DE102007061902B3

DE102007061902B3 - Getriebesatz für eine Fahrzeugsitz-Verstelleinrichtung

Info

Publication number: DE102007061902B3
Application number: DE102007061902A
Authority: DE
Inventors: Uwe Lindenberg; Thomas Bethge
Original assignee: Faurecia Automotive GmbH
Current assignee: Faurecia Autositze GmbH
Priority date: 2007-12-20
Filing date: 2007-12-20
Publication date: 2009-01-29
Anticipated expiration: 2027-12-21
Also published as: WO2009079973A2; WO2009079973A3

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Getriebesatz für eine Fahrzeugsitz-Verstelleinrichtung, wobei der Getriebesatz (8) aufweist: ein durch eine Motorwelle (10) eines Elektromotors (6) antreibbares Antriebsritzel (14), und ein Abtriebszahnrad (18). Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass eine Zwischenzahnrad-Einheit (15) mit einem ersten Zwischenzahnrad (17) vorgesehen ist, das mit dem Abtriebszahnrad (18) in Eingriff ist, wobei das Antriebsritzel (14) in axialer Richtung (A) der Motorwelle (10) verstellbar ist zwischen einer ersten Stellung, in der es mit der Zwischenzahnrad-Einheit (15) in Eingriff ist, und einer zweiten Stellung, in der es direkt mit dem Abtriebszahnrad (18) in Eingriff ist, wobei das Abtriebszahnrad (18) in der ersten und zweiten Stellung mit verschiedenen Untersetzungsverhältnissen von der Motorwelle (10) angetrieben ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Getriebesatz für eine Fahrzeugsitz-Verstelleinrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.
Bei Fahrzeugsitzen werden zum Teil Verstellungen mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten durchgeführt. So ist es aus der DE 43 18 481 A1 bekannt, einen einzigen Elektromotor für unterschiedliche Verstellungen, nämlich eine Sitzlängsverstellung und eine Lehnenneigungsverstellung, zu verwenden, indem unterschiedliche Getriebestufen parallel an den gleichen Elektromotor angeschlossen werden. Derartige Anordnungen sind jedoch relativ aufwendig und führen zu hohen Kosten und hohem Gewicht.
Weiterhin ist bekannt, mit einem einzigen Elektromotor sowohl eine langsame als auch eine schnelle Verstellung eines Fahrzeugsitz-Teils durchzuführen. So beschreibt die DE 102 09 759 A1 die Verwendung eines einzigen Elektromotors sowohl für eine langsame Lehnenneigungsverstellung innerhalb eines Komfortbereichs als auch eine schnelle Vorklappung zwischen der aufrechten Gebrauchslage und einer vorgeklappten Stellung. Hierbei kann für beide Verstellfunktionen ein gemeinsamer Elektromotor mit unterschiedlichen Motorwicklungen für die verschiedenen Verstellgeschwindigkeiten verwendet werden. Bei der kürzeren Motorwicklung bzw. Ankerwicklung wird hierbei jedoch nicht die volle Motorleistung erreicht; auch sind der Bauraumbedarf und die Kosten derartiger Motoren höher, wobei für eine Fahrzeugsitz-Verstellung nachfolgend weiterhin ein zusätzliches Untersetzungsgetriebe erforderlich ist. Auch bei unterschiedlichen Bestromungen der gleichen Motorwicklungen, z. B. über PWM (Pulsweitenmodulation), wird nicht die volle Motorleistung erreicht.
Die DE 196 30 189 A1 zeigt einen weiteren Fahrzeugsitz, bei dem das für die Neigungseinstellung der Lehne verwendete Stellglied auch für die Lehnenklappung verwendet wird. Die DE 103 15 375 A1 zeigt ein Beschlagsystem für einen Fahrzeugsitz mit unterschiedlichen Beschlägen für die Neigungsverstellung und die Klappfunktion, wobei für beide Verstellungen ein gemeinsamer Antrieb vorgesehen sein kann.
Die DE 33 19 397 C2 beschreibt einen Gelenkbeschlag für eine Lehnenverstellung, der zwei Gelenkteile aufweist, die über eine einen Exzenter aufweisende Schwenkachse miteinander verbunden und mittels zweier gestaffelt angeordneter Taumelgetriebe zueinander ver- und feststellbar sind.
In der DE 34 03 246 A1 wird ein elektromotorisch verstellbarer Fahrzeugsitz mit mehreren Verstellvorrichtungen für unterschiedliche Verstellungen beschrieben, die über einen einzigen Elektromotor angetrieben werden, indem die Antriebswelle des Elektromotors wahlweise mit der Eingangswellen einer der Verstellvorrichtungen kuppelbar ist. Hierbei treibt ein Antriebsritzel des Elektromotors über ein verstellbares Zwischenrad jeweils in eines von mehreren, den unterschiedlichen Verstellungen zugeordneten Kupplungszahnrädern ein.
Die DE 43 33 726 A1 zeigt eine Antriebseinheit zur Betätigung mehrerer Verstelleinrichtungen eines Fahrzeugsitzes, wobei eine zweiseitig koppelbare Motorwelle eines Elektromotors mittels motorseitiger Kupplungselemente wahlweise mit zugeordneten Kupplungselementen der Verstelleinrichtungen drehfest verbindbar ist, wobei diese Kupplungselemente der Verstelleinrichtungen axial verschiebbar und miteinander verbunden sein können. Hierbei kann es auch vorgesehen sein, dass die Motorwelle mit den an ihren gegenüber liegenden Wellenenden formschlüssig aufgenommenen Kupplungselementen axial verschoben wird, um axial in die Kupplungselemente der Verstelleinrichtungen einzugreifen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Getriebesatz für eine Fahrzeugsitz-Verstelleinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, der mit relativ geringem Aufwand unterschiedliche Verstellgeschwindigkeiten ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch einen Getriebesatz nach Anspruch 1 gelöst. Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Weiterbildungen.
Erfindungsgemäß kann somit ein Elektromotor mit konstanter Bestromung und konstanter Drehzahl verwendet werden, indem ein Getriebesatz mit zwei verschiedenen Stellungen nachgeschaltet wird. Der Getriebesatz weist hierbei ein von der Motorwelle angetriebenes Antriebsritzel und ein für beide Stellungen gemeinsames Abtriebszahnrad auf, das in einer Stellung direkt von dem Antriebsritzel und in der anderen Stellung über eine Zwischenzahnrad-Einheit angetrieben wird.
Hierbei wird erfindungsgemäß das Antriebsritzel zwischen den beiden Stellungen in axialer Richtung verstellt. Hierzu kann das Antriebesritzel insbesondere fest auf der Motorwelle aufgenommen sein und die gesamte Motorwelle im Motor in ihrer axialen Richtung verstellt werden.
Die Zwischenzahnrad-Einheit kann insbesondere durch zwei miteinander gekoppelte Zahnräder ausgebildet werden, von denen eines immer in Eingriff mit der Abtriebswelle ist. In der ersten Stellung wird somit das andere Zahnrad von dem Antriebsritzel angetrieben. In der zweiten Stellung treibt das Antriebsritzel direkt das Abtriebszahnrad ab, so dass die Zwischenzahnrad-Einheit leer mitläuft. Erfindungsgemäß wird hierbei erkannt, dass ein derartiges Mitlaufenlassen der Zwischenzahnrad-Einheit grundsätzlich unproblematisch ist.
Die Zwischenzahnrad-Einheit kann insbesondere durch zwei axial fest miteinander verbundene Zahnräder gebildet sein, die somit ein gemeinsames Zahnrad mit unterschiedlichen Verzahnungsbereichen bilden. Somit wird mit relativ geringem Aufwand eine kompakt bauende Getriebestufe erreicht, die die zwei Verstellungen mit unterschiedlichen Drehzahlen ermöglicht.
Bei der Ausbildung der Zwischenzahnrad-Einheit mit zwei unterschiedlichen Verzahnungsbereichen kann in den beiden Stellungen eine Umkehr der Drehrichtung des Abtriebszahnrades erfolgen. Erfindungsgemäß wird jedoch erkannt, dass diese Umkehr der Drehrichtung durch eine Umkehr der Polungsrichtung der Motorstromanschlüsse kompensiert werden kann. Somit kann das Verstellsignal zum axialen Verstellen der Motorwelle gekoppelt werden mit dem Vertauschen der Polung.
Die axiale Verstellung kann durch eine einfache Verstelleinrichtung erfolgen, wobei grundsätzlich nur geringe Hübe zwischen den beiden Stellungen auszuführen sind.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen an einer Ausführungsform näher erläutert. Es zeigen:
1 einen erfindungsgemäßen Getriebesatz in einer ersten Stellung für eine langsame Verstellung mit geringerer Drehzahl;
2 den Getriebesatz in einer zweiten Stellung für eine schnelle Verstellung mit hoher Drehzahl;
3 eine Seitenansicht des Getriebesatzes aus 1, 2 von links;
4 einen mit dem erfindungsgemäßen Getriebesatz ausgestatteten Fahrzeugsitz.
Eine Versteileinrichtung 1 dient der Verstellung eines in 4 gezeigten Fahrzeugsitzes 2, insbesondere der Verstellung einer Rückenlehne 3 gegenüber einem Sitzteil 4 und/oder der Längsverstellung des gesamten Fahrzeugsitzes 2 auf chassisseitigen Unterschienen 5. Die Verstellungen können erfindungsgemäß jeweils in zwei verschiedenen Geschwindigkeiten durchgeführt werden; die Rückenlehne 3 kann somit zum einen in der gezeigten Gebrauchslage innerhalb eines Komfortbereichs mit der niedrigen Geschwindigkeit neigungsverstellt und von der gezeigten Gebrauchslage nach vorne in eine im wesentlichen horizontale Funktionsstellung mit der höheren Geschwindigkeit vorgeklappt werden. Entsprechend kann der gesamte Fahrzeugsitz 2 zur Komforteinstellung mit der niedrigen Geschwindigkeit und z. B. bei einer Pre-Crash-Verstellung oder Easy-Entry-Verstellung mit der hohen Geschwindigkeit in eine Funktionsposition längsverstellt werden.
Die Verstelleinrichtung 1 ist in den 1 bis 3 detaillierter gezeigt und weist einen Elektromotor 6 und einen als Abtriebsgetriebe bzw. Untersetzungsgetriebe dienenden Getriebesatz 8 auf. In 1, 2 ist der Elektromotor 6 hierbei aus Gründen der Übersichtlichkeit gestrichelt gezeichnet.
Der erfindungsgemäße Getriebesatz 8 weist eine Motorwelle 10 auf, die als Eingangswelle des Getriebesatzes 8 dient und in dem Elektromotor 6 in ihrer Längsrichtung, d. h. der Axialrichtung A, längsverschiebbar aufgenommen ist. Hierbei weist die Motorwelle 10 zum drehmomentfesten Eingriff in dem Elektromotor 6 bei gleichzeitig zulässiger Axialverschiebung auf ihrem Umfang vorteilhafterweise in Längsrichtung bzw. Axialrichtung A verlaufende rotationsverhindernde Mittel 11, insbesondere Stege 11 bzw. Federn 11 zum Eingriff in entsprechende Nuten des Elektromotors 6 auf. Die Axialverschiebung der Motorwelle 10 ist durch z. B. geeignete Anschläge begrenzt.
Der Getriebesatz 8 weist weiterhin ein auf der Motorwelle 10 fest angebrachtes Antriebsritzel 14, eine Zwischenzahnrad-Einheit 15 mit einem ersten Zwischenzahnrad 17 und einem zweiten Zwischenzahnrad 16 sowie ein Abtriebszahnrad 18 auf. Die Zahnräder 14, 16, 17, 18 sind hierbei der Anschaulichkeit halber ohne allzu detaillierte Darstellung ihrer Verzahnungen wieder gegeben.
Das Antriebsritzel 14 wird somit in Axialrichtung A zusammen mit der Motorwelle 10 verstellt. In der ersten Stellung für die langsame Verstellung gemäß 1 ist das Antriebsritzel 14 in Eingriff mit dem zweiten Zwischenzahnrad 16. Bei entsprechender Verschiebung in Axialrichtung A nach rechts greift das Antriebsritzel in der zweiten Stellung für die Schnellverstellung gemäß 2 direkt in das Abtriebsgetriebe 18 ein. Bei der gezeigten Ausführungsform der Zwischenzahnrad-Einheit 15 sind das zweite Zwischenzahnrad 16 mit größerem Halbmesser (und Radius) und das erste Zwischenzahnrad mit kleinerem Halbmesser (und somit Radius) axial direkt axial starr aneinander gesetzt, so dass sich die Zwischenzahnrad-Einheit 15 mit einer gemeinsamen Drehzahl für beide Zwischenzahnräder 16, 17 dreht; die Zahnräder 16, 17 bilden somit ein gemeinsames Zahnrad 15 mit axial getrennten Verzahnungsbereichen. Hierbei ist die Zwischenzahnrad-Einheit 15 in einem Lager 20 des Motorgehäuses 6a aufgenommen. Auch das Abtriebszahnrad 18 ist in einem Lager 21 am Motorgehäuse 6a gelagert, so dass die gesamte Verstelleinrichtung 1 einen kompakten Bausatz bzw. eine kompakte Einheit bildet. Der Abgriff über das Abtriebszahnrad 18 kann je nach der gewünschten Verstellung erfolgen, z. B. bei der Lehnenverstellung gemäß 4 durch direkte Ankopplung am Drehversteller und bei der Sitzlängsverstellung der 4 zum Beispiel, indem das Abtriebszahnrad 18 oder ein von diesem angetriebenes Zahnrad direkt in eine chassisseitige Zahnstange eingreift.
In der in 1 gezeigten ersten Stellung für die langsame Verstellung dreht der Elektromotor 6 über die Motorwelle 10 das Antriebsritzel 14, das mit dem zweiten Zwischenzahnrad 16 kämmt. Da das Antriebsritzel 14 einen kleineren Halbmesser als das zweite Zwischenzahnrad 16 aufweist, dreht das zweite Zwischenzahnrad 16 entsprechend mit einer gegenüber der Motorwelle 10 geringeren Drehzahl. Das starr mit dem zweiten Zwischenzahnrad 16 gekoppelte erste Zwischenzahnrad 17 dreht mit gleicher Drehzahl und aufgrund seines kleineren Halbmessers mit entsprechend geringerer Umfangsgeschwindigkeit. Das Abtriebsritzel 18 wird somit entsprechend mit einer niedrigeren Drehzahl angetrieben. In 2 kämmt das Abtriebsritzel 18 direkt mit dem schnell drehenden Antriebsritzel 14, d. h. mit einer geringeren Untersetzung als in 1, wobei die Zwischenzahnrad-Einheit 15 durch das Abtriebszahnrad 18 angetrieben wird und leer bzw. ohne Belastung dreht. Erfindungsgemäß wird erkannt, dass es vorteilhaft ist, diesen Eingriff zwischen dem ersten Zwischenzahnrad 17 und dem Abtriebszahnrad 18 in 2 nicht zu unterbrechen, da dies aufwendig und gegebenenfalls problematisch sein könnte und weiterhin das Mitlaufen der Zwischenzahnrad-Einheit 15 in der zweiten Stellung der 2 grundsätzlich unproblematisch ist.
Die Verstellung der Motorwelle 10 von der ersten Stellung der 1 in die zweite Stellung der 2 erfolgt über Verstellmittel 25, die z. B. direkt im Motorgehäuse 6a angebracht sein können, so dass die elektrischen Leitungen der Verstellmittel 25 zusammen mit den Anschlüssen des Elektromotors 6 verlegt werden können. Die Verstellmittel 25, z. B. ein elektrisch betätigter Hubmagnet, verstellen somit von der ersten Stellung der 1 ausgehend bei einem entsprechenden Signal für die Schnellverstellung die Motorwelle 10 nach rechts, so dass das Antriebsritzel 14 direkt in das Abtriebszahnrad 18 eingreift.
Um den Eingriff des Antriebsritzels 14 mit dem Zahnrad 16 bzw. dem Zahnrad 18 bei der axialen Verstellung zu verbessern, können die Verzah nungen in geeigneter Weise ausgewählt werden, z. B. als gerade Verzahnung oder auch als Schrägverzahnung.
Erfindungsgemäß wird erkannt, dass zwischen 1 und 2 eine Umkehr der Übertragungs-Drehrichtung stattfindet, da sich in 1 das Antriebsritzel 14 und das Abtriebszahnrad 18 gleichsinnig und in 2 bei direktem Eingriff gegensinnig drehen. Daher wird bei Ausgabe des Verstellsignals an die Verstellmittel 25 vorzugsweise weiterhin auch eine Umpolung der Motorstromanschlüsse 6-1 und 6-2 des Elektromotors 6 durchgeführt.
Die Motorstromanschlüsse 6-1 und 6-2 können über Schalter direkt an die Versorgungsspannungsklemmen des Bordnetzes des Fahrzeuges angeschlossen werden, wobei die Schalter und die Verstellmittel 25 von einer gemeinsamen Steuereinrichtung angesteuert werden.

Claims

Getriebesatz für eine Fahrzeugsitz-Verstelleinrichtung, wobei der Getriebesatz (8) aufweist: ein durch eine Motorwelle (10) eines Elektromotors (6) antreibbares Antriebsritzel (14), und ein Abtriebszahnrad (18), dadurch gekennzeichnet, dass eine Zwischenzahnrad-Einheit (15) mit einem ersten Zwischenzahnrad (17) vorgesehen ist, das mit dem Abtriebszahnrad (18) in Eingriff ist, wobei das Antriebsritzel (14) in axialer Richtung (A) der Motorwelle (10) verstellbar ist zwischen einer ersten Stellung, in der es mit der Zwischenzahnrad-Einheit (15) in Eingriff ist, und einer zweiten Stellung, in der es direkt mit dem Abtriebszahnrad (18) in Eingriff ist, wobei das Abtriebszahnrad (18) in der ersten und zweiten Stellung mit unterschiedlichen Untersetzungsverhältnissen von der Motorwelle (10) angetrieben ist.
Getriebesatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Zwischenzahnrad (17) in beiden Stellungen mit dem Abtriebszahnrad (18) in Eingriff ist.
Getriebesatz nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der zweiten Stellung die gesamte Zwischenzahnrad-Einheit (15) von dem Abtriebszahnrad (18) über ihr erstes Zwischenzahnrad (17) angetrieben ist und ohne Belastung frei dreht.
Getriebesatz nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenzahnrad-Einheit (15) zwei miteinander gekoppelte Zwischenzahnräder (16, 17) aufweist, wobei das Antriebsritzel (14) in der ersten Stellung mit einem zweiten Zwischen zahnrad (16) der Zwischenzahnrad-Einheit (15) in Eingriff ist, das das erste Zwischenzahnrad (17) antreibt.
Getriebesatz nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und erste Zwischenzahnrad (16, 17) koaxial miteinander fest verbunden sind.
Getriebesatz nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Zwischenzahnräder (16, 17) als axial getrennte Verzahnungsbereiche eines gemeinsamen Zahnrades ausgebildet sind.
Getriebesatz nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Zwischenzahnräder (16, 17) unterschiedliche Halbmesser aufweisen.
Getriebesatz nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Zwischenzahnrad (17) der Zwischenzahnrad-Einheit (14) einen kleineren Halbmesser als das zweite Zwischenzahnrad (16) aufweist.
Getriebesatz nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsritzel (14) fest auf der Motorwelle (10) angebracht ist und die Motorwelle (10) zwischen den Stellungen in ihrer Axialrichtung verstellbar ist.
Getriebesatz nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Außenseite der Motorwelle (10) Mittel (11) für einen drehmomentfesten, die Axialverstellung zulassenden Eingriff der Motorwelle (10) im Elektromotor (6) ausgebildet sind.
Getriebesatz nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass Verstellmittel (25) vorgesehen sind, die bei Eingang eines Verstellsignals die Axialverstellung der Motorwelle (10) durchführen.
Getriebesatz nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenzahnrad-Einheit (15) und die Abtriebswelle (18) in Lageraufnahmen (20, 21) aufgenommen sind, die mit dem Motorgehäuse (6a) verbunden sind oder Teil des Motorgehäuses (6a) sind.
Getriebesatz für eine Fahrzeugsitz-Verstelleinrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, die eine Rückenlehne gegenüber einem Sitzrahmen verstellt, wobei die niedrige Verstellgeschwindigkeit für eine Neigungsverstellung der Rückenlehne innerhalb eines Komfortbereichs der Gebrauchslage vorgesehen ist und die hohe Verstellgeschwindigkeit für eine Lehnenklappung zwischen der Gebrauchslage und einer Funktionsstellung vorgesehen ist.