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Kennwort: "Schrägzahnsperre"
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Gelenkbeschlag mit verstellbarer Rückenlehne, insbesondere für Kraftfahrzeugsitze
Die Erfindung betrifft einen Gelenkbeschlag mit verstellbarer Rückenlehne, insbesondere
für Kraftfahrzeugsitze, dessen der der Lehne zugeordneter Gelenkteil mit dem dem
Sitzteil zugeordneten Gelenkteil schwenkbar verbunden ist, wobei zwischen den Gelenkteilen
eine Sperreinrichtung vorgesehen ist, die aus einem dem Gelenkteil der Lehne zugeordneten,
zur Schwenkachse konzentrischen Zahnsegment und aus einem dem Gelenkteil des Sitzes
zugeordneten, in die Zähne des Zahnsegmentes im Sperrfall eingreifenden Sperrschieber
besteht, wobe:. der Sperrschieber radial verschiebbar am Gelenkteil des Sitzes gelagert
und mittels eines Stellhebels wahlweise in oder außer Eingriff mit dem Zahnsegment
bringbar ist.
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Bei den bekannten Gelenkbeschlägen der eingangs genannten Art besteht
der Sperrschieber ebenfalls aus einem Zahnsqrnentstück, 5 -iEch-n an -n Sitzteil
zugeordneten Geierfrtei angeordneten Führungen in radialer Richtung verschiebbar
gelagert ist und mit seinem Zahnabschnitt in die Verzahnung des dem schwenkbaren
Gelenkteil zugeordneten Zahnsegments eingreifen kann. Sowohl bei der Verzahnung
des mit dem schwenkbaren, der Rückenlehne zugeordneten Gelenkteil verbundenen Zahnsegmentes
als auch bei
der Verzahnung des Sperrschiebers handelt es sich normalerweise
um Geradverzahnungen, die durch radiale Bewegung des Sperrschiebers in Eingriff
miteinander bzw. außer Eingriff voneinander gebracht werden können. Dabei kann der
Sperrschieber derart angeordnet sein, daß er nach Freigabe durch den Stellmechanismus
infolge Einwirkung der Schwerkraft auf sein Eigencewicht aus der Verzahnung des
dem schwenkbaren Gelenkteil zugeordneten Zahnsegments herausgfällt.
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Es sind jedoch auch Lösungen bekannt'bei denen der Sperrschieber zwischen
dem eine Innenverzahnung aufweisenden Zahnsegment des mit der Rückenlehne verbundenen
Gelenkteiles und der Schwenkachse angeordnet ist, so daß der Stellmechanismus über
ein Hebelsystem im Entriegelungsfall den normalerweise unter Federeinwirkung in
Eingriffstellung gehaltenen Sperrschieber aus der Verzahnung des Zahnsegmentes herausdrückt.
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Bei einer weiteren bekannten Ausführungsform einer Sperreinrichtung
ist ein sperrklinkenartiger Hebel radial außerhalb des mit dem schwenkbaren Gelenkteil
verbundenen Zahnsegmentes am festen Gelenkteil schwenkbar gelagert, und wird üser
einen handhebelbetätigten Steuernocken in Eingriffsstellulg mit dem am schwenkbaren
Gelenkteil festgelegten Zahnsegment gehalten. Auch in diesem Fall kann der mit einer
Verzahnung versehene Sperrklinke::hebel derart am festen Gelenkteil gelagert sein,
daß nach Lösung des Steuernockens der Sperrklinkenhebel aus der Verzahnung des mit
dem schwenkbaren Gelenkteil verbundenen hahnsegmentes ausfall.
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In allen Fällen ist jedoch der Eingriff der Verzahnung des Sperrschiebers
bzw. des Sperrklinkenhebels mit der Verzahnung des am schwenkbaren Gelenkteil angeordneten
Zahnsegments unmöglich, wenn die Zahnköpfe von Sperrschieber bzw. Sperrklinkenhebel
und dem Zahnsegment genau einander gegenüberstehen. In diesem Fall ist für das Einrasten
der Verzahnungen eine Lehnenbewegung
Bedingung.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Gelenkbeschlag
der eingangs genannten Art ,u schaffen, bei dem das radial verstellbare Sperrglied
in -edem Fall - insbesondere auch bei gegenüberstehenden Zahnköpfen - sicher in
Eingriff mit dem Zahnsegment des schwenkbaren Gelenkteiles kommen kan, ohne daß
dazu eine Bewegung des schwenkbaren Gelenkteiles und der damit verbundenen Rückenlehne
erforderlich ist.
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Diese Aufgabe ist erfindungsgemä dadurch gelöst, dcß der Sperrschieber
gegenüber dem Zahnsegment oder das Zahsegment gegenüber dem Sperrschieber in etwa
axialer Richtung in bezug auf die Schwenkachse beweglich angeordnet ist und die
Verzahnungen von Zahnsegment und/oder Sperrschieber in bezug auf die etwa axiale
Bewegungsrichtung von Sperrschieber oder Zahnsegment als Schrägverzahnungen ausgebildet
sind. Selbst wenn nun im Extremfall die Zahnköpfe bzw. Zahnspitzen gegenüberstehen,
so wird durch die Stellkraft eine axiale Bewegung des in axialer Richtung ausweichbar
angeordneten Bauteiles die Verzahnung des Sperrgliedes mit der Verzahnung des Zahnsegmentes
voll zur Paarung kommen, ohne daß dabei der mit der Rückenlehne verbundene Gelenkteil
eine Schwenkbewegung machen muß. Dabei ist es zur Bildung eines in seinem konstruktiven
Aufbau und in der Anordnung seiner Bauteile einfachen Gelenkbeschlages vorteilhaft,
wenn der Sperrschieber in einem am mit dem Sitzteil verbundenen Gelenkteil festgelegten
Stützkäfig sowohl in zur Schwenkachse radialer als auch etwa axialer Richtung bewegbar
angeordnet ist. Dadurch braucht der mit der Rückenlehne verbundene Gelenkteil lediglich
schwenkbar mit dem am Sitzteil festgelegten Gelenkteil verbunden zu sein und die
beiden Gelenkteile können in axialer Richtung zureinander festgelegt sein,
so
daß die Rücken lehne gegenüber dem Sitzteil nicht in axialer Richtung ausweicht.
Bei einem vorteilhaften Ausgestaltungsmerkmal der Erfindung weist der Stützkäfig
einen die Stärke des Sperrschiebers in der Breite übertreffenden Hohlraum rechteckigen
Querschnitts auf, dessen mit der Bewegungsrichtung des Sperrschiebers übereinstimmende
Querachse in bezug auf die Schwenkachse in exakt axialer Richtung verläuft, während
sowohl die Verzahnung des einen Rechteckquerschnitt aufweisenden Sperrschiebers
als auch die Verzahnung des Zahnsegmenees geneigt zur Achsrichtung der Schwenkachse
verlaufen und Schrägverzahnungen bilden. Bei diesem Ausführungsbeispiel verlaufen
die Schrägverzahnungen am Zahnsegment und am Sperrschieber geneigt zur Ausweichrichtung
des Sperrschiebers, die ihrerseits parallel zur Schwenkachse angeordnet ist.
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Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung läßt sich verwirklichen,
wenn der Stützkäfig einen die Stärke des Sperrschiebers in der Breite übertreffenden
Hohlraum mit Parcllelogrammquerschnitt aufweist, dessen die Bewegungsrichtung des
Sperrschiebers bildende Querachse in bezug auf die Schwenkachse gencigt verläuft,
während sowohl die Verzahnung des ebenfalls eincn Parallelogrammquerschnitt aufweisenden
Sperrschiebers als auch die Verzahnung des Zahnsegmentes parallel zur Achsrichtunw
der Schwenkachse verlaufen und Geradverzahnungen bilden. Erfolge der geneigt zur
Schwenkachse verlaufenden axialen Ausweichrichtung des Sperrschiebers läßt sich
die Verzahnung des Sperrschiebers gegenüber der Verzahnung des Zahnsegmentes beim
Ineinanderfügen der Verzahnungen derart verschieben, das, wie bei dem oben beschriebenen
Ausführungsbeispiel, auch in diesem Fall ohne Schwenkbewegung des mit der Rückenlehne
verbu:ldenen Gelenkteiles die Verzahnung des Sperrschiebers in die VtErzahnung des
mit dem schwenkbaren Gelenkteil verbundenen Zahnsegrientes eingreifen kann, weil
der Sperrschieber bei gleichzeiticer Axialbewegung auch eine weitere Bewegungskomponente
senkrecht zur
axialen Bewegungsrichtung ausführt.
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Nach einem weiteren AusführungsbeiSpiel der Erfindung kann der Stützkäfig
einen die Stärke des Sperrschiebers in der Breite tbertreffenden Hohlraum rechteckigen
Querschnitts aufweisen, dessen die Bewegungsrichtung des Sterrschiebers bildende
Querachse in bezug auf die Schwenkachse des Gelenkbeschlages geneigt verläuft, während
sowohl die Verzahnung des einen Rechtt!ckquerschnitt aufweisenden Sperrschiebers
als auch die Verzahnung des Zahnsegmentes parallel zur Achsrichtung der Schwenkachse
verlaufen und die Verzahnung des Zahnsegmentes eine Geradverzahnung und die Verzahnung
des Sperrschiebers in bezug auf die Längsachse des Sperrschiebbrs eine Schrägverzahnung
bilden. Auch in diesem Fall führen die Zähne des Sperrschiebers außer ihrer axialen
Bewegung auch eine Bewegungskomponente senkrecht zur Axialbewegungsrichtung aus,
Bo daß entsprechend den beiden vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen auch im letztgenannten
Fall während der radialen Anstellbewegung des Sperrschiebers dieser zur Seite ausweichen
kann, wenn die Zahnlücken der Verzahnung des Zahnsegmentes nicht exakt in einer
Ebene mit der Ebene der Zahnspitzeh des Sperrschiebers über einstimmen.
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Damit bei entlasteter Rückenlehne der Sperrschieber sich im mittleren
Bereich des Stützkäfigs einstellt und somit auf den beiden in bezug auf seinen Querschnitt
längeren Seiten beiderseits das gleiche Spiel zwischen dem Sperrschieber und den
beiden gegenüberliegenden Seitenwandungen des Hohlraumes im Stützkäfig vorhanden
ist, ist nach einem weiteren Ausgestaltungsmerkmal der Erfindung das Axialspiel
zwischen dem Sperrschieber und dem diesen umfassenden Stützkfig von in bezug auf
das Zahnsegment die Mittenlage dazu herstellenden, elastischen Kraftspeichern überbrückt.
Dabei sind die Kraftspeicher vorzugsweise von an dem Stützkäfig festgelegten Blattfedern
gebildet.
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Zur radialen Verschiebung ist der in bezug auf seinen Querschnitt
sich mit seinen Schmalseiten im Stützkäfig geführte Sperrschieber mit dem Druckdaumen
eines Stellhebels auf der der Verzahnung des Sperrschiebers gegenüberliegenden Seite
in Anlage, wobei der Stellhebel in Sperrichtung über einen Kraftspeicher belastet
ist.
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Die Erfindung ist in mehreren Ausführungsbeispielen in der Zeichnung
dargestellt und wird nachfolgend näher erltert.
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Es zeigen: Fig.1 den erfindingsgemgßen Gelenkbeschlag in einer Seitenansicht,
zig,2 den aus Fix.1 ersichtlichen Gelenkbeschlag in einem Schnitt nach det Linie
II-II von Fig.1, Fig.3 ein Ausführungsbeispiei der Sperrvorrichtung des Gelenkbeschlages
in einem Schnitt nach der Linie III-III von Fig£1, Fig.3a ein weiteres Ausführungsbeispiel
der Sperrvorrichtung des Gelenkbeschlages, ebenfalls i: einem Schnitt nach der Linie
III-III von Fig.
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und schließlich Fig.3b ein weiteres Ausführungsbeispiel der Sperrvorrichtung
des erfindungsgemäßen Gelenkbeschlages, ebenfalls in einem Schnitt nach der Linie
III-III von Fig.1.
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Der erfindungsgemäße Gelenkbeschlag besteht im wesentlichen aus einem
mit der nicht dargestellten Rückenlehne in bekannter Weise verbundenen Gelenkteil
10 und einem am ebenfalls nicht
dargestellten Sitzteil festgelegten
Gelenkteil 11, die über eine Schwenkachse 12 miteinander drehgelenkig verbunden
sind.
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Der an der Rückenlehne angeordnete, in bezug auf den dem Sitzteil
zugeordneten Gelenkteil 11 schwenkbare Gelenkteil 10 weist an seiner unteren Stirnseite
eine Verzahnung 13 auf, die Bestandteil eines Zahnsegmentes 14 mit einem auf die
Schwenkachse 12 bezogenen Krümmungsradius ist. Um den Schwenkweg des Gelenkteiles
10 in seinen Endlagen zu begrenzen, ist am festen Gelenkteil 11 ein Bolzen 15 befestigt,
der in ein Langloch 16 des schwenkbaren Gelenkteiles 10 eingreift, welches konzentrisch
zur Schwenkachse 12 angeordnet ist. Der feste Gelenkteil 11 weist im Bereich der
Verzahnung 13 des schwenkbaren Gelenkteiles 10 eine sich in bezug auf die Schwenkachse
12 in radialer Richtung über die Verzahnung 13 hinaus erstreckende Öffnung 17 auf,
in die ein Stützkäfig 18 bereichsweise eingreift, der seinerseits an dem Gelenkteil
11 beispielsweise durch Nieten befestigt ist.
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Dieser Stützkäfig 18 weist einen sich in radialer Richtung erstreckenden
Hohlraum 19 auf, in welchem ein radial verschiebbarer, mit einer Verzahnung 20 versehener
Sperrschieber 21 angeordnet ist. Dieser, in radialer Richtung im Stützkäfig 18 geführte
Sperrschieber 21 weist beiderseits seiner Längsseiten zwischen diesen Längs seiten
und den Seitenwandungen des Hohlraumes 19 Spiel auf, so daß sich der Sperrschieber
21 außer in radialer Richtung, auch in axialer Richtung im Stützkäfig 18 verschieben
läßt. Dabei ist der Stützkäfig 18 derart angeordnet, daß der mittlere Bereich seines
Hohlraumes 19 mit der Längsmitte des Gelenkteiles 10 übereinstimmt, so daß der sich
in Mittelstellung im Stützkäfig 18 befindende Sperrschieber in einer Ebene mit dem
Gelenkteil 10 angeordnet ist. Dabei ist der Sperrschieber 21 um das doppelte Maß
der Axialverschiebung breiter als die Stärke des Gelenkteiles 10. Damit im Normalfall
der Sperrschieber 21 in axialer Richtung in seiner Mittelstellung
im
Hohlraum 19 des Stützkäfigs 19 gehalten wird, ist der Spielraum zwischen den Längsseiten
des Sperrschiebers 21 -und den Seitenwandungen des Hohlraumes 19 im Stützkäfig 18
durch elastische Kraftspeicher bildende Blattfedern 22 überbrückt.
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Der Sper:schieber 21 ist auf seiner der Verzahnung 20 gegenüberliegenden
Seite glattflächig ausgebildet und wird dort von einem Druckdaumen 23 eines am festen
Gelenkteil 11 auf einem Achszapfen 24 schwenkbar gelagerten Stellhebels 25 beaufschlagt.
Dieser Stellhebel 25 ist mit seinem Druckdaumen 23 durch eine als Kraftspeicher
fungierende Schraubenzugfeder 26 in Sperrlage gehalten. Durch Schwenkung des Sperrhebels
25 im Uhrzeigersinn in die aus Fig.1 in strichpunktierten Linien dargestellte Lage
wird der Zahneingriff des Sperrschiebers 21 in die Verzahnung 13 des Zahnsegmentes
14 aufgehoben, so daß der Gelenkteil 10 geschwenkt werden kann. Wenn die gewünschte
Sitzposition, d. h. die gewünschte Rückenlehnenneigung erreicht wurde, läßt die
Bedienungsperson den Stellhebel 25 los, so daß dieser in seine in Fig.1 dargestellte
Lage durch dif Schraubenzugfeder 26 zurückgezogen wird, so daß über den Dl-uckdaumen
23 der Sperrschieber 21 wieder in seine aus Fig.1 ersichtliche Eingriffs lage kommen
kann.
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Um diese Eingriffslage auch dann zu ermöglichen, wenn die Zahnspitzen
der Verzahnung 13 des Zahnsegmentes 14 und die Zahnspitzen der Verzahnung 20 des
Sperrschiebers 21 einander gegenüberliegen, ist bei dem aus Fig.3 ersichtlichen
Ausführungsbeispiel der Hohlraum 19 des rechteckförmigen Stützkäfigs 18 zum einen
breiter als die Stärke des ebenfalls einen rechteckförmigen Querschnitt aufweisenden
Sperrschiebers 21 und zum anderen ist sowohl die Verzahnung 20 des Sperrschiebers
21 als auch die Verzahnung 13 des Zahnsegmentes als Schrägverzahnung ausgebildet.
Die axiale Verschieberichtung des
Sperrschiebers 21 verläuft dabei
parallel zur Achsrichtung der Schwenkachse 12, während die Schrägverzahnung geneigt
zur Achsrichtung der Schwenkachse verläuft. Die üblicherweise zur Zentrierung des
Sperrschiebers 21 zwischen diesem und den Seitenwandungen des Stützkäfiges 18 angeordneten
Blattfedern 22 sind zur Verdeutlichung der Darstellung in Fig.3 weggelassen. Wenn
nun zu Begin des Sperrvorganges die Zahnspitzen der Verzahnung 20 des Sperrsegmentes
21 nicht exakt den Lücken der Verzahnung 13 des Za.lnsegmentes 14 gegenüberstehen,
so drückt sich beim radialen Einführen der Zähne des Sperrsegmentes 21 in die Zahnlücken
des Zahnsecgmentes 14 das Sperrglied 21 in axialer Richtung nach rechts odet links,
ohne daß es zu einer Schwenkbewegung des Gelenkteiles 10 kommt Bei dem aus Fig.3a
ersichtlichen Ausfthrungsbeispiel weist der Stützkäfig 18'.eine Hohlraum 19' zenit
parallelogrammartigem Querschnitt auf. Die Querachse des Adhlratmes 19' verlauft
dabei geneigt, so daß bei einer Axialverschiebung des ebenfalls einen Parallelogrammquerschnitt
aufweisenden Sperrschiebers 21' dieser sich auch je nach Axialschieberichtung nach
oben unten bewegt. Während nun die Verschiebeachse des Sperrschiebers 21 geneigt
zur Schwenkachse 12 des Gelenkbeschlages verläuft, ist sowohl die Verzahnung 13'
des Zahnsegmentes 14 als auch die Verzahnung 20' des Sperrschiebers 21' als Geradverzahnung
ausgebildet. Auch in diesem Fall tritt der zuvor beschriebene Effekt einer Zahnmittenverschiebung
der Zähne der Verzahnung 13' gegenüber den Zahnlücken der Verzahnung 20' infolge
einer Axialverschiebung des Sperrschiebers 21' gegenüber dem Stützkäfig 18' auf.
Dabei wird auch in diesem Fall während des Sperrvorganges der Gelenkteil 10 nicht
verschwenkt sondern verbleibt in der eingestellten Lage.
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Bei dem aus Fig.3b ersichtlichen Ausführungsbeispiel weist der Stützkäfig
18'' wiederum eine Rechteckform auf, die jedoch
sowohl mit ihrer
Längs- als auch mit ihrer Querachse geneigt zur Schwenkachse 1.8 des Gelenkbeschlages
gestellt ist. Auch der m Hohlraum 19'' angeordnete Sperrschieber 21" ist mit seiner
Längs- und Querachse gegenüber der Schwenkachse 12 geneigt angeordnet und weist
eine geringere Stärke auf als die Breite des Hohlraumes 19''. Bei axialer Bewegung
des Sperrschiebers 21'' wird dieser gleichfalls je nach Verschieberichtung nach
oben bzw. unten bewegte so daß auch in diesem Fall die Verzahnung 13'' des Zahnsegmentes
14 als Geradverzahnung ausgebildet sein kann. In bezug auf seine Längs- und Querachse
ist die Verzahnung 2" des Sperrschiebers 21" als Schrägverzahnung ausgebildttt,
deren Steigungswinkel dem Neigun<jswinkel der Querachse des Hohlraumes 19" entspricht.
Auch in diesem Fall findet bei Axialverschiebung des Sperrschiebers 21'' eine Relativbewegung
zwischen den Zähnen bzw. Zahnlücken der Verzahnungen 13'' und 20" statt, so daß
bei radialer Anstellung des Sperrschiebers 21" keine Schwenkbewegung des Gelenkteiles
10 erfolgt, vielmehr weicht der Sperrschieber 21'' je nach STellung der Zähne der
Verzahnungen 13'' und 20'' in etwa axialer Richtung nach rechts oder links aus.
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Es ist auch der ungekehrte Fall denkbar, daß nämlich die Verzahnung
13'' als Schrägverzahnung und die Verzahnung 20'' als Geradverzahnung ausgebildet
wird, wobei jedoch dafür gesorgt sein muß, daß die axiale Verschieberichtung des
Sperrschiebers 21" mit der Achsrichtung der Schwenkachse 12 des Gelenkbeschlages
übereinstimmt.
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Wie bereits erwähnt, geben die vorbeschriebenen Ausführungen die Erfindung
lediglich beispielsweise wieder und diese ist keinesfalls allein darauf beschränkt.
Es sind vielmehr noch mancherlei andere Ausführungen und Ausgestaltungen der Efirdung
möglich. Es ist auch denkbar, die Sperrschieber 21 bis 21'' in ihrer axialen Lage
zu sichern und stattdessen das Zahnsegment 14
axial verschiebbar
am schwenkbaren Gelenkteil 10 anzuordnen.
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Außerdem ist der Verstellmechanismus zur radialen Anstellung der Sperrschieber
21 bis 21" nicht an die dargestellte Ausführungsform gebunden, sondern es konnten
auch solche Stellvorrichtungen Verwendung finden, bei denen der Sperrschieber außer
seines gesteuerten Zahneingriffs auch zwangsgesteuert außer Eingriff gebracht wird.
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Kennwort: "Schrägzahnsperre" Bezugszeichenliste 10 Gelenkteil, schwenkbar
11 Gelenkteil, fest 12 Schwenkachse 13 Verzahnung 13' Verzahnung 13" Verzahnung
14 Zahnsegment, von 10 15 Bolzen an 11 16 Lanloch in 10 17 Öffnung in 11 18 Stützkäfig
18' Stützkäfig 18'' Stützkäfig 19 Hohlraum 19' Hohlraum 19'' Hohlraum 20 Verzahnung
20' Verzahnung 20'' Verzahnung 21 Sperrschieber 21' Sperrschieber 21'' Sperrschieber
22 Kraftspeicher/Blattfeder 23 Druckdaumen 24 Achszapfen 25 Stellhebel 26 Kraftspeicher/Schraubenzugfeder