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Die
Erfindung betrifft eine Blockiervorrichtung für eine Einstellvorrichtung
an Fahrzeugsitzen, bei der eine auf mindestens eine Sitzkomponente, insbesondere
in Form der neigungsverstellbaren Rückenlehne, einwirkende Trägheitskraft
auf ein Getrieberad übertragbar
ist, das mit einem Sperrad zusammenwirkt, das bei stoßartiger
Beschleunigung trägheitsbedingt
ohne Eigendrehung über
ein Führungselement
in Richtung einer Raste eine Auslenkbewegung erfährt.
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Durch
die
DE 27 47 584 A1 ist
eine dahingehende Blockiervorrichtung bekannt. Bei der bekannten
Blockiervorrichtung dient ein sog. Trägheitsritzel als Sperrad, das
drehend in einem das Führungselement
bildenden Langloch geführt
ist und bei stoßartiger
Beanspruchung entgegen der Schwerkraft mit einer Raste in Eingriff
gelangt, die aus einem feststehenden Dreiecksdorn gebildet ist und
die Sperrung der Getrieberadbewegung veranlaßt. Sofern die Blockiervorrichtung
innerhalb einer Führungsschienenanordnung
für das
Längsverfahren
des Sitzteiles als Sitzkomponente angeordnet ist, dient es dazu,
im Crashfall dieses sicher in seiner Position festzulegen und einen
Getriebemotor zu entlasten, der dem Antrieb des Sitzteiles zu seiner
Längseinstellung
dient. Bei nicht betätigter
Blockiervorrichtung ist das Sperrad in Form des Trägheitsritzels
schwerkraftbedingt in seiner Ausgangsstellung gehalten und ist dabei
außer
Eingriff mit der zugeordneten Raste. Um eine sichere Sperrung in
beiden Verfahrrichtungen des Sitzteils zu ermöglichen, können auch paarweise einander
gegenüberliegend
die Sperräder
für eine
wechselweise Betätigung
angeordnet sein. Neben der schwerkraftbedingten Rückstellung
des Sperrades in seine Ausgangsstellung kann auch ein Federelement die
angesprochene Rückstellkraft
auf das Sperrad ausüben.
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Die
bekannte Blockiervorrichtung läßt sich auch
für eine
Blockierung der Rückenlehne
im Crashfall einsetzen. Hierbei wirkt das Sperrad unmittelbar mit
dem Getrieberad eines Rastbeschlages der Rückenlehne zusammen und ist über das
Federelement in einer Mittengrundstellung in dem als Führungselement
dienenden Langloch drehbar für
den Auslösevorgang
geführt.
Da das Sperrad in beiden Anwendungsfällen einen langen Weg bis zum
Eingriff mit der zugeordneten Raste zurückzulegen hat, setzt der eigentliche
Sperrvorgang erst spät
ein, so daß im Crashfall
gefährlich
hohe Belastungen am Kraftfahrzeugsitz auftreten können.
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Ausgehend
von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,
eine Blockiervorrichtung für
Kraftfahrzeugsitze zu schaffen, die mit geringst möglicher
Verzögerung
auslösend die
Sperrung veranlaßt,
so daß im
Crashfall selbst bei gelöstem
Rastbeschlag, die volle Sicherheit gewährleistet ist. Eine dahingehende
Aufgabe löst
eine Blockiervorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1.
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Dadurch,
daß gemäß dem kennzeichnenden Teil
des Anspruches 1 ein Schwenkhebel das Führungselement ist und das Getrieberad über ein
Zwischenrad das Sperrad antreibt, das drehbar an dem Schwenkhebel
angelenkt ist, wobei der Durchmesser des Zwischenrades kleiner als
der Durchmesser des Sperrades ist, wird bei einer stoßartigen
Beanspruchung und gelöstem
Rastbeschlag, wie beispielsweise im Crashfall, das Sperrad nicht
gleich drehend über
das Getrieberad und das Zwischenrad angetrieben, sondern erfährt erst
eine Schwenk- oder Pendelbewegung in Richtung auf die Raste zu.
Aufgrund des gewählten Übersetzungsverhältnisses
und der entsprechend vergrößerten Trägheit des
Sperrades gegen eine Eigendrehung genügen bereits kleine Neigungswinkeländerungen
an der Rückenlehne,
um die Sperrung des Getriebes über
die Verrastung des Sperrades auszulösen. Auf diese Art und Weise
lassen sich auch hohe Stoßbeanspruchungen
unmittelbar und sicher über
die Blockiervorrichtung aufnehmen. Je höher dabei die Stoßbeanspruchung
ist, umso stärker
wird das Sperrad in Richtung der zugeordneten Rasten über den
Schwenkhebel ausgelenkt und in die arretierte Stellung gedrückt. Mit
nur wenigen Radelementen ist so die Blockiervorrichtung funktionssicher
aufgebaut.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Blockiervorrichtung
ist das Zwischenrad koaxial drehfest mit dem Sperrad verbunden.
Vorzugsweise weist das Getrieberad dabei einen größeren Durchmesser
auf als das Sperrad, wobei alle Räder mit einer Verzahnung versehen
sind.
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Die
erfindungsgemäße Blockiervorrichtung eignet
sich besonders für
den Einsatz bei der Rückenlehne
des Fahrzeugsitzes. Dabei kann die Blockiervorrichtung mit einem üblichen
Gelenk- oder Rastbeschlag zusammenwirken, mit dem sich die Rückenlehne
in ihrer Neigung verstellen läßt. Die Blockiervorrichtung
kann auch bei Sitzen mit integriertem Sicherheitsgurt eingesetzt
werden und bildet eine sichere Crashsperre in beiden Richtungen aus,
selbst wenn für
einen Einstellvorgang, beispielsweise der Neigung der Rückenlehne
während
der Fahrt, der eigentliche Rastbeschlag gelöst ist.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Blockiervorrichtung sind
Gegenstand weiterer Unteransprüche.
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Im
folgenden sind Ausführungsbeispiele
der Blockiervorrichtung anhand der Zeichnung in prinzipieller Darstellung
näher erläutert. Es
zeigen die
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1 eine
Vorderansicht auf die in einem Fahrzeugsitz verwendete Blockiervorrichtung;
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2 eine
vereinfachte Darstellung der Seitenansicht auf die Blockiervorrichtung
nach der 1;
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3–12 in
Prinzipdarstellung verschiedene Ausführungsformen der Blockiervorrichtung.
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Die
Blockiervorrichtung weist ein Getrieberad 10 auf, das über ein
Zwischengetriebe 12 mit einem Sperrad 14 zusammenwirkt,
das bei stoßartiger Beschleunigung über Rasten 16 arretierbar
ist. Für eine
Auslenkbewegung des Sperrades 14 in Richtung auf die jeweilige
Raste 1b dient ein als Ganzes mit 18 bezeichnetes
Sperrgetriebe. Wie dies insbesondere die 2 verdeutlicht,
ist das Getrieberad 10 drehbar auf einer Schwenkachse 20 angeordnet, um
die das einen Schwenkhebel 22 aufweisende Sperrgetriebe 18 verschwenkbar
ist. Die Schwenkachse 20 ist radial von einer Festlegehülse 24 umgriffen,
die zusammen mit der Schwenkachse 20 eine feststehende
Beschlagwand 26 des Sitzteils durchgreift und über eine übliche Schraubverbindung 28 an
dieser festgelegt ist.
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Auf
der Festlegehülse 24 ist
eine Drehhülse 30 drehbar
gelagert, die an ihrem der Beschlagwand 26 abgekehrten
Ende über
einen stufenförmigen
Absatz 32 eine dreh feste Aufnahme für das Getrieberad 10 ausbildet.
Zur Fixierung der Lage der Drehhülse 30 auf
der Festlegehülse 24 kann
ein vorspringendes Flanschstück
der Festlegehülse 24 dienen,
wobei die Schwenkachse 20 in Form eines Schwenkbolzens endseitig
jeweils im Durchmesser sich vergrößernde Endstücke 34 aufweist.
Die dahingehenden Endstücke 34 halten
die bolzenartige Schwenkachse 20 in ihrer in der 2 gezeigten
Lage innerhalb der Festlegehülse 24.
Zwischen Beschlagwand 26 und Getrieberad 10 ist
mit diesem über
eine Schraubverbindung 36 ein Beschlagteil 38 der
Rückenlehne 39 fest verbunden,
wobei das Beschlagteil 38 zwischen Beschlagwand 26 und
Getrieberad 10 angeordnet noch mit in den stufenförmigen Absatz 32 der
Drehbuchse 30 eingreift.
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Das
bereits angesprochene Zwischengetriebe 12 ist aus einem
Zwischenrad 40 gebildet, das von dem Getrieberad 10 angetrieben,
das Sperrad 14 in derselben Drehrichtung antreibt. Das
Zwischenrad 40 weist dabei einen kleineren Durchmesser
auf als das Sperrad 14 und ist mit dem Zwischenrad 40 drehfest
verbunden. Das Getrieberad 10 weist wiederum einen größeren Durchmesser
auf als das Sperrad 14, wobei alle angesprochenen Räder 10, 14, 40 mit
einer Verzahnung 42, 44, 46 versehen
sind. Die Verzahnung 42 des Getrieberades 10 kämmt mit
der Verzahnung 44 des Zwischenrades 40, wobei
die angesprochenen Verzahnungen 42, 44, die aus
einer üblichen
Stirnverzahnung bestehen können,
die Räder 10, 40 vollständig radial
umfassen. Insbesondere bei kleinen Auslenkbewegungen des Beschlagteiles 38 der
Rückenlehne 39 können aber
auch segmentartige Bogenstücke
einer in Eingriff befindlichen Verzahnung (3 bis 10)
zur Realisierung der Blockiervorrichtung ausreichen.
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Sowohl
das Zwischenrad 40 als auch das mit ihm drehfest verbundene
Sperrad 14 sind von einer Drehachse 48 durchgriffen,
die den Schwenkhebel 22 an seinem der Schwenkachse 20 abgekehrten Ende
durchgreift. Zur Längspositionierung
der Drehachse 48 weist diese endseitig Verbreiterungen 50 auf,
wobei die Drehachse 48 über
eine rückwärtige Ausnehmung 52 in
der Beschlagwand 26 zugänglich ist.
Zwischen den Verbreiterungen 50 ist auf der Drehachse 48 eine
Drehhülse 54 angeordnet,
die wiederum mit einem stufenförmigen
Absatz versehen an ihrer dem Schwenkhebel 22 zugewandten
Seite mit dem Sperrad 14 sowie dem Zwischenrad 40 versehen
ist. An ihrer der Beschlagwand 2b abgekehrten Seite ist
die Drehhülse 54 stirnseitig
in Anlage mit dem Schwenkhebel 22, der sich wiederum gegenüberliegend
an der Verbreiterung 50 der Drehachse 48 abstützt. Da
die bolzenartige Drehachse 48 an feststehenden Baugruppenteilen
des Sperrgetriebes 18 nicht festgelegt ist, läßt sie sich über den
Schwenkhebel 22 um eine vorgebbare Wegstrecke um die Schwenkachse 20 pendelartig
verschwenken.
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Die
jeweiligen Rasten 1b sind entlang des Außenumfanges
des Sperrades 14 mit seiner Außenverzahnung 46 derart
angeordnet, daß bei
der Auslenkbewegung des Sperrades 14 in Form einer Pendelbewegung
um die Schwenkachse 20 das Sperrad 14 in arretierende
Anlage mit diesen zugeordneten Rasten 16 kommt. Die Rasten 16 bilden
dabei mit jeweils einer durchgehenden Verzahnung 56 zwei
gleichgeartete Verzahnungssegmente 58, 60 längs einer
schalenförmigen
Gegensperre 62, die einen gleichmäßigen radialen Abstand zu dem
Außenumfang
des Sperrades 14 einhält
und deren Krümmung
gleich der Krümmung
des Sperrades 14 ist. Sofern man eine noch progressivere
Auslenk und Arretierbewegung für
das Sperrad 14 erreichen will, kann es bei einer nicht
dargestellten Ausführungsform
vorgesehen sein, die Verzahnungssegmente zu ihren freien Außenrändern hin
mit einer stärkeren Krümmung als
der Durchmesserkrümmung
des Sperrades 14 zu versehen.
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Wie
insbesondere die 2 zeigt, die die Seitenansicht
der Blockiervorrichtung betrifft ohne nähere Darstellung der Rückenlehne 39 und
mit einer vereinfachten Darstellung des Sitzteiles als Platte 70, können sowohl
das Sperrad 14 als auch die Gegensperre 62 aus
mehreren scheibenförmigen
Teilen 64 bzw. 66 zusammengesetzt sein, wobei
jedes scheibenförmige
Teil 64 des Sperrades 14, soweit es in Anlage
kommt, mit dem jeweils benachbart gegenüberliegenden scheibenförmigen Teil 66 der
Gegensperre 62 als Verzahnung 46 bzw. 56 eine
Sägeverzahnung
aufweist, die ein unbeabsichtigtes "Überratschen" beim Auslösen der
Sperre vermeidet. Die in Blickrichtung auf die Blockiervorrichtung
nach der 1 hintereinander liegenden und
deckungsgleich angeordneten beiden scheibenförmigen Teile 66 der Gegensperre 62 sind über einen
Abstandsblock 68 (2) mit der
Beschlagwand 26 des Sitzteils 70 fest verbunden
und in ihrer Lage ausgerichtet: Des weiteren dient eine übliche Schraubverbindung 72 dem Festlegen
der Gegensperre 62 an der Beschlagwand 26 des
Sitzteils 70.
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Der
Schwenkhebel 22 ist über
eine als Ganzes mit 76 bezeichnete Zentriereinrichtung
zunächst in
der in der 1 gezeigten Grundstellung gehalten. Aus
dieser Grundstellung ist er zusammen mit dem Zwischenrad 40 und
dem Sperrrad 14 in zwei entgegengesetzten Richtungen, in
Blickrichtung auf die 1 gesehen links und rechts von
der Grundstellung, auslenkbar. Die Zentriereinrichtung 76 weist
einen um einen Schwenkzapfen 78 schwenkbaren Auslenkhebel 80 auf,
der in etwa mittig einen Zentriereingriff 82 für den Eingriff
in die Unterseite des Schwenkhebels 22 hat. Als Zentriereingriff 82 dient ein
Zentriernocken, der auf seiner dem Schwenkhebel 22 zugewandten
Seite einen Eingriffszapfen 84 aufweist. An seinem freien
Ende ist an dem Auslenkhebel 80 ein Kraftspeicher, insbesondere
in Form einer Zugfeder 86, angelenkt, die mit ihrem anderen freien
Ende an feststehenden Teilen 88 des Rückenlehnenrahmens angreift.
Um im ausgelenkten Zustand des Schwenkhebels 22 die erneute
Mittenzentrierung in die in der 1 gezeigte
Grundstellung zu erleichtern, können
an der Unterseite des Schwenkhebels 22 gewölbte Rundbögen vorgesehen
sein, die unter der Wirkung der Zugfeder 86 das Entlanggleiten
des Zentriereingriffes 82 an dem Schwenkhebel 22 bis
zum erfolgten Eingriff erleichtern.
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Des
besseren Verständnisses
wegen wird im folgenden anhand eines Funktionsbeispieles die Blockiervorrichtung
näher erläutert. Dabei
geben die gekrümmten
durchgezogenen Pfeile die Drehrichtung der Räder 10,14,40 an
und der geradlinig, unterbrochen dargestellte Pfeil die Auslenkbewegung
von Sperrad 14.
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Wird
beispielsweise beim Auftreten eines Crashes oder dergleichen eine
Beschleunigung auf das Beschlagteil 38 in Richtung des
in 1 gezeigten Pfeiles ausgeübt, wird über das Beschlagteil 38 das
Getrieberad 10 mit seiner Verzahnung 42 entgegen
dem Uhrzeigersinn um die Schwenkachse 20 gedreht. Gleichzeitig
erfährt
mit dieser Drehbewegung aufgrund der Trägheit des Sperrades 14 gegen
eine Eigendrehung das Zwischenrad 40 zusammen mit der Drehachse 48 und
damit auch das Sperrad 14 über den mit der Schwenkachse 20 verbundenen Schwenkhebel 22 eine
Schwenkbewegung in Blickrichtung auf die 1 gesehen,
nach rechts für
einen unmittelbaren Eingriff der Verzahnung 46 mit der
zugeordneten Verzahnung 56 des Verzahnungssegmentes 58 der
Gegensperre 62. Die damit verbundene Bewegungssperre wirkt
dann unmittelbar über das
Getriebesystem auf das Beschlagteil 38 zurück, das
in einer geringfügig
ausgelenkten Position arretierend festgehalten wird. Bei der angesprochenen Bewegungssperre
ist dann der Auslenkhebel 80 entgegen der Wirkung der Zugfeder 86 nach
unten hin ausgelenkt und der Eingriffzapfen 84 befindet
sich außerhalb
des Eingriffes mit der zugeordneten Eingriffsteile an der Unterseite
des Schwenkhebels 22, aber noch in Anlage mit demselben
im Bereich des in Blickrichtung auf die 1 links
dargestellten Randbogens. Nach Lösen
der Blockiervorrichtung nimmt unter der Wirkung der Zentriereinrichtung 76 der Schwenkhebel 22 erneut
seine in der 1 gezeigte Grundstellung ein,
bei der er mit dem Zentriereingriff 82 verrastet ist.
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Kommt
entgegen der gezeigten Pfeilrichtung a eine stoßartige Beschleunigung auf
das Beschlagteil 38, laufen die Vorgänge in entgegengesetzter Richtung
ab und ein verrastender Eingriff erfolgt über das Verzahnungssegment 60 der
Gegensperre 62. Sofern das Beschlagteil 38 entlang
den Seitenflächen
der Rückenlehne
angeordnet ist, können
auch beidseitig an der Rückenlehne
zwei Blockiervorrichtungen angreifen. Die angesprochene Blockiervorrichtung
kann aber auch an anderer Stelle eingesetzt werden, beispielsweise
im Bereich der Längseinstellung
eines Fahrzeugsitzes, um bei schlagartigen Beanspruchungen wie im
Crashfall das ungewollte Verrücken
des Sitzteiles 70 zu verhindern. Anstelle des Beschlagteiles 38 tritt
dann ein Zahnrad eines Längseinstellgetriebes
für den
Fahrzeugsitz, das entsprechend mit dem Getrieberad 10 eventuell über ein
weiteres Zwischengetriebe (nicht dargestellt) in kämmender
Anlage ist. Die Blockiervorrichtung läßt sich mit einem üblichen
Rastbeschlag verbinden, der beispielsweise an der Schwenkachse 20 angreifend
der üblichen
Neigungseinstellung der Rückenlehne 39 über das
jeweilige Beschlagteil 38 dient. Bei einem dahingehend
gelösten
Rastbeschlag ist mit der Blockiervorrichtung eine Sperre in beiden
Fahrrichtungen gegeben, die bei entsprechenden Beschleunigungen
wirksam wird. Wenn ein Fahrzeuginsasse während der Fahrt den Sitz, insbesondere
die Neigung der Rückenlehne 39,
einstellt und der Rastbeschlag gelöst ist, wird die Sperrung unmittelbar
ausgelöst,
sofern eine schlagartige Stoßbeanspruchung in
das Getrieberad 10 eingeleitet wird.
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In
den 3ff sind weitere Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Blockiervorrichtung
der Fahrzeugsitze dargelegt. Dabei wurden die gleichen Bauteile
wie vorbeschrieben mit denselben Bezugsziffern versehen, so daß insofern
das bisher Ausgeführte
auch für
die neuen Ausführungsformen
gilt. Mit einem a ist immer diejenige Beschleunigungsrichtung angegeben,
der die Blockiervorrichtung ausgesetzt ist, und der weiter angegebene
geradlinig verlaufende, unterbrochen dargestellte Pfeil gibt die Schwenkrichtung
des jeweiligen Sperrades 14 unter der Einwirkung der Beschleunigungskraft
a wieder bis zum Eingriff mit der jeweils zugeordneten Raste 16.
Die Ausführungsform
nach der 3 stellt noch einmal den prinzipiellen
Aufbau des bisher beschriebenen Ausführungsbeispiels nach den 1 und 2 dar.
Die 4 stellt demgegenüber eine Abwandlung dar, sofern
das Zwischengetriebe 12 auf der Innenumfangsseite des Getrieberades 10 kämmt, das
im übrigen,
wie die 3 und 4 zeigen,
auch nur segmentweise ausgebildet zu sein braucht. Bei der Ausführungsform
nach den 3 und 4 ist die
Sperrichtung, also die Verbindung des Sperrades 14 mit
der jeweiligen Raste 16, entgegen der mit a bezeichneten
Beschleunigungsrichtung verwirklicht.
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Die
Ausführungsformen
nach den 5 und 6 stellen
eine kinematische Umkehr des Funktionsprinzips nach den 3 und 4 derart
dar, daß nunmehr
das Getrieberad 10 unterhalb und das Sperrad 14 mit
den Rasten 16 oberhalb angeordnet ist. Bei einer dahingehenden
Anordnung stimmt die Beschleunigungsrichtung a mit der Sperr- oder
Verriegelungsrichtung von Sperrad 14 mit der jeweiligen Raste 16 überein,
das eine günstigere
Krafteinleitung ergibt. 5 stellt wiederum eine Variante
mit Außenverzahnung
und 6 eine solche mit Innenverzahnung dar, vergleichbar
den Ausführungsformen nach
den 3 bzw. 4. Insbesondere die Variante
mit der Innenverzahnung baut konstruktiv kleiner auf und läßt sich
mithin platzsparender an einem Kraftfahrzeugsitz verwenden.
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Bei
den Ausführungsformen
nach den 7 und 8 trennt
das Zwischengetriebe 12 das Getrieberad 10 vom
Sperrad 14, das zwischen diesen beiden Rädern angeordnet
ist. Die Ausführungsform nach
der 7 ist mit einem Sperrgetriebe 18 mit langer
Schwinge und die Ausführungsform
nach der 8 mit kurzer Schwinge ausgebildet.
Die Ausführungsformen
nach den 9 und 10 setzen
wiederum eine lange bzw. eine kurze Schwinge ein, wobei jeweils
zwei Gestellpunkte, ebenso wie bei den Lösungen nach den 7 und 8,
eingesetzt werden. Bei der Ausführungsform
nach der 10 liegt wiederum die Verschlußrichtung
entgegen der eigentlichen Beschleunigungsrichtung a.
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Bei
der Ausführungsform
nach den 11 und 12 sind
die Rasten 16 jeweils Teile eines Verriegelungsblockes,
der in 11 mit und in 12 entgegen
der jeweiligen Beschleunigungsrichtung axial längsverfahrbar geführt ist.
Durch die auftretende Massenbeschleunigung im Crashfall können somit
die dahingehenden Blockiervorrichtungen noch schneller verriegeln,
da die Rasten sich unter der Wirkung der Beschleunigung auf das
jeweilige Sperrad 14 zu bewegen. In einer Linearbewegung, wie
in der 11 dargestellt, können die
Rasten 16 des Verriegelungsblockes über die gezeigte Längsführung innerhalb
des Sperrgetriebes 18 auch gegebenenfalls eine Kippbewegung
ausführen,
was wiederum die Eingriffszeit verringert. Die Sperrblöcke mit den
Sperrasten 16 gemäß den 11 und 12 können auch
mit Anschlägen
zusammenwirken, die das jeweilige Sperrelement stoppen und zwangsweise
eine Verriegelung herbeiführen,
so daß die
Blockiervorrichtung eine hohe Funktionssicherheit gewährleistet.