-
Kennwort: Kegeltopfverzahnung
-
Drehgelenk, insbesondere für Sitze mit verstellbarer Rückenlehne
Die Erfindung betrifft ein Drehgelenk, insbesondere für Sitze mit verstellbarer
Rückenlehne, bei dem ein fester Gelenkteil und ein diesem gegenüber bewegbarer,
mit der Rückenlehne verbundener Gelenkteil über eine Schwenkachse miteinander in
Verbindung stehen, und eine die Lage beider Gelenkteile zueinander bestimmende,
als Getriebe mit wenigstens einem Innenzahnrad und wenigstens einem damit kämmenden
Außenzahnrad ausgebildete Ver- und Feststelleinrichtung vorgesehen ist, die einen
auf der Schwenkachse angeordneten, drehbaren Exzenter aufweist, wobei Außenzahnrad
und Innenzahnrad als den Gelenkteilen zugeordnete Topfscheiben ausgebildet sind
und die eine Topfscheibe einen außenverzahnten Ringmantel und die andere Topfscheibe
einen innverzahnten Ringmantel aufweist.
-
Bei einem bekannten Drehgelenk der eingangs genannten Art sind die
Verzahnçngen auf den achsparallel angeordneten Ringmänteln der Topfscheibe angeordnet,
wodurch es zum Zwecke einer zwängungsfreien Bewegung zwischen den beiden die miteinander
im Eingriff befindlichen
Zahnräder bildenden Topfscheiben erforderlich
ist, Fertigungsungenauigkeiten und Toleranzen soweit als möglich einzuschränken,
was jedoch aus fertigungstechnischen Gründen nicht vollständig erzielt werden kann.
Es ist deshalb ein bestimmtes Lager- und Verzahnungsspiel, das sich zu einem sogenannten
Radialspiel ergänzt, unvermeidlich. Dies führt jedoch vielfach zu Klappergeräuschen,
zumindest bei einem unbenutzten Sitz, der in ein sich bewegendes und Erschütterungen
ausgesetztes Fahrzeug eingebaut ist. Zur Eliminierung dieses Radialspieles sind
Einrichtungen bekannt, mit denen durch Verlagerung der Exzentrizität und deren Verspannung
das Radialspiel eliminiert werden kann, wobei jedoch vielfach die aus der Verspannung
resultierenden Kräfte zur Verringerung des Wirkungsgrades führen, so daß höhere
Stellkräfte vom Sitzbenutzer für die Verstellung der Rückenlehne aufzubringen sind.
Um jedoch bei einem Drehgelenk einerseits während der Verstellbewegung eine leichtgängige
Verstellung zu ermöglichen und andererseits das Radialspiel des Drehgelenkes während
dessen Feststellage zu eliminieren, ist bei einem bekannten Drehgelenk der Exzenter
als Kegelstumpf ausgebildet und weist die den Exzenter umgebende Lagerstelle eine
mit der Neigung des Kegelstumpfes übereinstimmende Kegelbohrung auf, wobei die den
kegelförmigen Exzenter aufweisende Schwenkachse in axialer Richtung ausweichbar
gelagert ist. Wenn nun der Neigungswinkel des Kegelstumpfes und der zugehörigen
Kegelbohrung kleiner als der Haftreibwinkel und größer als der Gleitreibwinkel der
Lagerpaarung ist, so stellt sich während der Verstellbewegung durch Axialverschiebung
ein die Verstellung erleichterndes Spiel ein, das in dem Moment wieder eliminiert
wird, wenn der Stellvorgang unterbrochen oder beendet wird. Bei dieser brauchbaren
Lösung
ist jedoch die Herstellung der den Exzenter aufweisenden Schwenkachse und die Herstellung
der den Exzenter umgebenden Lagerstelle fertigungstechnisch aufwendig und kostspielig.
-
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Drehgelenk
zu schaffen, bei dem einerseits der Vorteil einer leichtgängigen Verstellung während
der Verstellbewegung und eine Eliminierung des Radialspieles des Drehgelenkes während
seiner Feststellage erhalten bleibt, wobei andererseits eine wirtschaftliche Herstellung
der Bauteile möglich ist.
-
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die die Verzahnungen
tragenden Ringmäntel der Topfscheiben konvergierende Kegelstumpfabschnitte darstellen,
wovon der eine Kegelstumpfabschnitt eine äußere Kegelradverzahnung aufweist, während
der andere Kegelstumpfabschnitt eine innere Kegelradverzahnung aufweist, die mit
der äußeren Kegelradverzahnung kämmt.
-
Die Herstellung derartiger Topfscheiben ist in einfachen Preßvorgängen
möglich, wobei nur einmalige Werkzeugkosten anfallen, deren Standzeit sehr hoch
ist und damit die Fertigung einer Vielzahl derartiger Topfscheiben ermöglicht, so
daß bei derartigen Massenartikeln geringe Herstellungskosten je Einzel stück anfallen.
Außerdem ist die Herstellung von Topfscheiben, deren Ringmäntel Kegelstumpfabschnitte
darstellen, wegen des Einpressens und Aushebens der Formwerkzeuge einfacher als
die Herstellung von Topfscheiben mit achs parallelen Ringmänteln. Aus diesem Grund
und hinsichtlich vereinfachter Montage und Betätigung des Drehgelenkes ist es vorteilhaft,
wenn die dem festen Gelenkteil zugeordnete Topfscheibe einen sich zur Sitz-
außenseite
hin verjüngenden Kegelstumpfabschnitt aufweist und an dem festen Gelenkteil axial
verschiebbar gehaltert ist.
-
Zur Führung und Stützung der verschiebbaren Topfscheibe weist nach
einem Ausgestaltungsmerkmal der Erfindung der feste Gelenkteil im Bereich seines
Gelenkauges eine zentrische, topfförmige Ausprägung auf, welche die dem festen Gelenkteil
zugehörige Topfscheibe innerhalb deren Kegelstumpfabschnittes im Eingriffsbereich
der Verzahnungen abstützt.
-
Um die sich bei der Stellbewegung verschiebende Topfscheibe nach Beendigung
der Stellbewegung sicher in ihre das Radialspiel eliminierende Lage zurückzuschieben,
ist nach einem weiteren Ausgestaltungsmerkmal der Erfindung zwischen dem festen
Gelenkteil und der zugehörigen Topscheibe ein die Verzahnungen ineinanderdrückender
Kraftspeicher angeordnet. Damit die axial verschiebbare Topfscheibe neben ihrer
Führung auf dem Exzenterabschnitt auch im Bereich ihrer Verzahnung achsparallel
zum Exzenterabschnitt geführt wird, weist der feste Gelenkteil vorzugsweise einen
Zentrierring für die dem festen Gelenkteil zugeordnete Topfscheibe auf.
-
Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise dargestellt und
wird nachfolgend näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 ein Drehgelenk in einer Seitenansicht
von der Innenseite des Gelenkteiles her gesehen,
Fig. 2 das aus
Fig. 1 ersichtliche Drehgelenk in einem Schnitt nach der Linie II-II von Fig. 1
in einem gegenüber Fig. 1 vergrößerten Maßstab.
-
Das Drehgelenk weist einenelenktei1 10 auf, der mit einem Rückenlehnenrahmen
verbindbar sein oder beispielsweise das Schenkelende eines nicht dargestellten Rückenlehnenrahmens
bilden mag. Dieser Gelenkteil 10 ist mit einem dem ebenfalls nicht dargestellten
Sitzteil zugeordneten Gelenkteil 11 über eine Schwenkachse 12 drehgelenkig verbunden.
Dabei ist der Gelenkteil 10 aus einem innenseitigen Tragarm 13 und einem außenseitigen
Stützholm 14 gebildet. Der innenseitige Tragarm 13 weist im Gelenkaugenbereich einen
zur Innenseite ausgepreßten Stützkopf 15 auf, der mit einer Topscheibe 16 schließend,
beispielsweise durch Punktschweißung, verbunden ist. In den Innenumfang des als
Kegelstumpfabschnitt ausgebildeten Ringmantels 17 der Topfscheibe 16 ist eine Innenverzahnung
18 eingepreßt, die vom Kragen 19 bis zum Boden 20 der Topfscheibe 16 reicht. Dieser
Boden 20 der Topfscheibe weist in seinem Zentrum einen angeformten Lagerkragen 21
auf, der auf einem zentrischen Abschnitt 22 der Schwenkachse gelagert ist. Der Boden
20 der Topfscheibe 16 ist außerdem durch den Stützkopf 15 des Tragarmes 13 verstärkt,
dessen Boden eine eingepreßte Auswölbung 23 aufweist, die den Lagerkragen 21 der
Topfscheibe 16 an dessen freien Ende abstützt. Mit dem Gelenkteil 11 steht eine
weitere Topfscheibe 24 derart in Verbindung, daß die Topfscheibe zwar gegenüber
dem Gelenkteil 11 undrehbar, jedoch in axialer Richtung verschoben werden kann.
Diese Topfscheibe 24 weist ebenfalls einen als Kegelstumpfabschnitt ausgebildeten
Ringmantel 25 auf,
dessen Neigung mit der Neigung des konischen
Ringmantels 17 der Topfscheibe 16 übereinstimmt, jedoch durchmesserkleiner ist.
Außerdem weist der Ringmantel 25 eine Außenverzahnung 26 auf, die ebenfalls als
Kegelradverzahnung ausgebildet ist und mit der Innenverzahnung 18 der Topfscheibe
16 im Eingriff ist. Dabei weist die Außenverzahnung 26 eine Zähnezahl auf, die um
wenigstens einen Zahn geringer ist als die Zähnezahl der Innenverzahnung 18 der
Topfscheibe 16, so daß der Kopfkreisdurchmesser der Außenverzahnung 26 um wenigstens
eine Zahnhöhe kleiner ist als der Fußkreis der Innenverzahnung 18 der Topfscheibe
16. In ihrem Zentrum ist auch die Topfscheibe 24 mit einem zu ihrer Außenverzahnung
36 bzw. ihrem Ringmantel 25 konzentrischen Lagerkragen 27 versehen, der sich auf
einem Exzenterabschnitt 28 der Schwenkachse 12 abstützt. Dabei ist die Exzentrizität
des Exzenterabschnitts 28 gegenüber den zentrischen Abschnitten derart gewählt,
daß die Außenverzahnung 26 der Topfscheibe 24 an einer Stelle in die Innenverzahnung
18 der Topfscheibe 16 eingreifen kann. Der feste Gelenkteil 11 ist im Bereich seines
Gelenkauges mit einer zentrischen, topfförmigen Ausprägung 29 versehen, die in die
Topfscheibe 24 schließend paßt, jedoch nur über einen Teilbereich der Höhe des Ringmantels
25 der Topfscheibe 24 reicht. Die im Gelenkauge zentrische Bohrung in der Ausprägung
29 des Gelenkteiles 11 umfaßt den Lagerkragen 27 der Topfscheibe 24 schließend,
wobei zur Drehsicherung zwischen Topfscheibe 24 und Gelenkteil 11 die Bohrung 30
mit wenigstens einem Vorsprung versehen sein mag, der in einen Längschlitz des Lagerkrages
27 eingreift. Zwischen der Ausprägung 29 des festen Gelenkteiles 11 und der axial
verschiebbaren Topf scheibe 24 ist ein Kraftspeicher 31 angeordnet, durch welchen
die Außenver-
zahnung 26 der Topfscheibe 24 in die Innenverzahnung
18 der Topfscheibe 16 spielfrei gedrückt wird. Im Gelenkaugenbereich weist der feste
Gelenkteil 11 einen zur Bohrung 30 konzentrischen Zentrierring 32 auf, der einen
in radialer Richtung verlaufenden Anlagekragen 33 der Topfscheibe 23 schließend
umfaßt. Zur Sicherung des axialen Zusammenhaltes des Drehgelenkes übergreift der
fest mit dem schwenkbaren Gelenkteil 10 verbundene Stützholm 14 den Gelenkaugenbereich
des festen Gelenkteiles 11 und stützt sich über eine Lagerbuchse 34 auf einem weiteren
zentrischen Abschnitt 35 der Schwenkachse 12 ab. An den zentrischen Abschnitt 25
der Schwenkachse 12 schließt sich außenseitig ein unrunder Zapfen 36 an, mit dem
eine Mitnehmerscheibe 37 einer Stellhandhabe 38 in bekannter Weise fest verbunden
sein mag.
-
Bei Drehung der Stellhandhabe 38 erfolgt auch eine Verdrehung der
Schwenkachse 12. Dabei bewegen sich die zentrischen Abschnitte 22 und 35 um den
in der Topfscheibe 24 und der Ausprägung 29 des in bezug auf den Sitzteil festen
Gelenkteil 11 gelagerten Exzenterabschnitt 28 auf einer exzentrischen Kreisbahn
um den Mittelpunkt des exzentrischen Abschnittes 28 herum.
-
Da die Topfscheibe 24 undrehbar an dem festen Gelenkteil 11 gehaltert
ist, verschiebt sich die Eingriffsstelle zwischen den Verzahnungen 18 und 26 derart,
daß bei einem Zähnezahlunterschied von einem Zahn zwischen der Außenverzahnung 26
und der Innenverzahnung 18 bei einer Umdrehung der Schwenkachse die Topfscheibe
16 und der damit verbundene Gelenkteil 10 um eine Zahnteilung gegenüber dem festen
Gelenkteil 11 vor- oder zurückschwenkt. Gleichzeitig erfolgt jedoch bei Einleitung
einer Drehbewegung in die Schwenkachse 12 infolge der in der Verzahnung angreifenden
Kräfte eine
Verschiebung der Topfscheibe 24 nach rechts gegen die
Kraft des beispielsweise als Schraubendruckfeder ausgebildeten Kraftspeichers 31
in die aus Fig. 2 ersichtliche Lage, die den Zustand der Stellbewegung darstellt.
-
Wenn jedoch die Stellbewegung unterbrochen oder beendet wird, so schiebt
augenblicklich der Kraftspeicher 31 die Topfscheibe 24 wieder nach links, so daß
das Zahnflankenspiel und das Lagerspiel der Schwenkachse in ihren Lagerstellen eliminiert
werden.
-
Wie bereits erwähnt, gibt die dargestellte Ausführung die Erfindung
lediglich in einem Beispiel wieder, auf welches die Erfindung keinesfalls allein
beschränkt ist.
-
Es sind vielmehr noch mancherlei Abänderungen und andere Ausgestaltungen
der Erfindung möglich. Statt einer Drehsicherung zwischem dem Gelenkteil 11 und
der Topfscheibe 24 im Bereich deren Lagerkragens 27 und der Bohrung 30 des Gelenkteiles
11, wäre es auch möglich, anstelle der vorerwähnten Schlitz-Vorsprung-Verbindung
den Zentrierring 35 segmentartig zu unterbrechen und in diese Zwischenräume des
Zentrierringes Vorsprünge des Anlagekragens eingreifen zu lassen, um eine Verdrehung
der Topfscheibe 24 gegenüber dem Gelenkteil 11 bzw. dessen Ausprägung 29 zu verhindern.
Zur Erzielung einer Drehsicherung zwischen dem Gelenkteil 11 und der Topfscheibe
24 wäre es auch denkbar, statt des Zentrierringes 32 Zapfen am Gelenkteil 11 vorzusehen,
die in entsprechende Löcher im Anlagekragen 33 fassen können.
-
Kennwort: "Kegeltopfverzahnung" Bezugszelchenliste: 10 Gelenkteil
11 Gelenkteil 12 Schwenkachse 13 Tragarm 14 Stützholm 15 Stütztopf 16 Topfscheibe
17 Ringmantel von 16 18 Innenverzahnung an 16 19 Kragen von 16 20 Boden von 16 21
Lagerkragen von 16 22 zentrischer Abschnitt von 12 23 Auswölbung an 15 24 Topfscheibe
25 Ringmantel von 24 26 Außenverzahnung von 24 27 Lagerkragen 28 Exzenterabschnitt
an 12 29 Ausprägung an 11 30 Bohrung 31 Kraftspeicher
32 Zentrierring
an 11 33 Anlagekragen 34 Lagerbuchse 35 zentrischer Abschnitt an 12 36 Zapfen, unrund
37 Mitnehmerscheibe 38 Stellhandhabe.
-
- Leerseite -