DE10050872A1 - Antrieb für Verstelleinrichtungen in Kraftfahrzeugen - Google Patents
Antrieb für Verstelleinrichtungen in KraftfahrzeugenInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Antrieb für Verstelleinrichtungen in Kraftfahrzeugen, mit einem Getriebe zur Übertragung der Verstellkraft über Getriebeelemente (6; 13) auf ein Verstellobjekt. Aufgabe der Erfindung ist es, einen Antrieb bereitzustellen, der eine gleichmäßige Verstellbewegung gewährleistet, auch wenn in bei unterschiedlichen Verstellrichtungen verschiedene Verstellkräfte erforderlich sind. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Verzahnungselement (7; 14) wenigstens eines Getriebeelementes (6; 13) einen asymmetrischen Zahnflankenquerschnitt aufweist.
Description
Die Erfindung betrifft einen Antrieb für Verstelleinrichtun
gen in Kraftfahrzeugen nach dem Oberbegriff des Anspruches
1.
Der Antrieb ist insbesondere für die Verstellung von Fahr
zeugsitzen und Fensterhebern geeignet, bei denen in den
jeweiligen Verstellrichtungen unterschiedliche Verstellkräf
te aufgebracht werden müssen.
Aus der DE 196 28 520 C2 ist ein selbsthemmendes Getriebe
für Verstelleinrichtungen bekannt, bei dem ein Reibelement
mittels eines Federelementes in Richtung auf eine Getriebe
welle belastet wird und dadurch eine die Selbsthemmung des
Getriebes gewährleistende Reibungskraft auf die Getriebewel
le ausübt. Dabei ist vorgesehen, daß das Reibelement für
die jeweilige Drehrichtung eine unterschiedliche Reibungs
kraft ausübt und somit eine Anpassung an die Einsatzbedin
gungen und die fertigungstechnisch bedingten Abweichungen
möglich ist.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung
die Aufgabe zugrunde, einen Antrieb bereitzustellen, der
mit einfachen Mitteln eine gleichmäßige Verstellbewegung
gewährleistet, wenn in unterschiedlichen Verstellrichtungen
verschiedene Verstellkräfte erforderlich sind.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen Antrieb mit
den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
Durch die Ausbildung des Getriebes mit einem Verzahnungsele
ment, das einen asymmetrischen Zahnflankenquerschnitt
aufweist, wird ohne ein zusätzliches Bauteil eine Ausbil
dung des Getriebes mit unterschiedlichen Wirkungsgraden für
die jeweilige Verstellrichtung möglich. Das Verzahnungsele
ment weist dabei bezüglich einer durch dieses Verzahnungse
lement und durch die Drehachse des Getriebeelements verlau
fenden radialen Achse eine asymmetrische Kontur auf.
Dadurch ist es auf einfache Weise möglich, entsprechend den
eigentlich aufzubringenden Verstellkräften, eine Anpassung
des Getriebes dahingehend zu bewirken, daß in jeder Ver
stellrichtung eine gleichmäßige Bewegung erreicht wird.
Ohne eine aufwendige Motorsteuerung können so beispielswei
se bei der Anhebung oder Absenkung der Sitzkissenhöhe oder
einer Fensterscheibe gleiche oder nahezu gleiche Verstellge
schwindigkeiten verwirklicht werden. Bei gleichen Wirkungs
graden für die beiden Verstellrichtungen würde die Verstel
lung in Richtung Senken aufgrund der Schwerkraftunterstüt
zung wesentlich schneller erfolgen als in Richtung Heben.
Durch die unterschiedlichen Neigungswinkel der Zahnflanken
werden in die jeweilige Verstellrichtung unterschiedliche
Anteile der durch den Antrieb aufgebrachten Kraft übertra
gen, so daß in Abhängigkeit von der Verstellrichtung unter
schiedliche Wirkungsgrade des Verstellgetriebes erzeugt
werden.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, daß
die Kontur des Zahnflankenquerschnittes auf der einen die
Verstellkraft übertragenden Flanke im Durchschnitt eine
größere Steigung aufweist als die andere Flanke. Insbesonde
re bei gekrümmten Zahnflanken des Verzahnungselementes ist
es möglich, daß punktuell bei der Zahnflanke, die die
geringere Verstellkraft zu übertragen hat, eine gleiche
oder größere Steigung auftritt als bei der Zahnflanke, die
die größere Verstellkraft zu übertragen hat. Über den
gesamten, die Verstellkraft übertragenen Bereich der Zahn
flanke ist jedoch vorgesehen, daß die Steigung bei der
Zahnflanke größer ist, die den größeren Anteil der Verstell
kraft aufbringt.
In einer Weiterbildung der Erfindung weist zumindest eine
Getriebestufe Getriebeelemente mit einer Verzahnungspaarung
auf. Eines der oder beide Getriebeelemente der Verzahnungs
paarung sind mit einem asymmetrischen
Zahnflankenquerschnitt ausgebildet, wodurch einerseits
verschiedene Wirkungsgrade je Verstellrichtung realisiert
werden können, andererseits kann das Getriebe für die
Aufnahme spezifischer Kräfte optimal ausgelegt werden. So
können in Abhängigkeit von überwiegenden Crashrichtungen
die bei einem Crash tragenden Zahnflanken steiler ausgebil
det werden, um höhere Kräfte aufnehmen zu können.
Eine Variante der Erfindung sieht vor, daß die Gegenverzah
nung des Verzahnungselementes als gleitende oder abrollende
Verzahnung ausgebildet ist, beispielsweise als Kugelumlauf
spindelgetriebe oder als herkömmlicher Spindel- oder Schnec
kenantrieb. Grundsätzlich können auch Zahnradgetriebe
eingesetzt werden.
Neben der Möglichkeit, den Wirkungsgrad durch verschiedene
Querschnittsgeometrieen zu verändern bzw. an die Belastun
gen in der jeweiligen Verstellrichtung anzupassen, kann der
Wirkungsgrad durch das gezielte Verändern bzw. Auslegen der
Reibungsverhältnisse auf die jeweilige Belastung einge
stellt werden, um in beiden Verstellrichtungen gleiche
Verstellgeschwindigkeiten oder eine gleichmäßige
Geräuschentwicklung zu erreichen.
Insbesondere wenn in der einen oder anderen Verstellrich
tung auf die Getriebeelemente unterschiedliche Belastungen
einwirken, ist es vorteilhaft, daß der Zahnflankenwinkel
der die größere Belastung aufnehmenden Zahnflanke steiler
ausgebildet ist als der Zahnflankenwinkel der Zahnflanke,
die die geringere Belastung aufnimmt. Neben der Fähigkeit,
höhere Kräfte aufnehmen zu können, wird durch die steilere
Ausrichtung der Zahnflanke der Wirkungsgrad bei der Verstel
lung im Verhältnis zu der anderen Verstellrichtung erhöht,
wodurch für den Motor in beiden Verstellrichtungen gleiche
Belastungen auftreten. Auf diese Weise wird eine konstante
Geräuschentwicklung des Motors bewirkt, was von dem Nutzer
der Verstelleinrichtung als angenehm empfunden wird.
Vorteilhafterweise ist das Getriebe als Spindelgetriebe
oder als Schneckengetriebe ausgebildet, jedoch können auch
andere Verstellgetriebe oder Verzahnungsgeometrieen einge
setzt werden. Es ist dabei von Vorteil, das Getriebe als
Bewegungsgetriebe auszubilden, um eine einfache Verstellbar
keit der zu verstellenden Einrichtung zu ermöglichen und
den Motor des Antriebes möglichst klein auslegen zu können.
Eine einfache Art und Weise, unterschiedliche Zahnflanken
winkel in einem Bewegungsgetriebe zu realisieren, ist bei
einer Ausbildung eines der Getriebeelemente mit einer
Trapezverzahnung gegeben.
Alternativ zu der Veränderung des tragenden Zahnflankenwin
kels kann die tragende Zahnflanke in der einen Verstellrich
tung einen anderen Reibbeiwert aufweisen als die tragenden
Zahnflanke in der anderen Verstellrichtung. Die Variation
des Reibbeiwertes kann beispielsweise durch eine entsprechende
Beschichtung der einen Zahnflanke oder durch das
Verzichten auf eine Nachbehandlung bei der Herstellung des
Getriebeelementes, z. B. das Schleifen oder Polieren beste
hen.
Besonders geeignet ist der Antrieb bei Sitzverstellungen
oder bei Fensterheber. Bei Sitzen kommt es in bei der
Anhebung und Absenkung des Sitzkissens, bei der Neigungsver
stellung des Sitzkissens oder der Sitzlehne und bei der
Sitzlängsverstellung zu unterschiedlichen Belastungsbedin
gungen, die bei gleichen Wirkungsgraden für beide Verstell
richtungen zu verschiedenen Verstellgeschwindigkeiten
führen. Bei der Sitzlängsverstellung ist dies unter anderem
dadurch bedingt, daß die Sitzschienen in Fahrtrichtung
geneigt auf dem Fahrzeugboden befestigt sind. Insbesondere
bei der Sitzkissenhöhenverstellung und bei der Betätigung
des Fensterhebers liegen aufgrund der vertikalen Verstell
richtungen besonders große Unterschiede zwischen den jewei
ligen Verstellrichtungen vor. Durch die Anpassung der
Wirkungsgrade können diese Unterschiede ausgeglichen wer
den, wobei es zweckmäßig ist, in Heberichtung einen besse
ren Wirkungsgrad vorzusehen als in Richtung des Absenkens
der zu verstellenden Einrichtung.
Weitere Vorteile der Erfindung werden in der folgenden
detaillierten Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
anhand der Figuren verdeutlicht. Aus Übersichtlichkeitsgrün
den sind nicht in allen Figuren sämtliche Bezugszeichen
eingetragen; gleiche Bezugszeichen in verschiedenen Figuren
bezeichnen gleiche Bauelemente.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Detailansicht einer Verzahnung nach dem
Stand der Technik;
Fig. 2 Schnittdarstellung eines Antriebes, sowie
Fig. 3 eine Detailansicht einer Verzahnung.
Die Fig. 1 zeigt eine Detailansicht einer Verzahnung einer
Schnecke 100 mit einer in die Schnecke eingreifenden Gegen
verzahung 200 eines Getriebeelementes, beispielsweise eines
Zahnsegmenthebels. Sowohl die Verzahnung der Schnecke 100
als auch die Gegenverzahnung 200 des Zahnsegmenthebels sind
mit einem symmetrischen Zahnflankenquerschnitt ausgestat
tet, wodurch in beiden Verstellrichtungen die im wesentli
chen gleichen Verstellbedingungen und Wirkungsgrade hin
sichtlich der Getriebeelemente herrschen.
In der Fig. 2 ist ein Antrieb 1 mit einem Getriebe darge
stellt, das in einem Getriebegehäuse 2 angeordnet ist. Das
Gehäuse 2 kann als Präge- oder Gußteil ausgebildet sein und
enthält Aufnahmebereiche für die Lager, beispielsweise
Axial- oder Radiallager, für Getriebeelemente 6, 14.
In dem Gehäuse 2 ist eine Getriebewelle 5 drehbeweglich
angeordnet, die von einem Zahnrad 11 angetrieben wird und
sich an ihren Enden axial an jeweils einem Einsatzelement
21, 22 abstützt. Die als Axiallager dienenden Einsatzelemen
te 21, 22 sind federnd ausgebildet, um eine Zentrierung der
Getriebewelle 5 zu gewährleisten und axiales Spiel ausgleichen
zu können. Die Radiallager der Getriebewelle 5 werden
durch zwei Lagerbuchsen 23, 24 ausgebildet, die die Getrie
bewelle 5 umfassen.
Die Getriebewelle 5 ist mit einer Verstellschnecke 6 verbun
den, die mit ihrer Verzahnung 7 mit der Gegenverzahnung 14
eines Zahnsegmenthebels 13 in Eingriff steht. Der Zahnseg
menthebel 13, der mit seiner Verzahnung 14 eine Öffnung in
dem Getriebegehäuse 2 durchgreift, kann beispielsweise mit
der Lehne eines Kraftfahrzeugsitzes verbunden und schwenk
bar an eine Grundplatte angelenkt sein und durch die von
der Verstellschnecke 6 eingeleiteten die nicht dargestellte
Sitzlehne verlagern. Neben einer Ausgestaltung des Getrie
bes mit einer Verstellschnecke und einem Zahnsegmenthebel
sind je nach Einsatzgebiet auch andere Getriebeausführungen
denkbar, beispielsweise ein Spindelgetriebe mit einer
Spindelmutter oder ein Schneckengetriebe mit Schneckenrad,
wobei die Spindelmutter oder das Schneckenrad die Verstell
kraft auf das Verstellobjekt übertragen.
Um eine gleichmäßige Verstellbewegung in beiden Verstell
richtungen ohne eine aufwendige Motorsteuerung zu erreichen
und eine entsprechend gleichmäßige Geräuschentwicklung zu
erlangen, weist zumindest ein Verzahnungselement 7, 14 der
Getriebeelemente 6, 13 eine bezüglich einer durch die
Drehachse 8 des Getriebeelements 6 verlaufenden radialen
Achse eine asymmetrische Kontur auf. Die asymmetrische
Kontur bewirkt, daß unterschiedliche Kraftkomponenten in
Abhängigkeit von der Verstellrichtung von der Verzahnung
auf den Wirkungsgrad des Getriebes einfließen. Bei der
Anwendung von Verstelleinrichtungen, die in und entgegen
der Schwerkraft wirken, führt dies zu einer Angleichung der
Belastung des Antriebsmotors in beiden Verstellrichtungen.
Die Fig. 3 zeigt eine Detailansicht der Verzahnung der
Getriebeelemente 6, 13, wobei in die Verzahnung 7 der
Schnecke 6 die Gegenverzahnung 14 des Zahnsegmenthebels
eingreift. Der Querschnitt der Verzahnung 7 weist dabei
eine Trapezform auf, deren Zahnflankenwinkel A in der
Heberichtung steiler ausgebildet ist als der Zahnflankenwin
kel B in der Senkrichtung. In der Fig. 3 ist zu erkennen,
daß der Winkel A zwischen einer Zahnflanke 11 und einer
orthogonal zu der Drehachse 8 verlaufenden Achse kleiner
ist als der Winkel B zwischen einer Zahnflanke 12 und einer
orthogonal zu der Drehachse 8 verlaufenden Achse, so daß
ein asymmetrischer Zahnflankenquerschnitt der Schnecke 6
vorliegt. Die Zahnflanke 11 überträgt dabei die Verstell
kraft in Richtung Heben, während die Zahnflanke 12 die
Verstellkraft in Richtung Senken überträgt.
Durch die dadurch realisierten verschiedenen Wirkungsgrade
in der jeweiligen Verstellrichtung wird trotz der in Sen
krichtung geringeren erforderlichen Verstellkraft eine
gleichmäßige und mit gleicher Geräuschentwicklung verbunde
ne Verstellbewegung erzeugt; gleiches gilt entsprechend bei
einem Fensterheber oder bei einer Verstellung einer Sitzleh
ne in oder entgegen der durch den Nutzer auf die Lehne
ausgeübten Gewichtskraft. Auf diese Weise wird in beiden
Verstellrichtungen von dem Motor die gleiche Leistung
benötigt, um das zu verstellende Objekt zu bewegen.
Sofern die Steigung der Zahnflanken nicht konstant ist,
also abweichend von der in Fig. 3 dargestellten Schnecke,
ist es vorgesehen, daß die Kontur des Verzahnungselements
auf der einen Seite im Durchschnitt eine größere Steigung
aufweist als die Kontur auf der anderen Seite des Verzah
nungselementes, so daß insgesamt auf der einen Zahnflanke
eine größere Steigung vorherrscht als auf der anderen, auch
wenn lokal gleiche Steigungen auftreten. Die im
Durchschnitt größere Steigung, also der steilere Zahnflan
kenwinkel, ist dabei in Richtung der Verstellbewegung
ausgerichtet, in der die größeren Verstellkräfte aufge
bracht werden müssen, beispielsweise in Richtung Heben bei
einer Sitzhöhenverstellung oder einem Fensterheber oder zum
Aufrichten einer Sitzlehne; der im Durchschnitt flachere
Zahnflankenwinkel ist entsprechend in Richtung der Verstell
bewegung ausgerichtet, in der geringere Verstellkräfte
aufzubringen sind, beispielsweise beim Absenken der Fenster
scheibe, eines Fahrzeugsitzes oder bei der Neigungsvergröße
rung einer Sitzlehne.
Sofern die Angleichung der Wirkungsgrade durch die Ausge
staltung der Winkel der Zahnflanken beziehungsweise durch
die Ausgestaltung der Kontur des Verzahnungsquerschnittes
allein nicht oder nicht ausreichend fein erfolgen kann,
kann zusätzlich durch unterschiedliche Reibeigenschaften
der Zahnflanken eine Ergänzung oder Feinabstimmung erfol
gen, um den gewünschten Zweck zu erreichen.
Claims (10)
1. Antrieb für Verstelleinrichtungen in Kraftfahrzeugen,
mit einem Getriebe mit zumindest einem Verzahnungsele
ment zur Übertragung der Verstellkraft über Getriebee
lemente auf ein Verstellobjekt,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Verzahnungselement (7, 14) wenigstens eines Ge
triebeelementes (6, 13) einen asymmetrischen Zahnflan
kenquerschnitt aufweist.
2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Kontur des Zahnflankenquerschnittes auf der einen
die Verstellkraft übertragenden Flanke im Durchschnitt
eine größere Steigung aufweist als die andere Flanke.
3. Antrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß eine Gegenverzahnung (7, 14) des Verzahnungse
lements (14, 7) als gleitende und/oder abrollende
Verzahnung ausgebildet ist.
4. Antrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
in der einen oder anderen Verstellrichtung auf die
Getriebeelemente (6, 13) unterschiedliche Belastungen
einwirken und daß der Zahnflankenwinkel (A) der die
größere Belastung aufnehmenden Zahnflanke (11) steiler
ausgebildet ist als der Zahnflankenwinkel (B) derjeni
gen Zahnflanke (12), die die geringere Belastung
aufnimmt.
5. Antrieb nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe als Spindelge
triebe oder als Schneckengetriebe ausgebildet ist.
6. Antrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
das Getriebe als Bewegungsgetriebe ausgebildet ist.
7. Antrieb nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebeelement (6,
13) eine Trapezverzahnung aufweist.
8. Antrieb nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die die Verstellkraft übertragen
den Zahnflanken in der einen Verstellrichtung einen
anderen Reibbeiwert aufweisen, als die Zahnflanken in
der anderen Verstellrichtung.
9. Antrieb nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Verstelleinrichtung
als Sitzverstellung oder als Fensterheber ausgebildet
ist.
10. Antrieb nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
das Getriebe in Heberichtung einen besseren Wirkungs
grad aufweist als in Senkrichtung.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10050872A DE10050872A1 (de) | 2000-10-11 | 2000-10-11 | Antrieb für Verstelleinrichtungen in Kraftfahrzeugen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10050872A DE10050872A1 (de) | 2000-10-11 | 2000-10-11 | Antrieb für Verstelleinrichtungen in Kraftfahrzeugen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10050872A1 true DE10050872A1 (de) | 2002-05-02 |
Family
ID=7659728
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE10050872A Ceased DE10050872A1 (de) | 2000-10-11 | 2000-10-11 | Antrieb für Verstelleinrichtungen in Kraftfahrzeugen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE10050872A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102012203177A1 (de) * | 2012-03-01 | 2013-09-05 | Zf Friedrichshafen Ag | Zahnradsatz, insbesondere für ein Drehflügelflugzeug |
-
2000
- 2000-10-11 DE DE10050872A patent/DE10050872A1/de not_active Ceased
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102012203177A1 (de) * | 2012-03-01 | 2013-09-05 | Zf Friedrichshafen Ag | Zahnradsatz, insbesondere für ein Drehflügelflugzeug |
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Legal Events
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