine Mitnehmerbuchse zum Antrieb des Exzenters sind mittels einer Aussparung bzw. zweier Nasen drehfest miteinander verbunden. Die Keilsegmente liegen an einer radial außerhalb angeordneten Gleitlagerbuchse des zweiten Beschlagteils an und gleiten bei der Abwälzbewegung mit geringer Reibung an dieser entlang. Ein Beschlag von ähnlicher Bauweise ist in der DE 101 44 840 AI beschrieben, wobei bei diesem der Mitnehmerring und die Mitnehmerbuchse mittels eines Übertragungsprofils drehfest miteinander verbunden sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen alternativen Aufbau zu einem Beschlag der eingangs genannten Art zu finden. Diese Aufgabe wird erfmdungsge- mäß durch einen Beschlag mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Dadurch, daß die Reibung zwischen dem Beschlagteil, das dem Mitnehmerring be- nachbart ist und an dem der Mitnehmerring bei der Abwälzbewegung entlanggleitet, und dem Mitnehmerring kleiner ist als diejenige zwischen den Keilsegmenten und dem anderen, den Keilsegmenten benachbarten Beschlagteil und als diejenige
zwischen dem Mitnehmerring und den Keilsegmenten, wird das Steuerverb alten der Keilsegmente beeinflusst, wobei sich durch die Anlage der Keilsegmente jeweils mit wenigstens einer Traglinie am Mitnehmerring ein definierter Kontakt ergibt, aufgrund dessen die Kraftrichtungen und Winkelverhältnisse im Hinblick auf den Getriebeeingriff und die Selbsthemmung optimiert werden können. Die Traglinie, die ortsfest an den Keilsegmenten oder dem Mitnehmerring ausgebildet ist, sorgt dabei für eine von äußeren Kräften unabhängige Linienberührung und dient der Spielfreistellung. Statt einem einzigen Mitnehmerring können beispielsweise auch zwei axial versetzte Mitnehmerringe vorgesehen sein.
Für die zwei Keilsegmente, die vorzugsweise mittels wenigstens einer Traglinie an dem ihnen benachbarten Beschlagteil anliegen, ist vorzugsweise jeweils eine einzelne Traglinie auf der Seite des Mitnehmerrings und ein Paar von Traglinien auf der Seite des ihnen benachbarten Beschlagteils vorgesehen sind. Letzteres führt zu einer definierten Ausrichtung der Keilsegmente relativ zu diesem Beschlagteil. In Um- fangsrichtung des Kragenzuges ist vorzugsweise je eine Traglinie des Paares vor und hinter der einzelnen Traglinie angeordnet.
Um die erfindungsgemäßen Reibungsverhältnisse zu erreichen, sind die Keilseg- mente vorzugsweise auf beiden Seiten, d.h. innen und außen, mittels einer Materialpaarung „Stahl auf Stahl" (gefettet) gelagert, was am einfachsten durch eine Ausbildung der Keilsegmente, des ihnen benachbarten Beschlagteils und des Mitnehmer- rings aus Stahl erreicht wird. Ferner ist zwischen dem Mitnehmerring und dem dem Mitnehmerring benachbarten Beschlagteil ein Gleitlager (mit geringer Reibung) vorgesehen, vorzugsweise eine Gleitlagerbuchse angeordnet, welche einem dieser beiden Bauteile zugeordnet ist, insbesondere drehfest mit diesem verbunden ist, und gleitend das andere Bauteil lagert, womit sich eine leichtgängige Abwälzbewegung der beiden Beschlagteile ergibt. Durch ein elastisches Element zwischen Gleitlager und dem ihm zugeordneten Beschlagteil können Drehmomentspitzen reduziert werden, die beim Betätigen ohne Last beim Durchfahren enger Stellen auftreten, so daß die Spitzenbelastung der einzelnen Bauteile verringert und damit die Verschleiß-Lebensdauer verlängert wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Mitnehmerring radial außerhalb der Keilsegmente angeordnet, d.h. der Mitnehmerring umschließt die Keilsegmente, wodurch sich Vorteile für die Kräfteverhältnisse ergeben können. Prinzipiell ist diese Anordnung unabhängig von den Reibungsverhältnissen zwischen den Beschlagteilen, den Keilsegmenten und dem Mitnehmerring. Die erfϊndungsgemäßen Reibungsverhältnissen ergeben sich, wenn die Gleitlagerbuchse im genannten Fall radial außerhalb des Mitnehmerrings angeordnet ist. Wenn sie radial innerhalb der Keilsegmente angeordnet ist, was auch möglich ist, ergeben sich die Reibungsver- hältnisse des eingangs genannten Beschlags, allerdings mit invertierter Geometrie.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Gleitlagerbuchse - wie zuvor angedeutet - auf einem radial innen angeordneten Kragenzug des ersten Beschlagteils angeordnet. Auch diese Anordnung ist prinzipiell unabhängig von den Reibungsverhältnissen zwischen den Beschlagteilen, den Keilsegmenten und dem Mitnehmerring, wobei sich die erfϊndungsgemäßen Reibungsverhältnisse ergeben, wenn der Mitnehmerring radial außerhalb der Gleitlagerbuchse und radial innerhalb der Keilsegmente angeordnet ist. Wenn der Mitnehmerring radial außerhalb der Keilsegmente angeordnet ist, was auch möglich ist, ergeben sich die Reibungsver- hältnisse des eingangs genannten Beschlags, allerdings mit invertierter Geometrie.
Eine zum Antrieb des Exzenters vorgesehene Mitnehmerbuchse und der Mitnehmerring können einstückig oder gesondert ausgebildet sein, wobei sie in letzterem Fall drehfest zusammenwirken. Die gesonderte Ausbildung kann die Montage vereinfachen und eine unterschiedliche Materialauswahl ermöglichen. Aufgrund der Reibungserfordernisse und Keilsegment-Mitnahme ist der Mitnehmerring vorzugsweise aus Stahl oder einem anderen, vorzugsweise gesinterten metallischen Werkstoff ausgebildet. Im Hinblick auf eine Vereinfachung der Montage genügt es, wenn der Mitnehmerring lediglich über den Umfang der Keilsegmente hinweg vorgesehen ist, also nicht vollständig geschlossen ist, solange das drehfeste Zusammenwirken mit der Mitnehmerbuchse gewährleistet ist.
Das drehfeste Zusammenwirken von Mitnehmerbuchse und Mitnehmerring mittels eines Übertragungsprofils hat den Vorteil, daß höhere Lasten über diese Verbindung übertragen werden können. Dies verbessert die Einsatzmöglichkeit des Be- schlags als motorisch einstellbarer Beschlag und reduziert die Spitzenbelastung der einzelnen Bauteile. Im Regelfall mit zwei erfindungsgemäßen Beschlägen und einer gemeinsamen Antriebswelle ist eine zuverlässige Synchronisierung bei der Montage der Antriebswelle möglich.
Der erfindungsgemäße Beschlag ist vorzugsweise für einen motorischen Antrieb ausgelegt, kann jedoch auch manuell angetrieben werden. Die Erfindung ist auch bei anderen motorisch oder manuell angetriebenen Getriebebeschlägen verwendbar, unabhängig davon, ob ein Exzenter aus Keilen oder ein Festexzenter vorgesehen ist.
Im folgenden ist die Erfindung anhand zweier in der Zeichnung dargestellter Aus- führungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 eine Explosionsdarstellung des ersten Ausführungsbeispiels, wobei die Mitnehmerbuchse aus einer anderen Blickrichtung dargestellt ist,
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugssitzes mit zwei erfindungsgemäßen Beschlägen,
Fig. 3 einen Radialschnitt durch das erste Ausführungsbeispiel entlang der Linie III-III in Fig. 4,
Fig. 4 einen Axialschnitt durch das erste Ausführungsbeispiel entlang der Linie IV-IV in Fig. 3,
Fig. 5 eine vergrößerte Ansicht eines Keilsegmentes mit Teilen des Kragenzuges und des Mitnehmerringes und
Fig. 6 einen nur teilweise dargestellten Radialschnitt durch das zweite Ausführungsbeispiel.
Ein in der Zeichung nur angedeuteter Fahrzeugsitz 1 für ein Kraftfahrzeug weist ein Sitzteil 3 und eine relativ zum Sitzteil 3 in ihrer Neigung motorisch einstellbare Lehne 4 auf. Als Antrieb für die Neigungseinstellung ist ein Elektromotor 5 vorgesehen, welcher an der Struktur der Lehne 4 angebracht ist. Der Elektromotor 5 dreht eine Antriebswelle 7, welche horizontal im Übergangsbereich zwischen Sitzteil 3 und Lehne 4 angeordnet ist. Auf beiden Seiten des Fahrzeugsitzes 1 greift die Antriebswelle 7 auf eine später beschriebene Weise drehfest in einen Beschlag 10 ein.
Der Beschlag 10 ist als Getriebebeschlag ausgebildet, bei welchem ein erstes Beschlagteil 11 und ein zweites Beschlagteil 12 über ein Getriebe zum Verstellen und Feststellen miteinander verbunden sind. Die beiden Beschlagteile 11 und 12 weisen eine im wesentlichen flache Form auf und bestehen aus Stahl. Das erste Beschlagteil 11 ist fest mit der den antreibenden Elektromotor 5 tragenden Struktur (vorliegend der Struktur der Lehne 4) verbunden, weshalb im Ausführungsbeispiel das erste Bauteil 11 lehnenfest und daher in der Zeichnung oben dargestellt ist. Entspre- chend ist das zweite Beschlagteil 12 im Ausführungsbeispiel sitzteilfest und in der Zeichnung unten dargestellt. Bei einer anderen Anordnung des Elektromotors und bei manuell angetriebenen Beschlägen können die Positionen der Beschlagteile 11 und 12 ausgetauscht sein.
Zur Ausbildung des Getriebes ist am zweiten Beschlagteil 12 ein Zahnrad 16 mit einer Außenverzahnung und am ersten Beschlagteil 11 ein Zahnkranz 17 mit einer Innenverzahnung ausgeprägt, welche miteinander kämmen. Der Durchmesser des Kopfkreises der Außenverzahnung des Zahnrads 16 ist um wenigstens eine Zahnhöhe kleiner als der Durchmesser des Fußkreises der Innenverzahnung des Zahn- kranzes 17. Der entsprechende Unterschied der Zähnezahl von Zahnrad 16 und Zahnkranz 17 ermöglicht eine Abwälzbewegung des Zahnkranzes 17 am Zahnrad 16.
Das erste Beschlagteil 11 weist auf der dem Zahnrad 16 zugewandten Seite konzentrisch zur Innenverzahnung des Zahnkranzes 17 einen angeformten Kragenzug 19 auf. Im Kragenzug 19 ist mit Spiel eine Mitnehmerbuchse 21 mittels einer Nabe
22 gelagert. Die aus Kunststoff oder Stahl bestehende Mitnehmerbuchse 21 ist zentral mit einer zu einem Keilwellenprofil der Antriebswelle 7 passenden Bohrung
23 versehen. Im Anschluß an ihre Nabe 22 weist die Mitnehmerbuchse 21 eine Abstufung 24 mit größeren Durchmesser als die Nabe 22 und daran anschließend eine Abdeckscheibe 25 mit größerem Durchmesser als die Abstufung 24 auf.
Über einen Teil ihres Umfangs hinweg weist die Abstufung 24 eine radial nach außen gerichtete Außenverzahnung 24' auf, in deren Bereich sie einen Mitnehmerring 26 aus Stahl aufnimmt, welcher bereichsweise eine Innenverzahnung 26' aufweist, die formschlüssig und vollständig in die Außenverzahnung 24' greift, wo- durch ein Ubertragungsprofil definiert ist. Anstelle der Verzahnungen sind auch andere formschlüssige Übertragungsprofile mit Rippen, Polygonzügen oder dergleichen möglich. Zur Spielbeseitigung in der formschlüssigen Verbindung zwischen Imienverzahnung 26' und Außenverzahnung 24' kann bei der Montage der Formschluß unter Verdrängung des Materials der Abstufung 24 erfolgen.
Der Mitnehmerring 26 umschließt in einer nachstehend genauer beschriebenen Weise zwei radial innerhalb desselben angeordnete Keilsegmente 27 aus Stahl, die in einer ebenfalls nachstehend genauer beschriebenen Weise auf der Außenseite des Kragenzuges 19 gelagert sind. Der Mitnehmerring 26 wiederum lagert auf seiner Außenseite eine direkt oder unter Zwischenlage eines elastischen Elementes in das zweite Beschlagteil 12 drehfest eingepreßte Gleitlagerbuchse 28. Ferner weist der Mitnehmerring 26 ein axial vorspringendes, zwischen die Schmalseiten der Keilsegmente 27 mit Spiel fassendes Mitnehmersegment 29 auf, welches auf seiner radial nach innen weisenden Seite die Innenverzahnung 26' trägt. Das Mitnehmersegment 29, die Abstufung 24 der Mitnehmerbuchse 21 und ein Abschnitt der Bohrung 23 samt Antriebswelle 7 liegen somit in einer Ebene, was mehrachsige Spannungszu- stände vermeidet. Auf der Innenseite der Abdeckscheibe 25 der Mitnehmerbuchse
21 sind zwei abstehende Zapfen 32 oder allgemein Nocken angeformt, welche stirnseitig jeweils an einem der beiden Keilsegmente 27 anliegen und dieses in axialer Richtung sichern.
Bedingt durch eine von der Kreisbogen- bzw. Zylinderform abweichende Geometrie ihrer konvexen Außenseiten 27' und konkaven Innenseiten 27" liegen die Keilsegmente 27 mit ihren Außenseiten 27' nicht flächig an der Innenfläche des Mitnehmerrings 26 und mit ihren Innenseiten 27" nicht flächig am Kragenzug 19 an, sondern auf der Außenseite 27' nur an wenigstens einer äußeren Traglinie 33 bzw. an der Innenseite 27" nur an wenigstens einer, vorliegend zwei inneren Traglinien 34. Diese Traglinien 33 und 34 sind als ortfeste Geometerieüber- höhungen ausgebildet, beispielsweise in einer Art flachen Wellenform, und sorgen für eine von den äußeren Kräften unabhängige Linienberührung der Keilsegmente 27 am Kragenzug 19 bzw. Mitnehmerring 26. Die Anlage mittels Traglinien 33 und 34 dient der Spielfreistellung und der gezielten Steuerung der Kraftrichtungen und Winkelverhältnisse in der Lagerstelle. Damit hat man die Möglichkeit, den für das Steuerverhalten der Keilsegmente 27 in Kombination mit den vorhandenen Reibwertpaarungen wirksamen Keilwinkel gezielt einzustellen, so daß der Zahneingriff zwischen Zahnrad 16 und Zahnkranz 17 und die Selbsthemmung des Beschlags 10 optimiert werden können. Es wird hierfür ausdrücklich auf die DE 199 38 666 AI Bezug genommen, deren Offenbarungsgehalt in vollem Umfang einbezogen werden soll. In Fig. 5 verlaufen die Traglinien 33 und 34 senkrecht zur Zeichenebene, d.h. in axialer Richtung. In Umfangsrichtung betrachtet befindet sich vorliegend je eine innere Traglinie 34 vor und hinter der äußeren Traglinie 33. Die zwei inneren Traglinien 34 dienen außer zur Spielfreistellung noch zur Erhöhung der Festigkeit.
Die einander zugekehrten Breitseiten der Keilsegmente 27 nehmen mit je einer durch vorspringende Materialpartien definierten Ausnehmung jeweils einen abgewinkelten Endfmger einer Ringfeder 35 auf, welche die Keilsegmente 27 in Um- fangsrichtung auseinanderdrückt, wobei bei einer Blockage der Keilsegmente 27 im Betrieb oder einem Anlaufen der Lehne 4 gegen eine Last die radial äußeren, vorspringenden Materialpartien einander berühren und beaufschlagen können.
Die Mitnehmerbuchse 21 wird auf der Außenseite des ersten Beschlagteils 11 durch einen aufgeclipsten Sicherungsring 43 axial gesichert. Auf der Außenseite des zweiten Beschlagteils 12 ist zwischen der Ausprägung für das Zahnrad 16 und der Abdeckscheibe 25 der Mitnehmerbuchse 21 ein Dichtring 44 vorgesehen. Zur Aufnahme der axial wirkenden Kräfte ist an den beiden Beschlagteilen 11 und 12 je ein Halteblech 45 angeschweißt, welches das jeweils andere Beschlagteil übergreift, ohne die Einstellbewegung zu behindern. Der Übersichtlichkeit halber ist nur in Fig. 1 eines dieser Haltebleche 45 dargestellt.
Durch den Mitnehmerring 26 und die Keilsegmente 27 wird ein Exzenter definiert, welcher in Verlängerung der Richtung der Exzentrizität das Zahnrad 16 an einer so definierten Eingriffsstelle in den Zahnkranz 17 drückt. Bei einem Antrieb durch die sich drehende Antriebswelle 7 wird ein Drehmoment zunächst auf die Mitnehmer- buchse 21 und dann auf den so definierten Exzenter übertragen, welcher entlang der Gleitlagerbuchse 28 gleitet unter Verlagerung der Richtung der Exzentrizität und damit unter Verlagerung der Eingriffsstelle des Zahnrades 16 im Zahnkranz 17, was sich als taumelnde Abwälzbewegung darstellt. Die Gleitlagerbuchse 28 definiert eine äußere Gleitfläche für den Exzenter, während der Kragenzug 19 eine innere Gleitfläche für den Exzenter definiert, wobei der Exzenter bei der Abwälzbewegung an den Gleitflächen entlanggleitet. Die Reibung zwischen der Gleitlagerbuchse 28 und dem Mitnehmerring 26 ist vorzugsweise deutlich kleiner als diejenige zwischen den Keilsegmenten 27 und dem Kragenzug 19 (Stahl auf Stahl, gefettet) und als diejenige zwischen dem Mitnehmerring 26 und den Keilsegmenten 27 (Stahl auf Stahl, gefettet), beispielsweise jeweils nur etwa ein Fünftel. Mit diesen Reibverhältnissen wird das Steuerverhalten der Keilsegmente 27 beeinflusst, welche beispielsweise mit dem Einsetzen des Antriebs ihre relative Ausrichtung zu den anderen Komponenten des Exzenters beibehalten.
In einer abgewandelten Ausführungsform sind die äußeren Traglinien 33 am Mitnehmerring 26 statt an den Keilsegmenten 27 ausgebildet. Zusätzlich oder alternativ
können die inneren Traglinien 34 am Kragenzug 19 statt an den Keilsegmenten 27 ausgebildet sein.
Das zweite Ausführungsbeispiel gleicht dem ersten Ausführungsbeispiel, soweit nachstehend nicht abweichend beschrieben, weshalb gleiche und gleichwirkende Bauteile um 100 höhere Bezugszeichen tragen.
Bei dem Beschlag 110 des zweiten Ausführungsbeispiels sind das erste Beschlagteil 111 mit dem Kragenzug 119 zur Lagerung des Exzenters und zweite Beschlagteil 112 zur Aufnahme des Exzenters unverändert. Die beiden Keilsegmente 127 weisen auf ihrer Außenseite jeweils zwei äußere Traglinien 133 auf, an denen sie das zweite Beschlagteil 112 direkt lagern. Auf ihrer Innenseite weisen die beiden Keilsegmente 127 jeweils eine innere Traglinie 134 auf, an denen sie auf dem Mitnehmerring 126 gelagert sind. In den Mitnehmering 126 seinerseits ist eine Gleitlager- buchse 128 eingepresst, mittels welcher der Mitnehmerring 126 in diesem zweiten Ausführangsbeispiel gleitend auf den Kragenzug 119 gelagert ist (oder der Mitnehmerring 126 ist gleitend auf der auf den Kragenzug 119 gepressten Gleitlagerbuchse 128 gelagert). Somit definiert das zweite Beschlagteil 112 eine äußere Gleitfläche für den Exzenter, während der Kragenzug 119 (oder die Gleitlagerbuchse 128) eine innere Gleitfläche für den Exzenter definiert.
Die Funktionsweise, insbesondere der Antrieb des Exzenters und die Abwälzbewegung (bei welcher der Exzenter an den Gleitflächen entlanggleitet), stimmen mit dem ersten Ausführungsbeispiel überein. Auch die Reibverhältnisse sind entspre- chend ausgestaltet, d.h. die Reibung zwischen dem Mitnehmerring 126 (bzw. dessen Gleitlagerbuchse 128) und dem benachbarten ersten Beschlagteil 111, an dem der Mitnehmerring 126 bei der Abwälzbewegung entlanggleitet, ist kleiner als die Reibung zwischen den Keilsegmenten 127 und dem Mitnehmerring 126 und zwischen den Keilsegmenten 127 und dem ihnen benachbarten zweiten Beschlagteil 112 Geweils Stahl auf Stahl, gefettet).
Bezugszeichenliste
Fahrzeugsitz Sitzteil Lehne Elektromotor Antriebswelle, 110 Beschlag, 111 erstes Beschlagteil, 112 zweites Beschlagteil Zahnrad Zahnkranz, 119 Kragenzug Mitnehmerbuchse Nabe Bohrung Abstufung ' Außenverzahnung Abdeckscheibe, 126 Mitnehmerring ' Innenverzahnung, 127 Keilsegment ' Außenseite " Innenseite, 128 Gleitlagerbuchse Mitnehmersegment Zapfen, 133 äußere Traglinie, 134 innere Traglinie Ringfeder Sicherungsring
Dichtring Halteblech