DE102007017617A1 - Verstelleinrichtung, insbesondere für einen Fahrzeugsitz - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verstelleinrichtung zur Durchführung mindestens einer Verstellfunktion, insbesondere zur Verstellung eines Kraftfahrzeugsitzes, mit einem Planetengetriebe, das einen Antrieb und einen Abtrieb aufweist und einer Bremseinrichtung, welche von dem Abtrieb auf das Planetengetriebe einwirkende Drehmomente weitestgehend abhält, wobei das Planetengetriebe einen Planetenträger aufweist, der auch Teil der Bremseinrichtung ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Versteileinrichtung, insbesondere für einen Fahrzeugsitz zur Durchführung mindestens einer Verstellfunktion, mit einem Planetengetriebe, das einen Antrieb und einen Abtrieb aufweist und einer Bremseinrichtung, welche von dem Abtrieb auf das Plantetengetriebe einwirkende Drehmomente zumindest weitestgehend abhält.
  • Derartige Verstelleinrichtungen sind beispielsweise aus US 4,211,451 , DE 32 01 309 sowie der US 2005/0245348 A1 bekannt und sind beispielsweise zum elektrischen oder vorzugsweise manuellen Betätigen einer Vorrichtung zur Einstellung der Höhe eines Kraftfahrzeugsitzes geeignet. Die Verstelleinrichtung wandelt dabei ein eingehendes Antriebsdrehmoment in ein höheres Abtriebsdrehmoment um, welches zur Winkelverstellung daran angeschlossener Bauteile, beispielsweise des Sitzhöhenverstellers, genutzt wird. Um von der Antriebseinheit auf das Planetengetriebe wirkende Drehmomente zumindest zu vermindern, weisen die Verstellvorrichtungen Bremseinrichtungen auf. Die aus dem Stand der Technik bekannten Verstelleinrichtungen sind jedoch vergleichsweise kompliziert aufgebaut und/oder schwierig zu montieren.
  • Es war deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Verstellvorrichtung zur Verfügung zu stellen, die die Nachteile des Standes der Technik nicht aufweist.
  • Gelöst wird die Aufgabe mit einer Verstelleinrichtung zur Durchführung mindestens einer Verstellfunktion, insbesondere zur Verstellung eines Kraftfahrzeugsitzes, mit einem Planetengetriebe, das einen Antrieb und einen Abtrieb aufweist und einer Bremseinrichtung, welche von dem Abtrieb auf das Plantetengetriebe einwirkende Drehmomente weitestgehend abhält, wobei das Planetengetriebe einen Planetenträger aufweist, der auch Teil der Bremseinrichtung ist.
  • Mit der erfindungsgemäßen Verstelleinrichtung können beliebige Einstellungen an einem Verstellmechanismus vorgenommen werden. Vorzugsweise dient die erfindungsgemäße Verstelleinrichtung jedoch zur Verstellung eines Kraftfahrzeugsitzes. Beispielsweise kann mit der erfindungsgemäßen Verstellung die Höhe der Sitzfläche, die Neigung der Rückenlehne relativ zur Sitzfläche sowie die Form des Sitzes verändert werden. Die erfindungsgemäße Verstellung kann sowohl manuell als auch motorisch angetrieben werden. Die erfindungsgemäße Verstelleinrichtung ist einfacher aufgebaut als Verstelleinrichtungen gemäß dem Stand der Technik und einfacher herzustellen.
  • Mit der Bremseinrichtung werden Drehmomente, die vom Abtrieb auf das Planetengetriebe wirken zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig abgehalten. Vorzugsweise wirkt die Bremseinrichtung in zwei Drehrichtungen.
  • Vorzugsweise weist die Bremseinrichtung einen Bremsring und einen Innenring auf, zwischen denen sich ein Spalt befindet, in dem mindestens ein Bremskörper angeordnet ist.
  • Vorzugsweise sind die Bremskörper paarweise angeordnet und weisen jeweils ein Federmittel auf, das zwischen den Bremskörpern angeordnet ist.
  • Das Planetengetriebe weist vorzugsweise mindestens zwei Planeten auf, die um ein Sonnenrad und an einem Planetenträger drehbar angeordnet sind. Vorzugsweise weist dieser Planetenträger Kraft- und/oder Formschlussmittel, vorzugsweise Vorsprünge oder Einbuchtungen auf, die mit den Bremskörpern entriegelnd zusammenwirken. Besonders bevorzugt weist der Planetenträger mehrere paarweise angeordnete Vorsprünge auf. Zwischen zwei Paaren von Vorsprüngen ist vorzugsweise jeweils ein Zwischenraum vorhanden.
  • Vorzugsweise greifen in die Zwischenräumen Ansätze an dem Innenring spielbehaftet ein.
  • Vorzugsweise weist der Innenring auf der den Wälzkörpern zugewandten Seite zumindest teilweise eine Mitnehmergeometrie, besonders vorzugt eine Spiralgeometrie, auf.
  • Vorzugsweise ist die Antriebswelle zumindest teilweise in der Abtriebwelle gelagert.
  • Im folgenden wird die Erfindung anhand der 1–14 erläutert. Diese Erläuterungen sind lediglich beispielhaft und schränken den allgemeinen Erfindungsgedanken nicht ein.
  • 1 zeigt das Gehäuse der Verstelleinrichtung.
  • 2 zeigt eine Explosionszeichnung der erfindungsgemäßen Verstelleinrichtung.
  • 3 zeigt die Bremseinrichtung.
  • 4 zeigt den Innenring der Bremseinrichtung sowie das Abtriebsritzel.
  • 5 zeigt den Innenring gemäß 4 mit dem Gehäusedeckel.
  • 6 zeigt eine weitere Darstellung der Bremseinrichtung mit Bremsring und Bremskörpern.
  • 7 zeigt den Planetenträger auf der Bremseinrichtung.
  • 8 zeigt die Planetenräder auf dem Planetenträger.
  • 9 zeigt die Antriebswelle für die Planetenräder.
  • 10 zeigt das Gehäuse von der Antriebsseite.
  • 11 zeigt das Gehäuse von der Abtriebsseite.
  • 12 zeigt eine weitere Darstellung der Bremseinrichtung
  • 13 zeigt eine alternative Ausführungsform der Bremseinrichtung gemäß 12
  • 14 zeigt eine weitere Explosionszeichnung der erfindungsgemäßen Verstelleinrichtung.
  • Die in den folgenden Figuren beispielhaft und schematisch dargestellte Verstelleinrichtung 1 weist ein verripptes Gehäuse 2 beispielsweise aus Kunststoff 2, aus welchem die mit einer feinen Verzahnung versehene und im Gehäuse 2 gelagerte Antriebswelle 3 herausragt (1). Auf diese Verzahnung kann später ein Handrad zur manuellen Betätigung der Verstelleinrichtung 1 aufgesteckt oder ein Motor angeschlossen werden. Das Gehäuse 2 weist ferner Bohrungen 4 zur Befestigung der Verstelleinrichtung 1 auf, beispielsweise an dem seitlichen Träger der Metallstruktur eines Sitzteils.
  • Wie aus 2 ersichtlich, ist das Gehäuse 2 innenseitig mit einer koaxial zur Antriebswelle 3 verlaufenden Innenverzahnung 5 versehen, in welcher drei Planetenzahnräder 6 um eine in das Gehäuse 2 hineinragende Außenverzahnung 7 der Antriebswelle 3 umlaufen. Bei einer Drehung der Antriebswelle 3 wandern die Achsen 8 der Planetenzahnräder 6 somit im Gehäuse 2 mit einer gegenüber der Antriebswelle 3 verringerten Drehzahl auf einer Kreisbahn. Die Antriebswelle 3 kann ein Kompensationsmittel, beispielsweise einen Kompensationsring aufweisen, mit dem Fertigungstolleranzen ausgeglichen, Geräusche vermindert und/oder ein fühlbarer Drehwiderstand erzeugt wird. Die Drehung der Antriebswelle 3 wird von einem ringförmigen Planetenträger 9 aufgenommen, der koaxial zur Antriebswelle 3 drehbar ist. Der Planetenträger weist aus seiner Axialfläche parallel zu seiner Drehachse in Richtung der Planetenzahnräder 6 auskragende Achsbolzen 10 auf. Auf diesen Achsbolzen 10 sind die Planetenzahnräder 6 drehbar gelagert. Die zuvor beschriebenen Bauteile (Baugruppe A) bilden somit ein Planetengetriebe aus. Das Planetengetriebe ist in zwei Drehrichtungen drehbar.
  • Der Planetenträger 9 ist die Schnittstelle zu einer freilaufartigen Bremseinrichtung (Baugruppe B), welche von der Abtriebsseite her auf die Verstelleinrichtung 1 einwirkende Drehmomente von dem Planetengetriebe (Baugruppe A) möglichst vollständig fernhalten soll. Diese Drehmomente können in zwei Drehrichtungen wirken. Die Baugruppe 13 besteht aus einem aus Stahlblech gestanzten Bremsring 11, der sich nach außen erstreckende Laschen 12 aufweist. Der Bremsring 11 wird in das komplementär geformte Gehäuse 2 eingeschoben, wobei sich Bohrungen 13 in den Laschen 12 mit den Bohrungen 4 des Gehäuses 2 decken. Der Bremsring 11 ist ferner mit einer kreisförmigen Ausnehmung 14 versehen, welche koaxial zur Antriebswelle 3 verläuft und den Innenring 15 der Bremseinrichtung aufnimmt.
  • Im Spalt 16 zwischen dem Bremsring 11 und dem Innenring 15 (siehe 3) sind paarweise zylinderförmige Wälzkörper 17, 17' angeordnet, wobei die Wälzkörper 17, 17' jedes Paares durch einen dazwischen liegenden, als Federmittel wirkenden Elastomerkörper 18 auseinander gespreizt werden. Der Fachmann erkennt, dass es sich aber auch um jedes beliebige andere Federmittel, beispielweise eine Spiralfeder handeln kann. Der Außenumfang des Innenrings 15 ist derart gestaltet, dass der Spalt 16 im Bereich jedes Elastomerblocks 18 größer als der Durchmesser der gleichartigen Wälzkörper 17, 17' ausgebildet ist, sich jedoch vom Elastomerblock 18 weg auf eine Höhe kleiner dem Durchmesser der Wälzkörper 17, 17' verengt. Jedes Paar von Wälzkörpern 17, 17' ist somit in einem Teilumfang des Spalts 16 gefangen. Bei der Drehung des Innenrings 15 relativ zum Bremsring 11 verklemmt sich, aufgrund einer Spiralgeometrie 36 an dem Innenrings 15 zum Wälzkörper 17, 17' hin, jeweils ein Wälzkörper 17 eines Paares im sich verengenden Bereich des Spalts 16, so dass eine weitere Drehung verhindert wird. Bei der Drehung des Innenrings 15 in Gegenrichtung erfolgt das Verklemmen durch den anderen Wälzkörper 17' des Paares. Somit wird verhindert, dass signifikante Drehmomente, die bei einem Unfall auftreten, auf das Planetengetriebe übertragen werden.
  • Der Planetenträger 9 ist auf seiner der Baugruppe A abgewandten Seite mit paarweisen Vorsprüngen 19, 19' ausgestattet, welche zwischen den Paaren von Wälzkörpern 17, 17' in den Spalt 16 hineinragen. Die Zwischenräume 21 zwischen jedem Paar von Vorsprüngen 19, 19' wirken spielbehaftet mit Ansätzen 20 auf dem Außenumfang des Innenrings 15 zusammen, während die den Zwischenräumen 21 abgewandten Flächen der Vorsprünge 19, 19' bei Drehung des Innenrings 15 alternativ auf die Wälzkörper 17, 17' einwirken. Bei der Drehung des Innenrings 15 werden hierdurch zunächst die verklemmten Wälzkörper 17, 17' gelöst, wobei das Spiel zwischen den Vorsprüngen 19 jedes Paares und den Ansätzen 20 aufgebraucht wird. Sobald jeder Vorsprung 19 am zugeordneten Ansatz 20 anliegt, wird unmittelbar ein Drehmoment vom Planetenträger 9 auf den Innenring 15 übertragen. Bei einer Drehung in Gegenrichtung erfolgt dies sinngemäß durch einen Kontakt zwischen den Ansätzen 20 und den Vorsprüngen 19'.
  • Auf dem Innenring 15 ist auf der der Baugruppe A abgewandten Seite eine Anlaufscheibe 22 angeordnet, welche sich mit dem Innenring 15 dreht und an dem Gehäusedeckel 23 anliegt. Die Außenkontur des mit dem Gehäuse 2 verrastbaren Gehäusedeckels 23 ist deckungsgleich zum Bremsring 11 ausgebildet, so dass diese in gleicher Weise in das Gehäuse 2 eingesetzt werden können. Der Gehäusedeckel 23 ist mit einem koaxial zur Antriebswelle 2 ausgerichteten Durchzug 24 versehen, in welchem die Abtriebswelle 25 gelagert ist. In diesem Fall ist der Gehäusedeckel vorzugsweise aus einem metallischen Werkstoff gefertigt. Der Gehäusedeckel kann jedoch aus Kunststoff gefertigt sein für den Fall, dass er lediglich als Schutz benötigt wird. Der Gehäusedeckel wird an der vormontierten Einheit form- und/oder kraftschlüssig angebracht, beispielsweise angeschraubt oder angenietet. Vorzugsweise wird der Deckel 23 jedoch mit einem Schnellverschluss, beispielsweise einem Schnappverschluss, an dem Gehäuse 4 angebracht Die zur Antriebswelle 3 koaxial verlaufende Abtriebswelle 25 weist einen zur Lagerung geeigneten Zylinderbereich 26 auf, an den sich nach außen das Abtriebsritzel 27 anschließt. Auf der gegenüber liegenden Seite ist die Abtriebswelle 25 mit einem Polygonprofil 28 versehen, welches spielfrei in eine komplementär gestaltete Ausnehmung 29 im Innenring 15 eingreift. Der Fachmann erkennt, dass die Abtriebwelle 25 und der Innenring 15 einteilig ausgeführt sein können.
  • Bei Betätigung der Verstellvorrichtung 1 wird das Antriebsmoment somit über die Antriebswelle 3, die Planetenzahnräder 6 und den Planetenträger 9 auf den Innenring 15 und von dort auf das Abtriebsritzel 25 übertragen. Ein von der Abtriebsseite her wirkendes Drehmoment wird über die Abtriebswelle 25 auf den Innenring 15 übertragen und nachfolgend durch Verklemmen der Wälzkörper 17 oder 17' vom Bremsring 11 abgefangen. Planententräger 9, Planentenzahnräder 6 und Gehäuse 2 werden hierdurch entlastet und können entsprechend schwächer dimensioniert werden.
  • Die 4 bis 9 zeigen verschiedene Konfigurationen von Bauteilen der Verstelleinrichtung 1 zueinander, wobei jeweils andere Bauteile ausgeblendet sind. 10 und 11 zeigen eine vordere oder hintere Ansicht der vormontierten Versteileinrichtung 1.
  • 12 zeigt eine weitere Darstellung der Bremseinrichtung gemäß 3. Es ist deutlich zu erkennen, wie der Vorsprung 20 zwischen jeweils zwei die Form- und/oder Kraftschlussmittel 19, 19' eingreift.
  • 13 zeigt eine andere Ausführungsform der Bremseinrichtung. In dem vorliegenden Fall ist das Form- und/oder Kraftschlussmittel 19 einteilig ausgeführt und weist einen Vorsprung, beispielsweise eine Nase 38 auf, die in eine Vertiefung 20 an dem Innenring 15 form- und/oder kraftschlüssig zusammenwirkt und das Kraftschlussmittel jeweils antreibt.
  • 14 zeigt eine weitere Darstellung der Explosionszeichnung gemäß 2. Deutlich ist der Kompensationsring 35 zu erkennen, der an der Schulter 37 anliegt und die Antriebswelle 3 umschließt. Weiterhin ist die Spiralgeometrie 36 an der Außenseite des Innenrings zu sehen. Ansonsten wird auf die Ausführungen zu 2 verwiesen.
  • Die Lagerung der einzelnen Bauteile der Verstelleinrichtung 1 ist wie folgt gestaltet: Die Antriebswelle 3 ist über einen jenseits der Außenverzahnung 7 befindlichen zylinderförmigen Bereich 29 in einer Bohrung 30 im Gehäuse 2 sowie über einen diesseits der Außenverzahnung 7 hervorstehenden, einstückig angeformten Bolzen 31 in einer Bohrung 32 im Abtriebsritzel 25 gelagert. Der Planetenträger 9 lagert mit seinem Innenumfang 33 auf der äußeren Radialfläche eines Ringvorsprungs 34 des Innenrings 15. Die Abtriebswelle 25 ist über den Bereich 26 im Gehäusedeckel 23 und darüber hinaus über das Polyprofil 28 im Innenring 15 gelagert. Der Innenring 15 ist seinerseits über die Wälzkörper 17, 1 T relativ zum Bremsring 11 ausgerichtet.
    • 1
    Verstelleinrichtung
    2
    Gehäuse
    3
    Antriebswelle
    4
    Bohrung
    5
    Innenverzahnung
    6
    Planetenzahnrad
    7
    Außenverzahnung
    8
    Achse
    9
    Planetenträger
    10
    Achsbolzen
    11
    Bremsring
    12
    Lasche
    13
    Bohrung
    14
    Ausnehmung
    15
    Innenring
    16
    Spalt
    17, 17'
    Wälzkörper, Bremskörper
    18
    Elastomerblock, Federmittel
    19, 19'
    Vorsprung, Einbuchtung, Form- und/oder Kraftschlussmittel
    20
    Ansatz, Vertiefung, Form- und/oder Kraftschlussmittel
    21
    Zwischenraum
    22
    Anlaufscheibe
    23
    Gehäusedeckel
    24
    Durchzug
    25
    Abtriebswelle
    26
    zylinderförmiger Bereich Abtriebsreal
    28
    Polygonprofil
    29
    zylinderförmiger Bereich
    30
    Bohrung
    31
    Bolzen
    32
    Bohrung
    33
    Innenumfang
    34
    Ringvorsprung
    35
    Kompensationsmittel, Kompensationsring
    36
    Mitnehmergeometrie, Spiralgeometrie
    37
    Schulter
    38
    Vorsprung, Nase
    A
    Planetenradgetriebe
    B
    Bremseinrichtung

Claims (9)

  1. Verstelleinrichtung (1) zur Durchführung mindestens einer Verstellfunktion, insbesondere zur Verstellung eines Kraftfahrzeugsitzes, mit einem Planetengetriebe (A), das einen Antrieb (3) und einen Abtrieb (25) aufweist und einer Bremseinrichtung (B), welche von dem Abtrieb (25) auf das Plantetengetriebe einwirkende Drehmomente weitestgehend abhält, dadurch gekennzeichnet, dass das Planetengetriebe (A) einen Planetenträger (9) aufweist, der auch Teil der Bremseinrichtung (B) ist.
  2. Verstelleinrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Bremseinrichtung in zwei Drehrichtungen wirkt.
  3. Verstelleinrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremseinrichtung einen Bremsring (11) und einen Innenring (15) aufweist, zwischen denen sich ein Spalt (16) befindet, in dem mindestens ein Bremskörper (17, 17') angeordnet ist.
  4. Verstelleinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass Bremskörper (17, 17') paarweise angeordnet sind und jeweils ein Federmittel (18) aufweist, das zwischen den Bremskörpern (17, 17') angeordnet ist.
  5. Verstelleinrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenträger (9) Mittel, vorzugsweise Vorsprünge oder Vertiefungen (19, 19') aufweist, die mit den Bremskörpern (17, 17') entriegelnd zusammenwirken.
  6. Verstelleinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenträger (9) mehrere paarweise angeordnete Vorsprünge (19, 19') aufweist und zwischen zwei Paaren von Vorsprüngen (19, 19') jeweils ein Zwischenraum (21) vorhanden ist.
  7. Verstellvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in die Zwischenräumen (21) Ansätze (20) an dem Innenring (15) spielbehaftet eingreifen.
  8. Verstellvorrichtung nach einem der Ansprüche 3–7, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenring (15) auf der den Wälzkörpern zugewandten Seite zumindest teilweise eine Mitnehmergeometrie (36), vorzugsweise eine Spiralgeometrie, aufweist.
  9. Verstellvorrichtung nach einem der Ansprüche die Antriebswelle (3) zumindest teilweise in der Abtriebwelle (25) gelagert ist.
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