DE19710540A1

DE19710540A1 - Gelenk

Info

Publication number: DE19710540A1
Application number: DE1997110540
Authority: DE
Inventors: Raymond Arthur Lloyd; Michael Paul Hyde
Original assignee: AJC Johnson Controls Ltd
Current assignee: AJC Johnson Controls Ltd
Priority date: 1996-03-14
Filing date: 1997-03-14
Publication date: 1997-09-18
Anticipated expiration: 2017-03-15
Also published as: GB9605374D0; DE19710540C2; GB2311094A; GB2311094B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gelenk für eine Verstellein richtung an einem Sitz, insbesondere, aber nicht ausschließlich für eine Verstelleinrichtung an einem Fahrzeugsitz.

Ein Gelenk mit einem ersten Gelenkteil, der über einen Antrieb für eine Winkelverstellung um eine Gelenkachse gelenkig mit einem zweiten Gelenkteil verbunden ist, ist bekannt.

Der Antrieb weist ein Zahnrad auf, welches auf dem ersten Gelenkteil fest angeordnet ist. Das Zahnrad ist exzentrisch in einem Zahnkranz vorgesehen, der mit dem zweiten Gelenkteil fest verbunden ist. Der erste Gelenkteil sitzt exzentrisch auf einer Antriebswelle, die drehbar an dem zweiten Gelenkteil gelagert ist, und zwar um eine Achse, die sich coaxial zu dem Zahnkranz erstreckt. Somit führt eine Verdrehung der Antriebswelle dazu, daß das Zahnrad sich um die Achse des Zahnkranzes abwälzt, wobei das Zahnrad um seine eigene Achse dreht. Eine solche Drehbewe gung des Zahnrades bewirkt eine Winkelverstellung zwischen dem ersten und zweiten Gelenkteil.

Ein Problem eines derartigen Gelenkes, wie es oben beschrieben wurde, besteht darin, daß ein gewisses Winkelspiel zwischen dem ersten und zweiten Gelenkteil vorgesehen ist. Dieses Spiel resultiert aus dem notwendigen Bewegungsspiel zwischen dem ersten und zweiten Gelenkteil. Es ist mit erheblichen Nachteilen verbunden, dieses Bewegungsspiel zu sehr zu reduzieren, weil sich dann die Verdrehbarkeit der Antriebswelle erschwert, indem entsprechende Reibungskräfte zwischen den beiden Gelenkteilen überwunden werden müssen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gelenk der ein gangs beschriebenen Art bereitzustellen, bei dem das Bewegungs spiel zwischen dem ersten und zweiten Gelenkteil praktisch eliminiert ist und bei dem während der Winkelverstellung zwischen dem ersten und zweiten Gelenkteil trotzdem nur erheb lich reduzierte Reibungskräfte zu überwinden sind, so daß die Winkeleinstellung zwischen den Gelenkteilen einfach und leicht gängig durchführbar ist.

Erfindungsgemäß wird dies durch ein Gelenk mit den im Oberbe griff des Anspruches 1 angegebenen Merkmalen dadurch erreicht, daß das Zahnrad über eine Exzentervorrichtung exzentrisch auf der Antriebswelle gelagert ist, daß die Exzentervorrichtung mindestens zwei konzentrisch angeordnete exzentrische Kreisring scheiben aufweist, die drehbar auf der Antriebswelle angeordnet sind, daß die Kreisringscheiben in beiden Drehrichtungen gegeneinander und gegen eine Kraft verdrehbar und so ausgebildet und angeordnet sind, daß eine Relativverdrehung in dem einen Richtungspaar zu einer Vergrößerung der Exzentrizität zwischen dem Zahnrad und der Antriebswelle führt, so daß sich das Zahnrad relativ zu dem Zahnkranz radial nach außen bewegt, und daß die Antriebswelle einen Antrieb aufweist, der bei Drehung der Antriebswelle in einer gewählten Richtung dazu führt, daß eine der Kreisringscheiben sich in dieser Richtung entgegen der Kraft relativ zu der anderen Kreisringscheibe bewegt und dies zu einer Verkleinerung der Exzentrizität zwischen dem Zahnrad und der Antriebswelle und somit zu einer radialen Verlagerung des Zahn rades in dem Zahnkranz radial nach innen führt.

Verschiedene Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend und anhand der Zeichnungen weiter erläutert:

Fig. 1 eine Seitenansicht des Gelenks in einer Ausführungs form und

Fig. 2 einen Schnitt gemäß der Linie II-II in Fig. 1.

Das Gelenk 10 weist einen ersten Gelenkarm 12 auf, der schwenk bar mit einem zweiten Gelenkarm 14 verbunden ist. In einem bevorzugten Anwendungsfall ist der erste Gelenkarm 12 mit dem Rahmen (nicht dargestellt) der Rücklehne eines Fahrzeugsitzes und der Gelenkarm 14 mit dem Rahmen des Sitzpolsters des betreffenden Fahrzeugsitzes verbunden.

Der Gelenkarm 12 besteht vorzugsweise aus Blech und weist als integralen Bestandteil einen Zahnkranz 15 auf, der radial nach innen gerichtete Zähne 19 besitzt.

Auch der Arm 14 besteht vorzugsweise aus Blech und weist als integralen Bestandteil ein Zahnrad 16 auf, welches radial nach außen gerichtete Zähne 20 besitzt. Der Zahnkranz 15 und das Zahnrad 16 werden insbesondere durch Pressen hergestellt.

Das Zahnrad 16 besitzt einen kleineren Durchmesser als der Zahn kranz 15 und ist in diesem exzentrisch unter Zwischenschaltung einer Exzentervorrichtung 30 angeordnet.

Die Exzentervorrichtung 30 ist um eine Antriebswelle 25 drehbar angeordnet. Die Antriebswelle 25 ist drehbar in einer Bohrung 26 in dem Gelenkarm 12 gelagert. Bohrung 26 und Zahnrad 16 sind coaxial zueinander angeordnet.

Aus Fig. 2 ist erkennbar, daß die Bohrung 26 vorzugsweise eine Buchse 33 aufweist, die einen integralen Teil des Gelenkarms 12 bildet.

Die Exzentervorrichtung 30 weist ein Paar exzentrische Kreis ringscheiben 35 bzw. 36 auf, die exzentrisch angeordnet sind, wobei die Kreisringscheibe 35 innerhalb der Kreisringscheibe 36 vorgesehen ist.

Die Kreisringscheibe 35 besitzt eine Innenbohrung 37, mit der sie drehbar auf der äußeren Oberfläche der Buchse 33 gelagert ist. Die Kreisringscheibe 35 weist auch eine äußere Zylinder fläche 38 auf. Die Achsen der Innenbohrung 37 und der Zylinder fläche 38 besitzen einen Abstand zueinander. Die Kreisring scheibe 36 weist eine Innenbohrung 40 auf, mit der sie drehbar auf der äußeren Zylinderfläche 38 gelagert ist. Die Kreisring scheibe 36 besitzt auch eine äußere Zylinderfläche 41, mit der die Kreisringscheibe 36 drehbar in einer Bohrung 42 des Zahn rades 16 aufgenommen ist. Die Achse der Innenbohrung 40 ist coaxial zum äußeren Umfang des Zahnkranzes 15 angeordnet. Die Exzentrizität der Exzentervorrichtung 30 zu der Achse der Antriebswelle 25 wird festgelegt durch die äußere Zylinderfläche 41, und das Ausmaß der Exzentrizität der Zylinderfläche 41 wird konstruktiv so gewählt, daß das Zahnrad 16 mit dem Zahnkranz 15 in einer vorgegebenen Radialstellung kämmt. Die Exzentrizität der Zylinderfläche 38 zu der Innenbohrung 37 und der Zylinder fläche 41 zu der Innenbohrung 40 ist konstruktiv so festgelegt, daß eine relative Drehbewegung der Kreisringscheiben 35 und 36 zueinander in einer ersten Drehrichtung dazu führt, daß die Exzentrizität der Zylinderfläche 41 erhöht wird. Eine Relativ bewegung der Kreisringscheiben in der Gegenrichtung erbringt dann eine Verminderung der Exzentrizität der Zylinderfläche 41.

Bei der Ausführungsform der Fig. 1 wird die Relativbewegung in einer ersten Richtung (z. B. zur Vergrößerung der Exzentrizität der Zylinderfläche 41) dadurch erreicht, daß die Kreisring scheibe 35 sich im Gegenuhrzeigersinn bewegt und die Kreisring scheibe 36 im Uhrzeigersinn. Umgekehrt wird eine Relativbewegung in der Gegenrichtung (z. B. zur Verminderung der Exzentrizität der Zylinderfläche 41) dadurch erreicht, daß die Kreisring scheibe 35 in Uhrzeigerrichtung und die Kreisringscheibe 36 in Gegenuhrzeigerrichtung bewegt wird.

Die Relativbewegung der Kreisringscheiben 35 und 36 in der ersten Richtung führt dazu, daß der Zahnkranz 15 radial nach außen in Richtung auf das Zahnrad 16 bewegt wird. Diese Bewegung wird durch eine Federanordnung 50 herbeigeführt, die vorzugs weise als C-förmiger Bügel aus Federstahl ausgebildet ist.

Die Kraft der Federanordnung 15 reicht aus, um den Zahnkranz 15 radial nach außen in Kontakt zu dem Zahnrad 16 zu bringen und so jegliches Spiel in der Verbindung zu eliminieren, welches auf grund von Herstellungstoleranzen und/oder Verschleiß verursacht war. In der Tat wird über die Kreisringscheiben 35 und 36 eine Keilwirkung ausgeübt, mit der Zahnkranz 15 und Zahnrad 16 so aufeinanderzubewegt werden, daß eine feste Verbindung zwischen Zahnkranz 15 und Zahnrad 16 sowie der Antriebswelle 25 eintritt, so daß das Gelenk in der jeweils eingestellten Stellung einen großen Verriegelungswiderstand gegen einwirkende Kräfte besitzt.

Es ist ein Antrieb 60 vorgesehen, der mit der Antriebswelle 25 verbunden ist, um den Zahnkranz 15 nach innen zu bewegen und so die Winkeleinstellung zwischen den Gelenkarmen 12 und 14 zu ermöglichen. Vorzugsweise weist der Antrieb einen Zapfen 62 auf, der an einem radialen Arm 63 der Antriebswelle 25 sitzt. Der Zapfen 62 greift in axialer Richtung in ein Fenster 64, welches von Ausnehmungen 65 bzw. 66 in den Kreisringscheiben 35 bzw. 36 gebildet wird. Jede einander zugeordnete Ausnehmung 65 und 66 besitzt ein Paar gegenüberliegend angeordneter radialer Flanken 68 und 69, die als Anlageschultern mit dem Zapfen 62 zusammen arbeiten.

Die Ausnehmungen 65 und 66 sind so geformt und angeordnet, daß die Paare der Flanken 68 der Kreisringscheibe 35 zu den Paaren der Flanken 69 der Kreisringscheibe 36 versetzt angeordnet sind, wenn die Kreisringscheiben 35 und 36 unter Einwirkung der Feder anordnung 50 beaufschlagt sind, wie dies aus Fig. 1 erkennbar ist.

Somit ist die radiale Flanke 68 der Ausnehmung 65, die einer Drehung des Zapfens 62 im Uhrzeigersinn näher angeordnet ist als die Flanke 69 der Ausnehmung 66 der Kreisringscheibe 36. Damit führt eine Bewegung der Antriebswelle 25 und des Zapfens 62 in Uhrzeigerrichtung dazu, daß der Zapfen 62 zunächst an der Flanke 68 der Kreisringscheibe 35 anschlägt und somit anfänglich die Kreisringscheibe 35 in Uhrzeigerrichtung relativ zur Kreisring scheibe 36 verdreht. Eine solche Bewegung führt dazu, daß die Exzentrizität der Zylinderfläche 41 vermindert wird und somit der Zahnkranz 15 radial nach innen bewegt wird.

Eine fortgeführte Drehbewegung der Antriebswelle 25 in Uhr zeigerrichtung führt dazu, daß die beiden Kreisringscheiben 35 und 36 gemeinsam in Uhrzeigerrichtung rotieren. Die Kraft der Federanordnung 50 wird dabei übertragen. Durch eine solche Bewegung der Kreisringscheiben 35 und 36 wird erreicht, daß der Zahnkranz 15 sich auf dem Zahnrad 16 abwälzt, wodurch die Winkellage zwischen den Gelenkarmen 12 und 14 verändert bzw. eingestellt wird.

Ein Loslassen der Antriebswelle 25 führt dazu, daß die Feder anordnung 50 ihre Federkraft so zur Einwirkung bringen kann, daß die Kreisringscheiben 35 und 36 ihre verriegelte Ausgangslage wieder einnehmen können.

In entsprechender Weise ist die radiale Flanke 69 der Ausnehmung 66 in Gegenuhrzeigerrichtung von dem Zapfen 62 relativ zu der Flanke 68 der Ausnehmung 65 so angeordnet, daß bei einer Bewe gung der Antriebswelle 25 in Gegenuhrzeigerrichtung der Zapfen 62 zuerst an der Flanke 69 anschlägt und somit die Kreisring scheibe 36 im Gegenuhrzeigersinn relativ zur Kreisringscheibe 35 verdreht. Auch diese Bewegung führt dazu, daß die Exzentrizität der Zylinderfläche 41 verringert wird, so daß sich der Zahnkranz 15 radial nach innen bewegen kann. Die fortgesetzte Drehbewegung der Antriebswelle 25 in Gegenuhrzeigerrichtung verursacht, daß beide Kreisringscheiben 35 und 36 gemeinsam im Gegenuhrzeiger sinn rotieren. Wiederum erbringt auch hier ein Loslassen der Antriebswelle 25 die Freigabe der Kraft der Federanordnung, so daß die beiden Kreisringscheiben ihre verriegelte Stellung einnehmen.

Die Kombination der Kreisringscheiben 35 und 36 macht es mög lich, daß nur ein relativ kleines Drehmoment aufgebracht werden muß, um anfänglich die Kreisringscheiben voneinander zu lösen und den Mechanismus einzustellen. Weil zusätzlich die Lager flächen zwischen der Antriebswelle, den Kreisringscheiben 35 und 36 und dem Zahnkranz über Gleitreibung in Verbindung stehen, infolge des Einflusses der Federanordnung 50, ergibt sich ein angenehmes Gefühl während der Winkelverstellung. Zusätzlich ist jede Unrundheit der Lagerflächen während der Einstellung über spielt, so daß das Gefühl beim Einstellen der Winkellager nicht materialbeeinflußt ist.

Bezugszeichenliste

10 Gelenk
12 Gelenkarm
14 Gelenkarm
15 Zahnkranz
16 Zahnrad
19 Zahn
20 Zahn
25 Antriebswelle
26 Bohrung
30 Exzentervorrichtung
33 Buchse
35 Kreisringscheibe
36 Kreisringscheibe
37 Innenbohrung
38 Zylinderfläche
40 Innenbohrung
41 Zylinderfläche
42 Bohrung
50 Federanordnung
60 Antrieb
62 Zapfen
63 Arm
64 Fenster
65 Ausnehmung
66 Ausnehmung
68 Flanke
69 Flanke

Claims

1. Gelenk, mit einem ersten Gelenkteil, der über einen Antrieb für eine Winkelverstellung um eine Gelenkachse gelenkig mit einem zweiten Gelenkteil verbunden ist, wobei der Antrieb ein auf dem ersten Gelenkteil fest angeordnetes Zahnrad (16) und einen auf dem zweiten Gelenkteil fest angeordneten Zahnkranz (15) aufweist, wobei das Zahnrad (16) in dem Zahnkranz (15) und exzentrisch auf einer Antriebswelle (25) vorgesehen ist, die um eine Achse koaxial zu dem Zahnkranz (15) drehbar auf dem zweiten Gelenkteil gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnrad (16) über eine Exzentervorrichtung (30) exzentrisch auf der Antriebswelle (25) gelagert ist, daß die Exzentervorrichtung (30) mindestens zwei konzentrisch angeordnete exzentrische Kreisringscheiben (35, 36) aufweist, die drehbar auf der Antriebswelle (25) angeordnet sind, daß die Kreisringscheiben (35, 36) in beiden Drehrichtungen gegeneinander und gegen eine Kraft verdrehbar und so ausgebildet und angeordnet sind, daß eine Relativverdrehung in dem einen Richtungspaar zu einer Vergrößerung der Exzentrizität zwischen dem Zahnrad (16) und der Antriebswelle (25) führt, so daß sich das Zahnrad (16) relativ zu dem Zahnkranz (15) radial nach außen bewegt, und daß die Antriebswelle (25) einen Antrieb (60) aufweist, der bei Drehung der Antriebswelle (25) in einer gewählten Richtung dazu führt, daß eine der Kreisringscheiben (35 bzw. 36) sich in dieser Richtung entgegen der Kraft relativ zu der anderen Kreisring scheibe (36 bzw. 35) bewegt und dies zu einer Verkleinerung der Exzentrizität zwischen dem Zahnrad (16) und der Antriebswelle (25) und somit zu einer radialen Verlagerung des Zahnrades (16) in dem Zahnkranz (15) radial nach innen führt.

2. Gelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei konzentrisch angeordnete exzentrische Kreisringscheiben (35, 36) vorgesehen sind, von denen die eine eine innere Kreisringscheibe (35) bildet, die näher an der Antriebswelle (25) angeordnet ist, und die andere eine äußere Kreisringscheibe (36) bildet, und daß die innere Kreisringscheibe (35) eine äußere Zylinderfläche (38) aufweist.

3. Gelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Exzentervorrichtung (30) zwei konzentrisch angeordnete exzen trische Kreisringscheiben (35, 36) aufweist, die eine innere und eine äußere Kreisringscheibe bilden, daß die innere Kreisring scheibe (35) um die Achse der Antriebswelle (25) drehbar gela gert ist und eine exzentrische zu der Achse angeordnete äußere Zylinderfläche (38) aufweist, während die äußere Kreisring scheibe (36) eine Innenbohrung (40) aufweist, die sich auf der äußeren Zylinderfläche (38) der inneren Kreisringscheibe (35) abstützt, wobei die Innenbohrung (40) der äußeren Kreisring scheibe (36) und die äußere Zylinderfläche (38) der inneren Kreisringscheibe (35) jeweils eine Ausnehmung (65, 66) auf weisen, die einander gegenüberliegend angeordnet sind und ein Fenster (64) bilden, und daß der Antrieb (60) ein in das Fenster (64) eingreifendes Antriebselement aufweist, das bei einer Dreh bewegung der Antriebswelle (25) zunächst für eine Relativver drehung der beiden Kreisringscheiben (35, 36) gegeneinander im Sinne einer Verkleinerung der Exzentrizität des Zahnrades (16) in dem Zahnkranz (15) sorgt.

4. Gelenk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Aus nehmung (65, 66) ein Paar einander gegenüberliegend angeordneter radialer Flanken (68, 69) aufweist, die in Umfangsrichtung einen Abstand voneinander aufweisen und als Anschlagschultern mit dem Antriebselement zusammenwirken, das bei einer Drehbewegung der Antriebswelle (25) daran anschlägt, wobei die sich radial erstreckenden Flanken (68) der inneren Kreisringscheibe (35) in der über die Kraft herbeigeführten Relativstellung tangential versetzt gegenüber den sich radial erstreckenden Flanken (69) der äußeren Kreisringscheibe (36) vorgesehen sind.

5. Gelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich net, daß für die Aufbringung der Kraft für die Relativstellung der Kreisringscheiben (35, 36) eine Federanordnung (50) mit einer C-förmigen Feder vorgesehen ist.

6. Gelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich net, daß die innere Kreisringscheibe (35) drehbar auf einer Buchse (33) gelagert ist, die an dem zweiten Gelenkteil angeord net ist und in der die Antriebswelle (25 gelagert ist.

7. Gelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeich net, daß der erste Gelenkteil einen Gelenkarm (14) als integra len Bestandteil des Zahnrades (16) aufweist.

8. Gelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeich net, daß der zweite Gelenkteil einen Gelenkarm (12) als integra len Bestandteil des Zahnkranzes (15) aufweist.

9. Gelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeich net, daß der erste und zweite Gelenkteil aus gepreßten Blech formteilen bestehen.

10. Verstelleinrichtung für einen Fahrzeugsitz, dadurch gekenn zeichnet, daß sie ein Gelenk (10) mit den Merkmalen eines der Ansprüche 1 bis 9 aufweist.

11. Fahrzeugsitz, dadurch gekennzeichnet, daß dieser eine Ver stelleinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 10 aufweist.