ПРИВОДНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ КРЕСЛА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
VEHICLE SEAT DRIVE

Изобретение относится к приводному устройству для кресла транспортного средства, имеющему признаки ограничительной части п.1 формулы.
Из патента DE 19709852 С2 известно приводное устройство такого типа для перестановки кресел. Двигатель с помощью червяка приводит в действие передачу на входе, которая приводит в действие планетарную передачу в качестве передачи на выходе. Ведомое колесо, выполненное в виде колеса с внутренними зубьями, имеет в центре овальное отверстие, в которое входит профилированная деталь, соединенная без возможности поворота с валом, который установлен на одной прямой с ведомым колесом.
Задачей изобретения является улучшение приводного устройства указанного типа. Эта задача решается согласно изобретению с помощью приводного устройства, имеющего признаки п.1 формулы. Выгодные формы выполнения являются предметом зависимых пунктов.
Благодаря тому, что ведомое колесо имеет центральную вставку, вращающуюся вокруг своей оси и имеющую приемное отверстие для приводного вала с осью вала в качестве центральной оси, причем ось центральной вставки и ось вала смещены параллельно друг к другу на эксцентриситет, можно - например, для установки спинки в наклонное положение - узел крепления приводить в действие с помощью эксцентриковой планетарной передачи также и на стороне, качающейся относительно приводного вала, без необходимости сглаживать колебания. Это повышает возможность применения как приводного устройства, так и узла крепления.
Применение эксцентриковой планетарной передачи в (имеющемся с каждой стороны кресла транспортного средства) узле крепления делает возможной плавную установку спинки кресла транспортного средства в наклонное положение. Отсутствие центральной шестерни в отличие от планетарной передачи приводит к возникновению движения качения, которое накладывается на относительное вращение элементов узла крепления. Эксцентрик, состоящий, например, из двух клинообразных сегментов, между которыми натянута пружина, или из серпообразного элемента, установлен предпочтительно на стороне, находящейся против подшипника скольжения, например на внутренней стороне на краевом выступе другого элемента узла крепления.
В целях использования заявленного преимущества в системе, состоящей из заявленного приводного устройства и такого типа узлов крепления, обе важные для эксцентрика оси находятся на одной прямой с обеими осями, образованными приводным устройством. Тем самым сглаживание колебаний обеспечено надолго.
Центральная вставка сформирована предпочтительно отдельно от ведомого колеса, так что точное ориентирование ведомого колеса несущественно для конструктивного объединения. Центральную вставку и выходной вал устанавливают только после закрепления приводного устройства и узлов крепления, например, на спинке. К тому же в блочной конструкции другую центральную вставку можно выполнить без эксцентриситета на тот случай, когда узел крепления нужно смонтировать в обратном порядке, так что нет необходимости сглаживать колебания. В целях уменьшения количества деталей центральную вставку и ведомое колесо можно выполнить за одно целое. Для упрощения изготовления можно также основной элемент ведомого колеса выполнить отдельно от опорной шейки. Если приводное устройство и один из двух узлов крепления расположить тесно друг к другу, то на этой стороне кресла транспортного средства можно установить хомутик для узла крепления и центральной вставки приводного устройства вместе как одно целое, так что приводной вал все еще доходит до другой стороны кресла транспортного средства.
Далее изобретение раскрывается более подробно с помощью примеров выполнения, представленных на чертежах.
Фиг.1 - частично схематизированное изображение приводного устройства в разобранном виде;
Фиг.2 - вид приводного устройства сбоку;
Фиг.3А - вид ведомого колеса в перспективе;
Фиг.3В - вид варианта ведомого колеса в перспективе;
Фиг.3С - другой вариант ведомого колеса в разобранном виде;
Фиг.4 - узел крепления в разобранном виде;
Фиг.5 - сечение узла крепления по оси;
Фиг.6 - схематичное изображение кресла транспортного средства;
Фиг.7 - вариант узла крепления в разобранном виде.
Кресло транспортного средства 1 имеет сиденье 3 и спинку 4, устанавливаемую под наклоном к сиденью 3. Для установки в наклонное положение спинки 4 от двигателя, в представленном случае с помощью приводного устройства 5, вращается приводной вал 7, который установлен горизонтально в переходной области между сиденьем 3 и спинкой 4. С обеих сторон кресла транспортного средства 1 приводной вал 7 входит без возможности поворота в узел крепления 10, о чем будет сказано позже. Приводной вал 7 определяет направление в цилиндрической системе координат.
Узел крепления 10 имеет первый элемент крепления 11 и второй элемент крепления 12, которые выполнены с возможностью вращения друг относительно друга. Оба элемента крепления 11 и 12 могут примерно вписываться в круговую форму диска.
Оба элемента узла крепления 11 и 12 выполнены предпочтительно из металла, в частности из стали, которая может быть закалена, по меньшей мере, в отдельных областях. Для приема действующих в осевом направлении сил, т.е. для соединения элементов узла крепления 11 и 12 в осевом направлении, предусмотрено зажимное кольцо 13. Такое соединение с помощью зажимного кольца описано, например, в патенте US 6799806 В2. Зажимное кольцо 13 выполнено предпочтительно из металла, в частности стали, которая предпочтительно не закалена. Зажимное кольцо 13 имеет по существу плоскую кольцевую форму.
Зажимное кольцо 13 жестко соединено (в представленном случае на внешнем краевом участке) с одним из элементов узла крепления 11 и 12, в данном случае с первым элементом узла крепления 11, например приварено или (в направлении по окружности, по меньшей мере, частично) отбортовано. С помощью краевого участка, указывающего в радиальном направлении внутрь, зажимное кольцо 13 перекрывает - при необходимости с размещением отдельного, промежуточного контактного уплотнительного кольца - другой из двух элементов узла крепления 11 и 12, подвижный относительно него, в радиальном направлении снаружи, не препятствуя вращению обоих элементов узла крепления 11 и 12 относительно друг друга. К тому же внутренние поверхности обоих элементов узла крепления 11 и 12, обращенные друг к другу, защищают от проникновения посторонних тел и загрязнений, а тем самым от повреждения.
Зажимное кольцо 13 и жестко соединенный с ним элемент узла крепления 11 или 12 охватывает, таким образом, другой из двух элементов узла крепления 11 или 12, подвижный относительно него. С точки зрения конструкции оба элемента узла крепления 11 и 12 поэтому образуют вместе (с зажимным кольцом 13) дискообразный узел.
При монтаже узла крепления 10 первый элемент узла крепления 11 жестко соединен с устройством спинки 4. Второй элемент узла крепления 12 жестко соединен с устройством сиденья 3. Взаимное расположение элементов узла крепления 11 и 12 можно, однако, изменить, т.е. первый элемент узла крепления 11 жестко соединить с сиденьем кресла, а второй элемент узла крепления 12 жестко соединить со спинкой кресла. Узел крепления 10 находится, таким образом, в силовом потоке между спинкой 4 и сиденьем 3.
Узел крепления 10 выполнен как передаточный узел крепления, у которого первый элемент узла крепления 11 и второй элемент узла крепления 12 соединены между собой с помощью передачи для перестановки и установки, точнее сказать с помощью - в данном случае самотормозящей - эксцентриковой планетарной передачи, как это описано, например, в патенте DE 4436101 А1, соответствующий объем раскрытия которого определенным образом приобщается.
Для выполнения передачи на втором элементе узла крепления 12 установлено зубчатое колесо 16 с внешними зубьями, а на первом элементе узла крепления 11 - зубчатый венец 17 с внутренними зубьями, которые входят друг с другом в зацепление. Диаметр окружности выступов внешнего зацепления зубчатого колеса 16 меньше, по меньшей мере, на высоту зуба, чем диаметр окружности впадин внутреннего зацепления зубчатого венца 17. Соответствующая разница количества зубьев у зубчатого колеса 16 и зубчатого венца 17, по меньшей мере, в один зуб позволяет зубчатому венцу 17 совершать движение обкатки по зубчатому колесу 16. Выполнение зубчатого колеса 16 и зубчатого венца 17 происходит преимущественно в одном единственном процессе штамповки, в котором одновременно выштамповывают элементы узла крепления 11 и 12 из их исходного материала. Альтернативно можно изготовить элементы узла крепления 11 и 12 - с подобной геометрией и теми же функциями - путем объемной штамповки (преимущественно с помощью холодного прессования или горячего прессования). В представленном случае зубчатое колесо 16 образует радиально внешний край второго элемента узла крепления 12, т.е. второй элемент узла крепления 12 замыкается в радиальном направлении снаружи зубчатым колесом 16.
Один из двух элементов узла крепления 11 и 12 имеет краевой выступ 19, в данном случае второй элемент узла крепления 12 расположен концентрично относительно зубчатого колеса 16. Краевой выступ 19 можно сформировать на упомянутом элементе узла крепления в виде ряда выступов (т.е. за одно целое) или укрепить на нем в виде отдельной втулки. В краевом выступе 19 расположен с возможностью вращения с помощью втулки 22 хомутик 21. Хомутик 21 выполнен преимущественно из пластмассы. В центре втулки 22 хомутика 21 высверлено отверстие 23 для приема приводного вала 7. Профиль отверстия 23 соответствует профилю приводного вала 7, в данном случае профилю шлицевого вала. В качестве присоединения к своей втулке 22 хомутик 21 имеет защитный диск 25, выполненный за одно целое со втулкой 22 и имеющий больший диаметр, чем втулка 22.
На краевой выступ 19 опираются своими изогнутыми внутренними поверхностями два клинообразных сегмента 27, которые своими изогнутыми наружными поверхностями подпирают другой из двух элементов узла крепления 11 и 12, в данном случае первый элемент узла крепления 11. Для этого приемное отверстие последнего элемента узла крепления оснащено вкладышем подшипника скольжения 28, который запрессован предпочтительно без возможности поворота и к которому прилегают наружные поверхности клинообразных сегментов 27. Понятия «опираются» и «подпирают» не должны ограничиваться определенным направлением силового потока через узел крепления 10, так как это направление зависит от монтажа узла крепления 10.
Хомутик 21 имеет - в радиальном направлении на расстоянии от втулки 22 - сегмент 29, вставленный зазором между узкими сторонами клинообразных сегментов 27 и выполненный за одно целое с защитным диском 25 и втулкой 22. Клинообразные сегменты 27, широкие стороны которых обращены друг к другу, принимают, например, каждый в свое отверстие или выемку, определенную выступающей частью материала, соответственно по одному концевому пальцу 35а П-образной пружины 35. Пружина 35 нагружает клинообразные сегменты 27 в направлении по окружности, в частности для их раздвигания, причем в рабочем положении широкие стороны клинообразных сегментов 27 могут контактировать между собой и создавать нагрузку.
Хомутик 21 на внешней стороне элемента узла крепления, имеющего краевой выступ 19, защищен в направлении оси предпочтительно защелкивающимся предохранительным кольцом 43. Предохранительное кольцо 43 проходит в осевом направлении вдоль части втулки 22, так что втулка 22 прилегает не напрямую к внутренней стороне краевого выступа 19, а установлена в краевом выступе 19 с промежуточным предохранительным кольцом 43 (и тем самым хомутик 21 установлен на втором элементе узла крепления 12). На внешней стороне элемента узла крепления, имеющего вкладыш подшипника скольжения 28 (в данном случае первого элемента узла крепления 11), между его в радиальном направлении наружным краем и защитным диском 25 предусмотрено уплотнительное кольцо 44, например из резины или мягкой пластмассы, которое соединено с защитным диском 25, в частности защелкнуто. Уплотнительное кольцо 44 можно выполнить также из металла и жестко соединить с первым элементом узла крепления 11, например приварить, причем защитный диск 25 является подвижным относительно уплотнительного кольца 44. Внутри конструкции между обоими элементами узла крепления 11 и 12 дополнительно предусмотрено разделительное кольцо 45 в виде внутреннего уплотнения, которое выполнено, например, из пластмассы.
Клинообразные сегменты 27 (и пружина 35) определяют эксцентрик, который в продолжение направления эксцентриситета вдавливает зубчатое колесо 16 в месте сцепления в зубчатый венец 17. При приведении в действие с помощью (многократно) вращающегося приводного вала 7 крутящий момент передается сначала на хомутик 21, а затем с помощью сегмента хомутика 29 - на определенный таким образом эксцентрик, который скользит по вкладышу подшипника скольжения 28 при смещении направления эксцентриситета и тем самым при смещении места вхождения зубчатого колеса 16 в зубчатый венец 17, что представляется как колебательное движение обкатки, т.е. как относительное вращение с накладывающимся колебательным движением. Благодаря этому спинку 4 можно плавно наклонять в то или иное рабочее положение.
Вместо цельного пластмассового хомутика 21 альтернативно можно использовать цельный металлический хомутик, изготовленный, например, в результате литья под давлением цинка или алюминия, как это описано, например, в патенте US 7314250 В1, или хомутик из двух частей, состоящий из металлического кольца (предпочтительно из металлокерамического сплава) с сегментом 29 и пластмассового элемента, соединенного с ним без возможности поворота и имеющего втулку 22 и защитный диск 25, как это описано, например, в патенте US 2009/0127910 А1. Сюда приобщается относящийся к этому объем раскрытия обоих указанных источников.
Приводное устройство 5 имеет двигатель 51 с валом 53 в качестве ведомого элемента. Двигатель 51 представляет собой, например, переключающийся с помощью электроники двигатель со статором и ротором, которые определяют вал двигателя 53. Можно также применять двигатель 51, переключающий щетки. Приводное устройство 5 имеет также двухступенчатую передачу, которая предусмотрена с той стороны двигателя 51, где находится ведомый элемент. Вал двигателя 53 служит приводом для этой передачи. Корпус редуктора 55, выполненный полуоткрытым и укрепленный на корпусе двигателя 51, и крышка редуктора 56, закрывающая корпус редуктора 55 и укрепленная на нем, окружают элементы передачи.
Двухступенчатая передача состоит в представленном случае из червячной пары и шага шестерни. Червячная пара формируется из червяка, установленного на валу двигателя 53 или насаженного в горячем состоянии или закрепленного каким-либо другим способом в качестве сформированного (т.е. цельного) компонента вала двигателя 53, и ведущего зубчатого зацепления 57а шестерни с прямыми зубьями, которая входит в зацепление с червяком и далее обозначена как промежуточное колесо 57 и установлена с возможностью вращения на корпусе редуктора 55 и (находясь с этим опорным участком на одной прямой) на крышке редуктора 56. Выполненное цельным промежуточное колесо 57 имеет на своей ступени, смещенной по оси к своему зубчатому зацеплению 57а, ведомое зацепление 57b, которое концентрично ведущему зацеплению 57а промежуточного колеса 57 и имеет меньший диаметр. Ступень шестерни сформирована из ведомого зацепления 57b промежуточного колеса 57 и входящего с ним в контакт ведущего зацепления 58а другой шестерни с прямыми зубьями, которое далее называется ведомым колесом 58 и установлено с возможностью вращения на корпусе редуктора 55 и (находясь с этим опорным участком на одной прямой) на крышке редуктора 56.
Ведомое колесо 58 имеет на своем основном теле в виде диска в радиальном направлении снаружи ведущее зацепление 58а и выполненную с ним за одно целое опорную шейку 58b, которая установлена концентрично ведущему зацеплению 58а в середине ведомого колеса 58 и удалена в осевом направлении от основного тела. Полностью полая в осевом направлении опорная шейка 58b может быть выполнена, например, в виде ряда краевых выступов. Радиальная внешняя сторона опорной шейки 58b служит опорой для ведомого колеса 58. Центральная вставка 59, выполненная отдельно от ведомого колеса 58 и имеющая цилиндрическую форму, вставлена в полую опорную шейку 58b и соединена с ней с замыканием геометрического контура без возможности поворота, например, когда для опорной шейки 58b внутри сформирован подходящий профиль и ему соответствует профиль центральной вставки 59. Ось центральной вставки 59 можно обозначить как ось К. Ведомое колесо 58 установлено с возможностью вращения вокруг этой оси К. Ось центральной вставки К определяется цилиндрической основной формой центральной вставки 59 (например, окружность впадин или окружность выступов при приблизительно цилиндрических, зубчатых профилях) или проходит через воображаемый центр массы центральной вставки 59 (например, при полигональных профилях). До торцевых сторон опорной шейки 58b еще можно добраться снаружи и после сборки приводного устройства 5, так что центральную вставку 59 можно ввести потом.
Центральная вставка 59 имеет сквозное в осевом направлении приемное отверстие для вала 60, которое выполнено для приема приводного вала 7 без возможности поворота. Следовательно, профиль приемного отверстия для вала 60 соответствует профилю приводного вала 7, т.е. в данном случае профилю шлицевого вала. Центральную ось приемного отверстия для вала 60 можно обозначить как ось вала W. Ось вала W определяется формой приемного отверстия для вала 60 (например, окружность впадин или окружность выступов при приблизительно цилиндрических, зубчатых профилях) или проходит сквозь воображаемый центр приемного отверстия для вала 60 (например, при полигональных профилях). Согласно изобретению ось центральной вставки К и ось вала W не находятся на одной прямой, а смещены параллельно друг другу на эксцентриситет е. Этот эксцентриситет е является одновременно средним эксцентриситетом узла крепления 10, т.е. среднее удаление центральной оси краевого выступа 19 (второго элемента узла крепления 12) от центральной оси снабженного вкладышем подшипника скольжения 28 приемного отверстия (первого элемента крепления 11) для эксцентрика. Эксцентриситет узла крепления 10 в запертом состоянии (фиксация) хотя и другой, нежели в процессе привода (перестановка), однако это отличие является незначительным.
Приводное устройство 5 можно - как элемент узла крепления 11 или 12, имеющий приемное отверстие для эксцентрика (в данном случае первый элемент узла крепления 11), - также жестко монтировать на спинке. При сборке кресла транспортного средства 1 приводное устройство 5 устанавливают таким образом, что ось центральной вставки К (которая находится на одной прямой с опорной шейкой 58b и тем самым с ведомым колесом 58) находится на одной прямой с первым элементом узла крепления 11 (который находится на одной прямой со своим центральным приемным отверстием), а именно на обоих узлах крепления 10, т.е. с обеих сторон кресла транспортного средства. Приводной вал 7 и центральная вставка 59 установлены таким образом, что приводной вал 7 (который находится на одной прямой с втулкой 22 хомутика 21 и краевым выступом 19 второго элемента узла крепления 12) находится на одной прямой с осью вала W.
В рабочем положении, когда приводное устройство 5 запускает приводной вал 7, приводное устройство 5 накладывает на вращение приводного вала колебательное движение, которое сглаживает колебательное движение обкатки обоих элементов узла крепления 11 и 12. Так как приводной вал 7 - относительно спинки 4 - вращается не вокруг своей собственной оси, т.е. оси вала W, а вокруг оси центральной вставки К, и тем самым совершает относительное движение в пространстве, может быть целесообразным предусмотреть в каждом случае трубку, которая расположена каждый раз между одним из узлов крепления 10 и приводным устройством 5, и приводной вал 7 вдвинут в трубку и вращается внутри нее.
Для ведомого колеса 58 (фиг.3А) задумано несколько вариантов. Так, центральная вставка 59 и опорная шейка 58b выполнены как единое целое (фиг.3В). Опорная шейка 58b имеет непосредственно приемное отверстие для вала 60. Таким образом, количество конструктивных элементов уменьшено, однако такое ведомое колесо 58 уже при закреплении приводного устройства 5 должно быть ориентировано точно на узел крепления 10, т.е. на ось вала W на его краевом выступе 19. Альтернативно ведомое колесо можно выполнить из нескольких частей (фиг.3С), т.е. опорная шейка 58b, выполненная с центральной вставкой 59 за одно целое, и ведущее зацепление 58а предусмотрены на разных конструктивных элементах. Например, диск 70 с опорной шейкой 58b может находиться с одной стороны основного тела зубчатого колеса 72 с ведущим зацеплением 58а и сквозь это основное тело 72 соединяться с помощью ответного диска 74 с другой стороны основного тела зубчатого колеса 72, например, с помощью винтов 76. В зависимости от типа соединения такое ведомое колесо 58 должно быть ориентировано точно на узел крепления 10 уже при закреплении приводного устройства 5.
Приводной вал 7 может иметь профиль, отличный от циклической симметрии, когда, например, отсутствует зуб/ребро (фиг.2 - ЗС) или альтернативно выемка для зуба/канавка (не представлено) иного симметричного профиля (в представленном случае шлицевого вала). Для получения по возможности наименьшего утонения материала внешней краевой области центральной вставки 59 приемное отверстие для вала 60 ориентировано предпочтительно так, чтобы отсутствующий зуб/ребро указывал в радиальном направлении наружу (т.е. развернут от оси центральной вставки К) или отсутствующая выемка для зуба/канавка указывала в радиальном направлении внутрь (т.е. обращена к оси центральной вставки К).
Приводное устройство 5 можно применять также с таким вариантом узла крепления 10' (с противоположным размещением эксцентрика), когда первый элемент узла крепления 11', жестко закрепленный на сиденье кресла, имеет зубчатый венец 17 и краевой выступ 19, а второй элемент узла крепления 12', жестко закрепленный на спинке кресла, имеет зубчатое колесо 16 и (снабженное вкладышем подшипника скольжения) приемное отверстие для эксцентрика. Ось центральной вставки К находится на одной прямой с приемным отверстием второго элемента узла крепления 12', тогда как ось вала W находится на одной прямой с втулкой 22 хомутика 21 и краевым выступом 19 первого элемента узла крепления 11'. Приводное устройство 5 можно применять также с иным узлом крепления, элементы которого имеют разнесенные между собой в радиальном направлении фланцы, как это описано, например, в патентах DE 4436101 А1 или DE 19938666 A1.
Перечень позиций
1 кресло транспортного средства
3 сиденье
4 спинка
5 приводное устройство
7 приводной вал
10, 10' узел крепления
11, 11' первый элемент узла крепления
12, 12' второй элемент узла крепления
13 зажимное кольцо
16 зубчатое колесо
17 зубчатый венец
19 краевой выступ
21 хомутик
22 втулка
23 высверленное отверстие
25 защитный диск
27 клинообразный сегмент
28 вкладыш подшипника скольжения
29 сегмент хомутика
35 пружина
35а концевые пальцы
43 предохранительное кольцо
44 уплотнительное кольцо
45 разделительное кольцо
51 двигатель
53 вал двигателя
55 корпус редуктора
56 крышка редуктора
57 промежуточное колесо
57а ведущее зацепление (промежуточного колеса)
57b ведомое зацепление (промежуточного кольца)
58 ведомое колесо
58а ведущее зацепление (ведомого колеса)
58b опорная шейка
59 центральная вставка
60 приемное отверстие для вала
70 диск
72 основное тело зубчатого колеса
74 ответный диск
76 винты
е эксцентриситет
К ось центральной вставки
W ось вала