DE19930351A1 - Sitzlehnenrastgetriebe für Fahrzeugsitze - Google Patents

Abstract

Ein stufenloses Sitzlehnenrastgetriebe mit einem ortsfesten Element (12) und einem verschwenkbar zu diesem angeordneten Abtriebselement (14) umfaßt ein im wesentlichen zur Rotationsachse (16) zwischen ortsfestem Element und Abtriebselement rotationssymmetrisch aufgebautes, geschlossenes wellenförmiges Profil (18) mit Eingriffsflanken (20), die relativ zur Radialrichtung geneigt sind. Eine Einrichtung zum Eingreifen umfaßt mindestens ein Element (22), das an den Eingriffsflanken (20) anliegt und in nicht arretiertem Zustand des Sitzlehnenrastgestriebes relativ zum wellenförmigen Profil (18) über dieses bewegbar ist.

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein stufenloses Sitzlehnenrastgetriebe für Fahrzeugsitze.

Stand der Technik

Fahrzeugsitze sind sowohl in Längsrichtung des Fahrzeuges wie auch in bezug auf ihre Neigung und die relative Winkelstellung der Sitzlehne in bezug auf die Sitzauflage verstellbar ausgebildet. Dies schafft eine für den Fahrer bzw. Beifahrer angenehme Sitzposition und insbesondere beim Fahrer des Fahrzeuges die gewünschte Körperposition relativ zu den Fußpedalen, dem Lenkrad und den sonstigen Bedieneinrichtungen des Fahrzeuges.

In der Technik sind mehrere Lösungen bekannt, um eine Sitzlehnenverstellung relativ zur Sitzauflage durchzuführen. Meist ist hierbei im Gelenkbereich zwischen Sitzlehne und Sitzauflage ein vom Bediener betätigbares Handrad vorgesehen, mit dem über ein zwischengeschaltetes Getriebe die gewünschte Neigung der Sitzlehne eingestellt werden kann. Alternativ kann anstelle der Betätigung des Handrades die Verstellung auch unter Verwendung eines Motors erfolgen.

Um den Anforderungen an einen höchstmöglichen Sitzkomfort zu genügen, ist man bestrebt, Sitzlehnengetriebe stufenlos auszuführen, d. h. das Getriebe sollte eine fein abgestimmte Schwenkstellung der Sitzlehne erlauben und gleichzeitig in einer beliebigen Position verriegelbar sein. Darüber hinaus besteht aufgrund der im Automobilbau üblichen hohen Stückzahlen das Bedürfnis, möglichst kostengünstig herzustellende Sitzlehnenrastgetriebe vorzusehen.

Darstellung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein kompakt zu bauendes und kostengünstig herzustellendes stufenloses Sitzlehnenrastgetriebe vorzuschlagen.

Diese Aufgabe wird durch ein Sitzlehnenrastgetriebe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Das stufenlose Sitzlehnenrastgetriebe umfaßt ein ortsfestes Element und ein verschwenkbar zu diesen angeordnetes Abtriebselement, wobei ein im wesentlich zur Rotationsachse zwischen ortsfestem Element und Abtriebselement rotationssymmetrisch aufgebautes, geschlossenes wellenförmiges Profil mit Eingriffsflanken, die relativ zur Radialrichtung geneigt sind, vorgesehen ist sowie eine Einrichtung zum Eingreifen mit mindestens einem Element, das an den Angriffsflanken anliegt und im nicht arretierten Zustand des Sitzlehnenrastgetriebes relativ zum wellenförmigen Profil über dieses bewegbar ist.

Durch die Verwendung des kostengünstig herzustellenden, wellenförmigen Profils und die Einbindung der beteiligten Komponenten in den Raum innerhalb des wellenförmigen Profils läßt sich das Sitzlehnenrastgetriebe sehr kompakt ausbilden. Die Arretierung erfolgt über eine Eingriffseinrichtung mit mindestens einem Element, das an den Eingriffsflanken des wellenförmigen Profils anliegt. Wenn eine Bewegung zwischen dem mindestens einen Element und dem wellenförmigen Profil zugelassen wird, kann es zu einer Verschwenkung des Abtriebselements relativ zum ortsfesten Element kommen, wohingegen im arretierten Zustand des Sitzlehnenrastgetriebes eine Bewegung des mindestens einen Elements entlang der Eingriffsflanken unterbunden werden kann.

Bevorzugte Ausführungsformen sind durch die übrigen Ansprüche gekennzeichnet.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist das wellenförmige Profil fest mit dem ortsfesten Element verbunden.

Vorzugsweise ist die Einrichtung zum Eingreifen eine Spanneinrichtung, die mehrere Rollkörper gegen die Eingriffsflanken andrückt. Indem mehrere Rollkörper gegen unterschiedlich orientierte, geneigte Flanken des wellenförmigen Profils angedrückt werden, kann die durch das Anpressen eines Rollkörpers gegen eine geneigte Fläche erzeugte, tangential zur Rotationsachse wirkende Kraftkomponente durch eine an einer unterschiedlich orientierten, geneigten Eingriffsflanke erzeugte Kraftkomponente mit entgegengesetztem Vorzeichen kompensiert oder zumindest verringert werden. Darüber hinaus erzeugt jede Verschwenkbewegung zwischen dem ortsfesten Element und dem Abtriebselement eine Bewegung der Rollkörper in radialer Richtung. Diese Radialbewegung kann gezielt unterbunden werden, wodurch eine Arretierung des Sitzlehnenrastgetriebes bewirkt wird.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Rollkörper Zylinderrollen, die in Schlitzen ortsfest zum Abtriebselement gehalten werden und in diesen frei bewegbar sind. Durch die frei bewegbare Halterung der Zylinderrollen in dem Abtriebselement können diese sowohl rotieren, um über den geneigten Flanken auf dem ortsfesten Element zu verfahren, als auch sich in radialer Richtung bewegen, um über den Eingriffsflanken verfahren zu können. Durch das Vorsehen der geneigten Flanken als wellenförmiges Muster wird eine sehr einfach zu fertigende Variante ausgebildet, die in periodisch wiederkehrenden Abständen vorgegebene, definierte geometrische Beziehungen zwischen den Eingriffsflanken und den Rollkörpern vorgibt.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Spanneinrichtung mit Spiel in Radialrichtung gehaltene Wippen, die jeweils mit zwei Rollkörpern in Eingriff stehen. Mit Hilfe der Wippen lassen sich die radialen Bewegungen der Rollkörper auf den Eingriffsflanken aufnehmen, wobei die Wippe selbst hierbei nicht nur eine Schwenkbewegung um eine Drehachse, sondern auch eine geringfügige Bewegung in Radialrichtung ausführt.

Vorzugsweise umfaßt das stufenlose Sitzlehnenrastgetriebe weiterhin ein einer Wippe zugeordnetes Verriegelungselement, das in der arretierten Position ein radiales Spiel der zugeordneten Wippe unterbindet. Indem ein Verriegelungselement vorgesehen wird, welches eine radiale Bewegung der Wippe verhindern kann, kann die mit zwei Rollkörpern in Eingriff stehende Wippe nicht mehr der Bewegung der Rollkörper während des Verfahrens über den Eingriffsflanken folgen; die Wippe drückt die Rollkörper gegen die Eingriffsflanken und arretiert das Sitzlehnenrastgetriebe.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform sind die Verriegelungselemente jeweils mittels einer Spanneinrichtung in die arretierte Position vorgespannt. Bei einem Sitzlehnenrastgetriebe muß im Normalzustand, der den beinahe ausschließlichen Anteil der Gesamtlebensdauer des Getriebes abdeckt, die mit dem Abtriebselement verbundene Sitzlehne drehstarr zu der mit dem ortsfesten Element verbundenen Sitzauflage angeordnet sein. Somit ist es vorteilhaft, die Verriegelungselemente im Normalzustand in eine arretierte Position vorzuspannen und nur zum Zwecke der gewünschten Sitzvorstellung die Arretierung aufzuheben.

Vorzugsweise umfaßt das stufenlose Sitzlehnenrastgetriebe weiterhin ein Entriegelungselement, um die Verriegelungselemente von der arretierten Position in eine entriegelte Position zu bewegen. Durch das Zusammenwirken des Entriegelungselements mit der Spanneinrichtung läßt sich das Sitzlehnenrastgetriebe gezielt zwischen der arretierten Position und der entriegelten Position verstellen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Nachfolgend wird die Erfindung rein beispielhaft anhand der beigefügten Figuren beschrieben, in denen:

Fig. 1 eine Seitenansicht des stufenlosen Sitzlehnenrastgetriebes zeigt;

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie A-A in Fig. 1 darstellt, wobei das Sitzlehnenrastgetriebe in der arretierten Position ist;

Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie A-A in Fig. 1 ist, wobei das Sitzlehnenrastgetriebe in der entriegelten Position ist;

Fig. 4 das stufenlose Sitzlehnenrastgetriebe mit entferntem Abschlußdeckel von einer ersten Seite her darstellt;

Fig. 5 das Sitzlehnenrastgetriebe mit abgenommenem Deckel von der entgegengesetzten Seite zu der in Fig. 4 sichtbaren Seite darstellt;

Fig. 6 in einer dreidimensionalen Darstellung die Wirkung der Verriegelungselemente im Zusammenwirken mit den Wippen und Rollkörpern verdeutlicht; und

Fig. 7 die Funktion des Entriegelungselements verdeutlicht und die Position der Entriegelungselemente in der entriegelten Position zeigt.

Wege zur Ausführung der Erfindung

In den nachfolgenden Figuren sind gleiche Elemente jeweils mit denselben Referenzziffern bezeichnet.

Fig. 1 zeigt ein stufenloses Sitzlehnenrastgetriebe, das allgemein mit Referenzziffer 10 bezeichnet ist. Das Sitzlehnenrastgetriebe umfaßt im wesentlichen ein ortsfestes Element 12, das aus zwei sich gabelnden, plattenförmigen Bauteilen besteht, die jeweils aus Metallblech gefertigt werden können, sowie ein Abtriebselement 14, das relativ zum ortsfesten Element um die Rotationsachse 16 verschwenkbar ist. Das ortsfeste Element ist beispielsweise mit dem Sitzpolster eines Fahrzeugssitzes fest verbunden, während das Abtriebselement die Sitzlehne eines Fahrzeugsitzes trägt.

Da die übrigen Bauteile, die in Fig. 1 in Schnittdarstellung ersichtlich sind, aus den nachfolgenden Darstellungen deutlicher werden, wird nachfolgend das Grundprinzip der Erfindung anhand der Fig. 2 und 3 beschrieben werden, die jeweils einen Schnitt entlang der Schnittlinie A-A zeigen und das erfindungsgemäße Sitzlehnenrastgetriebe in arretierter Form (Fig. 2) sowie in entriegelter Form (Fig. 3) zeigen.

In Fig. 2 ist das geschlossene wellenförmige Profil 18 sichtbar, das im wesentlichen kreisförmig um die Rotationsachse 16 herum angeordnet ist und eine geschlossene Fläche mit Eingriffsflanken darstellt. Das wellenförmige Profil 18 ist im wesentlichen rotationssymmetrisch zur Rotationsachse 16 angeordnet, wobei der Begriff "rotationssymmetrisch" hierin weit interpretiert werden sollte, d. h. auch Ausgestaltungen des wellenförmigen Profils umfassen sollte, bei denen aufgrund einer ungeraden Anzahl von Wellentälern im wellenförmigen Profil eine Rotationssymmetrie im streng mathematischen Sinne nicht gegeben ist. Vielmehr soll durch den Begriff "rotationssymmetrisch" zum Ausdruck gelangen, daß sich das wellenförmige Profil um die Rotationsachse 16 herum innerhalb eines Bereichs befindet, der durch einen konzentrisch zur Rotationsachse 16 angeordneten Kreisring begrenzt ist.

Die Wellenflanken 20 sind jeweils relativ zur Radialrichtung geneigt angeordnet und stehen mit Zylinderrollen 22 in Kontakt, die in Schlitzen 24 im ortsfesten Element 12 gehalten und innerhalb der Schlitze 24 frei beweglich sind. Somit können die Zylinderrollen 22 bei ihrer Bewegung über das wellenförmige Profil sowohl um ihre eigene Längsachse drehen wie auch innerhalb der Schlitze 24 bewegt werden, um stets in Anlage mit dem wellenförmigen Profil zu verbleiben.

Jeweils zwei Zylinderrollen sind in Anlage mit einer Wippe 26, die jeweils auf einem Befestigungszapfen gehalten sind, der ortsfest zum Abtriebselement 14 befestigt ist. Die Wippen 26 können um den Befestigungszapfen 28 drehen, jedoch auch aufgrund der Langlochausbildung der Durchtrittsöffnung in den Wippen 26 eine beschränkte radiale Bewegung durchführen.

Aus kinematischer Sicht kann eine Bewegung der Zylinderrollen 22 über dem wellenförmigen Profil 18 bei der vorgegebenen Geometrie der Wippen 26 nicht in eine reine Schwenkbewegung der Wippe übertragen werden, sondern muß die Wippe zusätzlich auch eine geringe Bewegung in radialer Richtung ausführen, wofür das radiale Spiel benötigt wird.

Wird dieses geringe radiale Spiel der Wippe 26 relativ zum Befestigungszapfen 28 unterbunden, so werden die Zylinderrollen 22 fest gegen das wellenförmige Profil gepreßt und eine weitere Bewegung der Zylinderrollen über dem wellenförmigen Profil ist nicht mehr möglich. Das Rastgetriebe ist somit in einer arretierten Position.

Das Arretieren des Sitzlehnenrastgetriebes 10 wird dadurch bewerkstelligt, daß zu jeder Wippe 26 ein Verriegelungselement 30 vorgesehen ist, das drehstarr mit dem Befestigungszapfen 28 verbunden ist und in eine Position gebrachten werden kann, in der das Verriegelungselement 30 gegen den konzentrisch zur Rotationsachse 16 angeordneten, mittigen Zapfen 32 drückt. Indem die Verriegelungselemente 30 gegen den Zapfen 32 in Anlage gebracht werden, wird das axiale Spiel der Wippen 26 beseitigt und die oben beschriebene Arretierung des Getriebes herbeigeführt.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, sind im Unterschied zu der in Fig. 2 dargestellten Position nun die Verriegelungselemente aus dem Eingriff mit dem Zapfen 32 verschwenkt und gestatten eine Auf- und Abbewegung der Wippe 26, wodurch die Wippe eine Bewegung der Zylinderrollen 22 über dem wellenförmigen Profil 18 beim Verstellen des Abtriebselements 14 relativ zum ortsfesten Element 12 aufnehmen kann. In der in Fig. 3 dargestellten Position kann somit die mit dem Abtriebselement fest verbundene Sitzlehne relativ zu der mit dem orstfesten Element verbundenen Sitzauflage verschwenkt werden.

Aus der Darstellung in Fig. 4 ist eine andere Ebene des erfindungsgemäßen Sitzlehnenrastgetriebes erkennbar. Die hierin gezeigte Ebene befindet sich nicht mehr im Bereich des Abtriebselements 14, sondern im Bereich der einen Seite des ortsfesten Elements 12.

Aus der Darstellung in Fig. 4 sind die Schlitze 24 ersichtlich, in denen die Zylinderrollen 22 gehalten werden. Aus Fig. 4 sind zudem Spiralfedern 34 ersichtlich, die jeweils an einem Verankerungselement 36 gehalten werden und drehstarr mit den Befestigungszapfen 28 verbunden sind, welche wiederum drehstarr die Verriegelungselemente 30 tragen. Somit wird durch die Federn 34 eine Rotationskraft auf die Befestigungszapfen 28 ausgeübt, um die Verriegelungselemente 30 in die in Fig. 2 dargestellte, verriegelte Position vorzuspannen.

Aus Fig. 5 ist die im Vergleich zu Fig. 4 gegenüberliegende Seite des stufenlosen Sitzlehnenrastgetriebes mit abgenommenem Deckel dargestellt. Aus der Darstellung in Fig. 5 ist wiederum die Führung der Zylinderrollen 22 in den Schlitzen 24 ersichtlich sowie ein Entriegelungselement 38, das drehstarr auf dem Zapfen 32 befestigt ist und im wesentlichen die Form eines Malteserkreuzes besitzt. In dem Entriegelungselement 38 befinden sich Eingriffsnuten 40, die mit einem Verschwenkhebel 42 in Eingriff treten können, der drehstarr mit dem Verriegelungselement verbunden ist. Die Verriegelungselemente wie auch Wippen sind in der Darstellung in Fig. 5 nicht sichtbar, da eine Abdeckplatte 44 diesen Teil des Getriebes abdeckt.

Fig. 6 zeigt eine Ansicht ähnlich zu der in Fig. 5, sie sich von der Darstellung in Fig. 5 dahingehend unterscheidet, daß die Abdeckplatte 44 und die darauf angeordneten Verschwenkhebel nicht dargestellt sind. Wie aus der Darstellung in Fig. 6 ersichtlich ist, sind die Verriegelungselemente 30 als zwei Verriegelungsplatten 30a und 30b ausgebildet, welche die Wippe 26 auf zwei Seiten umschließen. Hierdurch kommt es zu einem symmetrischen Kraftfluß und ein Verklemmen der Wippe relativ zum Verriegelungselement kann vermieden werden. Weiterhin ist aus der Fig. 6, welche das Sitzlehnenrastgetriebe in der arretierten Position zeigt, das Zusammenwirken der Wippe mit den Zylinderrollen 22 und mit den Eingriffsflanken 20 des wellenförmigen Profils 18 ersichtlich.

Fig. 7 zeigt noch einmal eine Darstellung des Sitzlehnenrastgetriebes, die weitgehend der Darstellung in Fig. 5 entspricht. Der wesentliche Unterschied zwischen den Darstellungen in Fig. 5 und Fig. 7 liegt darin, daß Fig. 7 das Getriebe in der entriegelten Position zeigt. Hierbei tritt durch ein Verdrehen des Entriegelungselementes die Ein­ griffnut 40 jeweils in Kontakt mit den Verschwenkhebeln 42 und dreht das Verschwenkelement um die durch die Längsachse der Befestigungszapfen 28 gebildete Drehachse, so daß auch die drehstarr mit dem Befestigungszapfen 28 verbundenen Verriegelungselemente (in Fig. 6 nicht dargestellt) aus dem Kontakt mit dem Zapfen 32 bewegt werden und die Freibewegung des Sitzlehnenrastgetriebes gestatten.

Die erfindungsgemäße Sitzlehnenrastkonstruktion gestattet es, durch eine Drehung des Zapfens 32 und eine damit verbundene Drehung des Entriegelungselementes 38 das im Normalzustand verriegelte Getriebe in eine frei schwenkbare Position zu bringen. Sobald das Entriegelungselement in die Sperrposition mit dem Verschwenkhebel 42 in der Eingriffsnut 40 angeordnet zurückgeführt wird, kann das beschriebene Sitzlehnenrastgetriebe in einer beliebigen Schwenkposition arretiert werden.

In Verbindung mit einem Fahrzeugsitz kann somit der Benutzer durch einen geeigneten Handgriff oder aber auch durch eine Hebelbetätigung das Sitzlehnenrastgetriebe entriegeln und gegen den Druck einer Feder, welche die Sitzlehne in eine steile Sitzposition spannt, die in gewünschte Sitzposition durch einen Druck mit dem Rücken gegen die Sitzlehne einstellen und die Sitzlehne in dieser beliebigen Zwischenposition wieder dauerhaft verriegeln.

Claims (10)

1. Stufenloses Sitzlehnenrastgetriebe für Fahrzeugsitze mit einem ortsfesten Element (12) und einem verschwenkbar zu diesem angeordneten Abtriebselement (14), umfassend:

• - ein im wesentlichen zur Rotationsachse (16) zwischen ortsfestem Element (12) und Abtriebselement (14) rotationssymmetrisch aufgebautes, geschlossenes wellenförmiges Profil (18) mit Eingriffsflanken (20), die relativ zur Radialrichtung geneigt sind; und
• - eine Einrichtung (22, 26, 30, 38) zum Eingreifen mit mindestens einem Element (22), das an den Eingriffsflanken (20) anliegt und im nicht arretierten Zustand des Sitzlehnenrastgetriebes relativ zum wellenförmigen Profil (18) über dieses bewegbar ist.

2. Stufenloses Sitzlehnenrastgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das wellenförmige Profil (18) fest mit dem Abtriebselement (4) verbunden ist.

3. Stufenloses Sitzlehnenrastgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Eingreifen mehrere Rollkörper (22) gegen die Eingriffsflanken (20) andrückt.

4. Stufenloses Sitzlehnenrastgetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollkörper (22) Zylinderrollen sind, die in Schlitzen (24) im ortsfesten Element (12) gehalten werden und in diesen frei bewegbar sind.

5. Stufenloses Sitzlehnenrastgetriebe nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spanneinrichtung mit Spiel in Radialrichtung gehaltene Wippen (26) umfaßt, die jeweils mit zwei Rollkörpern (22) in Eingriff stehen.

6. Stufenloses Sitzlehnenrastgetriebe nach Anspruch 5, weiter umfassend ein jeweils einer Wippe (26) zugeordnetes Verriegelungselement (30), das in der arretierten Position eine radiale Bewegung der zugeordneten Wippe (26) unterbindet.

7. Stufenloses Sitzlehnenrastgetriebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungselemente (30) jeweils mittels einer Spanneinrichtung (34) in die arretierte Position vorgespannt sind.

8. Stufenloses Sitzlehnenrastgetriebe nach Anspruch 6 oder 7, weiter umfassend ein Entriegelungselement (38), um die Verriegelungselemente (30) von der arretierten Position in eine entriegelte Position zu bewegen.

9. Fahrzeugsitz mit einem stufenlosen Sitzlehnenrastgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 8.

10. Fahrzeug mit einem Fahrzeugsitz mit einem stufenlosen Sitzlehnenrastgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 8.