KIENKE, Ingo (Schulstr. 9, Wermelskirchen, 42929, DE)
KIRUBAHARAN, Albert (Meisenweg 27a, Burscheid, 51399, DE)
BUDWEG, Mario (Am Raspenhaus 7, Hückeswagen, 42499, DE)
SCHMITTER, Andreas (Holunderweg 119, Wuppertal, 42111, DE)
OTTO, Jürgen (Am Weiher 5, Burscheid, 51399, DE)
KIENKE, Ingo (Schulstr. 9, Wermelskirchen, 42929, DE)
KIRUBAHARAN, Albert (Meisenweg 27a, Burscheid, 51399, DE)
BUDWEG, Mario (Am Raspenhaus 7, Hückeswagen, 42499, DE)
SCHMITTER, Andreas (Holunderweg 119, Wuppertal, 42111, DE)
Patentansprüche
1. Verstellvorrichtung (1 ) für einen Fahrzeugsitz mit einem außenverzahnten Bauteil (7) und einem innenverzahnten Bauteil (5), wobei die Anzahl der Zähne des außenverzahnten Bauteils (7) kleiner ist als die Anzahl der Zähne des innenverzahnten Bauteils (5), dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellvorrichtung erhalten wird durch ein Verfahren, bei dem sowohl das außenverzahnte Bauteil (7) als auch das innenverzahnte Bauteil (5) aus einem Materialbereich gefertigt werden, wobei der Materialbereich höchstens eine Fläche aufweist, die kleiner ist als die Summe der abgedeckten Flächen, die durch die Außenform (10) des außenverzahnten Bauteils (7) und der Außenkontur (9) des innenverzahnten Bauteils (5) gebildet ist.
2. Verstellvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Materialbereich höchstens die Größe der Außenkontur (9) des innenverzahnten Bauteils (5) aufweist.
3. Verstellvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Herstellung der Bauteile (5, 7) die herzustellende Außenform (10) des außenverzahnten Bauteils (7) im wesentlichen vollständig innerhalb der herzustellenden Innenform (11 ) des innenverzahnten Bauteils (5) liegt.
4. Verstellvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das außenverzahnte Bauteil (7) und das innenverzahnte Bauteil (5) aus dem Materialbereich ausgestanzt sind.
5. Verstellvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Materialbereich als Außenprofil die Außenkontur (9) des innenverzahnten Bauteils (5) aufweist.
6. Verstellvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Folgewerkzeug das außenverzahnte Bauteil (7) und das innenverzahnte Bauteil (5) ausstanzt.
7. Verstellvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellvorrichtung (1 ) einen Exzenter (6) aufweist, durch den das außenverzahnte Bauteil (7) gegen das innenverzahnte Bauteil (5) abwälzt.
8. Verstellvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Materialbereich aus Stahlblech ist.
9. Verstellvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das außenverzahnte Bauteil (7) und das innenverzahnte Bauteil (5) Teil eines Taumelgetriebes sind.
10. Verfahren zur Herstellung einer Verstellvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei aus einem Materialbereich das außenverzahnte Bauteil (7) und das innenverzahnte Bauteil (5) ausgestanzt werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Materialbereich höchstens eine Fläche aufweist, die kleiner ist als die Summe der abgedeckten Flächen, die durch die Außenform (10) des außenverzahnten Bauteils (7) und der Außenkontur (9) des innenverzahnten Bauteils (5) gebildet ist.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass in den Materialbereich eine Kernbohrung (8) gestanzt wird.
12. Verfahren nach einem der Anspruch 10 oder 11 , dadurch gekennzeichnet, dass beim Stanzen des außenverzahnten Bauteils (7) und/oder des innenverzahnten Bauteils (5) vorgeschnitten und/oder geschabt wird. |
Verstellvorrichtung mit zwei verzahnten Bauteilen und Verfahren zur Herstellung der verzahnten Bauteile
Die Erfindung betrifft eine Verstellvorrichtung für ein Fahrzeug mit einem außenverzahnten Bauteil und einem innenverzahnten Bauteil. Die Anzahl der Zähne des außenverzahnten Bauteils ist dabei kleiner als die Anzahl der Zähne des innenverzahnten Bauteils.
Solche Verstellvorrichtungen sind allgemein bekannt. So beschreibt die Patentschrift DE 32 44 399 C2 beispielsweise einen Gelenkbeschlag mit zwei Gelenkteilen, die jeweils eine Verzahnung aufweisen. Die ausgebildete Verzahnung weist dabei eine Zahnbreite auf, die über die Breite des Ausgangsmaterials hinausgeht. Nachteilig bei dem Gelenkbeschlag ist jedoch, dass die Bauteile mit Verzahnung aus einem großflächigen Materialbereich oder unterschiedlichen Materialbereichen hergestellt werden müssen.
Es war daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Verstellvorrichtung anzugeben, bei der zumindest Bauteile in der Herstellung einen geringen Materialverbrauch aufweisen. Die Herstellung dieser Bauteile sollte dabei trotzdem unkompliziert und zeitsparend erfolgen.
Gelöst wird die Aufgabe mit einer Verstellvorrichtung für ein Fahrzeug mit einem außenverzahnten Bauteil und einem innenverzahnten Bauteil. Die Anzahl der Zähne des außenverzahnten Bauteils ist dabei kleiner als die Anzahl der Zähne des innenverzahnten Bauteils. Die Verstellvorrichtung wird dabei durch ein Verfahren erhalten, bei dem sowohl das außenverzahnte Bauteil als auch das innenverzahnte Bauteil aus einem Materialbereich gefertigt werden, wobei der Materialbereich höchstens eine Fläche aufweist, die kleiner ist als die Summe der abgedeckten Flächen, die durch die Außenform des außenverzahnten Bauteils und der Außenkontur des innenverzahnten Bauteils gebildet wird. In vorteilhafter weise können so beide Bauteile durch ein Materialstück gefertigte werden, das im wesentlichen der Außenkontur des innenverzahnten Bauteils entspricht. Es wird somit bei der Herstellung der Bauteile, gegenüber einer Herstellung aus unterschiedlichen Materialstücken, Material gespart, da der Verschnitt vorteilhaft
reduziert wird. Zudem weisen die Bauteile durch die Herstellung aus dem gleichen Materialbereich im wesentlichen die gleichen Materialeigenschaften auf, so dass ein Zusammenwirken der beiden Bauteile nicht durch unterschiedliche Materialeigenschaften, wie beispielsweise unterschiedliche Materialdicken, gestört wird.
Besonders bevorzugt weist der Materialbereich der zu Herstellung des innenverzahnten und des außenverzahnten Bauteils verwendet wird, höchstens eine Größe auf, die der Außenkontur des innenverzahnten Bauteils entspricht. Insbesondere in diesem Fall ist die Einsparung an Material bei der Herstellung der Verstellvorrichtung besonders hoch.
Unter einem Materialbereich soll dabei ein Bereich bestimmter Größe auf einem Material verstanden werden. Beispielsweise könnte ein Kreis mit einem bestimmten Flächeninhalt auf einem Endlosblech ein Materialbereich darstellen. Es ist dabei nicht notwendig, dass die Form des Kreises dabei auf dem Endlosblech gekennzeichnet ist. Unter einem Materialbereich soll aber auch nur ein Materialstück verstanden werden, wobei das Materialstück nicht mehr in Kontakt zu anderen Materialbereichen steht. Beispielsweise ist auch ein Kreis mit einem bestimmten Flächeninhalt, der aus einem Material ausgestanzt wurde, ein Materialbereich.
Unter einer abgedeckte Fläche soll dabei die Fläche eines Bauteils verstanden werden, wobei Ausnehmungen des Bauteils nicht berücksichtigt werden. Beispielsweise ist die abgedeckte Fläche der Flächeninhalt eines Kreises, auch wenn innerhalb des Kreises Ausnehmungen vorliegen, die bei der Berechnung des Flächeninhalts nicht mit berücksichtigt werden, indem sie vom Flächeninhalt abgezogen werden.
Bevorzugt liegt die herzustellende Außenform des außenverzahnten Bauteils im wesentlichen vollständig innerhalb der herzustellenden Innenform des innenverzahnten Bauteils bei der Herstellung. In vorteilhafter weise ist somit eine überlappung bzw. eine überschneidung der Innenform des innenverzahnten Bauteils durch die Außenform des außenverzahnten Bauteils ausgeschlossen. So wird
vorteilhaft die Verzahnung der Bauteile nicht durch die jeweils andere Verzahnung bei der Herstellung beeinflusst bzw. beschädigt.
Weiterhin bevorzugt wird das außenverzahnte Bauteil und das innenverzahnte Bauteil aus dem Materialbereich ausgestanzt. Das Stanzverfahren bietet sich dabei bevorzugt an, da hierdurch auch formstabile Materialien unkompliziert und schnell verarbeitet werden können.
Vorzugsweise weist der Materialbereich, aus dem das außen- und das innenverzahnte Bauteil gefertigt wird, als Außenprofil die Außenkontur des innenverzahnten Bauteils auf. Somit muss aus dem Materialbereich nur das außenverzahnte Bauteil und die Innenform des innenverzahnten Bauteils ausgestanzt werden, um das innenverzahnte Bauteil herzustellen. Ein nachfolgender separater Stanzschritt, in dem die Außenkontur des innenverzahnten Bauteils aus dem restlichen Materialbereich ausgestanzt werden muss, entfällt somit. In vorteilhafter Weise wird so die Herstellungszeit der Bauteile verringert und nochmals Material bei der Herstellung eingespart, da kein Material beim Stanzen der Außenkontur des innenverzahnten Bauteils als Abfall anfällt. Ferner werden keine zusätzlichen Toleranzen durch eine nachträgliche Herstellung der Außenkontur des innenverzahnten Bauteils verursacht.
Weiterhin bevorzugt stanzt ein Folgewerkzeug das innen- und das außenverzahnte Bauteil aus. Die Verwendung von Folgewerkzeugen ist dabei insbesondere bei einer industriellen Fertigung mit einer großen Stückzahl besonders geeignet.
Bevorzugt weist die Verstellvorrichtung einen Exzenter auf, durch den das außenverzahnte Bauteil gegen das innenverzahnte Bauteil abgewälzt wird. Die Funktionsweise solcher Verstellvorrichtungen ist ausführlich in der Druckschrift WO 2006/040303 A2, beispielsweise auf Seite 3 ff, beschrieben. Der Inhalt der Druckschrift soll daher als Teil dieser Offenbarung angesehen werden.
Besonders bevorzugt ist der Materialbereich, aus dem die Bauteile gefertigt werden, aus einem Stahlblech ausgebildet. Folglich sind beide Bauteile Stahlblechteile, wodurch die Bauteile besonders robust und formstabil sind. In vorteilhafter Weise ist
somit auch die Verzahnung der beiden Bauteile robust und formstabil, so dass sie auch bei einer starken Belastung im wesentlichen nicht beschädigt werden. Starke Belastungen, die auf die Verzahnung wirken, treten beispielsweise bei einem Abwälzen des außenverzahnten Bauteils am innenverzahnten Bauteil auf.
Vorzugsweise sind das außenverzahnte Bauteil und das innenverzahnte Bauteil Teil eines Taumelgetriebes. Die Bauteile sind dabei bevorzugt jeweils mit einem Gelenkbeschlag des Fahrzeugsitzes verbunden, wobei ein Gelenkbeschlag mit einem Sitzteil und der andere Gelenkbeschlag mit einer Rückenlehne des Fahrzeugsitzes verbunden ist. Zur Wirkungsweise eines Taumelgetriebes und der Anordnung der verzahnten Bauteile im Taumelgetriebe bzw. der Verstellvorrichtung soll auf die Druckschrift WO 2006/040303 A2, beispielsweise auf Seite 12 ff, verwiesen werden.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Verstellvorrichtung, wobei aus einem Materialbereich das innenverzahnte und das außenverzahnte Bauteil ausgestanzt werden. Der Materialbereich weist hierbei höchstens eine Fläche auf, die kleiner ist als die Summe der abgedeckten Flächen, die durch die Außenform des außenverzahnten Bauteils und der Außenkontur des innenverzahnten Bauteils gebildet ist. Durch die Herstellungsmethode wird vorteilhaft der Materialverbrauch bei der Herstellung der beiden Bauteile reduziert, da die Materialfläche im wesentlichen nur so groß sein muss, wie die Fläche des innenverzahnten Bauteils. Der Materialverschnitt wird durch dieses Herstellungsverfahren daher vorteilhaft reduziert.
Bevorzugt wird im Verfahren zur Herstellung der Verstellvorrichtung im Materialbereich eine Kernbohrung gestanzt. Durch die Kernbohrung wird bevorzugt die Innenform des außenverzahnten Bauteils hergestellt, indem Material entfernt wird. Das entfernte Materialteil weist dabei im wesentlichen einen Durchmesser auf, der so groß ist, wie der Innendurchmesser der Innenform des außenverzahnten Bauteils. Kleinere Teile der Verstellvorrichtung oder auch andere Teile für andere Vorrichtungen können bevorzugt aus dem ausgestanzten Materialteil hergestellt
werden. Hierdurch wird die Fläche des Materials, die zur Herstellung verwendet wird, optimal ausgenutzt.
Bevorzugt wird beim Stanzen des außenverzahnten Bauteils und/oder des innenverzahnten Bauteils vorgeschnitten und/oder geschabt. Hierdurch ist auch eine kleine Zahnstruktur aus dem Materialbereich mit einer hohen Reproduzierbarkeit herstellbar.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Figuren näher beschrieben, wobei die Beschreibung lediglich beispielhaft ist und den allgemeinen Erfindungsgedanken nicht einschränkt.
Figur 1 stellt schematisch die erfindungsgemäße Verstellvorrichtung dar.
Figur 2 stellt schematisch Stanzkanten oder Stanzkonturen eines innenverzahnten und eines außenverzahnten Bauteils dar.
Figur 3 stellt schematisch das innenverzahnte und das außenverzahnte Bauteil in einer Gesamtansicht dar.
In der Figur 1 ist schematisch die Verstellvorrichtung 1 dargestellt. Im Ausführungsbeispiel ist die Verstelleinrichtung 1 mit einem Taumelgetriebe 2 ausgestattet, mittels dessen ein erstes Beschlagteil 3 gegenüber einem zweiten Beschlagteil 4 winkelverstellbar ist. Das zweite Beschlagteil 4 kann beispielsweise starr mit einem Sitzkissen eines Fahrzeugsitzes verbunden sein, während das erste Beschlagteil 3 fest mit einer Rückenlehne verbunden ist. Durch die Verstellvorrichtung 1 kann in diesem Anwendungsfall die Neigung der Rückenlehne relativ zum Sitzteil eingestellt werden. Das erste Beschlagteil 3 weist ein innenverzahntes Bauteil 5 auf, in welchem mittels eines Exzenters 6 ein außenverzahntes Bauteil 7 abgewälzt wird. Die Anzahl der Zähne des außenverzahnten Bauteils 7 ist dabei geringfügig kleiner als die Anzahl der Zähne des innenverzahnten Bauteils 5. Das Verhältnis der Zähnezahl kann beispielsweise 33 zu 34 Zähne betragen. Hinsichtlich der genauen Funktion derartiger Verstelleinrichtungen 1 wird ausdrücklich auf die Druckschrift WO 2006/040303 A2
verwiesen. Zahlreiche Komponenten der Verstelleinrichtung 1 werden, vorzugsweise durch Stanzen, aus plattenförmigen Halbzeugen aus Stahlblech gefertigt, so auch die verzahnten Bauteile 5 und 7.
In der Figur 2 sind schematisch Stanzkanten bzw. Stanzkonturen des außenverzahnten Bauteils 7 und des innenverzahnte Bauteils 5 dargestellt, wobei das außenverzahnte Bauteil 7 innerhalb der Innenform 11 des innenverzahnten Bauteils 5 liegt, d.h. aus dem innenliegenden Material hergestellt ist. Das außenverzahnte Bauteil 7 ist dabei so ausgerichtet, dass keine überschneidung mit der Innenform 11 des innenverzahnten Bauteils 5 entsteht. Bei einer nur geringfügig unterschiedlichen Anzahl von Zähnen wird die Außenform 10 des außenverzahnten Bauteils 7 bei der Fertigung gegenüber der Innenform 11 des innenverzahnten Bauteils 5 um ein Maß d exzentrisch ausgerichtet, wobei die Zähne des außenverzahnten Bauteils 7 über einen etwa halbkreisförmigen Umfangsbereich, zu dessen Rändern hin in abnehmender Tiefe, nahezu in virtuellem Eingriff mit den zugeordneten Zähnen des innenverzahnten Bauteils 5 stehen. Beide Bauteile 5, 7 können daher in einem einzigen oder in nacheinander abfolgenden Verfahrensschritten aus einem Halbzeug gefertigt werden, dessen Größe nur von der Außenkontur 9 des innenverzahnten Bauteils 5 bestimmt wird. Vorzugsweise wird in einem ersten Schritt die Kernbohrung 8 (siehe Figur 3) in das außenverzahnte Bauteil 7 gestanzt, das seinerseits nachfolgend aus dem Halbzeug ausgestanzt und abgeführt wird. Anschließend wird die Innenform 11 des innenverzahnten Bauteils 5 geschnitten. Die Schnitte erfolgen bevorzugt durch Vorschneiden mit anschließender Nachbearbeitung durch Schaben. Der Materialbereich, der für die Herstellung der Bauteile 5, 7 verwendet wird, weist bevorzugt bereits ein Außenprofil auf, das der Außenkontur 9 des innenverzahnten Bauteils 5 entspricht. So muss die äußere Gestalt des innenverzahnten Bauteils 5 nach der Herstellung der Innenverzahnung nicht weiter verändert werden.
In der Figur 3 sind schematisch die Bauteil 5, 7 nach der Fertigung dargestellt. Durch die Ausstanzung der beiden Bauteile 5, 7 aus einem Materialbereich ist die Gefahr, dass die beiden Bauteile 5, 7 unterschiedliche Materialeigenschaften aufweisen, verringert. Unterschiedliche Materialeigenschaften treten beispielsweise dann vermehrt auf, wenn unterschiedliche Materialstücke von beispielsweise
unterschiedlichen Endlosblechen für die Herstellung jeweils eines Bauteils verwendet worden sind. Da die Verzahnungen der beide Bauteile 5, 7 jedoch miteinander kämmen sollen, würden unterschiedliche Materialeigenschaften die Kämmung möglicherweise erschweren oder verhindern.
Bezugszeichenliste
1 Verstellvorrichtung
2 Taumelgetriebe
3 Beschlagteil
4 Beschlagteil
5 innenverzahntes Bauteil
6 Exzenter
7 außenverzahntes Bauteil
8 Kernbohrung
9 Außenkontur innenverzahntes Bauteil
10 Außenform außenverzahntes Bauteil
11 Innenform innenverzahntes Bauteil d Maß
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