DE3511871A1 - Zusammenbau drehbeweglich verbundener bauteile, insbesondere kontinuierlich verstellbares scharnier - Google Patents

Description

Auf dem Gebiet der Kraftfahrzeug-Sitzversteller ist kontinuierlich variable Verstellung durch Zahnradgetriebe vom "Taumel"-Typ erreicht worden, im Fall der manuellen Verstellung durch Drehen einer Nockenscheibe mittels Handknopf betätigt, was eine fortschreitende Bewegung um einen Zahn zwischen äußerem und innerem Zahnrad des Taumelmechanismus für jede Umdrehung des Handknopfes erzeugt. Selbstverriegelnde Reibung der Elemente erzeugt einen befriedigend blockierten Zustand in jeder Lage der kontinuierlichen Verstellung. Jedoch ist die Gesamtverstellung zwischen extremen Lagen verhältnismäßig langsam im Vergleich zu den Versteil-Scharnieren vom Ratschentyp, die in den USA allgemein verwendet werden. Ein solches ist z.B. in der US-PS 4 223 947 offenbart. Gemäß der PS gibt eine von Hand betätigte Nockenscheibe eine Rastklinke aus dem Eingriff mit einem gezahnten Sektor frei, um schnelles Instellungbringen des Sitzes und der Lehne zu ermöglichen, worauf nach Freigabe des Handgriffs die Nockenscheibe die Rastklinke durch Eingriff mit dem gezahnten Sektor verriegelt. Bei solcher Scharnierverstellung sind Stellungen stufenweise auf ein einziges Zahndifferential in der Relativbewegung von Sektor und Klinke begrenzt.

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Um die Wünsche der Industrie nach schneller und besserer Verstellung als es mit der gebräuchlichen Sektor- und Klinken-Zahnteilung möglich ist, zu befriedigen, sind viele Versuche unternommen worden. So wird nach den US-PS 4 223 946 und 4 355 84 6 eine zusätzliche Übersetzungsverbindung eingebaut, um die Winkelbewegung des gezahnten Sektors mit Bezug auf die Winkelbewegung der Sitzlehne zu verstärken, so daß die Winkelverschie^ bung der Sitzlehne eine Ein-Zahn-Verstellung in dem Eingriff von Klinke und Sektor entsprechend reduziert wird. In einem anderen Fall, wie in der US-PS 4 295 682 gezeigt, wird eine außergewöhnlich feine Zahnteilung durch Anwendung einer speziellen Klemmwirkung in dem nockenscheibenbetatigten Mechanismus ermöglicht, um Zahnausklinken durch Verbiegen der ineinandergreifenden Elemente zwangsläufig Widerstand zu leisten.

Obwohl eine gewisse Verbesserung in der Feinheit der Verstellung mit solchen Mitteln erreicht worden ist, ist das Ideal echter kontinuierlich veränderbarer Einstellung, verbunden mit schneller Gesamteinstellung zur gewünschten Sitzlage bisher nicht erreicht worden. Verschiedene Versuche an der Reibungsverriegelung, innerhalb der Platz- und Kostengrenzen, die der Sitzverstellgestaltung gesetzt sind, haben nicht dazu geführt, daß der Gebrauchstest unter Schlagbeanspruchung bestanden

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wurde, was gemäß den Sicherungsstandards gefordert wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, allgemein einen Zusammenbau drehbar verbundener Bauteile, insbesondere ein kontinuierlich verstellbares Scharnier zu schaffen, womit eine schnelle und genauere Verstellung, insbesondere eines Kraftfahrzeugsitzes in einem größeren Bereich möglich ist als bisher. Der Zusammenbau sowie das Scharnier soll von einfacher Bauart und wirtschaftlich herstellbar sein.

Die Aufgabe wird durch den Zusammenbau des Anspruches sowie das Scharnier des Anspruches 27 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Zusammenfassung der Erfindung

Eine vollständige Lösung des seit langem bestehenden Problems nach schneller großer und kontinuierlicher Endverstellung ist endlich erreicht worden. Die Verriegelungskraft von üblichem gezahntem Sektor und drehbar gelagerter selbsteinrastender Nockenscheibenbetätigung ist beibehalten worden und kontinuierliche Verstellung ist ermöglicht worden durch gestatten der Rastklinke, für jede genaue Einstellung eines üblichen gezahnten Sektors, in einer einzigen Zahnteilung bis

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zur Volleingriffslage zu schwimmen, gefolgt von dem Einrasten der Klinke in einer solchen eingestellten Haltelage durch Betätigung von doppelten Nockenscheiben an in Winkelbeziehung stehenden Flächen der Klinke, und Bereitstellung eines veränderbaren Weges der entsprechenden Nockenscheibeneingriffsflachen, um der Ein-Zahn-Differentaillage der Klinke das Erreichen ihrer anfänglichen Volleingriffs lage zu ermöglichen. Es ist eine Geometrie von Klinke und Nockenscheibe verwendet worden, so daß die Nockenscheibenoberflächen ausreichend lang sind um das Einzahn-Vorschwimmen der Klinke zum Erreichen ihres anfänglichen Vollzahneingriffs mit dem Sektor in einem Selbsteinrastwinkel nicht größer als 6 , vorherrschend über den ganzen Bereich des Nockenscheibenweges zu ermöglichen.

Zusätzlich zu den beiden drehbaren Nockenscheibenelementen, die gleichzeitig durch einen einzigen Handgriff in eine zurückgezogene Stellung getrieben werden, ist eine Feder zum zwangsweisen Außereingriffbringen des Klinkenzahns von dem Abschnitt vorgesehen, um die Klinke in einer zentrierten Relativlage für den vorläufigen Zahneingriff zu halten, der durch eine Federgegenkraft vervollständigt wird, bevor Nockenscheibeneingriff der Klinke stattfindet. Armausdehnungen der jeweiligen Nockenscheiben werden durch eine verbindende Zugfeder

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einseitig gegen Klinkeneingriff beaufschlagt, wenn der Handgriff freigegeben wird« Die jeweiligen Nockenscheibeneingriffe können entweder nacheinander oder gleichzeitig stattfinden, abhängig von der besonderen Anfangseingriffs lage der Klinke. In jedem Fall wird voller Sitz der doppelten Nockenscheiben in einer Einrastbedingung unter Aufnahme allen Spiels ohne Verschiebung der Klinke aus einer anfänglichen Volleingriffslage erreicht.

Das Dreiecksverhältnis von den doppelten Nockenscheibendrehachsen mit dem Zahneingriff der Klinke und der wirksame Winkel des Nockenscheibenflächeneingriffs sind so ausgelegt, um einen Selbstverriegelungswinkel bei jedem Preßdruck, der aus dem Zahndruck in beiden Richtungen entsteht, einzustellen. Während die Festigkeit und die Zurückhalteeigenschaften der gezahnten Nockenscheibensektor-Klinken-Konstruktion voll beibehalten worden ist, ist durch die Bereitstellung von Einzelzahn-Klinkenschwimmen und in zweiter Linie durch Doppelnockenscheibeneinrastung die volle kontinuierlich variable Verstellung, kombiniert mit schneller großer Sitz- und Rücklehnenpositionierung, erreicht, was über viele Jahre für Konstrukteure von verstellbaren Scharnieren illusorisch war.

Abänderungen sind möglich bei Anwendung des Prinzips von der schwimmenden Klinke, die voll in Sektorzähne

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eingreift in jeder relativen Winkeleinstellrelation von Sitz und Bücklehnenkonsolen bei Verriegelung gegen Winke !verschiebung durch Doppelnockenscheibenwirkung, wobei jede Nockenscheibe variable selbstverriegelnde Winkelverschiebung hat, die ausreicht, den vollen Bereich von mindestens einer einzigen Zahnänderung in der Einstellung zu ermöglichen, wodurch der gesamte Bereich der Konsolenverstellung kontinuierlich variabel gemacht wird. Die Anmelderin hat jedoch durch experimentelles Testen eine speziell bevorzugte Ausführungsform gefunden, die die größte Haltbarkeit unter schweren Haltbarkeitstestbedingungen ohne eine Fehlfunktion zeigte.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird ein stumpfes Zahnprofil verwendet, daß einen reduzierten Zahnwinkel und eine entsprechende Herabsetzung der Beanspruchung gestattet, verbunden mit der Trennungskraft zwischen Klinke und Sektor unmittelbar zu der Radialkomponente des Zahndrucks. Die Drehung der doppelten Nockenscheibe wird umgekehrt, so daß die Geometrie der Kräfte auf der Klinke verbunden mit Sitzrücklehnenbelastung die belastete Nockenscheibe gegen eine höhere Lage treibt und daher widerstandsfähiger gegenüber Abgleiten aus periodischer Belastung ist. Die Klinke ist vereinfacht, um als Zahngleitfläche ohne einen Drehzapfen zu arbeiten und den Drehzapfen zu eliminieren. Ein neues System zur Freigabe

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und Klinkenkontrolle ermöglicht flache Zahnenden der flachwinkligen stumpfen Zähne und gebraucht Reaktionsenden von Drehmomentfedern zur einseitigen Beaufschlagung der entsprechenden Nockenscheiben gegen Eingrifflage, um die Klinke gegen den Sektor zu treiben und in vollen Zahneingriff zu heben vor Aufsitzen der Nockenscheibe zum Verriegeln der Klinke in Stellung. Die Geometrie von Nockenscheibenwiderstand zu Klinkenzahnbelastung ist optimiert worden, um die resultierenden Kräfte von Sitzlastdrehmoment an dem Sektor und dem Zahnpaar zu zentrieren, die dazu neigen, die Klinke auf der Achse des belasteten Nockenscheibendrehzapfens herauszudrücken und um eine verkeilte Nockenscheibenkontur vorzusehen um die Ablenkung über den vollen Bereich des Nockenscheiben-Klinken-Eingriffs zu minimieren.

Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Figuren näher erläutert.

Fig. 1 ist eine Seitenansicht eines Scharnierzusamrnenbaus nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 2 ist ein bruchstückartiges Bild einer Abänderung des Scharniers der Fig. 1.

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Fig. 3 eine Seitenansicht eines Sitzscharnierzusammenbaus gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 4 ist eine Seitenansicht einer Testeinheit, die die Geometrie von Sektor, Klinke und Verriegelungsnockenscheiben über den Bereich der Klinkenverschiebung von neutral zu einem Endpunkt zeigt.

Fig. 5 ist eine Ansicht ähnlich der Fig. 4 und zeigt die Klinkenverschiebung von neutral zu dem anderen Endpunkt.

Fig. 6 ist eine ins einzelne gehende Ansicht des Quadrants mit dem Zahnabschnitt.

Fig. 7 ist eine ins einzelne gehende Ansicht der unteren Konsolenplatte.

Fig. 8 ist eine ins einzelne gehende Ansicht der Zahngleitform der Klinke.

Fig. 9 ist eine ins einzelne gehende Ansicht der in der Testeinheit verwendeten Nockenscheibe.

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Fig. 10 ist eine vergrößerte schematische Ansicht der Klinken-, Zahnsektor- und Nockenscheiben-Kräftegeometrie der Testeinheit.

Es wird auf die Fig. 1 Bezug genommen. Die obere Scharnierkonsole 10 und die untere Scharnierkonsole 11, die mit einem Kraftfahrzeugsitz bzw. einer Sitzrücklehne verbunden sein können, sind bei 12 drehbewegbar miteinander verbunden. Der Kreisbogenabschnitt 13 der oberen Konsole 10 ist mit Zähnen 14 versehen, eingerückt in dazu passende Zähne 15 der Klinke 16, die mittels eines Stiftes 17 durch ein Langloch 18 locker an der Konsole 11 befestigt ist. Das Langloch 18 bietet ausreichenden Leergang für die Klinkenzähne 15, um bei jeder Winkellage der Konsolen 10 und 11 relativ zueinander ganz in die benachbarten Zähne des Sektors 13 einzurücken _T vorausgesetzt, die Klinke 16 ist mit Bezug auf den Befestigungsstift 17 und den Schlitz 18 nach Anfangseingriff der Klinkenzähne 15 mit den Sektorzähnen 14 annähernd zentriert.

Drehbar an der Konsole 11 durch Stifte 21 und 22 befestigte Nockenscheiben 19 und 20 sind mit exzentrischen Planflächen 23 und 24 versehen, die mit in Winkelbeziehung stehenden Ebenen 25 und 26 an der Klinke in Eingriff bringbar sind. Die Nockenplanflächen 23 und

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24 haben ausreichend wirksame Bögen, z.B. 4 5°, und Ausschlag, um die Klinkenebenen 25 und 26 in einem Verriegelungswinkel von z.B. 5 1/2 einzugreifen, bei welcher vollen Klinkeneingriffs lage auch immer, die durch die relative Lage der Konsole innerhalb einer einzigen Zahnänderung, ermöglicht durch das Langloch 18, festgelegt wird. Das ist so zu verstehen, daß sich das relative Winkelverhältnis der Nockenscheibenflächen 23 und 24 bei Erreichen einer Eingreiflage mit den Ebenen 25 und 26 mit der Verschiebung der Klinke 16 an jeder Seite der in Fig. 1 gezeigten Mittellage innerhalb der Einzelzahnteilung, ermöglicht durch das Langloch 18, ändern wird.

Welche Zwischenlage die Klinke 16 bei Erreichen des vollen Eingriffs mit dem Sektor 13 vor Eingriff der jeweiligen Nockenscheibe mit der Klinke auch einnimmt, wird der Verriegelungswinkel, durch die Nockenscheibeneingriffe geliefert, die Klinke 16 effektiv vor Verschiebung in jeder Richtung unter zwischeneingreifendem Sektor-Zahndruck zurückhalten, und eine wirksame Blockierung der Konsole 10 mit Bezug auf die Konsole 11 in jeder kontinuierlich verstellbaren Lage liefern.

Es wird außerdem verständlich sein, daß wirksame kontinuierlich veränderbare Verstellung vollen Eingriff der Klinkenzähne 15 mit den Sektorzähnen 14 vor Eingreifen

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jeder der beiden Nockenscheibenflächen mit ihrer zugehörigen Klinkenfläche erfordert, sowie die vorstehend erwähnte annähernd zentrierte Ausrichtung der Klinke nach Eingreifen der Zahne in den Sektor 13. Die geeignete Reihenfolge von Klinkeneinstellung vor Nockenscheibeneingriff und vorläufige Zentrierung der Klinke vor anfänglichem Zahneingriff wird von dem Verbindungsstück geliefert, welches durch einen Stift 28 betätigt wird, der aus einer Ausdehnung 29 des Auslösegriffs 30, welcher bei 21 drehbar an der Konsole 11 befestigt ist, herausragt. Nach Betätigung des Handgriffs 3 0 im Uhrzeigersinn wird durch Eingriff der Stirnfläche 31 der Ausdehnung 29 mit Stiften 32 und 33, die aus den Nockenscheiben 19 und 20 herausragen, der Nockenscheibeneingriff mit der Klinke 16 freigegeben gegen Eingriffgegenkraft der Spannfeder 34,die die Armausdehnungen 35 und der Nockenscheiben 19 und 20 verbindet. Linearverschiebung des Verbindungsstücks 27 durch den Auslösegriff 30 bis zur Grenze eines Schlitzes 37 mit Bezug auf den Stift 38, der von der Stirnfläche der Klinke 16 in den Schlitz 37 ragt, wird zwangsläufig zum Ausklinken von Klinke 16 und Zahnsektor 13 gegen die Vorspannung einer Spannfeder 3 9 führen, welche an einem Drehzapfenvorsprung 40 an der Unterseite der Konsole 11 verankert ist und an seinem anderen Ende mit einer Ausdehnung des Stiftes 3 8 der Klinke 16, der durch einen dreieckigen

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Schlitz 41 in der Konsole 11 ragt, verbunden ist. Solch Freigabeeingriff des Stiftes 38 an dem Ende des Schlitzes 37 findet nach Auslösebetätigung der beiden Nockenscheibenflächen 25 und 26 unter jedem extremen Eingriff jeder der beiden Nockenscheibenflächen statt und zentriert die Klinke mit Bezug auf das Langloch 18 durch Eingriff des Stiftes 38 mit dem dazu passenden gebogenen Ende 42 des Schlitzes 41. Die Endpunkte der Nockenscheibenbewegung sind für den Fall des Nockenscheibenarms 19 durch Bögen eingezeichnet, die sich um 15 bzw. 30° nach einer der beiden Seiten von der Nullinie 43, die der Null- oder Neutrallage der Klinke 16, wie gezeigt, entspricht, erstrecken.

Nach Zurückbewegung des Auslösegriffs 30 in Gegenuhrzeigersinn wird die gleiche Kupplung unter der Spannfeder 39 an dem Stift 38 die zentrierte Klinke 16 veranlassen, daß die Klinkenzähne 15 mit den Zähnen 14 des Sektors in Eingriff gelangen, bevor die Nockenscheibenflächen 23 und 24 in den Eingriff mit den Rastklinkenebenen 25 und 26 zurückkehren, was ohne Verschieben der Klinke 16 aus ihrem voreingestellten vollen Zahneingriff stattfindet, welche genaue kontinuierlich einstellbare Lage der Sitzkonsole 10 zum Zeitpunkt des anfänglichen Klinkeneingriffs auch maßgebend ist.

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In Fig. 1 ist eine geeignete Zahnform dargestellt mit einer Zahnteilung von 2 1/2 und scharfen spitzen Zähnen an der Klinke 16 und dem Sektor 13, hergestellt durch übliches Räumen, was angemessen gegen Klinken- und Sektor-Zahnspitzeneingriff sichert, welcher verhindern würde, daß die· Klinke 16 in vollen Zahneingriff bei der vorherrschenden Lage des Sektors 13 gelangt.

Ein alternatives Herstellungsverfahren von "Feinstanzen" ("fine blanking") der Zähne 14 und 15 von Sektor und Klinke ist für solch scharfe Zähne nicht geeignet, da bei den Feinstanzformen ein geringer Spitzenradius zwangsläufig erforderlich ist. Ein jeder solcher Radius erhöht das Potential für Klinken- und Sektor-Zahnspitzeneingriff, was in den vollen Zahneingriff störend eingreift.

Es wird nun auf Fig. 2 Bezug genommen. Es kann wahlfrei eine Änderung eingearbeitet werden, um die Klinke 16 zwangsweise seitlich aus der Lage des relativen Zahnspitzen-Zwischeneingriffs zu bewegen, um die Notwendigkeit scharfer Zahnspitzenform weniger kritisch zu machen und um das Feinstanzen als weiteres alternatives Herstellungsverfahren für das erfindungsgemäße Scharnier verwenden zu können. Um Seitenbewegung der Klinke 16 im Fall von Spitzen-Zwischeneingriff, der vollen Eingriff unter-

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bricht, zu bewirken, ist ein kleiner Stift 50, der aus der Klinkenebene herausragt, in die Bewegungsbahn des Endpunktes 51 der Armausdehnung 52 in Stellung gebracht, welche relativ nahe Stellungen im Augenblick des Anfangs-Zahnspitzen-Eingriffs von Klinken- und Sektorzähnen nach Rückbewegung der Klinke und Auslösegriffbetatigung erreicht.

Wenn die Klinkenzahne an jeder der beiden Seiten der Sektorzähne ausreichend eingreifen, daß voller Eingriff resultiert, wird die Armausdehnung 51 unter dem Stift hindurchgehen,ohne während des Zurückkehrens der Nockenscheiben zu den Lagerstellungen mit ihm in Eingriff zu gelangen. Wenn jedoch voller Klinkeneingriff durch Eingriff fluchtender Zahnspitzen unterbrochen wird, ergreift das Ausdehnungsende 51 den Stift 50, wodurch die Klinke 16 seitlich genügend weit nach links verschoben wird, um in vollen Zahneingriff zu fallen, bevor die Nockenscheiben 19 und 20 die Lagerstellung beibehalten.

Während die Klinke 16 und der Auslösegriff 3 0 zur Zeit des anfänglichen Zahneingriffs immer eine identische Beziehung erlangen, wird der Stift 50 immer in wirksamer Lage relativ zur Spitze 51 sein, um, wenn nötig, seine Funktion ausüben zu können.

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Beschreibung einer weiteren bevorzugten Ausführungsform. Es wird nun auf Fig. 4 Bezug genommen. Einstellbare Festlegeelemente der Testeinheit schließen ein einen Quadrant 53 mit Zahnabschnitt 54, zentriert an einem Drehzapfen 55, der sich zwischen übereinanderliegenden unteren Nockenkonsolenplatten 54 (aus Gründen der Klarheit ist eine weggelassen) erstreckt, eine Zahngleitklinke 57 sowie doppelte Nockenscheiben 58, die bei 59 zwischen den jeweiligen unteren Konsolen drehbar gelagert sind. In Fig. 4 sind die Nockenscheiben 58 und die Klinke 57 in Null- oder Neutralstellung mit durchbrochenen Linien dargestellt und mit gestrichelten Linien, wenn die Klinke 57 in eine äußerste Stellung geschoben ist. In Fig. 5 sind Klinke 57 und Nockenscheiben 58 wieder mit durchgehender Linie gezeichnet, während die durchbrochene Linie die Klinke nach dem gegenüberliegenden äußeren Ende verschoben zeigt. Der ganze Bewegungsbereich der Klinke 57 liegt in der Größenordnung von 3 , um unendliche Einstellung des Quadranten 53 mit einem 2 1/2 Zahnabstand zu ermöglichen. Die Rastklinke 57 ist mit einem Kreisbogen versehen, der die Krümmung in einer Kontaktzone mit den Nockenscheiben 58 einschließt, die über einen sehr begrenzten Bereich durch den ganzen Einstellungsbereich hindurch, vorkommt.

Der dargestellte Nockenanstieg von etwa 120 basiert auf

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einem effektiven Reibungskoeffizienten nicht kleiner als 0,07 und wird als eine Keilnutkrümmung (spline curve) von weitgehend konstanter Verriegelungswinkelsteigung, bezogen auf eine Gerade, die sich von dem Nockenscheibendrehzapfen zum Punkt des Klinkenkontakts erstreckt, aufgebaut. Es ist zu bemerken, daß der Nockenscheibenanstieg orientiert ist, um einen Mindestabstand zum Drehzapfenmittelpunkt an den unteren Enden und einen, maximalen Abstand an den oberen Enden zu liefern, so daß jede Tendenz der Klinke 57 sich außer Eingriff mit den Sektorzähnen zu heben, darauf abzielen würde, jede Nockenscheibe eher zu einem höheren als zu einem niedrigeren Eingriffspunkt zu rollen, was der Fall ist bei einem entgegengesetzten Nockenscheibenanstieg, wie in den in Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsformen. Es ist in Tests gefunden worden, daß der Nockenanstieg der Fig. 4 und 5 jede Kriechtendenz der Nockenscheibenflächen unter wiederholten Zyklen hoher Sitzlehnenbelastung entgegenwirkt.

Die relativ konvexen Krümmungen von Nockenscheibe und Klinke in der Kontaktzone minimieren jede Abweichung von der optimalen Geometrie der Kräftevektoren, was später in Verbindung mit Fig. 10 erläutert wird.

Die Testkomponenten, die in den Fig. 4 bis 9 gezeigt sind, wurden entwickelt, um die Anforderungen, die an

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unendlichen Sitz- und Lehnenversteller gestellt werden, zu erfüllen. Als ein spezielles Beispiel für Komponenten, die zyklische Drehtncxrentbelastungstests bestanden haben, sind die in den Fig. 6 bis 9 gezeigten Komponenten in Millimeter dimensioniert, die kritische geometrische Verhältnisse zufriedenstellend festlegen. Zusätzliche Spezifikationen sind: Die Konsolen 56 waren aus AISI 1018 Stahl hergestellt und 4,5 mm dick; der Quadrant war aus SAE 1020 Stahl hergestellt, 4 1/2 mm dick und der Hitzebehandlung KNO86240 unterworfen, und die Klinke war aus AISI 4130 Stahl, 4 mm dick, abgeschreckt und zu einer Rockwellhärte von C38-48 getempert; und die Nockenscheiben waren aus AISI 413 0 Stahl, 4 mm dick, abgeschreckt und zu einer Rockwellhärte C38-45 getempert.

Es wird nun auf Fig. 10 Bezug genommen. Die Kräftegeometrie, die zur Lokalisierung der Nockenscheibendrehzapfen führen, wird aus der nachstehenden Analyse verständlich werden. Es wurde eine geeignete Zahl von Klinkenzähnen relativ zu der Scherspannung bestimmt, die mit endgültiger maximaler Drehmomentlast verbunden ist, zusammen mit einer geeigneten Zahl, die der Klinkenstabilität angemessen ist. Im vorliegenden Fall ergaben sich dabei: 10 Klinkenzähne, wie gezeigt mit stumpfen Zähnen geformt, mit einem Druckwinkel von 14° 45' und 2 1/2 Abstand. Eine Bestimmung des Mittelpunktes der Zahnlast 60

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zusammen mit einer Summation der Vektorkräfte 61 und 62, verbunden mit der tangentialen Drehmomentlast an dem Mittelpunkt der Zahnlast und der radialen Komponente, verbunden mit den 14 45' Druckwinkel führte zu der resultierenden Geraden 63, die nahe dem Krümmungsmittelpunkt 64 des Kreisbogens der Klinke am Kontaktpunkt hindurchgeht .

Der optimale Mittelpunkt der Nockenkrümmung für die Neutralisierung jeden Drehmoments, das der Nockenscheibe auferlegt wird, liegt nahe einer Ausdehnung von 63, und um eine Gegenkraft gegen jede Tendenz zur Klinkentrennung, verbunden mit der Summation der einzelnen Zahnlasten bereitzustellen, ist ein zusätzlicher Winkel 65 von 2° vorgesehen worden, resultierend in einer Geraden, die durch den Nockenkrümmungsmittelpunkt, festgelegt bei 66, und durch den Klinkenkrümmungsmittelpunkt hindurchgeht. Zusätzlich zu solcher Gegenkraft, wie zu ersehen, würde jede Tendenz der Klinke zu heben, dazu führen, die Nockenscheibe zu einer höheren Anstiegs lage zu rollen, wodurch jeder Klinkenverschiebung aus dem vollen Kontakt mit den Sektorzähnen zusätzlich Widerstand geleistet wird.

Infolge der konvexen Krümmung der Klinke und der Nockenscheibe am Kontaktpunkt resultiert eine 2 1/2 Einzel-Zahnverschiebung der Klinke über den Bereich der Sitz-

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Stellungen zur Anpassung endloser Verstellung in einem sehr engen Kontaktbereich an der Klinke, wie zwischen den Punkten 67/ was jede Abweichung von der optimalen Geometrie relativ zur Nockenscheibenachse für den ganzen Bereich der Verstellung minimiert.

Tests haben gezeigt, daß bei Dimensionen und der Geometrie, wie vorstehend beschrieben, keine Tendenz zur Klinkenverschiebung oder zum Nockenscheibenkriechen unter zyklischer maximaler Drehmomentlast besteht, selbst bei unbelasteter Nockenscheibe, die aus dem Kontakt entfernt ist.

Es wird jetzt auf die Fig. 3 Bezug genommen. Sie zeigt einen Zusammenbau mit einer abgeänderten Klinke 57a und abgeänderten Nockenscheiben 58a, die ausgelegt sind, für kürzere Nockenscheibenbewegung und Freigabe und Schlägermechanismus. Die Klinke 57a und die Nockenscheiben 58a sind in Neutralstellung gezeigt. Zwei Nockenscheibenbetatigungsbügel 67 und Schlägerbetätigungsbügel 68 werden in die Endpunkte ihrer Schlitzöffnungen durch den Stift 69 am Ende eines Handauslösegriffs 70 getrieben, welcher bei 71 gedreht wird und manuell in die gestrichelt gezeichnete Lage bewegbar ist. Sie geben nacheinander die Nockenscheiben 58a frei und betätigen dann den bei 79 drehbar gelagerten Schläger 73 um mit dem Klinkenstift 74 in

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Eingriff zu gelangen und ihn aus dem Zahneingriff gegen einen halb durchbrochen gezeichneten Vorsprung 75 zu bewegen, was verursacht, daß sich die Klinke 57a nach links verschiebt in die Begrenzung der Einbuchtung 76, die gegenüber dem Vorsprung 75 liegt.

Abwärtsbetätigung des den Bügel 68 ergreifenden Schlägerstiftes 77 überwindet eine Drehmomentfeder 78, die einseitig vorgespannt ist, um den Stift 79 des Bügels 67 in Nockenscheibeneingriff zu treiben und rückwirkend den Schläger 73 in Gegenuhrzeigerrichtung zu treiben. Gleichfalls wird die Drehmomentfeder 80 überwunden, die vorgespannt ist, um den Nockenscheibenstift 81 in eine Nockenscheibeneingreifrichtung und den Nockenstift 74 in eine Zahneingriffrichtung zu treiben. So wird nach Bewegung des Handauslösegriffs 70 aus seiner Freigabestellung 72 der Klinkenstift 74 durch das Eingreifende der Drehmomentfeder 80 gegen Sektorzahneingriff gehoben und nach jedem Anliegen der flachen Zahnenden von Klinke bzw. Abschnitt wird die Auflauffläche 82 des Schlägers 73 die Klinke 57a nach rechts schieben bis voller Zahneingriff hergestellt ist, wonach die Klinke 57a in eingestellter Lage vor Rückkehr der Nockenscheiben 58a in ihre Eingriffstellungen voll ergriffen wird.

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Obwohl die Nockenscheiben 58 in den Fig. 4,5 und 9 mit einem Nockenanstieg von 120 gezeigt sind, basierend auf einem Reibungskoeffizienten von 0/07, der bei gebräuchlichen Schmierfetten auftritt, liefern Spezial-Hochreibungsschmierfette wie "Santotrac" von Monsanto Chemical Comp, effektiv höhere Koeffizienten in der Größenordnung von 0,12, was eine Verminderung des Nockenscheibenbogens auf etwa 70 bei gleichem Anstieg wie in den Fig. 4 und gezeigt gestattet. Solch ein kürzerer Bogen wird mit dem Freigabemechnismus der Fig. 3 verwendet durch Bewegung des Stiftes 79 der Brücke 67 zwischen den äußersten Nockenscheibeneingriff sgrenzen_; angezeigt mit 84, und des Brückenstiftes 67 zwischen den äußersten Grenzen 85. Die weitere Bewegung der Brücke 67, z.B. zum Positionsstift 79 zu einem weiteren Endpunkt 86, um Betätigung des Schlägers 73 durch die Brücke 78 zu ermöglichen, wird möglich nach Bewegung des Betätigungsstifts 69 aus einer Stellung 87 am Grund der Schlitzlage 88 an der Grenze 72 der Freigabebewegung .

Die Auflauffläche 83 erstreckt sich ausreichend um Vervollständigung des anfänglichen Zahneingriffs ohne Blockiereingriff von Klinken- und Sektor-Zahnenden zuzulassen. Jedoch, wenn solch ein Eingreifen stattfindet, wird ein Verschieben der Klinke 57a nach rechts durch die Auflauffläche 83 erzeugt bis volle Eingreifbe-

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Ziehung erreicht ist. Der Schlitz 82 in der oberen Konsolenplatte 56a begrenzt die Gesamt bewegung der Klinke 57a auf etwa 3 , ausreichend für vollen Zahnabstand von 2 1/2 , durch begrenzende Seitenbewegung des Klinkenstiftes 74 .

Aus der vorstehenden Beschreibung verschiedener Ausführungsformen ist zu ersehen, daß die Erfindung verschiedene spezifische Mittel zur Bewirkung der zwangsläufigen Verankerung einer gezahnten Klinke umfaßt, was kontinuierlich variable Verstellung eines drehbewegbaren gezahnten Sektors ermöglicht. Solche Konstruktion ist besonders für Sitzverstellscharniere geeignet, um schnelle Freigabe und Sitz- und Rücklehneneinstellung in die genaue gewünschte Lage und zwangsläufige Festlegung mit den Vorteilen geprüfter gezahnter Klinken-Sektor-Systeme, aber ohne den Nachteil begrenzter stufenweiser Verstellung zu ermöglichen.

ORIGINAL INSPECTED

- Leerseite -

Claims (1)

1. Ansprüche

   1. Zusammenbau drehbeweglich verbundener Bauteile mit kontinuierlich variabel verstellbaren Mitteln zum Blockieren der Winkelbeziehung von den drehbeweglich verbundenen Bauteilen relativ zueinander, gekennzeichnet durch gezahnte Mittel an einem der Bauteile und dazu passend eingreifbare gezahnte Mittel an dem anderen der Bauteile; Lagermittel/ die vollständiges Ausrücken der betreffenden gezahnten Mittel während des Versteilens des relativen WinkelVerhältnisses ermöglichen, wobei die Lagermittel Mittel ein-

   European Patent Attorneys Zugelassene Vertreter beim EuropftlHohen Pmentnml

   Deutsche Bank AO Homburg, Nr. 05/28497 (BLZ 200700OO) · PoatBchock Homburg 2ΒΊ2-20ϋ

   Dresdner Bank AG Hamburg, Nr. 0336035 (HLZ 200 BOO 0O)

   schließen, die vollen zusammenpassenden Zahneingriff
   der betreffenden gezahnten Mittel für jedes kontinuierlich variabel einstellbare Winkelverhältnis der Bauteile ermöglichen; und Nockenmittel, die nach Festlegen des
   vollen Eingriffs der gezahnten Mittel eingreifbar sind,
   um die betreffenden gezahnten Mittel gegen jede relative Verschiebung in dem Winkelverhältnis der Bauteile relativ zueinander zu blockieren.

   2. Zusammenbau nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einzeln in Stellung bringbare doppelte Nockenscheibenflächen, die mit in Winkelbeziehung stehenden Flächen an einem der
   gezahnten Mittel in Eingriff bringbar sind, um Verschiebung der Bauteile aus dem Zahndruck in jeder Winkelrichtung relativ zueinander entgegenzuwirken.

   3. Zusammenbau nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
   daß die doppelten Nockenscheibenflächen mit einer
   gegenwirkenden Lagerung versehen sind; die auf einer
   Seite der Bauteile angebracht ist, um unabhängigen Eingriff der in Winkelbeziehung stehenden Flächen zu ermöglichen.

   4. Zusammenbau nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede der doppelten Nockenscheibenflächen mit einer drehbewegbaren Lagerung und einem Reibungsverriegelungs-Nockenflächeneingriffswinkel relativ zu ihrer drehbe-

   weglichen Lagerung durch den ganzen Bereich des Nockeneingriffs versehen ist.

   .5. Zusammenbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ■ die Lagermittel, die vollen zusammenpassenden Zahneingriff ermöglichen, eine Leergangverbindung einschließen, die ausreicht, eine Ein-Zahntiefungsverschiebung zu ermöglichen.

   6. Zusammenbau nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eines der gezahnten Mittel eine gezahnte Klinke mit der Leergangsverbindung ist.

   7. Zusammenbau nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß er Mittel zum Zentrieren der Klinke, bezogen auf den Leergang während der Auslösung des Zahneingriffs einschließt.

   8. Zusammenbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Bauteile einen gezahnten Sektor mit einem gewölbten Mittelteil, das mit der drehbeweglichen Verbindung zusammenfällt/einschließt.

   9. Zusammenbau nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eines der gezahnten Mittel eine gezahnte Klinke ist, die eine Leergangverbindung mit dem anderen der Bauteile hat,

   eingreifbar mit dem gezahnten Sektor, wobei die Klinke in eingestellter Lage durch die Nockenmittel verriegelt ist.

   10. Zusammenbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die drehbeweglich verbundenen Bauteile Konsolenkörper eines Scharniers sind.

   11. Zusammenbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die drehbeweglich verbundenen Bautei-le Konsolenkörper eines Scharniers sind, das als ein verstellbares Sitz- und Lehnenscharnier verwendbar ist.

   12. Zusammenbau nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß er einen von Hand betätigbaren Griff einschließt, der so ausgelegt ist, daß er die Nockenmittel in eine Freigabestellung zur Bewirkung der Einstellung und Rückstellmittel zum Zurückführen der Nockenmittel in die Eingriffslage nach manueller Freigabe betätigt.

   13. Zusammenbau nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch doppelte Nockenmittel, die in Erwiderung auf eine Griffbetätigung einzeln drehbeweglich sind.

   14. Zusammenbau nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine mittels Handgriff betätigbare elastische Kupplung zum

   Außereingriffbringen der Klinke nach Ausrücken der Nockenmittel/ und zum vollen Wiederherstellen des Klinkeneingriffs vor dem Wiedereingreifen der Nockenmittel.

   15. Zusammenbau nach Anspruch'9, gekennzeichnet durch Mittel zum Zentrieren der Klinke zum Wiederineingriffbringen in jeder eingestellten Lage des Sektors innerhalb der Leerganggrenzen der Klinkenverbindung.

   16. Zusammenbau nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Mittel zur Erzeugung einer relativen seitlichen Zahnverschiebung in dem Fall vorläufigen Zahnspitzeneingriffs; der auf den vollen Zahneingriff störend einwirkt.

   17. Zusammenbau nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch Mittel zur Erzeugung einer Seitwärtsbewegung der Klinke in dem Fall von fluchtendem vorläufigem Eingriff der Zahnspitzen der Klinken- und Sektorzähne, der den vollen Zahneingriff stört.

   18. Zusammenoau nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch Mittel zum Seitwärtsverschieben der Klinke aus ihrer zentrierten Lage im Fall von fluchtendem relativen Zahnspitzeneingriff, der volles Wiedereingreifen der Zähne bei der eingestellten Lage stört.

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   19. Zusammenbau nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß diese Mittel einen Vorsprung an der Klinke enthalten, der mit einer Ausdehnung des Handgriffs nach unterbrochenem Wiedereingriff der Klinken- und Sektorzähne in der eingestellten Lage in Eingriff bringbar ist.

   20. Zusammenbau nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung und die Ausdehnung mit scharfen Ecken versehen sind, die nach unterbrochenem Wiedereingreifen der Klinken- und Sektorzähne in die eingestellte Lage ineinandergreifbar sind, und der lichte Raum hinter den scharfen Kanten eine genaue Grenzlinie zwischen Eingreif- und Ausweich-Beziehung der scharfen Kanten liefert.

   21. Zusammenbau nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Zentrieren der Klinke einen Klinkenstift enthalten, der in eine Öffnung mit einer Zentrierungsecke ragt, sowie Mittel zur Bewegung des Stiftes in die Zentrierungsecke nach Außereingriffkommen des Sektors.

   22. Zusammenbau nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß er einzeln drehbar gelagerte doppelte Nockenmittel enthält und Klinkenmittel, die mit den Doppelnockenmitteln in Eingriff bringbar sind, und daß die Rückstell-

   mittel zur Zurückführung der Nockenmittel in eine Eingriff lage einzeln drehbar gelagerte Lagermittel für jede der doppelten Nockenmittel mit je einer Drehmomentfeder, die jede der doppelten Nockenmittel in Eingrifflage vorspannt, enthält.

   23. Verbindung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Leerganglagerung und die Zentriermittel einen Klinkenstift einschließen, der in eine Lageröffnung ragt, und die Rückstellmittel in der Öffnung den Stift betätigen, um die Klinke gegen eine zentrale Eingreiflage zu beaufschlagen.

   24. Zusammenbau nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der gezahnte Sektor konvex ist und das andere gezahnte Mittel eine Klinke mit dazu passendem konkaven gezahntem Bogen ist.

   25. Zusammenbau nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in Winkelbeziehung stehenden Flächen Außenflächen einer gezahnten Klinke sind.

   26. Zusammenbau nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die doppelten Nockenflächen eine Fläche von jeder der einzelnen, an beabstandeten Drehzapfen drehbar gelagerten Nockenmitte 1 s ind.

   27. Verstellbares Sitz- und Rücklehnenscharnier mit drehbar verbundenen Sitz- und Rücklehnenkonsolen, einem gezahnten Sektor an einer der Konsolen, einer gezahnten Klinke zur Zurückhaltung des gezahnten Sektors in eingestelltem Verhältnis zu den Zähnen der anderen Konsole, und Mittel zum freigebbaren Instellungbringen der Klinke bei festgelegtem eingestelltem Eingriff mit dem Sektor, gekennzeichnet durch Mittel zum Lagern der Klinke mit genügendem Spiel, um mindestens eine Zahnverschiebung in einer Lage relativ zu dem Sektor zu ermöglichen, in Winkelbeziehung stehende Flächen an der Klinke, ein Paar Nockenscheiben, die jede für sich drehbar an der anderen Konsole gelagert sind und einzeln in Stellung bringbare doppelte Nockenflächen aufweisen, die einzeln mit den in Winkelbeziehung stehenden Flächen in Eingriff bringbar sind, um Verschiebung der Klinke aus jeder Stellung des anfänglichen Eingriffs mit dem Sektor bei jedem unendlich einstellbaren Winkel der Konsolen relativ zueinander entgegenzuwirken; Mittel zur aufeinanderfolgenden Bewegung der Klinke in Anfangseingriff mit dem Sektor bei jeder gegebenen eingestellten Lage der Konsolen relativ zueinander und dann Bewegung der Nockenscheiben in festhaltendem Eingriff mit der Klinke.

   28. Scharnier nach Anspruch 27, gekennzeichnet durch stumpfe Profile der Zähne von Sektor und Klinke.

   29. Scharnier nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnprofile einen Druckwinkel in der Größenordnung von 14 3/4° liefern.

   30. Scharnier nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß der Zahnabstand etwa 2 1/2° ist.

   31. Scharnier nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß Nockenscheiben- und Klinken-Kontakt auf einer Geraden stattfindet, entsprechend der Resultanten von tangentialer Zahnlast und Radiallast, verbunden mit dem Zahndruckwinkel an dem effektiven Mittelpunkt der kumulativen Klinkenzahnlast.

   32. Scharnier nach Anspruch 31, dadurch-gekennzeichnet, daß die konvexe Krümmung an den Kontaktflächen von beiden, der Klinke und den Nockenscheiben bereitgestellt v/ird.

   33. Scharnier nach Anspruch 32, gekennzeichnet durch eine Klinke, die als eine einfache Zahngleitfläche ausgebildet ist mit konvexen Nockenkontaktbereichen an der Resultanten von Kraft an der Klinke, verbunden mit tangentialer Drehmomentlast und Zahndruckwinkeln für Scharnierwinkelverschiebungslast in beiden Richtungen.

   34. Scharnier nach Anspruch 33, gekennzeichnet durch ein

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   Klinkenkontrolielement, das an der Drehachse einer der Nockenscheiben drehbar gelagert ist, einen Klinkenkontrollstift/ der von der Oberfläche der Klinke herausragt, Stiftkontaktflächen an dein Klinkenkontrolle lement für die Bewegung der Klinke in und außer Eingriff, Federmittel, die das Klinkenkontrollelement gegen Klinkeneingriff mit dem Sektor und die Nockenscheiben in Klinkenfesthalte lageeingriff drücken, und von Hand zu betätigende Freigabemittel, um nacheinander die Nockenscheiben außer Eingriff und das Kontrollelement in eine Klinkenfreigaberichtung zu bringen.

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