DE102007030445B4

DE102007030445B4 - Stellantrieb eines Kraftfahrzeugsitzes

Info

Publication number: DE102007030445B4
Application number: DE102007030445.7A
Authority: DE
Inventors: Burckhard Becker; Thomas Arndt
Original assignee: Adient Luxembourg Holding SARL
Current assignee: Keiper Seating Mechanisms Co Ltd
Priority date: 2006-08-25
Filing date: 2007-06-29
Publication date: 2019-05-16
Anticipated expiration: 2027-06-30
Also published as: FR2905158A1; CN101135367B; CN101135367A; US20080047377A1; FR2905158B1; US7966900B2; DE102007030445A1

Abstract

Stellantrieb eines Kraftfahrzeugsitzes,
- mit einem Elektromotor (20), der eine Ausgangswelle (22) hat,
- mit einem Getriebe, das mit dieser Ausgangswelle (22) verbunden ist und eine Spindelmutter (28) aufweist,
- mit einer Spindel (30), die mit dieser Spindelmutter (28) in Eingriff ist, wobei die Spindelmutter (28) einen Hauptbereich (32) und mindestens einen axialen Ansatz (34) aufweist, der axiale Ansatz (34) a) fest mit dem Hauptbereich (32) verbunden ist, insbesondere einstückig mit dem Hauptbereich (32) ist, b) ein Innengewinde (38) aufweist, das mit der Spindel (30) zusammenwirkt und c) radial elastisch ausgebildet ist, und ein elastisches Element (40) vorgesehen ist, das am axialen Ansatz (34) anliegt und dessen Innengewinde (38) in Eingriff mit der Spindel (30) drückt, wobei sich der axiale Ansatz (34) über den gesamten Umfang der Spindel (30) erstreckt, im axialen Ansatz (34) mindestens eine Aussparung (62), insbesondere eine axiale Aussparung, vorgesehen ist, im Bereich der Aussparung (62) die Wandstärke des axialen Ansatzes (34) größer als Null ist, und der Hauptbereich (32) für die Aufnahme von im Crashfall auftretenden Verstellkräften ausgelegt ist, und der mindestens eine axiale Ansatz (34) weniger als 80% der Verstellkräfte aufnimmt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Stellantrieb eines Kraftfahrzeugsitzes.
Aus der DE 25 15 763 ist ein Stellantrieb für einen fernverstellbaren Kraftfahrzeug-Rückblickspiegel mit einem Elektromotor, der eine Ausgangswelle hat, mit einem Getriebe, das mit dieser Ausgangswelle verbunden ist und eine Spindelmutter aufweist, mit einer Spindel, die mit dieser Spindelmutter in Eingriff ist, wobei die Spindelmutter einen Hauptbereich und mindestens einen axialen Ansatz aufweist, der axiale Ansatz a) fest mit dem Hauptbereich verbunden ist und einstückig mit dem Hauptbereich ist, b) ein Innengewinde aufweist, das mit der Spindel zusammenwirkt und c) radial elastisch ausgebildet ist, und ein elastisches Element vorgesehen ist, das am axialen Ansatz anliegt und dessen Innengewinde in Eingriff mit der Spindel drückt, bekannt.
Aus WO 03/068551 A1 , US 3,617,021 A und WO 86/06036 sind Stellantriebe für Kraftfahrzeugsitze bekannt. Ergänzend wird noch auf US 6,073,893 A und US 6,322,146 B1 hingewiesen.
Der Stellantrieb der eingangs genannten Art ist spielfrei. Jegliches Spiel würde sich beim praktischen Einsatz bemerkbar machen, beispielsweise auch bei Wechsel der Antriebsrichtung. Es sind bereits Versuche gemacht worden, Stellantriebe auf andere Weise spielfrei zu machen. Hierzu wird beispielsweise auf EP 588 812 B1 verwiesen, die einen Spindelantrieb mit motorisch gedrehter Spindel beschreibt. Sie schlägt zwei separate Spindelmuttern vor, von denen eine an den linken Gewindeschultern des Spindelgewindes und eine an den rechten Gewindeschultern des Spindelgewindes anliegt.
Die Erfindung hat es sich zum Ziel gemacht, den Stellantrieb der eingangs genannten Art weiterzubilden und eine konstruktiv einfach realisierbare Ausführung anzugeben, die ein gutes Verhalten im Falle eines Crashs des Kraftfahrzeugs zeigen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1.
Gemäß der Erfindung ist mindestens ein axialer Ansatz vorgesehen, vorzugsweise ist beiden Axialenden der Spindelmutter jeweils ein axialer Ansatz zugeordnet. Der axiale Ansatz ist vorzugsweise einstückig mit der Spindelmutter gefertigt. Diese kann aus Metall und/oder aus Kunststoff gefertigt sein.
Die Erfindung ermöglicht eine einfache Lösung für ein spielfreies Zusammenwirken zwischen Spindelmutter und Spindel. Im Bereich des mindestens einen axialen Ansatzes wird dessen Innengewinde durch das elastische Element so weit in die Gewindegänge der Spindel gedrückt, dass die Flanken beidseitig aneinander liegen und ein spielfreier Kontakt erreicht ist.
Insgesamt wird eine Aufteilung der Aufgaben der Spindelmutter erreicht. Der Hauptbereich nimmt die Crashkräfte auf, der mindestens eine axiale Ansatz ist für die Spielfreiheit zuständig. Diese Aussagen gelten im Wesentlichen, denn auch der axiale Ansatz liefert einen gewissen Beitrag, Crashkräfte abzufangen, allerdings deutlich geringer als der Hauptbereich.
Der axiale Ansatz ist vorzugsweise zumindest doppelt so stark elastisch in Radialrichtung deformierbar wie der Hauptbereich, wenn eine radiale Kraft der Stärke K jeweils auf sie einwirkt.
Der mindestens eine axiale Ansatz ist fest mit dem Hauptbereich verbunden. Bei Kunststoffausführung sind beide gemeinsam gespritzt oder anderweitig gemeinsam hergestellt.
Das elastische Element drückt den axialen Ansatz in Eingriff mit dem Gewinde der Spindel. Dadurch wird die Spielfreiheit erreicht. Das elastische Element wirkt vorzugsweise über den gesamten Umfang. Ausreichend ist, dass es an einer Stelle den axialen Ansatz soweit in die Gewindegänge der Spindel drückt, dass dort ein spielfreier Eingriff erreicht ist.
Vorzugsweise ist das Innengewinde des axialen Ansatzes in einem Arbeitsvorgang mit dem inneren Gewinde des Hauptbereichs hergestellt. Vorzugsweise sind beide Gewinde kontinuierlich hintereinander angeordnet und durchgehend.
Vorzugsweise hat der axiale Ansatz einen geringeren Außendurchmesser als der Hauptbereich, insbesondere einen maximal nur 80%, vorzugsweise nur 50% so großen Außendurchmesser. Vorzugsweise befindet sich zwischen axialem Ansatz und Hauptbereich eine Stufe, diese kann für die Unterbringung eines Lagers, insbesondere Kugellagers, genutzt werden.
Vorzugsweise hat die Spindelmutter eine Außenverzahnung und ist diese Außenverzahnung nur im Hauptbereich und nicht am axialen Ansatz vorgesehen. Die Außenverzahnung ist dabei vorzugsweise ein Schneckenrad.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen sowie der nun folgenden Beschreibung von nicht einschränkend zu verstehenden Ausführungsbeispielen der Erfindung, die unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert werden. In dieser Zeichnung zeigen:

1: eine perspektivische Darstellung eines teilweise angeschnittenen Stellantriebs, jedoch nicht nach dem Wortlaut des Anspruchs 1,
2: eine perspektivische Darstellung einer Kombination von Spindel und Spindelmutter ähnlich der Ausbildung gemäß 1, jedoch nun nach dem Wortlaut des Anspruchs 1, nämlich mit Ausnehmungen,
3: eine Draufsicht auf eine Kombination gemäß 2, und
4: einen Axialschnitt entlang der Schnittlinie IV-IV in 3.

1 zeigt einen Stellantrieb, dargestellt ist ein Elektromotor 20, der eine Ausgangswelle 22 hat. Mit dieser ist eine Schnecke 24 drehfest verbunden, die in Eingriff mit einem Schneckenrad 26 ist. Dieses Schneckenrad 26 ist Teil einer Spindelmutter 28, die im Eingriff mit einer Spindel 30 ist. Im Betrieb wird die Spindel 30 durch den Elektromotor 20 gedreht. Die beschriebenen Teile 24 bis 30 bilden ein Getriebe, das zweistufig ist, nämlich ein Schneckengetriebe und ein Spindelgetriebe aufweist. Die beschriebene Anordnung ist Stand der Technik.
Die Spindelmutter 30 hat einen Hauptbereich 32, der auf seinem Umfang das Schneckenrad 26 trägt. Insoweit unterscheidet sich die Spindelmutter 28 nicht vom Stand der Technik, sie unterscheidet sich aber in Folgendem: An beiden axialen Enden des Hauptbereichs 32 ist jeweils ein axialer Ansatz 34 vorgesehen, der einen deutlich geringeren Außendurchmesser aufweist als der Hauptbereich 32. Der axiale Ansatz 34 ist fest mit dem Hauptbereich 32 verbunden, in der konkreten Ausbildung nach 1 ist er einstückig mit dem Hauptbereich 32. Wie aus 4 ersichtlich ist, die insoweit auch auf 1 zutrifft, hat der Hauptbereich in bekannter Weise ein inneres Gewinde 36, das in Eingriff mit dem Gewinde der Spindel 30 ist. Die axialen Ansätze 34 haben jeweils ein Innengewinde 38, das ebenfalls mit der Spindel 30 zusammenwirkt und mit deren Gewindegängen im Eingriff ist. Die axialen Ansätze 34 sind in Radialrichtung elastisch ausgebildet, sie können also mehr oder weniger auf die Spindel 30 gedrückt werden. Es ist ein elastisches Element 40 in Form einer ringförmigen Feder vorgesehen, das den jeweils zugehörigen axialen Ansatz 34 umgreift, wie es für das zweite Ausführungsbeispiel aus den 2 bis 4 ersichtlich ist, aber auch aus 1 erkennbar ist. Dieses elastische Element 40 liegt am axialen Ansatz 34 an und drückt zumindest einen Teilbereich dieses axialen Ansatzes 34 so gegen die Spindel, dass das Innengewinde 38 in möglichst spielfreiem Eingriff mit den Gewindegängen der Spindel 32 ist. Es umgreift den axialen Ansatz 34 nahezu vollständig und umgreift auch die Spindel 30.
Die Teile 24 bis 28 und teilweise die Spindel 30 sind in einem Getriebegehäuse 42 angeordnet, das in 1 teilweise angeschnitten dargestellt ist. Es hat einander gegenüberliegende Öffnungen 44 für den Durchlass der Spindel 30. Im Bereich dieser Öffnungen 44 sind Schutzteile 46 angesetzt, die mit sehr geringem Spiel, aber frei die Spindel 30 übergreifen und schützen, verschmutzt zu werden. Sie haben eine zylindrische Innenwand mit einem Innendurchmesser, der dem Kopfkreisdurchmesser der Spindel 30 zuzüglich einem bis drei zehntel Millimeter entspricht. Gegebenenfalls ist das Schutzteil 46 an seiner Innenwandung mit einer Reinigungsvorrichtung versehen, z.B. mit Fasern beflockt.
Wie aus 1 ersichtlich ist, befinden sich außerhalb der Schutzteile 46 ungeschützte Bereiche 48, 50, dort ist die Spindel 30 frei zugänglich und in 1 auch frei sichtbar. Die axiale Länge jedes ungeschützten Bereichs 48, 50 ist kleiner als die axiale Länge der Schutzteile 46. Die Anordnung ist nun so getroffen, dass die in 1 gezeigte Position der Spindel 30 die Mittelstellung ist. Wird der Elektromotor 20 in einer Drehrichtung angesteuert, so transportiert er die Spindel 30 in eine Richtung, es sei angenommen, dass er sie in 1 nach links transportiert im Sinne des Pfeils 52. Diese Bewegung ist nur bis zu dem Punkt möglich, an dem ein Befestigungsbereich 54, der mit der Spindel 30 fest verbunden ist, an das freie Ende des benachbarten Schutzteils 46 anschlägt. In diesem Zustand ist der ungeschützte Bereich 48, wie er aus 1 ersichtlich ist, zwar in das Schutzteil 46 hineingewandert, aber nicht in Kontakt mit der Spindelmutter 28 gekommen.
Wenn die Drehrichtung des Elektromotors 20 umgekehrt wird, laufen die gleichen Vorgänge in anderer Richtung ab, nun kommt ein Haltebereich 56, der ebenfalls mit der Spindel 30 verbunden ist, in Anschlag an das Ende des linken Schutzteils 46, womit die Bewegung beendet ist. Auch in diesem Zustand ist der in 1 ungeschützte Bereich 50 nicht soweit verlagert worden, dass er Kontakt mit der Spindelmutter 28 hätte aufnehmen können. Insgesamt kommt die Spindelmutter 28 daher nur mit Gewindebereichen in Kontakt, die geschützt sind. Diese geschützten Bereiche können nicht mit Staub, Schmutz oder anderen Teilen verunreinigt werden, sie bleiben sauber. Gerade von Kraftfahrzeugen, die länger genutzt werden, kennt man, dass offen zugängliche Getriebeteile zunehmend verschmutzen. Genau dies tritt nur mit den ungeschützten Bereichen 48, 50 auf, diese haben aber für die Funktion des Stellantriebs keine Bedeutung.
Wie 1 zeigt, werden die beiden Schutzteile 46 durch eine Klammer 58, die im Wesentlichen U-förmig ausgebildet ist und das Getriebegehäuse 42 oben umgreift, in der gezeigten Position gehalten. Sie haben hierzu eine Rille 60, in die seitliche Arme der elastischen, aus Draht ausgebildeten Klammer 58 eingreifen.
Das zweite Ausführungsbeispiel nach den 2 bis 4 ist nicht vollständig dargestellt, gezeigt ist die Kombination aus Spindelmutter 28 und Spindel 30 sowie der Schutzteile 46, die in 4 dargestellt sind. Der Unterschied zu 1 liegt darin, dass der axiale Ansatz 34 nun eine Aussparung 62, die auch als Einbuchtung oder Kerbe ausgebildet sein kann. Dadurch wird die radiale Elastizität des axialen Ansatzes 34 erhöht. Im Bereich der Aussparung 62 ist die Wandstärke des axialen Ansatzes 34 größer als Null. Es ist möglich, die Spindelmutter 28 aus Metall, zumindest teilweise aus Metall herzustellen.
Wie insbesondere 4 zeigt, ist der axiale Ansatz 34 relativ dünn ausgeführt, jedenfalls deutlich dünner als der Hauptbereich 32. Dort befindet sich ausreichend viel widerstandsfähiges Material zwischen den Gewindegängen der Spindel 30 und dem Schneckenrad 26. In diesem Bereich ist die Spindelmutter wie eine Spindelmutter 28 nach dem Stand der Technik ausgebildet, sie kann also auch Crashkräfte aufnehmen. In den beiden axialen Ansätzen 34, die baugleich sind, ist die Wandung relativ dünn, sie liegt im Bereich 1 bis 3 mm, weiterhin sind geeignete Maßnahmen getroffen, beispielsweise Werkstoffauswahl, Vorsehen von Aussparung 62 usw., dass die axialen Ansätze 34 zumindest partiell so ausreichend deformierbar sind, dass ihr Innengewinde 38 vollständig mit den Gewindegängen der Spindel 30 in Eingriff ist, ohne dass axiales Spiel auftreten kann. Die Gewinde haben schräge Flanken, z.B. eine Trapezverzahnung.
In der Ausbildung nach den 2 bis 4 ist das Gewinde der Spindelmutter 28 durchgängig und im selben Arbeitsgang hergestellt, insbesondere im Spritzgussvorgang. In 1 sind die beiden Schutzteile 46 im Wesentlichen baugleich und haben insbesondere gleiche axiale Länge. Die axiale Länge entspricht etwa 65% der axialen Länge der Spindelmutter 28 und liegt im Bereich von 40 bis 80% dieser axialen Länge.
Wie insbesondere die 2 bis 4 zeigen, hat der axiale Ansatz 34 ausgehend vom Hauptbereich 32 ein zylindrisches Zwischenstück 63 und von hier aus nach außen gehend einen Außenbereich 66. Der Außenbereich 66 ist es, der die Funktion des Spielausgleichs hat. Das Zwischenstück 63 ist etwas dicker als der Außenbereich 66. Das Zwischenstück 63 ist insbesondere für die Aufnahme eines Lagers 64 geeignet, das sich am Getriebegehäuse 42 abstützt.
Wie 4 zeigt, hat das Schutzteil 46 jeweils eine Anlagefläche 68, mit der es in Kontakt mit dem Getriebegehäuse ist. Diese Anlagefläche ist entweder durch einen Zylinder begrenzt, dessen Zylinderachse durch das Zentrum der Spindelmutter 28 hindurchgeht und entweder parallel zur Ausgangswelle 22 oder rechtwinklig zu dieser und der Ausgangswelle verläuft, oder durch eine Kugel begrenzt, deren Mittelpunkt im Zentrum der Spindelmutter 28 liegt. Am Getriebegehäuse 22 sind entsprechend ausgebildete, teilzylindrische Außenflächen bzw. Kugelflächen vorgesehen, die den Anlageflächen 68 angepasst sind. Die Spindel 30 zusammen mit den Schutzteilen 46 kann innerhalb eines gewissen Schwenkbereichs um diese Zylinderachse bzw. um den Mittelpunkt der Kugel geschwenkt werden.

Claims

Stellantrieb eines Kraftfahrzeugsitzes, - mit einem Elektromotor (20), der eine Ausgangswelle (22) hat, - mit einem Getriebe, das mit dieser Ausgangswelle (22) verbunden ist und eine Spindelmutter (28) aufweist, - mit einer Spindel (30), die mit dieser Spindelmutter (28) in Eingriff ist, wobei die Spindelmutter (28) einen Hauptbereich (32) und mindestens einen axialen Ansatz (34) aufweist, der axiale Ansatz (34) a) fest mit dem Hauptbereich (32) verbunden ist, insbesondere einstückig mit dem Hauptbereich (32) ist, b) ein Innengewinde (38) aufweist, das mit der Spindel (30) zusammenwirkt und c) radial elastisch ausgebildet ist, und ein elastisches Element (40) vorgesehen ist, das am axialen Ansatz (34) anliegt und dessen Innengewinde (38) in Eingriff mit der Spindel (30) drückt, wobei sich der axiale Ansatz (34) über den gesamten Umfang der Spindel (30) erstreckt, im axialen Ansatz (34) mindestens eine Aussparung (62), insbesondere eine axiale Aussparung, vorgesehen ist, im Bereich der Aussparung (62) die Wandstärke des axialen Ansatzes (34) größer als Null ist, und der Hauptbereich (32) für die Aufnahme von im Crashfall auftretenden Verstellkräften ausgelegt ist, und der mindestens eine axiale Ansatz (34) weniger als 80% der Verstellkräfte aufnimmt.
Stellantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptbereich (32) ein inneres Gewinde (36) aufweist, das baugleich mit dem Innengewinde (38) ist.
Stellantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Element (40) zumindest teilweise ringförmig ist.
Stellantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptbereich (32) einen größeren Außendurchmesser aufweist als der axiale Ansatz (34).
Stellantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Lager (64) vorgesehen ist, das auf dem Umfang des axialen Ansatzes (34) in Anlage ist, insbesondere seitlich am Hauptbereich (32) anliegt.
Stellantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptbereich (32) ein inneres Gewinde (36) hat und das Innengewinde (38) durchlaufend und unterbrechungsfrei mit diesem inneren Gewinde (36) in Verbindung ist.
Stellantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der axiale Ansatz (34) in axialer Richtung länger oder kürzer ist als der Hauptbereich (32).
Stellantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindel (30) ein Spindelgewinde aufweist und dass das Innengewinde (38) und das Spindelgewinde so aufeinander abgestimmt sind, dass beim Eindrücken des Innengewindes (38) in das Spindelgewinde zuerst Gewindeflanken in Anlage kommen, bevor Gewindespitzen des einen Gewindes in Anlage an das Gewindetiefste des anderen Gewindes gelangt.
Stellantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindelmutter (28) eine Außenverzahnung aufweist, und dass diese Außenverzahnung nur im Hauptbereich (32) und nicht am axialen Ansatz (34) angeordnet ist.