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Aus der
DE 195 40 631 A1 ist eine
selbstsperrende Schrittschaltmechanik für eine Verstellvorrichtung eines
Fahrzeugsitzes bekannt, die eine Freilaufbremse und ein Gestell
aufweist, an dem ein Handhebel um eine Lagerwelle eines mit Zahnflanken
versehenen Stellrades gelagert ist. Am Handhebel ist eine Mitnehmereinrichtung
schwenkbar angelenkt, die zwei mit den Zähnen des Stellrades zusammenwirkende
Mitnehmerbereiche enthält,
von denen in einer Transportrichtung jeweils nur einer aktiv ist.
Die Mitnehmerbereiche befinden sich in einer Mittelstellung des
Handhebels außer
Eingriff mit den Zahnflanken des Stellrades. Beim Verschwenken des
Handhebels aus seiner Mittelstellung kommt einer der Mitnehmerbereiche
in Eingriff mit den Zahnflanken des Stellrades und transportiert
dieses, während
der andere Mitnehmerbereich außer
Eingriff mit dem Stellrad bleibt.
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Eine Steuereinrichtung, die aus einer
zwischen dem Gestell und der Mitnehmereinrichtung wirkenden, reibenden
Bremse besteht, bringt den jeweils in Drehrichtung vorn liegenden
Mitnehmerbereich beim Verschwenken des Handhebels aus seiner Mittelstellung
in Eingriff mit den Zahnflanken des Stellrades und gibt am Ende
des Transporthubes des Handhebels diesen Mitnehmerbereich vom Stellrad
frei, bevor er frei von den Zähnen
des Stellrades zurückbewegt
wird.
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Bei dem bekannten, in beide Drehrichtungen
wirkenden Antrieb befinden sich die Mitnehmerbereiche der Mitnehmereinrichtung
in der Mittelstellung des Handhebels außer Eingriff mit der Verzahnung
des Stellrades und werden erst beim Verschwenken des Handhebels
durch die als reibende Bremse wirkende Steuereinrichtung in Eingriff
mit der Verzahnung des Stellrades gebracht. Aufgrund der nicht in
die Verzahnung des Stellrades eingerasteten Mitnehmerbereiche in
der Mittelstellung des Handhebels liegt somit ein Umschaltspiel
vor bis die Mitnehmerbereiche der Mitnehmereinrichtung in die Verzahnung
des Stellrades einschwenken und die Schwenkbewegung des Handhebels
auf das Stellrad übertragen.
Damit die Schwenkbewegung des Handhebels auf das Stellrad übertragen
wird, ist somit die reibende Bremse zwingend erforderlich, so dass
bei einem Ausfall der Bremseinrichtung, die das anfängliche
Zurückbleiben
der Mitnehmereinrichtung gegenüber
dem Handhebel bei einer Bewegung des Handhebels bewirkt, die bekannte
Schrittschaltmechanik funktionsunfähig ist.
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Da weiterhin der Eingriff der Mitnehmerbereiche
in die Verzahnung des Stellrades nur durch die reibende Bremse bewirkt
wird, besteht bei Fahrzeugbewegungen die Gefahr eines Klapperns
der selbstsperrenden Schrittschaltmechanik, da keinerlei Vorspannung
vorgesehen ist, die die Verzahnungen miteinander in Eingriff bringt.
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Aus der
DE 198 59 533 A1 ist ein
beidseitig wirkender Antrieb zur Erzeugung einer Drehbewegung eines
Antriebszahnrades mit einer Innenverzahnung bekannt, das ausgehend
von einer Nullpunktlage eines um eine Antriebsachse schwenkbaren
Antriebshebels in die eine oder andere Drehrichtung nur dann gedreht wird,
wenn sich der Antriebshebel von der Nullpunktlage weg bewegt, während bei
einer Bewegung des Antriebshebels in Richtung der Nullpunktlage
das Antriebszahnrad nicht mitgenommen wird. Der Antriebshebel ist
mit einem einteiligen Kippelement verbunden, das in Abhängigkeit
von der jeweiligen Antriebsrichtung zwischen zwei Endpositionen
hin und her kippt, wobei in jeder Endposition ein Eingriff des Kippelementes
in die Verzahnung des Antriebszahnrades erfolgt.
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Das Kippelement ist an zwei radial
voneinander beabstandeten Lagerpunkten gelagert, wobei der eine Lagerpunkt
mit dem Antriebshebel und der andere Lagerpunkt mit einer um die
Antriebsachse schwenkbaren Halteplatte gekoppelt ist. Weiterhin
ist ein federnd mit der Halteplatte verbundenes und radial eine
Kraft auf die Verzahnung des Antriebszahnrades ausübendes Reibelement
vorgesehen, das bei einer Schwenkbewegung des Antriebshebels aus
der Nullpunktlage heraus einer Drehung der Halteplatte aus deren
Nullstellung entgegenwirkt. Eine Kulissenführung, in die jeweils eine
Führungsnocke
des Kippelements eingreift, stellt bei einem Rückschwenken des Antriebshebels
in die Nullpunktlage sicher, dass das Kippelement mit der Verzahnung des
Antriebszahnrades während
der Rückstellbewegung
nicht in Eingriff gelangt oder an der Verzahnung entlangratscht.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung
ist es, einen beidseitig wirkenden Antrieb zur Drehung eines mit einer
Verstellvorrichtung verbundenen Antriebsrades der eingangs genannten
Art zu schaffen, bei dem der Eingriff des Formschlussbereichs des
in Schwenkrichtung des Antriebshebels aktiven Mitnehmers in den
Gegenformschlussbereich des Antriebsrades gesichert ist, eine Schwenkbewegung
des Antriebshebels aus der Mittelstellung sofort auf das Antriebsrad übertragen
wird und ein geräuschfreies
Verschwenken des Antriebshebels gewährleistet.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch
die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Bei der erfindungsgemäßen Lösung ist
ein Eingriff des in Schwenkrichtung des Antriebshebels aktiven Mitnehmers
in den Gegenformschlussbereich des Antriebsrades durch die Wirkung
der Getriebeelemente sichergestellt, so dass unabhängig von
der Schwenkrichtung des Antriebshebels eine sofortige Umsetzung
der Schwenkbewegung des Antriebshebels in eine Drehung des Antriebsrades
gewährleistet
ist. Nach dem Verlassen der Mittelstellung wird der Formschlussbereich
des aktiven Mitnehmers durch das ihm zugeordnete Getriebeelement
in Eingriff mit dem Gegenformschlussbereich des Antriebsrades gehalten,
während
der Formschlussbereich des passiven Mitnehmers durch das ihm zugeordnete
Getriebeelement aus dem Gegenformschlussbereich des Antriebsrades
herausgeschwenkt und bis zum Ende der Schwenkbewegung des Antriebshebels
außer
Eingriff mit dem Gegenformschlussbereich des Antriebsrades gehalten
wird, so dass bei der Schwenkbewegung des Antriebshebels keine Geräusche durch
den passiven Mitnehmer verursacht werden, die durch ein Gleiten
der Formschlussbereiche des passiven Mitnehmers über die Gegenformschlussbereiche des
Antriebsrades verursacht werden.
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Bei der Rückführung des Antriebshebels in
die Mittelstellung wird der Formschlussbereich des bei der vorangegangenen
Schwenkbewegung des Antriebshebels aktiven Mitnehmers durch die
Wirkung des Getriebeelements aus dem Gegenformschlussbereich des
Antriebsrades gehoben, so dass keine ungewollte Rückführung der
Verstellbewegung erfolgt.
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Zur Umsetzung der Schwenkbewegung
des Antriebshebels in eine Drehbewegung des Antriebsrades schwenkt
das eine Getriebeelement den Formschlussbereich des in der Verstellrichtung
des Antriebshebels aktiven Mitnehmers in den Gegenformschlussbereich
des Antriebsrades hinein und hält
den formschlüssigen Eingriff
des Formschlussbereichs bei der Schwenkbewegung des Antriebshebels
aufrecht, während
das andere Getriebeelement den Formschlussbereich des in der Verstellrichtung
des Antriebshebels passiven Mitnehmers aus dem Gegenformschlussbereich
des Antriebsrades herausschwenkt und bis zum Ende der Verstellbewegung
des Antriebshebels außer
Eingriff mit dem Gegenformschlussbereich des Antriebsrades hält.
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Durch die Anlenkung der Getriebeelemente
an einer um die Antriebsachse schwenkbaren Basisplatte wird eine
feste Zuordnung zwischen den Getriebeelementen und den am Antriebshebel
angelenkten Mitnehmern hergestellt, so dass das durch die Drehung
der Getriebeelemente hervorgerufene Drehmoment wirksam auf die Mitnehmer übertragen
werden kann.
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Zur Drehung der Getriebeelemente
in einer von der Schwenkrichtung des Antriebshebels abhängigen Drehrichtung
und zur geeigneten Übertragung
des von den Getriebeelementen ausgehenden Drehmoments auf die Mitnehmer
greifen die Getriebeelemente mit Formschlusselementen in den Gegenformschlussbereich des
Antriebsrades ein und sind über
eine Reibfläche
mit den Mitnehmern verbunden.
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Zur Übertragung der Drehmomente
von den Getriebeelementen auf die Mitnehmer sind die Getriebeelemente
als elastische Kunststoff-Zahnräder
ausgebildet und weisen entweder hohlzylindrische Ausnehmungen auf,
an deren Innenfläche
Reibräder
der Mitnehmer teilweise anliegen, oder an deren Stirnflächen eine Seitenfläche der
Mitnehmer anliegt.
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Um das Schwenken des Antriebshebels
in der einen oder anderen Schwenkrichtung in eine gleichartige Drehbewegung
des Antriebsrades umzusetzen, sind die Mitnehmer spiegelbildlich
zueinander am Antriebshebel angelenkt.
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Durch eine auf die Mitnehmer einwirkende
Kulissensteuerung, die einen Eingriff des in Schwenkrichtung des
Antriebshebels aktiven Mitnehmers in den Gegenformschlussbereich
des Antriebsrades zulässt
und den Formschlussbereich des in der Verstellrichtung des Antriebshebels
passiven Mitnehmers vorn Gegenformschlussbereich des Antriebsrades
abhebt, wird sichergestellt, dass nur der jeweils aktive Mitnehmer
in einen formschlüssigen
Eingriff mit dem Gegenformschlussbereich des Antriebsrades tritt,
während
der Formschlussbereich des passiven Mitnehmers vom Gegenformschlussbereich
des Antriebsrades beabstandet gehalten wird. Dadurch wird auch bei
der Rückführung des
Antriebshebels in die Mittelstellung sichergestellt, dass der Formschlussbereich
des passiven Mitnehmers nicht am Gegenformschlussbereich des Antriebsrades
entlang gleitet und dabei Geräusche
verursacht.
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Die Kulissensteuerung besteht aus
zwei in symmetrischer Anordnung vorgesehenen Kulissenführungen,
in die jeweils ein Führungsnocken
der Mitnehmer eingreift, wobei die Führungsnocken der Mitnehmer mindestens
eine Kante aufweisen, die in der Mittelstellung des Antriebshebels
zur Mittenzentrierung an einem Knickbereich der Kulissenführungen
anliegen.
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Nach einem Verschwenken des Antriebshebels
in der einen oder anderen Schwenkrichtung und der dadurch bedingten
Drehung des Antriebsrades in der einen oder anderen Drehrichtung
kann die Rückführung des
Antriebshebels in die Mittelstellung durch eine Rückstellfeder,
die sich am Antriebshebel und einem Teil des Antriebsgehäuses abstützt, und/oder
durch eine manuelle Rückführung erfolgen.
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Anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispieles
soll der der Erfindung zugrundeliegende Gedanke näher erläutert werden.
Es zeigen:
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1 – einen
schematischen Schnitt durch einen beidseitig wirkenden Antrieb mit
an einem Antriebshebel schwenkbar angelenkten Mitnehmern und mit
einer Basisplatte verbundenen, auf die Mitnehmer einwirkenden Getriebeelementen
und
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2 – einen
Schnitt durch den Antrieb entlang der Schnittlinie II – II gemäß 1.
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Der beidseitig wirkende Antrieb enthält ein Antriebsrad 1,
das mit einer nicht näher
dargestellten Verstellvorrichtung, beispielsweise mit einer Höhen- oder
Neigungsverstellung für
einen Kraftfahrzeugsitz, verbunden ist. Das Antriebsrad 1 dreht
sich um eine Antriebsachse 11 in der einen oder anderen
Drehrichtung in Abhängigkeit
von der Schwenkrichtung eines Antriebshebels 2, der an
der Antriebsachse 11 angelenkt ist und ausgehend von einer
Mittelstellung in die eine oder andere Richtung um die Antriebsachse 11 manuell
verschwenkt werden kann.
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Das Antriebsrad 1 ist als
Hohlrad ausgebildet, in dem zwei spiegelbildlich zueinander angeordnete
Mitnehmer 3, 3' mit
als Verzahnung ausgebildeten Formschlussbereichen 30, 30' in einen als
Innenverzahnung 10 ausgebildeten Gegenformschlussbereich
des Antriebsrades 1 eingreifen und eine Schwenkbewegung
des Antriebshebels 2 in der einen oder anderen Schwenkrichtung
ausgehend von der in der Zeichnung dargestellten Mittelstellung
des Antriebshebels 2 auf das Antriebsrad 1 übertragen.
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Auf einer um die Antriebsachse 11 drehbaren
Basisplatte 4 sind zwei als Kunststoff-Zahnräder ausgebildete Getriebeelemente 5, 5' drehbar angelenkt,
die mit an ihrer Peripherie angeordneten und als Verzahnung ausgebildeten
Formschlusselementen 50, 50' in die Innenverzahnung 10 des
Antriebsrades 1 eingreifen. Die Kunststoff-Zahnräder 5, 5' weisen eine
hohlzylindrische Ausnehmung oder Bohrung 51, 51' auf, in der
ein mit den Mitnehmern 3, 3' verbundenes Reibrad 32, 32' mit geringerem
Außendurchmesser
als der Innendurchmesser der Ausnehmung oder Bohrung 51, 51' beträgt gelagert
ist und an einem Teil des Umfangs der hohlzylindrischen Ausnehmung 51, 51' der Kunststoff-Zahnräder 5, 5' anliegt.
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Beim Schwenken des Antriebshebels 2 in
der einen oder anderen Schwenkrichtung werden die Kunststoff-Zahnräder 5, 5' über den
Eingriff der Reibräder 32, 32' in die hohlzylindrischen
Ausnehmungen 51, 51' mitgeführt und
infolge der Reibung zwischen der hohlzylindrischen Innenfläche 51, 51' und den Reibrädern 32, 32' werden die
Mitnehmer 3, 3' in
einander entgegengesetzten Richtungen um ihre Anlenkungen 20, 20' am Antriebshebel 2 verschwenkt.
Der Eingriff der Formschlussbereiche 30, 30' der Mitnehmer 3, 3' in den Gegenformschlussbereich 10 des
Antriebsrades 1 wird zusätzlich von Kulissensteuerungen
beeinflusst, die aus orts- oder gehäusefesten Kulissenführungen 9, 9' und in die
Kulissenführungen 9, 9' eingreifenden
Führungsnocken 31, 31' der Mitnehmer
3, 3' bestehen. Die
Kulissenführungen 9, 9' geben in Abhängigkeit
von der Stellung des Antriebshebels 2 einen Eingriff der
Formschlussbereiche 30, 30' der Mitnehmer 3, 3' in den Gegenformschlussbereich 10 des
Antriebsrades 1 frei bzw. halten die Formschlussbereiche 30, 30' von dem Gegenformschlussbereich 10 des
Antriebsrades 1 beabstandet.
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Die Kulissenführungen 9, 9' weisen jeweils
einen Knickbereich auf, der zwischen einem vom Gegenformschlussbereich 10 des
Antriebsrades 1 entfernten und einem dem Gegenformschlussbereich 10 des
Antriebsrades 1 benachbarten Abschnitt angeordnet ist.
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Die Kulissenführungen 9, 9' stellen im
Zusammenwirken mit den Führungsnocken 31, 31' der Mitnehmer 3, 3' sicher, dass
der der jeweiligen Verstellrichtung des Antriebshebels 2 zugeordnete,
aktive Mitnehmer 3, 3' bei einer Verstellbewegung des
Antriebshebels 2 in den Gegenformschlussbereich 10 des
Antriebsrades 1 eingreifen kann, während der Formschlussbereich 30' bzw. 30 des
jeweils anderen, passiven Mitnehmers 3, 3' aus dem Gegenformschlussbereich 10 des
Antriebsrades 1 herausgehoben bzw. herausgehalten wird.
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Beim Rückführen des Antriebshebels 2 in
die Mittelstellung verhindert die Kulissensteuerung, dass der passive
Mitnehmer 3, 3' aufgrund
des entgegengesetzt wirkenden Drehmoments des dem passiven Mitnehmer 3, 3' zugeordneten
Getriebeelements 5, 5' in den Gegenformschlussbereich 10 des
Antriebsrades 1 eingreift und damit störende Geräusche verursacht.
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In der Mittelstellung des Antriebshebels 2 befinden
sich die Führungsnocken 31, 31' der Mitnehmer 3, 3' im Knickbereich
der Kulissenführung 9, 9', so dass die
anschließende
Schwenkrichtung des Antriebshebels 2 darüber entscheidet,
welcher Mitnehmer 3, 3' mit seinem Formschlussbereich 30, 30' durch die Wirkung
des Getriebeelements 5, 5' in den Gegenformschlussbereich 10 des
Antriebsrades 1 gedrückt
und welcher Mitnehmer als passiver Mitnehmer 3, 3' mit seinem
Formschlussbereich 30, 30' aus dem Gegenformschlussbereich 10 des
Antriebsrades 1 herausgehoben wird und aufgrund der Kulissensteuerung
außer
Eingriff mit dem Gegenformschlussbereich 10 des Antriebsrades 1 bleibt.
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Die Enden einer beispielsweise als
Druckfeder ausgebildeten Rückstellfeder 6 liegen
sowohl an der Basisplatte 4 als auch an orts- bzw. gehäusefesten
Anschlägen
an, so dass eine durch die Schwenkbewegung des Antriebshebels 2 bedingte
Auslenkung der Basisplatte 4 in der einen oder anderen
Richtung zu einer Spannung der Rückstellfeder 6 und
nach Beendigung der Verstellbewegung zu einer Rückführung der Basisplatte 4 und
damit des Antriebshebel 2s in die Mittelstellung führt.
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Wird der Antriebshebel 2 ausgehend
von der in 1 dargestellten
Mittelstellung des Antriebshebels 2, in der die Führungsnocken 31, 31' der Mitnehmer 3, 3' am Knickbereich
der Kulissenführungen 9, 9' anliegen, in
Richtung des in den Antriebshebel 2 eingetragenen Pfeils
S verschwenkt, so werden die Kunststoff-Zahnräder 5, 5' in Richtung
der Pfeile M1 und M2 um ihre Anlenkungen an der Basisplatte 4 infolge
des Eingriffs der Formschlusselemente 50, 50' der Kunststoff-Zahnräder 5, 5' in den Gegenformschlussbereich 10 des
Antriebsrades 1 gedreht. Durch die reibende Verbindung
der Kunststoff-Zahnräder 5, 5' mit den Reibrädern 32, 32' der Mitnehmer 3, 3' wird diese
Drehung der Kunststoff-Zahnräder 5, 5' auf die Mitnehmer 3, 3' übertragen,
so dass der Formschlussbereich 30 des passiven Mitnehmers 3 vom
Gegenformschlussbereich 10 des Antriebsrades 1 entfernt
und der Formschlussbereich 30' des in dieser Schwenkrichtung
des Antriebshebels 2 aktiven Mitnehmers 3' in den Gegenformschlussbereich 10 des
Antriebsrades 1 hineingedrückt wird. Durch den formschlüssigen Eingriff
des Formschlussbereichs 30' des
aktiven Mitnehmers 3' in
den Gegenformschlussbereich 10 des Antriebsrades 1 wird
das Antriebsrad 3 in Richtung des Pfeils D um die Antriebsachse 11 gedreht.
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Während
der Schwenkbewegung des Antriebshebels 2 in Richtung des
Pfeils S liegt der Führungsnocken 31 des
passiven Mitnehmers 3 an dem vom Gegenformschlussbereich 10 des
Antriebsrades 1 beabstandeten Bereich der Kulissenführung 9 an,
so dass der Formschlussbereich 30 des passiven Mitnehmers 3 über den
gesamten Schwenkweg des Antriebshebels 2 außer Eingriff
mit dem Gegenformschlussbereich 10 des Antriebsrades 1 gehalten
wird. Dagegen liegt der Führungsnocken 31' des aktiven
Mitnehmers 3' an
dem dem Gegenformschlussbereich 10 des Antriebsrades 1 benachbarten
Abschnitt der Kulissenführung 9' an, so dass der
Eingriff des Formschlussbereichs 30' des aktiven Mitnehmers 3' in den Gegenformschlussbereich 10 des Antriebsrades 1 erhalten
bleibt, der zusätzlich
noch durch die Kraftübertragung
vom aktiven Mitnehmer 3' auf das
Antriebsrad 1 unterstützt
wird.
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Nach dem Ende des Verstellhubes bzw.
der Schwenkbewegung des Antriebshebels 2 in Richtung des Pfeils
S wird der Antriebshebel 2 mittels der Rückstellfeder 6 gegebenen falls
unterstützt
durch eine manuelle Rückstellbewegung
in Richtung der in 1 dargestellten
Mittelstellung zurück
bewegt.
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Während
der Rückstellbewegung
des Antriebshebels 2 bleibt der Formschlussbereich 30 des
passiven Mitnehmers 3 aufgrund der Kulissensteuerung weiterhin
außer
Eingriff mit dem Gegenformschlussbereich 10 des Antriebsrades 1 bis
mit dem Erreichen der Mittelstellung des Antriebshebels 2 der
Führungsnocken 31 des
passiven Mitnehmers 3 in den Knickbereich der Kulissenführung 9 gelangt.
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Da sich bei der Rückstellung des Antriebshebels 2 in
die Mittelstellung die Drehrichtungen der Kunststoff-Zahnräder 5, 5' entgegen den
in 1 eingetragenen Pfeilen
M1 und M2 umkehren, wird nunmehr der Formschlussbereich 30' des zuvor aktiven
Mitnehmers 3' aufgrund
der Reibwirkung zwischen dem Kunststoff-Zahnrad 5' und dem Reibrad 32' aus dem Gegenformschlussbereich 10 des
Antriebsrades 1 herausgehoben und bleibt während der
gesamten Rückstellbewegung
des Antriebshebels 2 außer Eingriff mit dem Gegenformschlussbereich 10.
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Mit dem Erreichen der in 1 dargestellten Mittelstellung
des Antriebshebels 2 gelangt der Führungsnocken 31' in den Knickbereich
der Kulissenführung 9', so dass eine
erneute Verstellbewegung des Antriebshebels 2 in Richtung
des in 1 in den Antriebshebel 2 eingetragenen
Pfeils S der vorstehend beschriebene Bewegungsablauf wiederholt
wird oder bei einer entgegengesetzten Schwenkrichtung des Antriebshebels 2 der
Mitnehmer 3' zum
passiven Mitnehmer wird, dessen Formschlussbereich 30' aufgrund der
Kulissensteuerung aus dem Gegenformschlussbereich 10 des
Antriebsrades 1 herausgehoben wird.
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