Kle mgesperre

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Klemmgesperre, bestehend aus einem Gehäuse mit einer inneren zylindrischen Klemmfläche, mit gegenüber dem Gehäuse drehbaren Antriebselementen und Abtriebselementen, die koaxial zu der zylindrischen Klemmfläche angeordnet sind, wobei das Abtriebselement mit der Klemmfläche zugewandten Klemmrampen versehen ist, auf denen - aus zwei, in Umfangsrichtung aufeinander folgenden Klemmrollen gebildete - Klemmrollenpaare angeordnet sind, deren beide Klemmrollen mittels eines zwischen ihnen angeordneten Federelementes voneinander weg gegen die Klemmfläche und die Klemmrampe angefedert sind, wobei das Abtriebselement mit Anschlägen für - zwischen zwei einander benachbarten Klemmrollenpaaren eingreifende - Klauen des Antriebselementes versehen ist, und wobei die Klauen an ihren den Anschlägen zugewandten Seiten Anlagen für je eine Klemmrolle eines Klemmrollenpaares aufweisen, wobei ein Umfangsspiel zwischen den Anschlägen und den Klauen größer als ein Umfangsspiel zwischen den Anlagen und den Klemmrollen ausgebildet ist.

Hintergrund der Erfindung

Ein derartiges Klemmgesperre ist beispielsweise aus der DE-A 41 29 61 7 be¬ kannt. Bei diesem Klemmgesperre ist das Gehäuse in vorteilhafter Weise durch eine Blechhülse gebildet, die wegen ihrer spanlosen Bearbeitung in großen Stückzahlen preiswert herstellbar ist. Allerdings sind hier das Abtriebselement und das Antriebselement als Massivteile ausgeführt, was neben einem hohen Gewicht erhöhte Herstellungskosten nach sich zieht. Solche Klemmgesperre werden beispielsweise in Sitzverstellungen von Kraftfahrzeugen eingesetzt. Bei derartigen Anwendungen ist das Antriebselement beispielsweise mit einem Handrad, das Abtriebselement beispielsweise mit der Sitzfläche oder der Rük- kenlehne des Sitzes , und das Gehäuse mit einer ortsfesten Konsole verbunden. Bei Weiterentwicklungen derartiger Klemmgesperre werden Produkte angestrebt, die bei zumindest gleichwertiger Qualität ein geringeres Gewicht und geringere Herstellungskosten aufweisen.

Zusammenfassung der Erfindung

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, daß das Abtriebselement ein dünnwandi- ges Blechteil mit den daran spanlos angeformten Klemmrampen und Anschlägen aufweist. Da in Abhängigkeit von den Anwendungsfällen oftmals sehr dünn¬ wandige Bleche verwendet werden können, sind die erfindungsgemäßen Ab¬ triebselemente erheblich leichter als die bekannten Abtriebselemente.

Einem weiteren erfindungsgemäßen Vorschlag zufolge ist das Antriebselement durch eine Kunststoffscheibe mit einstückig daran angeformten Kunststoffklauen und ein drehfest mit der Kunststoffscheibe verbundenes Antriebsteil gebildet. Dieses Antriebselement läßt sich in vorteilhafter Weise im Spritzverfahren herstellen, wobei sich ein gegenüber dem bekannten Antriebselement deutlich leichteres Antriebselement herstellen läßt.

Ein Abtriebsteil mag in vorteilhafter Weise drehfest mit diesem Blechteil ver¬ bunden sein, wobei das Abtriebsteil beispielsweise durch ein Zahnrad gebildet ist.

Es ist von Vorteil, wenn das Blechteil durch einen ringförmig geschlossenen Blechmantel gebildet ist, der an mehreren, über den Umfang verteilten Stellen unter Bildung von Mulden nach radial innen gezogen ist, wobei umfangsseitige Wände der Mulden die Anschläge bilden, und wobei zwischen einander benachbarten Mulden abgeflachte Plateaus die Klemmrampen aufweisen.

Bei derartig weitergebildeten Klemmgesperren ist es zweckmäßig, daß jede der Klauen mit zwei Anlagen für zwei Klemmrollenpaaren versehen ist, die zu beiden Seiten der Klauen angeordnet sind. Auf diese Weise ist erreicht, daß jede Klaue in beiden Drehrichtungen des Antriebselementes mit einer ihrer beiden Anlagen eine Klemmrolle eines der beiden Klemmrollenpaare aus ihren Klemmbereich herausdrückt. Mit dieser beidseitig wirkenden Klaue sind dichte Anordnungen von Klemmrollenpaaren möglich.

Das Blechteil kann in zweckmäßiger Weise an einem axialen Ende mit einem radial eingezogenen Blechbord ausgestattet sein, dessen Innenumfang einen Vielkant bildet. Der Vielkant ist für eine sichere Drehmomentübertragung auf das Abtriebsteil vorgesehen.

Es ist auch zweckmäßig, wenn ein Gleitlager zwischen dem Abtriebselement und dem Gehäuse vorgesehen ist. Auf diese Weise ist das Abtriebsteil in dem Gehäuse leicht drehbar angeordnet und außerdem einwandfrei zentriert, so daß die sichere Funktion des Klemmgesperres gewährleistet ist.

In vorteilhafter Weise ist ein zu dem Antriebselement und dem Abtriebselement koaxial angeordneter zylindrischer Stift in dem Abtriebselement verankert, wobei die Kunststoffscheibe mittels eines Gleitlagers auf dem Stift gelagert ist.

Auf diese Weise ist sichergestellt, daß das Antriebsteil einwandfrei koaxial zu

dem Abtriebsteil angeordnet und gegenüber dem Gehäuse zentriert ist. An das Blechteil kann auch ein Topf spanlos angeformt sein, der anstelle des Stiftes vorgesehen ist. Dadurch ist die Teilevielzahl reduziert.

Zur Vereinfachung der Montage kann es zweckmäßig sein, daß radial außerhalb der Klemmrollenmitte eine an der Klaue vorgesehene Nase die Klemmrolle in Umfangsrichtung hintergreift. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß die Klemm¬ rollen zwischen der Nase und dem Federelement verliersicher gehalten ist. Somit ist eine vormontierte Einheit bestehend aus Abtriebselement, Antriebs- element, Klemmrollen und Federelementen möglich, die in das Gehäuse einge¬ führt wird. Selbstverständlich ist es möglich, an den Klauen auch radial in¬ nerhalb der Klemmrollenmitte weitere Nasen vorzusehen, die die Klemmrollen in Umfangsrichtung hintergreifen. Auf diese Weise ist eine vormontierte Einheit bestehend aus Antriebsteil, Klemmrollen und Federelementen möglich, wobei die Klemmrollen in beiden radialen Richtungen zwischen den Nasen gehalten sind.

Das Federelement kann durch ein v-förmig gebogenes Blechteil gebildet sein, dessen dünnwandige Federschenkel freie Schenkelenden aufweisen, die radial innerhalb der Klemmrollenmitte die Klemmrollen hintergreifen. Zur Montage dieser Federelemente werden die Federschenkel zusammengedrückt und zwi¬ schen die Klemmrollen des Klemmrollenpaares radial eingesetzt, wobei die freien Schenkelenden radial innerhalb der Klemmrollenmitten ausfedern und die Klemmrollen hintergreifen. Diese Federelemente sind daher in radialer Richtung verliersicher angeordnet. Besonders günstig sind derartige Federelemente in Kombination mit den bereits genannten, an den Klauen vorgesehenen Nasen, weil die Klemmrollen zwischen den Nasen und den Federschenkeln einwand¬ frei verliersicher gehalten sind.

Das Zwischenschalten eines Reibelementes zwischen das Gehäuse und das Abtriebselement ist beispielsweise dann besonders zweckmäßig, wenn das erfindungsgemäße Klemmgesperre in Sitzhöhenverstellungen von Kraftfahr-

zeugen eingesetzt wird. An dem Abtrieb greift eine Feder an, die den Sitz höhenmäßig nach oben drücken will, und die dabei ein Drehmoment auf das Abtriebselement ausübt. Wird das erfindungsgemäße Klemmgesperre zur Ver¬ änderung der Sitzhöhe betätigt, wird ein Drehmoment in das Antriebselement eingeleitet. Die Klauen drücken die eingeklemmten Klemmrollen aus ihrer Klemmposition heraus. Nun sind Relativbewegungen zwischen dem Gehäuse und dem Abtriebselement möglich. Infolge der auf das Abtriebselement wirken¬ den Drehmomentbelastung - die gleichsinnig mit der Drehmomentbelastung am Antrieb ist - eilt das Abtriebselement dem Antriebselement nach und klemmt die betreffenden Klemmrollen wieder ein. Liegt das Antriebsmoment weiterhin an, werden die Klemmrollen erneut freigeschaltet. Die Folge davon kann ein unerwünschter Stick-Slip-Effekt sein, wobei die Klemmrollen in schneller Folge eingeklemmt und wieder freigeschaltet werden. Das infolge der zwischenge¬ schalteten Reibscheibe wirkende Reibmoment zwischen dem Antriebselement und dem Gehäuse ist so groß bemessen, daß das Abtriebselement nach dem Freischalten der Klemmrollen nicht oder nur stark verzögert nacheilt. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß bei freigeschalteten Klemmrollen die Klauen des Antriebselementes zur Anlage an die Anschläge des Abtriebselementes gelangen und auf diese Weise das Antriebsdrehmoment auf das Abtriebselement über- tragen wird.

Eine preiswerte und einfach zu montierende Reibscheibe weist vorzugsweise eine zentrische Öffnung mit einer ein Vielkantprofil umschreibenden Mantel¬ fläche auf, wobei das Vielkantprofil in die bereits vorhandenen Mulden des Blechteils eintaucht, und wobei die Reibscheibe an ihrer äußeren Mantelfläche mit radial vorspringenden Reibnasen versehen ist, die in Reibkontakt mit einer zylindrischen Innenwandung des Gehäuses stehen. Die zylindrische Innenwan¬ dung kann beispielsweise durch die innere zylindrische Klemmfläche gebildet sein, wobei die Mantelfläche der zentrischen Öffnung idealerweise der Außen- kontur des Blechmantels angepaßt ist. Es ist ersichtlich, daß die beschriebene Reibscheibe ohne nennenswerte Veränderungen an den übrigen Bauteilen

integriert werden kann, so daß dieses modifizierte erfindungsgemäße Klemm¬ gesperre ebenfalls sehr preiswert herzustellen ist.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen Die Erfindung wird anhand von zwei in insgesamt 6 Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Klemmgesper¬ re und

Figur 2 einen teilweisen Querschnitt gemäß Linie 11-11 durch das erfin¬ dungsgemäße Klemmgesperre aus Figur 1

Figur 3 eine Ansicht eines alternativen Federelementes, und

Figur 4 eine perspektivische Ansicht des Federelementes aus Figur 3

Figur 5 einen Längsschnitt durch ein weiteres erfindungsgemäßes Klemmgesperre

Figur 6 einen Querschnitt durch das erfindungsgemäße Klemmgesperre aus Figur 5 entlang der Linie Vl-Vl

Ausführliche Beschreibung der Erfindung

Das in der Figur 1 dargestellte erfindungsgemäße Klemmgesperre weist ein Gehäuse 1 mit einer Bohrung 2 auf, deren Bohrungswand eine innere zylin¬ drische Klemmfläche 3 bildet. Koaxial zu der Bohrung 2 sind ein Abtriebs¬ element 4 und ein Antriebselement 5 angeordnet. Das Abtriebselement 4 besteht aus einem ringförmig geschlossenen Blechmantel 6 und einem damit drehfest verbundenen Abtriebsteil 7. Das Antriebselement 5 besteht aus einer Kunststoffscheibe 8, die mit einem Antriebsteil 9 drehfest verbunden ist. Ein Stift 10 ist koaxial zu der Bohrung 2 angeordnet und in einer Stiftbohrung 1 1 des

Abtriebsteils 7 eingepreßt. Die Kunststoffscheibe 8 ist mittels eines Gleitlagers 1 1 a auf dem Stift 10 drehbar gelagert, wobei das Gleitlager 1 1a durch die Mantelfläche 12 des Stiftes 10 und die innere Mantelfläche 13 eines Axialbor¬ des 14 der Kunststoffscheibe 8 gebildet ist. Zwischen dem Abtriebsteil 7 und dem Gehäuse 1 ist ein weiteres Gleitlager 15 vorgesehen, das durch eine zylin¬ drische Mantelfläche 16 des Antriebsteils 7 und die innere Mantelfläche 1 7 eines Axialbordes 18 des Gehäuses 1 gebildet ist. Die Kunststoffscheibe 8 ist mit Klauen 19 versehen, die axial in die Bohrung 2 hineinragen, wobei die von der Kunststoffscheibe 8 abgewandten Enden der Klauen 19 mittels eines Ringes 20 einstückig miteinander verbunden sind. Der weitere Aufbau des erfindungs¬ gemäßen Klemmrollengesperres läßt sich besser anhand der Figur 2 erläutern.

Der Blechmantel 6 weist über den Umfang verteilte Plateaus 21 und Mulden 22 auf, die einander abwechseln. Jedes Plateau 21 ist mit zwei umfangsseitig einander benachbarten Klemmrampen 23, 24 versehen, die unter einem stump¬ fen Winkel aufeinander zulaufen und sich dabei von der inneren zylindrischen Klemmfläche 3 entfernen. Auf jedem Plateau 21 sind zwei Klemmrollen 25 angeordnet, denen je eine der Klemmrampen 23, 24 zugeordnet ist. Zwischen den beiden Klemmrollen 25 ist ein Federelement 26 vorgesehen, das die beiden Klemmrollen 25 voneinander wegdrückt und somit in Klemmbereitschaft mit der inneren zylindrischen Klemmfläche 3 und den Klemmrampen 23, 24 hält. Die Klauen 19 greifen in die Mulden 22 mit Spiel in den Umfangsrichtungen ein. Weiterhin weist jede Klaue 19 Anlageflächen 27 für die benachbarten Klemm¬ rollen 25 auf. Weiterhin sind radial außerhalb der Klemmrollenmitten an den Klauen 19 den benachbarten Klemmrollen 25 zugewandte Nasen 27a einstückig angeformt, die die Klemmrollen 25 in Umfangsrichtung hintergreifen. Aus der Zeichnung ist ersichtlich, daß das Spiel in Umfangsrichtung zwischen den Klauen 19 und deren benachbarten Klemmrollen 25 kleiner ist als das Spiel zwischen den Klauen 19 und umfangsseitigen Wänden 28 der Mulden 22. Im Inneren des Blechmantels 6 ist ein Vielkantprofil zu erkennen, das am Innen¬ umfang eines Radialbordes 29 des Blechmantels 6 gebildet ist.

Nachstehend wird die Funktion des erfindungsgemäßen Klemmgesperres an¬ hand der beiden Figuren näher erläutert. Bei Drehung des Antriebselementes 5 gegenüber dem feststehenden Gehäuse 1 gelangen die Anlageflächen 27 der Klauen 19 zur Anlage an die Klemmrollen 25 und drücken diese aus ihren Klemmbereich heraus. Von jedem je einem Plateau 21 zugeordneten Klemm¬ rollenpaar wird nur eine Klemmrolle 25 von der Klemmfläche 3 und den Klemmrampen 23, 24 weggedrückt, und zwar je nach Drehrichtung des An¬ triebsteils 5 die eine oder die andere Klemmrolle 25. Die weiterhin in Klemm¬ bereitschaft stehende Klemmrolle 25 kann deshalb kein Klemmen herbeiführen, weil diese Klemmrolle 25 infolge der Drehrichtung des Antriebsteils 4 gegen¬ über dem Gehäuse 1 in Richtung auf die andere Klemmrolle 25 abwälzt, und daher nicht mehr in Klemmbereitschaft steht. Nach dem Freischalten der Klemmrollen 25 stoßen die Klauen 19 gegen die Wände 28 des Blechmantels 6, wobei eine weitere Drehbewegung des Antriebselementes 5 auf das Abtriebs- element 4 übertragen wird. Wird hingegen eine Drehbewegung in das Abtriebs¬ element 4 eingeleitet, werden die bereits in Klemmbereitschaft stehenden Klemmrollen 25 zunehmend zwischen den Klemmrampen 23, 24 und der inneren zylindrischen Klemmfläche 3 eingespannt, wobei eine Drehbewegung des Abtriebselementes 4 gegenüber dem Gehäuse 1 verhindert ist.

Figur 3 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt aus Figur 2, jedoch mit einem geänderten Federelement 30, das im Gegensatz zu dem aus Kunststoff herge¬ stellten Federelement 26 aus Stahl hergestellt ist. In der perspektivischen Dar¬ stellung in Figur 4 sind zwei Federschenkel 30a zu erkennen, deren freie Schen- kelenden 31 zum jeweils anderen Federschenkel 30a hin eingerollt sind. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß die freien Schenkelenden nicht auf den Klemmrampen 23,24 verhaken können. Die freien Schenkelenden 31 sind außerdem gegenüber den Federschenkeln 30a axial zu beiden Seiten derart erweitert, daß die Klemmrollen 25 über einen großen Teil ihrer axialen Er- Streckung angefedert sind. Das Federelement 30 kann ebenso wie das Feder¬ element 26 radial zwischen zwei Klemmrollen 25 eingeführt werden, wobei die freien Schenkelenden 31 nach Passieren der Klemmrollenmitten voneinander

wegfedern und die Klemmrollen 25 hintergreifen. Auf diese Weise ist sicherge¬ stellt, daß die Klemmrollen 25 zwischen den Nasen 27a und den freien Feder¬ schenkeln 31 verliersicher gehalten sind.

Das in Figur 5 dargestellte erfindungsgemäße Klemmgesperre unterscheidet sich von dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel im wesentlichen dadurch, daß eine Reischeibe 32 formschlüssig auf dem Blechmantel 6 angeordnet ist und in Reibkontakt mit dem Gehäuse 1 steht.

Figur 6 zeigt bei quergeschnittenem Klemmgesperre die Reibscheibe 32 in axialer Draufsicht. Die Reibscheibe 32 weist eine den Blechmantel 6 über seinen Umfang umfassende zentrische Öffnung 33 auf, deren Mantelfläche ein Vielkantprofil 34 umschreibt, wobei das Vielkantprofil 34 in die Mulden 22 des Blechteils 6 eintaucht. In den Umfangsrichtungen ist die Reibscheibe 32 dreh- fest auf dem Blechmantel 6 angeordnet. An ihrer äußeren Mantelfläche weist die Reibscheibe 32 radial vorspringende Reibnasen 35 auf, die in Reibkontakt mit der inneren zylindrischen Klemmfläche 3 des Gehäuses 1 stehen. Die Wirkungsweise der Reibscheibe 32 wird nachstehend beschrieben:

Mit dieser Reibscheibe 32 versehene erfindungsgemäße Klemmgesperre eignen sich besonders für den Einsatz in Kraftfahrzeugen zur Sitzhöhenverstellung. Bei derartigen Versteileinrichtungen greift oftmals eine vorgespannte Feder an dem Abtriebselement 4 an, wobei die Federkraft als Drehmoment auf das Abtriebs¬ element 4 übertragen wird. Dieses Federdrehmoment unterstützt die Verschie- bung des Sitzes in seiner Höhe nach oben. Das bedeutet, daß ein in das An¬ triebselement 5 eingeleitetes Antriebsdrehmoment zur Verstellung der Sitzhöhe nach oben gleichsinnig mit dem erwähnten Federdrehmoment ist. Bei Betäti¬ gung des Antriebselementes 5 werden zunächst die Klemmrollen 25 wie oben beschrieben freigeschaltet. Nach dem Freischalten ist eine Relativdrehung des Abtriebselementes 4 bzw. des Blechmantels 6 gegenüber dem Gehäuse 1 möglich. Das Federdrehmoment versucht, den Blechmantel 6 gegenüber dem Gehäuse 1 zu verdrehen. Diese Drehbewegung wird jedoch durch die Reib-

Scheibe 32 verhindert bzw. stark verzögert, so daß nach dem Freischalten der Klemmrollen 25 die Klauen 19 das Blechteil 6 mitnehmen und auf diese Weise das Antriebsdrehmoment auf das Abtriebselement 4 übertragen. Wird die Reibscheibe 32 weggelassen, ist infolge des beschriebenen Nacheilens des Blechmantels 6 ein unerwünschter Stick-Slip-Effekt möglich, bei dem die Klemmrollen in schneller Folge freigeschaltet und eingeklemmt werden.

Bezugszahlenliste

I Gehäuse 19 Klauen 2 Bohrung 20 Ring

3 inneren zylindrische Klemmfläche 21 Plateau

4 Abtriebselement 22 Mulde

5 Antriebselement 23 Klemmrampe

6 Blechmantel 24 Klemmrampe 7 Abtriebsteil 25 Klemmrolle

8 Kunststoffscheibe 26 Federelement

9 Antriebsteil 27a Nase

10 Stift 27 Anlagefläche

I I Stiftbohrung 28 Wand 1 1 a Gleitlager 29 Radialbord

12 Mantelfläche 30 Federelement

13 innere Mantelfläche 30a Federschenkel

14 Axialbord 31 freies Schenkelende

1 5 Gleitlager 32 Reibscheibe 16 Mantelfläche 33 zentrische Öffnung

1 7 innere Mantelfläche 34 Vielkantprofil

18 Axialbord 35 Reibnase