Механизм регулирования наклона спинки сиденья
Изобретение относится к автомобилестроению, к устройствам для регулирования угла наклона спинки сидения транспортного средства относительно подушки сиденья. Механизм регулирования наклона спинки сиденья содержит опорное и вращающееся звенья, связанные друг с другом посредством двухступенчатой планетарной зубчатой передачи. Планетарная передача состоит из солнечной шестерни, нескольких шестерен-сателлитов, а так же упругих элементов в виде кольцевых пружин. Опорное и вращающееся звенья выполнены в виде пластин, изготовленных из листового металла и содержат цилиндрические отверстия. Периметр этих отверстий выполнен в виде зубчатого венца. При этом полость, в которой находятся солнечная шестерня и шестерни-сателлиты ограниченна с двух сторон крышками. Крышки имеют специальные отверстия продолговатой формы, совпадающие с центрами вращения шестерен-сателлитов. Эти продолговатые отверстия позволяют свободно перемещаться проходящим сквозь них осям сателлитов в радиальном направлении относительно центра солнечной шестерни. В свою очередь оси сателлитов, прижимают шестерни-сателлиты к зубчатым венцам звеньев посредством кольцевых пружин, установленных снаружи упомянутых крышек. Кольцевые пружины упираются в специальные проточки осей сателлитов. Для фиксации крышек в осевом направлении используются специальные заклепки. Эти заклепки проходят сквозь крышки через отверстия и располагаются в свободном пространстве между шестернями-сателлитами. Шестерни-сателлиты могут быть выполнены в виде двух отдельных деталей и соединены между собой посредствам оси сателлита. При этом ось сателлита должна иметь в своей центральной части форму многоугольника, или любую другую форму, позволяющую передавать крутящий момент между двумя этими деталями. Данная конструкция механизма регулирования наклона спинки сиденья позволяет уменьшить массу, габариты изделия и повысить его технологичность по сравнению с аналогами, что ведет к уменьшению стоимости
Изобретение относится к автомобилестроению, к устройствам для регулирования угла наклона спинки сидения транспортного средства относительно подушки сиденья.
Из уровня техники известны механизмы регулирования наклона спинки сиденья (аналоги - FR 2624239 публ. 09.06.1989, ER 0584589 публ. 02.03.1994, GB 2234550 публ. 06.02.1991, GB 2248481 публ. 08.04.1992, DE 102005015831 публ. 28.09.2006, DE 10106422 публ. 29.08.2002, SE 508679 публ. 26.10.1998), общим для которых является принцип работы, основанный на работе планетарного редуктора.
В качестве ближайшего аналога выбран механизм регулирования наклона спинки сиденья (см. JP 2508237 публ. 21.08.1996), содержащий: опорное звено, вращающееся звено, вращающийся вал, солнечную шестерню, некоторое количество шестерен-сателлитов, упругие элементы. Опорное и вращающееся звенья шарнирно соединены меду собой через вращающийся вал. Опорное и вращающееся звенья имеют соответственно цилиндрические углубления, которые расположены соосно между собой и, как правило, направлены в противоположные стороны относительно друг друга. Опорное и вращающееся звенья снабжены зубчатыми венцами, выполненными на цилиндрических поверхностях, сформированных цилиндрическими углублениями. Солнечная шестерня жестко закреплена на вращающемся валу. Шестерни-сателлиты входят в зубчатое зацепление с солнечной шестерней и зубчатыми венцами опорного и вращающегося звеньев, расположенными вокруг них. Каждая из шестерен-сателлитов имеет зубчатые венцы большего и меньшего диметров, и цилиндрические выступы с двух сторон, которые имеют общую ось с зубчатыми венцами шестерен-сателлитов. Упругие элементы, выполненные в виде кольцевой пружины, расположены с двух сторон относительно шестерен-сателлитов и находящиеся внутри полости, образованной внутренними поверхностями цилиндрических выступов опорного и вращающегося звеньев. Упругие элементы упираются в цилиндрические выступы шестерен-сателлитов, тем самым создают радиально направленную силу, которая выбирает зазор в зубчатых зацеплениях шестерен-сателлитов с зубчатыми венцами опорного и вращающегося звеньев.
Однако данный прототип имеет ряд недостатков: сложная технология изготовления цилиндрических выступов на опорном и вращающемся звеньях; слишком толстые стенки механизма, образованные упомянутыми выступами, увеличивают габариты и материалоемкость изделия, что приводит к увеличению массы изделия; шестерни-сателлиты, выполненные в виде одной детали с двумя различными по диаметру зубчатыми венцами, имеют сложную конструкцию, что не позволяет использовать при их производстве дешевую технологию холодной штамповки. Все эти недостатки ведут к существенному увеличению стоимости механизма регулирования наклона спинки сиденья.
Задача изобретения сводится к уменьшению стоимости механизма регулирования наклона спинки сиденья за счет изменения конструкции, которая позволяет снизить массу изделия, применить более дешевую технологию холодной штамповки при изготовлении входящих в него деталей.
Технический результат данного изобретения - снижение массы и габаритов изделия, за счет ухода от толстых стенок, образованных углублениями в звеньях и применения вместо них крышек, выполненных из тонколистового металла, а так же изменение конструкции шестерен-сателлитов для возможности использования более дешевой технологии холодной штамповки при их изготовлении.
Для решения поставленной задачи механизм регулирования наклона спинки сиденья содержит: опорное и вращающееся звено, связанные друг с другом посредством двухступенчатой планетарной зубчатой передачи состоящей из солнечной шестерни и нескольких шестерен-сателлитов, а так же упругих элементов в виде кольцевых пружин, причем, опорное и вращающееся звенья выполнены в виде пластин, изготовленных из листового металла и содержащих цилиндрические отверстия, периметр которых выполнен в виде зубчатого венца, при этом полость, в которой находятся солнечная шестерня и шестерни-сателлиты ограниченна с двух сторон крышками, имеющими отверстия продолговатой формы, совпадающие с центрами вращения шестерен-сателлитов позволяющие свободно перемещаться проходящим сквозь них осям сателлитов в радиальном направлении относительно центра солнечной шестерни, в свою очередь оси сателлитов, прижимают шестерни-сателлиты к зубчатым венцам звеньев посредством кольцевых пружин, установленных снаружи упомянутых крышек и упирающихся в проточки осей сателлитов, а для фиксации крышек в осевом направлении используются заклепки, проходящие сквозь крышки через отверстия и расположенные в свободном пространстве между шестернями-сателлитами.
Шестерни-сателлиты выполнены в виде двух отдельных деталей и соединены между собой посредствам оси сателлита имеющей в своей центральной части форму квадрата, или треугольника, или звезды, или шлицевую форму, позволяющую передавать крутящий момент между двумя этими деталями.
Сущность технического решения поясняется чертежами.
На фиг.1 дан общий вид механизма регулирования наклона спинки сиденья.
На фиг.2 изображено сечение в плоскости, проходящей через ось вращения.
На фиг.3 показан механизм регулирования наклона спинки с раздельными шестернями-сателлитами.
Механизм регулирования наклона спинки сиденья состоит из солнечной шестерни 1, некоторого количества шестерен-сателлитов 2 (на фигурах изображено три шестерни-сателлита), осей сателлитов 3, опорного 4 и вращающегося 5 звеньев, двух крышек 6 и двух кольцевых пружин 7, а также некоторого числа заклепок 8.
Солнечная шестерня 1 содержит расположенное на оси вращения отверстие 9, периметр которого выполнен в виде многогранника, либо шлицов или иной формы, позволяющей передавать и принимать крутящий момент от располагающегося внутри этого отверстия вращающегося вала (не изображен). Наружный диаметр солнечной шестерни 1 выполнен в виде зубчатого венца 10.
Вокруг солнечной шестерни 1 расположено некоторое количество шестерен-сателлитов 2, которые имеют расположенные на оси вращения отверстия 11 для приема осей сателлитов 3, а наружная поверхность имеет зубчатые венцы 12а и 126, отличающихся друг от друга наружным диаметром. Указанные шестерни-сателлиты находятся в одной плоскости с солнечной шестерней 1 и расположены вокруг нее с одинаковым угловым шагом таким образом, что зубчатые венцы солнечной шестерни 10 и шестерен-сателлитов 12а или 12б входят в зацепление друг с другом. Описанная конструкция не исключает исполнение шестерни-сателлита 2 в виде двух отдельных деталей 2а и 2б, отличающихся друг от друга наружным диаметром (см. фиг.3), каждая из которых может быть изготовлена из листового металла и на внешнем диаметре иметь только один зубчатый венец. В этом случае отверстие 11 может быть выполнено в виде некоторой фигуры, позволяющей передавать крутящий момент от оси сателлита 3 (например: многогранник, квадрат, треугольник, звезда или шлицевая форма).
Оси сателлитов 3 выполнены в виде стержня, центральная часть 13 которых расположена внутри отверстий 11 шестерен-сателлитов 2, а на концевых частях осей имеются проточки 14. Центральная часть оси сателлита может иметь форму гладкого цилиндра, для варианта исполнения шестерни-сателлита 2 в виде единой детали (фиг.1), а также может иметь форму, позволяющей передавать крутящий момент на отдельные детали шестерни-сателлита 2а и 2б, выполненных по варианту раздельного исполнения (фиг.3).
Опорное звено 4 расположено в одной плоскости с зубчатыми венцами 12а или 12б шестерен-сателлитов и представляет собой пластину, выполненную из листового металла, которая содержит цилиндрическое отверстие 15, соосное с отверстием солнечной шестерни 9. Периметр отверстия 15 представляет собой зубчатый венец 16, входящий в зацепление с зубчатыми венцами шестерен-сателлитов 12а или 12б. Кроме того, как вариант, на опорном звене могут иметься дополнительные отверстия 17, необходимые для крепления его к кронштейну подушки сиденья или непосредственно к ней самой.
Вращающееся звено 5 расположено в одной плоскости с зубчатыми венцами 12а или 12б шестерен-сателлитов и представляет собой пластину, выполненную из листового металла, которая содержит цилиндрическое отверстие 18, соосное с отверстием солнечной шестерни 9, но имеет диаметр, отличный от диаметра отверстия 15 на опорном звене 4. Периметр отверстия 18 представляет собой зубчатый венец 19, входящий в зацепление с зубчатыми венцами шестерен-сателлитов 12а или 12б. Кроме того, как вариант, на вращающемся звене могут иметься дополнительные отверстия 20, необходимые для крепления его к кронштейну спинки сиденья или непосредственно к ней самой.
По обе стороны механизма регулирования наклона спинки сиденья расположены крышки 6, выполненные из листового металла преимущественно в виде диска. Крышки 6 имеют центральное круглое отверстие 21, расположенное соосно с отверстием солнечной шестерни и служащее для доступа вращающегося вала (не изображен) к отверстию в солнечной шестерни 9. На некотором диаметре крышки 6, совпадающем с диаметром расположения отверстий 11 шестерен-сателлитов, имеются отверстия 22, выполненные продолговатой формы, продольная часть которых направлена в радиальном направлении крышки, а угловой шаг расположения этих отверстий равен угловому шагу шестерен-сателлитов. Эти продолговатые отверстия 22 служат для приема осей сателлитов 3, таким образом, что проточки осей 14 располагаются с наружной стороны механизма регулирования наклона спинки сиденья. Крышки 6 несут роль водила планетарного редуктора, а также совместно с цилиндрическими отверстиями звеньев создают полость, в которой располагаются солнечная шестерня и шестерни-сателлиты;
Упругие элементы 7 представляют собой кольцевые плоские пружины, установленные в проточки 14 осей сателлитов и придают направленную в радиальном направлении силу к осям сателлитов 3, для выбирания зазора в зубчатых зацеплениях между шестернями-сателлитами и звеньями. Как вариант, кольцевая пружина может иметь отверстие 23 на специальном выступе для предотвращения проворачивания относительно осей 3, однако это не исключает использование в качестве фиксации от вращения кольцевой пружины другой формы этого элемента (например, полукруг).
Для более надежной фиксации крышек используются специальные заклепки 8, которые расположены в свободном пространстве между шестернями-сателлитами 2 и проходят сквозь крышки 6 через отверстия 24.
Принцип работы механизма регулирования наклона спинки сиденья заключается в следующем:
При вращении пользователем рукоятки регулирования наклона спинки сиденья (не изображена), крутящий момент через вращающийся вал (не изображен), проходящий через отверстие 9 передается на солнечную шестерню 1. Затем через зубчатое зацепление между зубчатыми венцами 10 и 12а или 12б вращающий момент передается на шестерни-сателлиты 2, при этом каждая шестерня-сателлит приобретает два вращающих движения:
вокруг оси сателлита 3 и вокруг оси вращения солнечной шестерни 1. С помощью зубчатого зацепления между зубчатыми венцами шестерен-сателлитов 12а, 12б и зубчатыми венцами 16, 19 звеньев, а также при зафиксированном опорном звене 4 крутящий момент передается на вращающееся звено 5. При этом, определить передаточное отношение между входным валом и выходным вращающемся звеном можно по формуле:
, где
z1 - число зубьев зубчатого венца 10 солнечной шестерни,
z2 - число зубьев зубчатого венца 12а или 12б (того, который входит в зацепление с зубчатым венцом 10 солнечной шестерни) шестерни-сателлита,
z4 - число зубьев зубчатого венца 16 опорного звена,
z5 - число зубьев зубчатого венца 12а или 12б (того, который не входит в зацепление с зубчатым венцом 10 солнечной шестерни) шестерни-сателлита,
z6 - число зубьев зубчатого венца 19 вращающегося звена.
Крышки 6 выполняют роль водила планетарного редуктора, а благодаря продолговатым в радиальном направлении отверстиям 22 и кольцевым пружинам 7, которые создают радиально-направленную силу, действующую на оси 3, зубчатое зацепление между зубчатыми венцами звеньев 16, 19 и зубчатыми венцами шестерен-сателлитов 12а, 12б остается беззазорным даже по мере износа зубьев.
Описанный механизм регулирования наклона спинки сиденья имеет меньшую материалоемкость по сравнению с аналогами, а так же позволяет использовать более дешевые методы холодной штамповки при изготовлении входящих в него комплектующих. Все это ведет к уменьшению себестоимости изготовления механизма регулирования наклона спинки сиденья и может быть использован при массовом производстве автомобильных сидений, требующих регулировки угла наклона спинки относительно подушки.
1. Механизм регулирования наклона спинки сиденья, содержащий опорное и вращающееся звенья, связанные друг с другом посредством двухступенчатой планетарной зубчатой передачи, состоящей из солнечной шестерни и нескольких шестерен-сателлитов, а также упругих элементов в виде кольцевых пружин, отличающийся тем, что опорное и вращающееся звенья выполнены в виде пластин, изготовленных из листового металла и содержащих цилиндрические отверстия, периметр которых выполнен в виде зубчатого венца, при этом полость, в которой находятся солнечная шестерня и шестерни-сателлиты ограничена с двух сторон крышками, имеющими отверстия продолговатой формы, совпадающие с центрами вращения шестерен-сателлитов, позволяющие свободно перемещаться проходящим сквозь них осям сателлитов в радиальном направлении относительно центра солнечной шестерни, в свою очередь оси сателлитов прижимают шестерни-сателлиты к зубчатым венцам звеньев посредством кольцевых пружин, установленных снаружи упомянутых крышек и упирающихся в проточки осей сателлитов, а для фиксации крышек в осевом направлении используются заклепки, проходящие сквозь крышки через отверстия и расположенные в свободном пространстве между шестернями-сателлитами.
2. Механизм регулирования наклона спинки сиденья по п.1, отличающийся тем, что шестерни-сателлиты выполнены в виде двух отдельных деталей и соединены между собой посредством оси сателлита, имеющей в своей центральной части форму квадрата, или треугольника, или звезды, или шлицевую форму, позволяющую передавать крутящий момент между двумя этими деталями.
