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Die
Erfindung betrifft einen beidseitig wirkenden Antrieb für Verstelleinrichtungen
in Kraftfahrzeugen gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Stand der Technik
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Aus
der
DE 103 61 148
A1 ist eine Verstellvorrichtung zur Erzeugung einer beidseitigen
Drehbewegung mit einem um eine Antriebsachse schwenkbaren Antriebselement,
einem durch Betätigen
des Antriebselements winkelverstellbaren Abtriebsrad mit einer hohlzylindrischen
Anlagefläche und
einer im Kraftfluss zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebsrad
angeordneten Kupplung bekannt, die eine Verstellbewegung des Antriebselements
nur dann auf das Abtriebsrad überträgt, wenn das
Antriebselement aus einer neutralen Ausgangsstellung in die eine
oder andere Richtung bewegt wird. Die Kupplung enthält ein mit
Vorspannung an der Anlagefläche
des Abtriebsrads anliegendes Schlingfederband mit einem Umfang von
weniger als 360° und
Anlageflächen
zur Kraftübertragung
vom Antriebselement zum Abtriebsrad, einen mit dem Antriebselement
und den Federenden des Schlingfederbandes wirkverbundenen Verstärkungshebel
und zwei an der Antriebsachse angelenkte Übertragungshebel mit jeweils
einem ersten Hebelarm, der jeweils einem vom Schlingfederband abgewinkelten
Stützarm
gegenübersteht,
und mit einem zweiten Hebelarm, der an einem gehäusefesten Anschlag und an einem
Ver bindungsbolzen des Verstärkungshebels mit
dem Antriebselement anliegt. Zwischen den Übertragungshebeln sind Rückstellfedern
angeordnet, die zum Rückstellen
des Schlingfederbandes in Abhängigkeit
von der Richtung der Rückstellung
jeweils einen ersten Hebelarm der Übertragungshebel gegen einen
der Stützarme
des Schlingfederbandes drücken,
wobei zum Rückstellen
des Antriebselements in Abhängigkeit
von der Richtung der Rückstellbewegung
jeweils ein zweiter Hebelarm gegen den mit dem Antriebselement verbundenen
Verbindungsbolzen drückt.
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Aufgabenstellung, Lösung, Vorteile
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, einen aus wenigen Funktionsteilen
einfach und mit geringem Platzbedarf aufgebauten, billig herzustellenden,
funktionssicheren und langlebigen beidseitig wirkenden Antrieb für Verstelleinrichtungen
in Kraftfahrzeugen zu schaffen.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Durch
den Einsatz eines bandförmigen
Koppelelements mit einteilig ausgebildetem Koppelhebel, Anlageband
und Abstütznasen,
dessen Enden sich überschneiden
und beidseitig der Antriebsachse sekantenförmig verlaufende Koppelhebel
zur Kraftübertragung
vom Antriebselement zum Abtriebsrad ausbilden, die sich bei der
Kraftübertragung
an Abstütznasen
des bandförmigen
Koppelelements anlegen, wird ein sehr einfach konstruierter und
aus wenigen Funktionsteilen bestehender, billig herzustellender
und wegen der wenigen Funktionsteile mit nur geringem Aufwand zu
montierender beidseitig wirkender Antrieb mit geringem Platzbedarf
geschaffen.
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Gleichwohl
gewährleistet
die Ausbildung der Koppelhebel und Abstütznasen als einteiliger Bestandteil
des bandförmigen
Koppelelements eine sichere Kraftübertragung vom Antriebselement
zum Abtriebsrad durch entsprechendes Aufweiten des bandförmigen Koppelelements
und Mitführen
des Antriebsrades in Umfangsrichtung, wenn das Antriebselement aus
einer neutralen Ausgangslage in die eine oder andere Richtung bewegt
wird. Dabei erfüllen
die Koppelhebel sowohl die Funktion von Schalthebeln zur Einleitung
einer Kraft- bzw. Drehmomentübertragung
vom Antriebselement zum Abtriebsrad als auch die Funktion von Verstärkungshebeln,
die die vom Antriebselement eingeleitete Verstellkraft verstärkt vom
Antriebselement zu den Abstütznasen
und damit über
das Anlageband des bandförmigen
Koppelelements zum Abtriebsrad auch bei ungünstigen Verhältnissen
und großen
Antriebskräften
sicher übertragen.
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Darüber hinaus
gewährleistet
die erfindungsgemäße Lösung durch
die optimale Kraftübertragung mit
einer breitflächigen
Anlage des bandförmigen Koppelelements
an der rotationssymmetrischen Innenwand des Abtriebsrades und durch
die Verwendung eines flexiblen und dementsprechend langlebigen bandförmigen Koppelelements
als Kupplung zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebsrad eine
hohe Lebensdauer des beidseitig wirkenden Antriebs auch bei starken
Belastungen.
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Zur
Optimierung der Übertragung
eines Antriebsmoments vom Antriebselement zum Abtriebsrad liegt
das bandförmige
Koppelelement über
einen Umfang von angenähert
360° an
der rotationssymmetrischen Innenwand des Abtriebsrades und auf Grund
eines in Bezug auf die rotationssymmetrische Innenwand des Abtriebsrades
größeren Durchmesser
mit Vorspannung an der rotationssymmetrischen Innenwand des Abtriebsrades
an, so dass eine maximale Anlagefläche des bandförmigen Koppelelements
bei dessen durch die Bautiefe des beidseitig wirkenden Antriebs
vorgegebener Breite mit hinreichender Anpresskraft gewährleistet
ist.
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Zur
optimalen Abstützung
der Koppelhebel beim Drehen oder Verschwenken des Antriebselements
aus seiner Ausgangslage in die eine oder andere Richtung und damit
zur optimalen Verspannung des bandförmigen Koppelelements mit der
rotationssymmetrischen Innenwand des Abtriebsrades bei der Kraftübertragung
vom Antriebselement zum Abtriebsrad sind die Koppelhebel in der
Ausgangsstellung des Antriebs im Wesentlichen parallel zueinander
unmittelbar neben der Antriebsachse verlaufend und die Abstütznasen
angenähert
radial in den Innenraum des Abtriebsrades und auf die Mitte der voneinander
weggerichteten Außenflanken
der Koppelhebel ausgerichtet und stehen die Abstütznasen in der Ausgangsstellung
des Antriebs den voneinander weggerichteten Außenflanken der Koppelhebel mit
geringem Spiel gegenüber,
wobei die Verbindungslinie der radial in den Innenraum des Abtriebsrades
gerichteten Abstütznasen
gegenüber
der Antriebsachse versetzt ist.
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Das
bandförmige
Koppelelement mit integral angeformten Koppelhebeln und Abstütznasen
gewährleistet,
dass das Anlageband des bandförmigen Koppelelements
umso stärker
mit der rotationssymmetrischen Innenwand des Abtriebsrades verspannt wird
je stärker
das Antriebselement gegen die Koppelhebel drückt, so dass ein Durchrutschen
des bandförmigen
Koppelelements mit zunehmender Antriebskraft wirksam verhindert
wird. Dabei liegt das bandförmige
Koppelelement mit Eigenspannung an der rotationssymmetrischen Innenwand
des Abtriebsrades an, wird beim Einleiten einer Antriebskraft bzw.
eines Antriebsmoments aufgeweitet, stützt sich an den Abstütznasen
ab und verspannt mit der rotationssymmetrischen Innenwand des Abtriebsrades
zur schlupffreien Kraft- bzw.
Drehmomentübertragung
vom Antriebselement zum Abtriebsrad.
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Als
bandförmiges
Koppelelement kann sowohl ein metallisches Schlingfederband als
auch insbesondere ein Kunststoffband eingesetzt werden, wobei durch
eine entsprechende Materialauswahl sowohl des Federbandes als auch
der rotationssymmetrischen Innenwand des Abtriebsrades eine optimale
Kraftübertragung
beim Mitführen
des Abtriebsrades und eine geringe Reibung beim Zurückführen des
bandförmigen
Koppelelements in die Nullpunkt- oder Ausgangslage gewährleistet
ist.
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Zur
sicheren Übertragung
der Abstütz-
und Antriebskräfte
vom Antriebselement zum Abtriebsrad weisen die Abstütznasen
und Koppelhebel eine größere Querschnittsfläche auf
als das an der rotationssymmetrischen Innenwand des Abtriebsrades
anliegende Anlageband des bandförmigen
Koppelelements.
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Die
erfindungsgemäße Lösung kann
auf unterschiedliche Weise durch verschiedene Ausführungsformen
realisiert werden.
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Eine
erste Ausführungsform
ist durch zwei spiegelbildlich zueinander angeordnete bandförmige Koppelelemente,
deren Koppelhebel eine die Antriebsachse aufnehmende Längsaussparung
aufweisen und deren den Koppelhebeln entgegen gesetzte Enden die
Abstütznasen
ausbilden, gekennzeichnet.
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In
dieser Ausführungsform
ist für
jede Drehrichtung des beidseitig wirkenden Antriebs ein bandförmiges Koppelelement
mit einteilig ausgebildetem Koppelhebel, Anlageband und Abstütznasen
vorgesehen, in das jeweils ein als Schalt- und Verstärkungshebel
dienender Koppelhebel und eine Abstütznase zum Abstützen des
jeweiligen Koppelhebels beim Einleiten einer Antriebskraft zum Aufweiten des
bandförmigen
Koppelelements integriert ist. Dabei dient die Längsaussparung dazu, dass das
in der jeweiligen Dreh- oder Schwenkrichtung des Antriebselements
wirksame bandförmige
Koppelelement zum Aufweiten und Herstellen einer kraftschlüssigen Anlage
des Anlagebandes an der rotations symmetrischen Innenwand des Abtriebsrades
an der Abstütznase
und nicht an der Antriebsachse abstützt.
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In
dieser Ausführungsform
sind die Abstütznasen
des bandförmigen
Koppelements um jeweils einen ortsunveränderlichen, üblicherweise
als Teil des Antriebsgehäuses
ausgebildeten Anschlag vom bandförmigen
Koppelelement radial in den Innenraum des Abtriebsrades gerichtet
abgewinkelt.
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Die
Abstütznasen
sind vom Anlageband des bandförmigen
Koppelelement um die ortsunveränderlichen
Anschläge
herumgeführt
und abgewinkelt, wobei die ortsunveränderlichen Anschläge zum Arretieren
der Abstütznase
des in der jeweiligen Dreh- oder Schwenkrichtung des Antriebselements
unbelasteten bandförmigen
Koppelelements dienen, so dass sich das in der betreffenden Dreh-
oder Schwenkrichtung unbelastete bandförmige Koppelelement infolge
seines mitgeführten
Koppelhebels zusammenzieht und keine oder eine nur minimale, die Drehbewegung
des Abtriebsrades behindernde Reibungskraft auf das Abtriebsrad
ausübt.
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Zum
Stabilisieren der Anlage der Anlagebänder der beiden spiegelbildlich
zueinander angeordneten bandförmigen
Koppelelemente an der rotationssymmetrischen Innenwand des Abtriebsrades
ist ein dritter, ortsunveränderlicher
Anschlag vorgesehen, der in geringem Abstand von den bandförmigen Koppelelementen
auf der der Überschneidung
der bandförmigen
Koppelelemente in Bezug auf die Antriebsachse gegenüberliegenden
Seite angeordnet ist.
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In
dieser Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Lösung ist
das Antriebselement radial zwischen der Antriebsachse und den der Überschneidung
der bandförmigen
Koppelelemente entgegengesetzten Enden der Koppelhebel angeordnet.
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Wirkt
beim Einleiten eines Antriebsmoments das Antriebselement in der
einen oder anderen Richtung auf den einen oder anderen Koppelhebel
ein, so führt
dies zu einer vom Hebelarm des Abstandes des Antriebelements von
den Abstütznasen
abhängigen Verstärkung der
Kraft, mit der der jeweilige Koppelhebel die zugeordnete Abstütznase und
damit das Anlageband des bandförmigen
Koppelelements mit der rotationssymmetrischen Oberfläche des
Abtriebsrades verspannt und eine sichere Verbindung zwischen dem
Antriebselement, dem und der rotationssymmetrischen Oberfläche des
Abtriebsrades gewährleistet.
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Die
Ursache hierfür
liegt im selbstverstärkenden
Effekt dieser Anordnung, da mit wachsender, vom Antriebselement
auf den Koppelhebel einwirkender Kraft auch die auf die Abstütznase übertragene,
im Sinne einer Verspannung des Anlagebandes des bandförmigen Koppelelements
mit der rotationssymmetrischen Oberfläche des Abtriebselements wirkenden
Kräfte
größer werden.
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Zur
gegenseitigen Verspannung der bandförmigen Koppelelemente, zur
vorgespannten Anlage der Anlagebänder
der bandförmigen
Koppelelemente an der rotationssymmetrischen Innenwand des Abtriebsrades,
zur spielfreien Anlage der Koppelhebel am Antriebselement und an
den Abstütznasen und
zur Rückstellung
der Koppelhebel und des Antriebselements nach einer Verstellbewegung
in die Ausgangslage ist ein von der Antriebsachse beabstandetes
Federelement zwischen den Koppelhebeln angeordnet.
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Das
Federelement kann in einer ersten Variante als Druckfeder ausgebildet
und zwischen den Koppelhebeln auf der dem Antriebselement in Bezug auf
die Antriebsachse gegenüberliegenden
Seite angeordnet werden, wobei die Enden der Längsaussparungen der Koppelhebel
in der Ausgangslage des Antriebselements im Wesentlichen symmetrisch
zur Antriebsachse ausgerichtet sind.
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In
dieser Variante ist eine hohe Grundanpresskraft gewährleistet,
mit der die bandförmigen Koppelelemente
auch bei minimalem Reibwert zwischen den Anlagebändern der bandförmigen Koppelelemente
und der rotationssymmetrischen Innenwand des Abtriebsrades beim
Einleiten einer Antriebskraft bzw. eines Antriebsmoments eine schlupffreie Übertragung
der Antriebskraft bzw. des Antriebsmoments auf das Abtriebsrad gewährleisten. Nachteilig
bei dieser Variante ist ein etwas größeres Schleif- bzw. Reibmoment
beim Rückstellen
der bandförmigen
Koppelelemente aus der ausgelenkten Stellung in die Ausgangslage.
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Eine
zweite Variante des Federelements besteht aus einer mit den Enden
der Koppelhebel verbundenen Zugfeder, wobei die Längsaussparungen der
Koppelhebel in der Ausgangslage des Antriebselements exzentrisch
zur Antriebsachse ausgerichtet sind, d.h. bezüglich ihrer Enden in einander
entgegen gesetzter Richtung von der Antriebsachse beabstandet sind.
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Auch
bei dieser Variante wird über
die Auslenkung des in der jeweiligen Schwenk- oder Drehrichtung
des Antriebselements wirksamen Koppelhebels das Anlageband des zugehörigen bandförmigen Koppelelements
in der betreffenden Drehrichtung unmittelbar mitgenommen, während der
jeweils andere Koppelhebel über
die Federkraft mitgezogen wird und das dazugehörige bandförmige Koppelelement eine geringe
Wegstrecke mitbewegt wird, bis sich nach einem kleinen Spiel die
Längsaussparung
in dem inaktiven Koppelhebel an die Antriebsachse anlegt und infolge
der Anlage der Abstütznase
des inaktiven bandförmigen
Koppelelements an den ortsunveränderlichen
Anschlag sich das betreffende bandförmige Koppelelement zusammenzieht
und dabei gleichzeitig die Zugfeder verspannt wird.
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Eine
zweite Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Lösung ist
durch ein einzelnes, mit Vorspannung an der rotationssymmetrischen
Innenwand des Abtriebsrades anliegendes bandförmiges Koppelelement mit an
beiden Enden eines Anlagebandes ausgebildeten Koppelhebeln und aus
dem zwischen den Koppelhebeln verlaufenden Anlageband ausgebildeten
Abstütznasen
gekennzeichnet.
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In
dieser Ausführungsform
wird das Antriebsmoment vom Antriebselement zum Abtriebsrad durch
ein einteiliges bandförmiges
Koppelelement übertragen,
wobei auch in dieser Ausführungsform die
als Schalt- und Verstärkungshebel
dienenden Koppelhebel einteilig bzw. integral an die Enden bandförmigen Koppelelements
angeformt und wegen der auf die Koppelhebel ausgeübten Biegebeanspruchungen
beim Einleiten eines Antriebsmoments eine größere Querschnittsfläche aufweisen
als das Anlageband des bandförmige
Koppelelement.
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Auch
in dieser Ausführungsform
eines einteiligen und beidseitig wirkenden Bandantriebs ist ein die
Koppelhebel gegen einander verspannendes und nach einer Verstellung
des Abtriebsrades in die Ausgangslage zurückstellendes Federelement zur
gegenseitigen Verspannung der bandförmigen Koppelelemente, zur
vorgespannten Anlage der Anlagebänder
der bandförmigen
Koppelelemente an der rotationssymmetrischen Innenwand des Abtriebsrades vorgesehen.
Im Unterschied zu der vorangehenden Ausführungsform ist in der Ausgangslage
des einteiligen und beidseitig wirkenden Bandantriebs zwischen dem
Koppelhebel und dem Antriebselement bzw. zwischen dem Koppelhebel
und den Abstütznasen
ein geringes Bewegungsspiel vorgesehen.
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In
einer ersten Variante besteht das Federelement aus einer Druckfeder,
die mit sich überkreuzenden
Hebelarmen an den Enden der Koppelhebel verbunden ist.
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Zum
Rückstellen
des beidseitig wirkenden Antriebs in die Ausgangslage nach einer
Auslenkung des Antriebselements und damit Einleitung einer Drehbewegung
in das Abtriebsrad stützt
sich die Druckfeder sowohl an den sich überkreuzenden Hebelarmen der
Koppelhebel als auch an Anschlägen eines
Gehäuses
ab, so dass die Druckfeder mit dem Auslenken des in der jeweiligen
Drehrichtung wirksamen Koppelhebels zusammengedrückt und gespannt wird und nach
Beendigung des antriebsseitigen Drehmoments die sich entspannende
Druckfeder den betreffenden Koppelhebel und damit den Antrieb in
die Ausgangslage zurückstellt.
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Bei
dieser Variante der Anordnung des Federelements kann das Antriebselement
entweder radial zwischen den Koppelhebeln und zwischen der Antriebsachse
und den sich überkreuzenden
Hebelarmen an den Enden der Koppelhebel angeordnet werden oder aus
zwei Antriebsklauen bestehen, die seitlich versetzt den Enden der
Koppelhebel auf deren voneinander weggerichteten Außenseiten
gegenüberstehen.
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Alternativ
kann das Federelement aus einer die Enden der Koppelhebel miteinander
verspannenden Zugfeder bestehen, wobei das Antriebselement radial
zwischen der Antriebsachse und der Zugfeder angeordnet und dem entsprechend
kein Überschneiden
von Hebelarmen an den Enden der Koppelhebel erforderlich ist.
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Um
auch in dieser Ausführungsform
ein automatisches Rückstellen
des beidseitig wirkenden Antriebs nach Übertragung einer Drehbewegung
auf das Abtriebsrad sicherzustellen, liegen die abgewinkelten Enden
der Zugfeder sowohl an Einhängungen an
den Enden der Koppelhebel als auch an Anlagen eines Gehäuses an.
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Ausführungsbeispiele
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Die
aus der erfindungsgemäßen Lösung ableitbaren,
auf demselben Grundprinzip beruhenden Ausführungsformen sowie der der
Erfindung zugrunde liegende Gedanke sollen anhand der in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispiele
näher erläutert werden.
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Es
zeigen:
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1 einen
schematischen Querschnitt durch einen beidseitig wirkenden Antrieb
mit zwei bandförmigen
Koppelelementen mit endseitig integrierten Koppelhebeln und Abstütznasen
und einer Zugfeder zum Vorspannen der bandförmigen Koppelelemente;
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2 einen
schematischen Querschnitt durch einen beidseitig wirkenden Antrieb
wie in 1 mit einer Druckfeder zum Vorspannen der bandförmigen Koppelelemente;
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3 einen
schematischen Querschnitt durch einen beidseitig wirkenden Antrieb
mit einem einteiligen bandförmigen
Koppelelement mit integrierten Koppelhebeln und Abstütznasen
sowie einer Zugfeder zum Vorspannen des bandförmigen Koppelelements und Rückstellen
des Antriebs;
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4 einen
schematischen Querschnitt durch einen beidseitig wirkenden Antrieb
mit einteiligem bandförmigen
Koppelelement entsprechend 3 mit einer
Druckfeder zum Verspannen des bandförmigen Koppelelements und Rückstellen
des Antriebs und einem zwischen den Koppelhebeln angeordneten Antriebselement
und
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5 einen
schematischen Querschnitt durch einen beidseitig wirkenden Antrieb
wie in 4 mit beidseitig der Koppelhebel angeordneten
Antriebsklauen.
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1 zeigt
einen schematischen Querschnitt durch einen beidseitig wirkenden
Antrieb mit einem Antriebselement 1, das beispielsweise
mit einem um eine Antriebsachse 10 schwenkbaren Antriebshebel
verbunden ist, der ausgehend von einer Ausgangslage in der einen
oder anderen Richtung um die Antriebsachse 10 schwenkbar
ist. Ein Antriebsrad 6 mit rotationssymmetrischer, in dieser
Ausführungsform
zylinderförmiger
Innenwand 60 ist mit einer Verstelleinrichtung eines Kraftfahrzeugs,
beispielsweise mit einer Sitz-, Lehnen- oder Lordosenverstellung
eines Kraftfahrzeugsitzes verbunden und wird in Abhängigkeit
von der Schwenkrichtung des Antriebshebels ausgehend von dessen
Ausgangslage in der einen oder anderen Drehrichtung verdreht und
verstellt die mit dem Abtriebsrad 6 verbundene Verstelleinrichtung
in der einen oder anderen Verstellrichtung. Beispielsweise führen ein
Verschwenken des Antriebshebels im Uhrzeigersinn um die Antriebsachse 10 zu
einer Drehung des Abtriebsrades 6 im Uhrzeigersinn und
dementsprechend zu einem Anheben einer Lordosenstütze bzw.
bei einem Verschwenken des Antriebshebels entgegen dem Uhrzeigersinn
um die Antriebsachse 10 zu einer Drehung des Abtriebsrades 6 entgegen
dem Uhrzeigersinn und dementsprechend zu einem Absenken der Lordosenstütze.
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Zur
Kraft- bzw. Drehmomentübertragung vom
Antriebselement 1 zum Abtriebsrad 6 sind zwei bandförmige Koppelelemente 2, 3 vorzugsweise
aus Kunststoff vorgesehen, die spiegelbildlich zueinander angeordnet
sind und einen größeren Durchmesser
aufweisen als die Innenwand 60 des Antriebsrades, so dass
sie unter Vorspannung in das Abtriebsrad 6 eingesetzt sind.
Die beiden Koppelelemente 2, 3 sind jeweils nur
in einer Schwenkrichtung des Antriebshebels und damit Drehung des
Antriebselements 1 um die Antriebsachse 10 wirksam,
das heißt die
Koppelelemente 2, 3 können das Abtriebsrad 6 jeweils
nur in einer Drehrichtung verdrehen.
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Die
Koppelelemente 2, 3 sind einteilig aus jeweils
einem an der rotationssymmetrischen Innenwand 60 des Abtriebsrades 6 anliegenden
Anlageband 20, 30, einem an dem einen Ende aus
dem Anlageband 20, 30 geformten Koppelhebel 21, 31 mit gegenüber dem
Anlageband 20, 30 vergrößertem Querschnitt und einer
an dem anderen Ende aus dem Anlageband 20, 30 geformten,
radial nach innen, d.h. zur Antriebsache 10 gerichteten
Abstütznase 22, 32 mit
ebenfalls gegenüber
dem Anlageband 20, 30 vergrößertem Querschnitt zusammengesetzt. Aufgrund
der spiegelbildlichen Anordnung der Koppelelemente 2, 3 überschneiden
sich die Enden der Anlagebänder 20, 30 beim Übergang
in die Koppelhebel 21, 31, die sich sekantenförmig und
in der Ausgangslage des beidseitig wirkenden Antriebs im Wesentlichen
parallel zueinander zur Antriebsachse 10 erstrecken, die
Antriebsachse 10 in Längsaussparungen 25, 35 aufnehmen
und exzentrisch so zueinander ausgerichtet sind, dass sich die einen
Enden der Längsaussparungen 25, 35 in
geringem Abstand von der Antriebsachse 10 befinden, während die
jeweils anderen Enden der Längsaussparungen 25, 35 in
einander entgegen gesetzter Richtung von der Antriebsachse 10 beabstandet
sind, so dass in der Ausgangslage des beidseitig wirkenden Antriebs
ohne Einwirkung äußerer Kräfte die
Antriebsachse 10 dem in Draufsicht linken Ende der Längsaussparung 25 des
ersten Koppelelementes 2 und dem in Draufsicht rechten
Ende der Längsaussparung 35 des
zweiten Koppelementes 3 benachbart ist.
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Die
Abstütznasen 22, 32 sind
auf gleicher Höhe
oberhalb der Antriebsachse 10 radial nach innen und in
der Ausgangslage des beidseitig wirkenden Antriebs senkrecht auf
die voneinander weggerichteten Außenflanken der Koppelhebel 21, 31 ausgerichtet
und mit geringem Spiel von Auswölbungen 23, 33 der
Koppelhebel 21, 31 beabstandet. Die Abstütznasen 22, 32 sind
um zwei ortsunveränderliche Anschläge 51, 52,
bei denen es sich vorzugsweise um gehäusefeste Anschläge handelt,
herumgeführt und
vom Mittelteil 20, 30 der Kunststoffbänder 2, 3 abgewinkelt.
Ein dritter ortsunveränderlicher
Anschlag 53 dient zur Stabilisierung der Lage der Anlagebänder 20, 30 der
Koppelelemente 2, 3 und befindet sich etwa mittig
zwischen den beiden, den Abstütznasen 22, 32 benachbarten
ortsunveränderlichen
Anschlägen 51, 52.
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Die
der Überschneidung
der Koppelelemente 2, 3 entgegengesetzten Hebelenden 28, 38 der Koppelhebel 21, 31 weisen
Einhängungen 24, 34 zur Aufnahme
der Enden einer Zugfeder 71 auf, so dass das Antriebselement 1 zwischen
der Zugfeder 71 und der Antriebsachse 10 angeordnet
ist. Die Zugfeder 71 verspannt die beiden Koppelhebel 21, 31 gegen das
Antriebselement 1 und so gegeneinander, dass beide Koppelhebel 21, 31 in
der Ausgangslage ohne Einwirkung äußerer Kräfte an dem Antriebselement 1 und
die Anlagebänder 20, 30 der
Koppelelemente 2, 3 mit Vorspannung an der zylinderförmigen Innenwand 60 des
Abtriebsrades 6 anliegen.
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Nachfolgend
soll die Funktionsweise des in 1 dargestellten
beidseitig wirkenden Antriebs bei der Übertragung eines Antriebsmoments
vom Antriebselement 1 zum Abtriebsrad 6 näher erläutert werden.
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In
der in 1 dargestellten Ausgangslage oder neutralen Stellung
ohne Einwirkung äußerer Kräfte auf
den beidseitig wirkenden Antrieb zieht die Zugfeder 71 über die
Einhängungen 24, 34 die
Hebelenden 28, 38 der Koppelhebel 21, 31 soweit
zusammen, bis die Innenseiten der Koppelhebel 21, 31 am
Antriebselement 1 anliegen. Da das Antriebselement 1 zwischen
den mit der Zugfeder 71 verbundenen Hebelenden 28, 38 und
den Auswölbungen 23, 33 der
Koppelhebel 21, 31 angeordnet ist, wird auf die
Koppelhebel 21, 31 ein Moment ausgeübt, das die
Auswölbungen 23, 33 spielfrei
gegen die Abstütznasen 22, 32 der
bandförmigen
Koppelelemente 2, 3 drückt. Die Anlagebänder 20, 30 der
bandförmigen Koppelelemente 2, 3 liegen
wegen ihres größeren Durchmessers
gegenüber
dem Durchmesser der Innenwand 60 des Abtriebsrades 6 mit
Vorspannung, d. h. ebenfalls spielfrei an der Innenwand 60 des
Abtriebsrades 6 an.
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Bei
einem Verschwenken des Antriebshebels und damit des Antriebselements 1 im
Uhrzeigersinn um die Antriebsachse 10 drückt das
Antriebselement 1 gegen den ersten, in Draufsicht linken
Koppelhebel 21 und damit dessen Auswölbung 23 noch stärker gegen die
Abstütznase 22,
bis ein auf das Abtriebsrad 6 einwirkendes abtriebsseitiges
Gegenmoment überwunden
ist und infolge der Verspannung des Anlagebandes 20 des
bandförmigen
Koppelelements 2 mit der Innenwand 60 des Abtriebsrades 6 das
Abtriebsrad 6 im Uhrzeigersinn mitgedreht wird.
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Infolge
der die Hebelenden 28, 38 miteinander verspannenden
Zugfeder 71 wird auch der zweite, in Draufsicht rechte
Koppelhebel 31 im Uhrzeigersinn um die Antriebsachse 10 mitbewegt.
Nach einem kurzen Drehwinkel schlägt die zweite, in Draufsicht
rechte Abstütznase 32 gegen
den ortsfesten Anschlag 52, so dass das bandförmige Koppelelement 3 an
einem Weiterdrehen im Uhrzeigersinn gehindert wird. Infolge der
auf die Abstütznase 32 einwirkenden
Abstützkraft
am ortsfesten Anschlag 52 zieht sich das Anlageband 30 des
bandförmigen
Koppelelements 3 zusammen, bis es an den von der Innenseite
der Anlagebänder 20, 30 radial
beabstandeten ortsfesten Anschlägen 51, 52, 53 anliegt
und das zweite Koppelelement 3 zusammengezogen wird. Dementsprechend übt das zweite
Koppelelement 3 keine bzw. eine nur minimale Bremskraft
auf das im Uhrzeigersinn um die Antriebsachse 10 gedrehte
Abtriebsrad 6 aus.
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Bei
weiterer Drehung des Antriebselements 1 im Uhrzeigersinn
um die Antriebsachse 10 wird das Hebelende 28 des
ersten Koppelhebels 21 weiter von der Ausgangslage entfernt,
so dass wegen der sich auseinander bewegenden Hebelenden 28, 38 der Koppelhebel 21, 31 die
Zugfeder 71 auseinander gezogen und damit bei der Verstellbewegung
des ersten Koppelelements 2 gespannt wird.
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Wird
die Schwenkbewegung des Antriebshebels beendet, so dass kein Antriebsmoment
vom Antriebselement 1 auf den ersten Koppelhebel 21 ausgeübt wird,
so zieht die gespannte Zugfeder 71 mit ihrem in die Einhängung 24 des
Hebelendes 28 des ersten Koppelhebels 21 eingehängten Ende
den ersten Koppelhebel 21 vom Anschlag an der ersten Abstütznase 22 soweit
nach rechts, bis sich die Längsaussparung 25 des
ersten Koppelhebels 21 an der Antriebsachse 10 abstützt. Dadurch
wird die Verspannung zwischen dem ersten Koppelelement 2 mit der
zylindrischen Innenwand 60 des Abtriebsrades 6 aufgehoben
und gleichzeitig infolge der Zugkraft der Zugfeder 71 und
der Abstützung
des ersten Koppelhebels 21 an der ersten Abstütznase 22 das
der Überschneidung
der Koppelelemente 2, 3 benachbarte Ende des ersten
Koppelhebels 21 in Draufsicht nach links bewegt, so dass
das erste Koppelelement 2 zusammengezogen wird und sich
mit geringer Reibung an der zylinderförmigen Innenwand 60 des
Abtriebsrades 6 in die Ausgangslage zurückbewegen kann. Die Rückstellung
in die Ausgangslage wird dabei durch die sich entspannende Zugfeder 71 bewirkt.
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Wird
der Antriebshebel entgegen dem Uhrzeigersinn um die Antriebsachse 10 verschwenkt
und dementsprechend das Antriebselement 1 entgegen dem
Uhrzeigersinn um die Antriebsachse 10 gedreht, so wird
das zweite Koppelelement 3 belastet und analog zu der vorstehend
beschriebenen Funktionsweise das Abtriebsrad 6 entgegen
dem Uhrzeigersinn gedreht bis die Schwenkbewegung des Antriebshebels
um die Antriebsachse 10 beendet ist und der beidseitig
wirkenden Antrieb in seine Ausganglage zurückbewegt wird.
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Der
in 2 in einem schematischen Querschnitt dargestellte
beidseitig wirkende Antrieb unterscheidet sich von dem Antrieb gemäß 1 dahingehend,
dass anstelle einer die Hebelenden 28, 38 der
Koppelhebel 21, 31 miteinander verspannenden Zugfeder 71 eine
Druckfeder 81 vorgesehen ist, die auf der in Bezug auf
die Antriebsachse 10 gegenüberliegenden Seite zwischen
den der Überschneidung
der Koppelelemente 2, 3 benachbarten Anlageflächen 27, 37 der
Koppelhebel 21, 31 angeordnet und wirksam ist.
In dieser Ausführungsform
weisen beide Koppelhebel 21, 31 Längsaussparungen 26, 36 auf,
die in der Ausgangslage des beidseitig wirkenden Antriebs im Wesentlichen
deckungsgleich zueinander angeordnet sind, so dass sich von der Antriebsachse 10 zu
den beiden Enden der Längsaussparungen 26, 36 in
etwa gleiche, geringfügige Abstände ergeben.
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In
der in 2 dargestellten Ausgangslage oder neutralen Stellung
ohne Einwirkung äußerer Kräfte auf
den beidseitig wirkenden Antrieb drückt die Druckfeder 81 sowohl
die Hebelenden 28, 38 der Koppelhebel 21, 31 gegen
das Antriebselement 1 als auch die Auswölbungen 23, 33 der
Koppelhebel 21, 31 spielfrei gegen die Abstütznasen 22, 32 der
bandförmigen
Koppelelemente 2, 3. Die Anlagebänder 20, 30 der
bandförmigen
Koppelelemente 2, 3 liegen wegen ihres größeren Durchmessers
gegenüber
dem Durchmesser der Innenwand 60 des Abtriebsrades 6 mit
Vorspannung, d. h. ebenfalls spielfrei an der Innenwand 60 des
Abtriebsrades 6 an.
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Bei
einem Verschwenken des Antriebshebels und damit des Antriebselements 1 im
Uhrzeigersinn um die Antriebsachse 10 drückt das
Antriebselement 1 gegen den ersten, in Draufsicht linken
Koppelhebel 21 und damit dessen Auswölbung 23 noch stärker gegen
die Abstütznase 22,
bis ein auf das Abtriebsrad 6 einwirkendes abtriebsseitiges
Gegen moment überwunden
ist und infolge der Verspannung des Anlagebandes 20 des
bandförmigen
Koppelelements 2 mit der Innenwand 60 des Abtriebsrades 6 das
Abtriebsrad 6 im Uhrzeigersinn mitgedreht wird.
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Infolge
der zwischen den Koppelhebeln 21, 31 angeordneten
Druckfeder 81 wird auch der zweite, in Draufsicht rechte
Koppelhebel 31 im Uhrzeigersinn um die Antriebsachse 10 mitbewegt.
Nach einem kurzen Drehwinkel schlägt die zweite, in Draufsicht
rechte Abstütznase 32 gegen
den ortsfesten Anschlag 52, so dass das bandförmige Koppelelement 3 an
einem Weiterdrehen im Uhrzeigersinn gehindert wird. Infolge der
auf die Abstütznase 32 einwirkenden
Abstützkraft
am ortsfesten Anschlag 52 zieht sich das Anlageband 30 des
bandförmigen
Koppelelements 3 zusammen, bis es an den von der Innenseite
der Anlagebänder 20, 30 radial
beabstandeten ortsfesten Anschlägen 51, 52, 53 anliegt
und das zweite Koppelelement 3 zusammengezogen wird. Dementsprechend übt das zweite
Koppelelement 3 keine bzw. eine nur minimale Bremskraft
auf das im Uhrzeigersinn um die Antriebsachse 10 gedrehte
Abtriebsrad 6 aus.
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Bei
weiterer Drehung des Antriebselements 1 im Uhrzeigersinn
um die Antriebsachse 10 wird das Hebelende 28 des
ersten Koppelhebels 21 weiter von der Ausgangslage und
vom Hebelende 38 des zweiten Koppelhebels 31 entfernt,
der zusammen mit dem bandförmigen
Koppelelement 3 wegen der Anlage der zweiten Abstütznase 32 am
ortsfesten Anschlag 52 an einem Weiterdrehen im Uhrzeigersinn gehindert
ist, während
die Anlageflächen 27, 37 der Koppelhebel 21, 31 zueinander
bewegt werden, die Druckfeder 81 zusammendrücken und
damit bei der Verstellbewegung des ersten Koppelelements 2 spannen.
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Wird
die Schwenkbewegung des Antriebshebels beendet, so dass kein Antriebsmoment
vom Antriebselement 1 auf den ersten Koppelhebel 21 ausgeübt wird,
so drückt
die gespannte Druckfeder 81 den ersten Koppelhebel 21 zurück. Dadurch
wird die Verspannung zwischen dem ersten Koppelelement 2 mit
der zylindrischen Innenwand 60 des Abtriebsrades 6 aufgehoben
und gleichzeitig infolge der Druckkraft der Druckfeder 81 und
der Abstützung
des ersten Koppelhebels 21 an der ersten Abstütznase 22 die
Anlageflächen 27 des
ersten Koppelhebels 21 in Draufsicht nach links bewegt,
so dass das erste Koppelelement 2 zusammengezogen wird
und sich mit einem gegenüber
der Ausführungsform
gemäß 1 etwas
größeren Schleif-
oder Reibungsmoment an der zylinderförmigen Innenwand 60 des
Abtriebsrades 6 in die Ausgangslage zurückbewegt. Die Rückstellung
in die Ausgangslage wird dabei durch die sich entspannende Druckfeder 81 bewirkt.
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Wird
der Antriebshebel entgegen dem Uhrzeigersinn um die Antriebsachse 10 verschwenkt
und dementsprechend das Antriebselement 1 entgegen dem
Uhrzeigersinn um die Antriebsachse 10 gedreht, so wird
das zweite Koppelelement 3 belastet und analog zu der vorstehend
beschriebenen Funktionsweise das Abtriebsrad 6 entgegen
dem Uhrzeigersinn gedreht bis die Schwenkbewegung des Antriebshebels
um die Antriebsachse 10 beendet ist und der beidseitig
wirkenden Antrieb in seine Ausganglage zurückbewegt wird.
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Bei
der Anordnung gemäß 2 wird
somit eine hohe Grundantriebskraft erzielt und ein größeres Schleifmoment
beim Rückstellen
des Antriebs in die Ausgangslage in Kauf genommen.
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Die
in den 3 bis 5 dargestellten Ausführungsformen
der Erfindung machen im Unterschied zu den Ausführungsformen gemäß den 1 und 2 von
einem einzelnen, einteiligen bandförmigen Koppelelement 4 zur
Drehmomentübertragung
von einem Antriebselement 1 zu einem Abtriebsrad 6 Gebrauch.
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Der
in 3 im Querschnitt dargestellte beidseitig wirkende
Antrieb weist ein Antriebselement 1 auf, das beispielsweise
mit einem nicht näher dargestellten
Antriebshebel verbunden ist, der um die Antriebsachse 10 ausgehend
von einer Nullpunkt- oder Ausgangslage in der einen oder anderen Richtung
schwenkbar ist. Über
das einteilige, bandförmige
Koppelelement 4 wird das konzentrisch zur Antriebsachse 10 angeordnete
Abtriebsrad 6 mit zylinderförmiger Innenwand 60 in
der einen oder anderen Drehrichtung mitgenommen und bewirkt eine Verstellung
der mit dem Abtriebsrad 6 verbundenen Versteileinrichtung
in der einen oder anderen Drehrichtung. Das einteilige, bandförmige Koppelelement 4 ist
als Schlingfederband oder vorzugsweise als Kunststoffband ausgebildet
und weist ein unter Vorspannung an der zylinderförmigen Innenwand 60 des Abtriebsrades 6 über einen
Bereich von geringfügig weniger
als 360° anliegendes
Anlageband 40 auf, dessen Enden sich überschneiden und in Koppelhebel 41, 42 mit
gegenüber
dem Anlageband 40 vergrößertem Querschnitt übergehen.
Die Koppelhebel 41, 42 sind sekantenförmig und
in der Ausgangslage des beidseitig wirkenden Antriebs parallel zueinander
unmittelbar an der Antriebsachse 10 vorbeigeführt. Zwischen
den Koppelhebeln 41, 42 befindet sich die Antriebsachse 10 und
das Antriebselement 1, das dieselbe Breite aufweist wie
der Durchmesser der Antriebsachse 10. Etwas oberhalb der
horizontalen Mittelachse des beidseitig wirkenden Antriebs sind
zwei Abstütznasen 43, 44 radial
nach Innen gerichtet aus dem Anlageband 40 des Koppelelements 4 herausgeformt
und weisen einen ebenfalls gegenüber
dem Anlageband 40 vergrößerten Querschnitt
auf. Die radial nach Innen gerichteten Abstütznasen 43, 44 sind angenähert senkrecht
zu den Seitenflanken der Koppelhebel 41, 42 ausgerichtet
und stehen mit geringem Abstand den Seitenflanken der Koppelhebel 41, 42 gegenüber.
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An
den der Überschneidung
des Koppelelementes 4 gegenüberliegenden Enden der Koppelhebel 41, 42 sind
die Enden einer Zugfeder 72 mit Einhängungen 45, 46 der
Koppelhebel 41, 42 verbunden und gleichzeitig
an Ausnehmungen 91, 92 eines Gehäuses 9 abgestützt.
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Die
Funktion des in 3 dargestellten beidseitig wirkenden
Antriebs entspricht im Wesentlichen der Funktion des in den 1 und 2 dargestellten
Antriebs mit zwei spiegelbildlich zueinander und mit Vorspannung
in das zylinderförmige
Abtriebsrad 6 eingesetzten bandförmigen Koppelelementen.
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Wirkt
auf das Antriebselement 1 ein Antriebsmoment beispielsweise
im Uhrzeigersinn durch entsprechendes Verschwenken eines mit dem
Antriebselement 1 verbundenen Antriebshebels im Uhrzeigersinn
um die Antriebsachse 10 ein, so drückt das Antriebselement 1 gegen
den ersten, in Draufsicht linken Koppelhebel 41 und diesen
gegen die erste, in Draufsicht linke Abstütznase 43. Die auf
die Abstütznase 43 einwirkende,
verstärkte
Antriebskraft führt
zu einer Verspannung des Anlagebandes 40 des Koppelelements 4 mit
der zylinderförmigen
Innenwand 60 des Abtriebsrades 6, so dass sich
das Abtriebsrad 6 zusammen mit dem Antriebselement 1 im
Uhrzeigersinn mitdreht. Dabei hebt die Einhängung 45 am Ende des
ersten Koppelhebels 41 die Zugfeder 72 von der
gehäusefesten
Aufnahme 91 ab, so dass die Zugfeder 72 gespannt
wird. In Folge des mit der zylinderförmigen Innenwand 60 des
Abtriebsrades 6 verspannten Anlagebandes 40 wird
auch der zweite, in Draufsicht rechte Koppelhebel 42 im
Uhrzeigersinn unbelastet mitgedreht, während das rechte Ende der Zugfeder 72 an
der gehäusefesten
Aufnahme 92 hängen
bleibt. Dadurch wird die Zugfeder 72 bis zum Ende der Auslenkung
des Antriebselements 1 weiter gespannt.
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Mit
Beendigung der Schwenkbewegung des Antriebshebels und damit des
auf das Antriebselement 1 einwirkenden Antriebsmoments
wird das Antriebselement 1 in die Aus gangslage zurückgeführt, wobei
die Zugfeder 72 über
ihre Verbindung mit der Einhängung 45 für ein permanentes
Anliegen des ersten Koppelhebels 41 an der Antriebsachse 10 sorgt.
Aufgrund der seitlichen Flexibilität der Koppelhebel 41, 42 kann
sich der erste Koppelhebel 41 bei der Bewegung des Antriebselements 1 an
der Antriebsachse 10 abstützen, so dass das Antriebselement 1 vom
ersten Koppelhebel 41 abhebt. Dabei wirkt die Zugfeder 72 nur
noch auf den mittig an der Antriebsachse 10 abgestützten ersten
Koppelhebel 41, auf dessen der Zugfeder 72 entgegen
gesetztes Ende im Bereich der Überschneidung
des Koppelelements 4 eine der Zugkraft der Zugfeder 72 entgegen gerichtete
Zugkraft einwirkt, die im Sinne eines Zusammenziehens des Anlagebandes 40 wirkt,
so dass das Koppelelement 4 mit minimaler Reibung an der zylinderförmigen Innenwand 60 des
Abtriebsrades 6 in die Ausgangslage zurückbewegt wird. Dadurch wird
verhindert, dass beim Zurückstellen
des Antriebselements 1 in die Ausgangslage der zweite,
in Draufsicht rechte Koppelhebel 42 gegen die Abstütznase 44 stößt, was
zu einem Verspannen des Koppelelements 4 mit dem Abtriebsrad 6 führen und
dieses dementsprechend wieder aus der verstellten Lage in die Ausgangslage
zurückführen würde.
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Bei
einer Schwenkbewegung des Antriebshebels entgegen dem Uhrzeigersinn
um die Antriebsachse 10 wird in analoger Weise der zweite,
in Draufsicht rechte Koppelhebel 42 gegen die mit geringem Spiel
seiner Seitenflanke gegenüberstehende
Abstütznase 44 gedrückt, so
dass das Koppelelement 4 mit der zylinderförmigen Innenwand 60 des
Abtriebsrades 6 verspannt und das Abtriebsrad 6 entgegen dem
Uhrzeigersinn verdreht wird.
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Der
in 4 dargestellte schematische Querschnitt durch
einen beidseitig wirkenden Antrieb unterscheidet sich von der Ausführungsform
gemäß 3 dahingehend,
dass anstelle einer Zugfeder 72 eine Druckfeder 82 vorgesehen
ist und zur Erzielung der gleichen Wirkung die Enden bzw. Hebelarme 47, 48 der
Koppelhebel 41, 42 nochmals gekreuzt sind. In
dieser Ausführungsform
liegt die Druckfeder 82 sowohl an den sich kreuzenden Hebelarmen 47, 48 als auch
an gehäusefesten
Anschlägen 93, 94 an.
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Die
Funktion des in 4 schematisch dargestellten
beidseitig wirkenden Antriebs entspricht der vorstehend beschriebenen
Funktion des Antriebs gemäß 3.
-
Während in
der Ausführungsform
gemäß 4 das
Antriebselement 1 radial versetzt zur Antriebsachse 10 zwischen
den beiden Koppelhebeln 41, 42 angeordnet ist,
sind in der Ausführungsform gemäß 5 anstelle
eines einzelnen Antriebselements 1 zwei An triebsklauen 11, 12 vorgesehen,
die den Außenseiten
der sich kreuzenden Hebelarme 47, 48 der Koppelhebel 41, 42 bei
ansonsten übereinstimmenden
Aufbau des beidseitig wirkenden Antriebs entsprechend der Ausführungsform
gemäß 4 gegenüberstehen
und eine verbesserte Raumausnutzung ermöglichen, da in diesem Bereich
des beidseitig wirkenden Antriebs mehr Platz zur Verfügung steht
als zwischen den Koppelhebeln 41, 42.
-
- 1
- Antriebselement
- 2,
3, 4
- bandförmiges Koppelelement
- 6
- Abtriebsrad
- 9
- Gehäuse
- 10
- Antriebsachse
- 11,
12
- Antriebsklaue
- 20,
30, 40
- Anlageband
- 21,
31, 41, 42
- Koppelhebel
- 22,
32, 43, 44
- Abstütznase
- 23,
33
- Auswölbung
- 24,
34
- Einhängung
- 25,
26, 35, 36
- Längsaussparung
- 27,
37
- Anlagefläche
- 28,
38
- Hebelenden
- 45,
46
- Einhängung
- 47,
48
- Hebelarm
- 51–53
- Anschlag
- 60
- Rotationssymmetrische
Innenwand
- 71,
72
- Zugfeder
- 81,
82, 83
- Druckfeder
- 91,
92
- Ausnehmung
- 93,
94
- Anschlag