DE3940622A1 - Zahnsegmenthebel - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Zahnsegmenthebel gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der DE 34 21 051 C2 ist eine Sitzverstellung für einen Kraftfahrzeugsitz bekannt, die ein an einem Trägerteil an­ gebrachtes Getriebegehäuse mit einem Ritzel enthält, das an einen am Trägerteil angelenkten Zahnsegmenthebel an­ greift. Der Zahnsegmenthebel ist an einem Schwenklager an­ gelenkt und weist zu beiden Seiten des Schwenklagers einen Hebelarm auf, von denen der eine Hebelarm mit einer in das Ritzel eingreifenden Segmentverzahnung versehen ist und der andere Hebelarm am Trägerteil angelenkt ist.

Durch die besondere Ausgestaltung des Befestigungs- und Lagerbolzens zur gleichzeitigen Befestigung des Getriebe­ gehäuses und Schwenklagerung des Zahnsegmenthebels ist bei der bekannten Sitzverstellung für einen Kraftfahrzeugsitz eine hochbelastbare, zuverlässige Schwenklagerung des Zahnsegmenthebels gewährleistet. Die auf den Zahnsegment­ hebel einwirkenden dynamischen und statischen Kräfte müs­ sen dabei bei einer Schwenkbewegung nahezu ausschließlich von der Verzahnung zwischen dem Ritzel und der Segmentver­ zahnung aufgenommen werden, so daß eine entsprechende Di­ mensionierung des Zahnsegmenthebels in Abhängigkeit von den im ungünstigsten Fall auftretenden, am zweiten Hebel­ arm des Zahnsegmenthebels angreifenden Kräften dimensio­ niert werden.

Aus der EP 01 87 933 A2 ist eine manuelle Neigungsverstel­ lung für die Rücklehne eines Kraftfahrzeugsitzes bekannt, bei der der Verstellhebel zur Änderung der Rücklehnennei­ gung über ein Zahnradgetriebe mit einem Zahnsegmenthebel verbunden ist, dessen Segmentverzahnung in ein Abtriebs­ ritzel des Übersetzungsgetriebes eingreift. Über einen Befestigungs- und Lagerbolzen ist der Zahnsegmenthebel mit der Rücklehne des Kraftfahrzeugsitzes verbunden. Zur Vor­ gabe der Neigungsendstellung weist der Zahnsegmenthebel zwischen dem Befestigungs- und Lagerbolzen und der Seg­ mentverzahnung einen weiteren Bolzen auf, der in einem bo­ genförmigen Spalt einer Trägerplatte eingreift und bei Er­ reichen der Endstellungen der jeweiligen Rücklehnenneigung gegen die Stirnflächen des bogenförmigen Spaltes anstößt.

Auch bei dieser bekannten Verstelleinrichtung für die Nei­ gung einer Rückenlehne eines Kraftfahrzeugsitzes wirkt die gesamte am Zahnsegmenthebel angreifende Kraft auf die Seg­ mentverzahnung mit der Folge, daß sämtliche dynamischen und statischen Kräfte nahezu ausschließlich von der Ver­ zahnung aufgenommen werden müssen und im Falle einer Über­ lastung die Gefahr eines Bruchs der Verzahnung mit der weiteren Folge eines Durchrutschens des Zahnsegmenthebels besteht.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabenstellung zu­ grunde, einen Zahnsegmenthebel der eingangs genannten Gat­ tung zu schaffen, bei dem die auf die Segmentverzahnung einwirkende Belastung mit einfachen technischen Mitteln wirksam auf einen maximalen Wert beschränkt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das kennzeichnen­ de Merkmal des Anspruchs 1 gelöst.

Die erfindungsgemäße Lösung beschränkt die Belastung der Segmentverzahnung des Zahnsegmenthebels auf einen festleg­ baren, maximalen Wert, so daß die Verzahnung wirksam ent­ lastet wird und damit keine Überdimensionierung des Zahn­ segmenthebels sowohl hinsichtlich der Werkstoffauswahl als auch hinsichtlich der Abmessungen des Zahnsegmenthebels erforderlich ist.

Dies wiederum hat eine optimale Materialausnutzung sowie Gewichts- und Kosteneinsparung zur Folge. Gleichzeitig wird durch die Auslegung des Zahnsegmenthebels auf die ma­ ximal möglichen, auftretenden Kräfte eine bessere Bauraum­ ausnutzung gewährleistet und sichergestellt, daß im Bela­ stungsfall bei Übersteigen einer maximalen Belastung kein Bruch der Verzahnung oder eine Achsabstandsvergrößerung der Verzahnungspartner mit der Folge der Verringerung der Tragfähigkeit bzw. des Durchrutschens der Verzahnung auf­ treten kann.

Der erfindungsgemäßen Lösung liegt der Gedanke zugrunde, daß durch die Dimensionierung der Restwandstärke zwischen den Enden des bogenförmigen Spalts und den Seitenrändern des Zahnsegmenthebels sowie der Toleranzen zwischen dem Außendurchmesser des Bolzens und der Spaltbreite bei einer Verformung des Zahnsegmenthebels der Bolzen im bogenförmi­ gen Spalt eingeklemmt wird, wodurch eine weitere Bewegung des Zahnsegmenthebels verhindert und damit die Verzahnung vor einer Überbelastung geschützt wird.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lö­ sung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche zumin­ dest des im bogenförmigen Spalt angeordneten Teils des Bolzens und/oder die Oberfläche des bogenförmigen Spalts durch Riffelung, Rändelung, Körnung o. dgl. aufgerauht ist.

Durch eine entsprechende Oberflächengestaltung des Bolzens oder des bogenförmigen Spaltes durch Aufrauhen, Rändeln oder Körnen der Oberfläche des Bolzens und/oder des bogen­ förmigen Spaltes wird die Klemmwirkung bei einer Verfor­ mung des Zahnsegmenthebels verstärkt und damit ein recht­ zeitiges Arrettieren des Zahnsegmenthebels bei einer die maximal zulässige Kraft übersteigenden Last sichergestellt und somit vermieden, daß bleibende Verzahnungsschäden oder ein mangelhaftes Ineinandergreifen der Verzahnungs­ partner auftritt.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsge­ mäßen Lösung ist dadurch gekennzeichnet, daß an mindestens einem Endpunkt des bogenförmigen Spalts, vorzugsweise aber an beiden Endpunkten eine Bohrung oder ein Schlitz ange­ ordnet ist, wobei die an den Endpunkten des bogenförmigen Spaltes angeordneten Schlitze vorzugsweise senkrecht vom bogenförmigen Spalt abgehen.

Auch diese Maßnahme führt zu einer Verstärkung der Klemm­ wirkung zwischen Bolzen und bogenförmigem Spalt bei einer Verformung des Zahnsegmenthebels, da sich dies infolge der Bohrung oder des Schlitzes durch eine verstärkte Verfor­ mung des bogenförmigen Spaltes bemerkbar macht und damit eine rechtzeitige Arretierung des Zahnsegmenthebels vor einer Überlastung der Verzahnung sicherstellt.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsge­ mäßen Lösung ist dadurch gekennzeichnet, daß am freien En­ de des Bolzens ein Bund oder eine Gegenlagerscheibe vorge­ sehen ist.

Diese weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung verhindert ein Querauslenken des Zahnsegmenthebels bei ei­ ner Belastung und bringt damit eine zusätzliche Führung des Zahnsegmenthebels senkrecht zur Schwenkebene. Damit ist gleichzeitig sichergestellt, daß die Verzahnungspart­ ner dauerhaft und auch bei stärkerer Belastung ineinander­ greifen und eine nur teilweise Belastung der Verzahnungs­ flächen mit der Folge eines zu hohen Flächendruckes ver­ mieden wird.

Anhand eines in der einzigen Figur der Zeichnung darge­ stellten Ausführungsbeispieles soll der der Erfindung zu­ grunde liegende Gedanke näher erläutert werden.

Der in der Zeichnung dargestellte Zahnsegmenthebel stellt beispielsweise einen Teil einer Sitz- oder Rücklehnenver­ stelleinrichtung für einen Kraftfahrzeugsitz dar, mit der sowohl eine Neigungs- und Höhenverstellung als auch eine Längsverstellung des Sitzes bewerkstelligt wird. Dabei wird die Neigungs- und Höhenverstellung über den Zahnsegmenthe­ bel 1 vorgenommen, der als gestreckter Doppelarmhebel aus­ gebildet ist, dessen einer Hebelarm 11 mit einer Segment­ verzahnung 3 versehen und dessen anderer Hebelarm 12 an ein Drehgelenk 4 angelenkt ist. Die beiden Hebelarme 11, 12 befinden sich zu beiden Seiten eines Schwenklagers 2, das beispielsweise orts- oder karrosseriefest angeordnet ist.

Greift eine an dem Drehgelenk 4 eingeleitete Kraft K bzw. K* am Hebelarm 12 des Zahnsegmenthebels 1 an, so wird an der Segmentverzahnung eine Gegenkraft G bzw. G* ausgelöst, die von den im Eingriff befindlichen Zähnen der Segment­ verzahnung bzw. des Gegenritzels oder Gegenzahnrades oder eines entsprechenden, in die Segmentverzahnung eingreifen­ den Rastgliedes aufgenommen werden muß.

Da sowohl statische als auch dynamische Kräfte am Kraftan­ griffspunkt bzw. Drehgelenk 4 eingeleitet werden, treten entsprechende dynamische und statische Gegenkräfte an der Segmentverzahnung 3 auf, die ausschließlich von den in Eingriff befindlichen Zähnen aufgenommen werden müssen, so daß leicht die Gefahr einer Überlastung der Segmentverzah­ nung 3 gegeben ist. Eine derartige Überlastung kann nur durch eine entsprechende Materialauswahl oder Dimensionie­ rung des Zahnsegmenthebels bzw. der Segmentverzahnung auf­ gefangen werden, was jedoch zum einen erhebliche Kosten und zum anderen ein erhöhtes Gewicht und erhöhten Bauraum­ bedarf mit sich bringt.

Erfindungsgemäß ist zwischen dem Schwenklager 2, d. h. dem Drehpunkt des Zahnsegmenthebels und der Segmentverzahnung 3 ein bogenförmiger, dem Radius der Segmentverzahnung 3 angepaßter Spalt 5 vorgesehen, durch den ein gleitend im Spalt 5 verschiebbarer Bolzen 6 sitzt, der wahlweise ka­ rosseriefest oder an einem Getriebeteil der Verstellein­ richtung befestigt ist.

Die Breite B des bogenförmigen Spaltes 5 und der Durchmes­ ser D des Bolzens 6 sind so aufeinander abgestimmt, daß bei gegebener Dicke des Zahnsegmenthebels 1 und einer vor­ gebbaren Länge L des bogenförmigen Spaltes 5 in bezug auf die Breite des Zahnsegmenthebels 1 im Bereich des bogen­ förmigen Spaltes 5 bei einer Verformung des Zahnsegmenthe­ bels 1 der Bolzen 6 im bogenförmigen Spalt 5 eingeklemmt wird und infolge der kraft- und/oder formschlüssigen Klem­ mung eine weitere Bewegung des Zahnsegmenthebels 1 und da­ mit Erhöhung der Belastung vermieden wird.

Dabei besteht eine enge Beziehung zwischen den die Breite B des bogenförmigen Spaltes 5 und den Durchmesser D des Bolzens 6 vorgebbaren Toleranzen und der Restwandstärke W1, W2 zwischen den stirnseitigen Enden des bogenförmigen Spaltes 5 und den Außenkanten des Zahnsegmenthebels 1, da bei einer Verringerung der Restwandstärke W1, W2 der Ver­ formungseffekt des bogenförmigen Spaltes 5 verstärkt und damit ein Einklemmen des Bolzens 6 im bogenförmigen Spalt 5 bei niedrigerer Belastung des Zahnsegmenthebels 1 er­ folgt.

Die Klemmwirkung zwischen Bolzen 6 und bogenförmigem Spalt 5 kann durch die nachfolgenden Maßnahmen noch zusätzlich verstärkt werden, so daß in Abhängigkeit von der maximal zulässigen Belastung vor einem Eintreten der Überlastung der Segmentverzahnung 3 wahlweise die eine oder andere oder sämtliche Maßnahmen in Kombination ergriffen werden können.

Neben einer Festlegung der Restwandstärken W1, W2 kann die Klemmwirkung durch eine entsprechende Oberflächengestal­ tung des Bolzens 6 und/oder des bogenförmigen Spaltes 5 durch Aufrauhen der Oberflächen mittels Rändelung, Körnung oder Riffelung verstärkt werden. Eine derartige Aufrauhung der Oberfläche bewirkt, daß bereits bei geringfügiger Ver­ formung des Zahnsegmenthebels 1 die Reibungskraft zwischen der Oberfläche des Bolzens 6 und der Innenfläche des bo­ genförmigen Spaltes 5 so erhöht wird, daß keine weitere Bewegung des Zahnsegmenthebels 1 mehr erfolgen kann.

Eine weitere ergänzende Maßnahme zur Erhöhung der Klemm­ wirkung besteht darin, im Bereich der Stirnflächen des bo­ genförmigen Spaltes 5 Bohrungen oder Schlitze 51, 52 vor­ zusehen, wobei die Schlitze 51, 52 vorzugsweise senkrecht vom bogenförmigen Spalt 5 abgehen und in Richtung auf das Schwenklager 2 verlaufen. Auch hierdurch tritt eine früh­ zeitige Verformung des bogenförmigen Spaltes 5 auf und da­ mit ein wirksamer Schutz der Verzahnungspartner gegen eine Überlastung, die möglicherweise zu einer Vergrößerung des Achsabstandes der beiden Verzahnungspartner und damit zu einer Verringerung der Tragfähigkeit der Verzahnung sowie schlimmstenfalls zu einem Bruch der Verzahnung und damit zu einem Durchrutschen des Zahnsegmentes führen würde.

Ein am freien Ende des Bolzens 6 angeordneter Bund bzw. eine entsprechende Gegenlagerscheibe 7 verhindert zusätz­ lich eine Querauslenkung des Zahnsegmenthebels, so daß ei­ ne exakte Führung des Zahnsegmenthebels 1 in der Schwenk­ ebene gewährleistet und damit ein korrekter Eingriff der Verzahnungspartner sichergestellt ist. Damit wird gleich­ zeitig gewährleistet, daß der Flächendruck der beiden Ver­ zahnungspartner aufgrund der maximalen Eingriffsflächen minimal ist, so daß ein weiterer Überlastungsschutz durch diese Maßnahme geschaffen wird.

Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbei­ spiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch machen.

Claims (6)

1. Zahnsegmenthebel mit zwei sich beidseitig eines Schwenklagers erstreckenden Hebelarmen, von denen der eine Hebelarm eine Segmentverzahnung aufweist, während am ande­ ren Hebelarm eine Verstellkraft angreift, insbesondere für Sitz- oder Lehnenverstelleinrichtungen von Kraftfahrzeug­ sitzen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Schwenklager (2) und der Segmentverzahnung (3) ein bogenförmiger Spalt (5) in dem einen Hebelarm (11) vorgesehen ist, durch den ein im bogenförmigen Spalt (5) gleitend verschiebbarer Bolzen (6) gesteckt ist und daß die Spaltbreite (B) gegenüber dem Bolzendurchmesser (D) so bemessen ist, daß bei einer vorgebbaren Spaltlänge (L) in bezug auf die Breite des Zahnsegmenthebels (1) an der Stelle des bogenförmigen Spalts (5) unter Berücksichtigung der Dicke des Zahnsegmenthebels (1) bei einer Verformung des Zahnsegmenthebels (1) der Bolzen (6) in dem bogenför­ migen Spalt (5) eingeklemmt wird.

2. Zahnsegmenthebel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der bogenförmige Spalt (5) in einem Abstand von der Segmentverzahnung (3) ange­ ordnet ist, in dem die größte Verformung des einen Hebel­ arms (11) des Zahnsegmenthebels (1) auftritt.

3. Zahnsegmenthebel nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die Oberflä­ che zumindest des im bogenförmigen Spalt (5) angeordneten Teils des Bolzens (6) und/oder die Oberfläche des bogen­ förmigen Spalts (5) durch Riffelung, Rändelung, Körnung o. dgl. aufgerauht ist.

4. Zahnsegmenthebel nach einem der vorangehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß an mindestens einem Endpunkt des bogenförmigen Spalts (5) ei­ ne Bohrung oder ein Schlitz (51, 52) angeordnet ist.

5. Zahnsegmenthebel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an beiden Endpunkten des bogenförmigen Spalts (5) ein senkrecht vom bogenförmi­ gen Spalt (5) abgehender Schlitz (51, 52) angeordnet ist.

6. Zahnsegmenthebel nach einem der vorangehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß am freien Ende des Bolzens (6) ein Bund oder eine Gegenlager­ scheibe (7) vorgesehen ist.