DE102009006815A1

DE102009006815A1 - Getriebemotor für einen Sitzeinsteller

Info

Publication number: DE102009006815A1
Application number: DE102009006815A
Authority: DE
Inventors: Jingning Shatin Ta; Xueqian Shatin Xu; Feng Shatin Li
Original assignee: Johnson Electric SA
Current assignee: Johnson Electric International AG
Priority date: 2008-02-02
Filing date: 2009-01-30
Publication date: 2009-08-27
Also published as: CN101499695B; CN101499695A

Abstract

Ein Getriebemotor für einen Sitzeinsteller hat einen Motorabschnitt (40) und einen Getriebeabschnitt (50). Der Motorabschnitt hat einen Motor (11), und der Getriebeabschnitt (50) hat einen zweistufigen Getriebezug, der durch den Motor angetrieben wird. Die erste Stufe des Getriebezugs umfasst eine Schnecke (13) und ein Schneckenrad (14), wobei die Schnecke (13) drehfest mit der Motorwelle (12) verbunden ist und das Schneckenrad (14) antreibt. Die zweite Stufe des Getriebezugs umfasst einen Zahnkranz (21), ein mit dem Zahnkranz kämmendes Zykloidenrad (23), eine das Zykloidenrad antreibende Exzenterscheibe (15), einen Träger (25) und ein mit dem Träger (25) verbundenes Abtriebsritzel (26), wobei die Exzenterscheibe (15) drehfest mit dem Schneckenrad (14) verbunden ist und bewirkt, dass das Zykloidenrad (23) hinsichtlich des Zahnkranzes (21) umläuft und sich um die eigene Achse dreht. Das Zykloidenrad (23) ist mit dem Träger (25) derart verbunden, dass es den Träger (25) und das Abtriebsritzel (26) zur Drehung mit dem Zykloidenrad veranlasst, jedoch von den Umlaufbewegungen des Zykloidenrads unbeeinflusst ist.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Servogetriebemechanismus und insbesondere einen Getriebemotor für einen Sitzeinsteller, der zum Beispiel bei Fahrzeugsitzen verwendet wird.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Ein Einsteller für einen Fahrzeugsitz ist eine Vorrichtung, bei der ein Elektromotor für die Einstellung der Sitzhöhe, Sitzposition oder Sitzneigung verwendet wird. Der Motor kommt zum Einsatz, wenn die Position des Sitzes nach vorne oder nach hinten oder die Höhe des Sitzes nach oben oder nach unten verstellt werden soll, um die Sitzposition an den Passagier anzupassen. Wenn der Motor abgestellt wird, kann diese Vorrichtung den Sitz ohne Zuhilfenahme anderer Vorrichtungen in derselben Position halten. Normalerweise wird bei einem derartigen Sitzeinsteller als Antriebskraft ein Getriebemotor verwendet. Ein Getriebemotor, wie er bei konventionellen Sitzeinstellvorrichtungen Verwendung findet, hat ein Getriebe mit einem zweistufigem Getriebezug. Die erste Stufe sind eine Schnecke und ein Schneckenrad, und die zweite Stufe ist ein Planetengetriebezug des Typs N-N. 1 ist eine schematische Darstellung der Struktur des Planetengetriebezugs des Typs N-N, der in bekannten Produkten verwendet wird und der einen Zahnkranz 1 mit einem Abtriebsritzel, einen Bolzen 2, einen Zahnkranz 3, ein Planetenrad 4, eine Buchse 5 und eine Exzenterscheibe 6 (die normalerweise als Teil des Schneckenrads ausgebildet ist) aufweist. Der Zahnkranz 3 und das Planetenrad 4 kämmen miteinander in einem Inneneingriff N1, und der Zahnkranz 1 kämmt mit dem Abtriebsritzel und dem Planetenrad in einem Inneneingriff N2. Das Hauptproblem bei bekannten Produkten ist die schwache Getriebeleistung aufgrund der Verwendung eines Planetengetriebezugs des Typs N-N, wodurch der Getriebemotor entsprechend leistungsschwach ist. Ein weiteres Problem bei bekannten Produkten ist die sehr geringe Belastbarkeit des Getriebes, da die gesamte Last bei traditionellen N-N-Planetengetriebezügen stets nur durch ein oder zwei Verzahnungspaare getragen wird.
KURZBSCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Aufgabe der Erfindung ist somit die Bereitstellung eines leistungsfähigen Getriebemotors für eine Sitzeinstellvorrichtung sowie eines Getriebemotors für eine Sitzeinstellvorrichtung mit hoher Belastbarkeit.
Durch vorliegende Erfindung wird ein Getriebemotor für einen Sitzeinsteller zur Verfügung gestellt, der einen Motor und ein Getriebe umfasst, wobei das Getriebe eine erste Stufe eines Getriebezugs mit einer Schnecke und einem Schneckenrad umfasst und die Schnecke drehfest mit der Motorwelle verbunden ist und das Schneckenrad antreibt, und eine zweite Stufe eines Getriebezugs, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Stufe des Getriebezugs einen Zahnkranz, ein mit dem Zahnkranz kämmendes Zykloidenrad, eine das Zykloidenrad antreibende Exzenterscheibe, einen Träger und ein mit der Träger verbundenes Abtriebsritzel aufweist, wobei die Exzenterscheibe drehfest mit dem Schneckenrad verbunden ist und dafür ausgebildet ist, das Zykloidenrad derart anzutreiben, dass dieses hinsichtlich des Zahnkranzes umläuft und sich um die eigene Achse dreht, und wobei das Zykloidenrad mit dem Träger verbunden ist und bewirkt, dass sich der Träger und das Abtriebsritzel mit dem Zykloidenrad drehen.
Vorzugsweise ist der Zahnkranz ein Kranz mit einer inneren Zykloidenverzahnung, und das Zykloidenrad ist ein Zahnrad mit einer Epizykloidenverzahnung. Die Außenfläche der Exzenterscheibe ist exzentrisch zur Mitte des Schneckenrads, und das Zykloidenrad ist drehbar mit der Außenfläche der Exzenterscheibe verbunden.
Vorzugsweise ist die Anzahl der Zähne des Zykloidenrads geringer als die Anzahl der Zähne des Zahnkranzes.
Vorzugsweise ist das Zykloidenrad über ein Lager drehbar mit der Außenfläche der Exzenterscheibe verbunden.
Vorzugsweise ist die Exzenterscheibe mit einer zur Achse des Schneckenrads konzentrischen inneren Öffnung versehen, und der Getriebezug der zweiten Stufe umfasst eine an dem Abtriebsritzel befestigte Welle, die sich in die innere Öffnung der Exzenterscheibe hinein erstreckt.
Vorzugsweise ist der Träger mit einer Vielzahl von Bolzen versehen, und das Zykloidenrad hat eine entsprechende Anzahl von Öffnungen, in die sich die Bolzen hinein erstrecken.
Vorzugsweise sind die Bolzen integral mit dem Träger ausgebildet oder an dem Träger montiert.
Vorzugsweise ist das Abtriebsritzel integral mit dem Träger ausgebildet oder an dem Träger montiert.
Vorzugsweise ist die Exzenterscheibe durch Umspritzen mit dem Schneckenrad ausgebildet oder an dem Schneckenrad montiert.
Vorzugsweise ist die Schnecke durch eine Presspassung an der Motorwelle befestigt oder integral mit der Motorwelle ausgebildet.
Es ist somit erkennbar, dass vorliegende Erfindung einen N-N-Getriebezug durch einen Zykloidgetriebezug ersetzt, so dass bei gleichem Volumen eine höhere Tragfähigkeit und eine höhere Leistung verfügbar sind. Durch die Verwendung eines Zykloidgetriebezuges wird die Last durch mehrere Verzahnungen getragen, und die Biegebeanspruchung der Verzahnungen verringert sich durch die mehrfach kämmenden Verzahnungspaare. Aufgrund der mehrfach kämmenden Verzahnungspaarungen des Zykloidgetriebezuges erlaubt die Erfindung eine höhere Schockbelastung.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nunmehr anhand eines Beispiels mit Bezug auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben.
1 ist eine auseinandergezogene schematische Darstellung eines in bestehenden Produkten verwendeten N-N-Planetengetriebezuges;
2 ist eine isometrische Ansicht eines Getriebemotors für einen Sitzeinsteller gemäß einer bevorzugten Ausführungsform;
3 ist eine zum Teil auseinandergezogene Darstellung des Getriebemotors von 2;
4 ist eine schematische Darstellung einer ersten Stufe eines Getriebezugs des Getriebemotors von 2; und
5 ist eine auseinandergezogene Darstellung einer zweiten Stufe des Getriebezugs des Getriebemotors von 2.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
2 ist eine isometrische Ansicht eines Getriebemotors für einen Sitzeinsteller gemäß einer im komplett zusammengebauten Zustand dargestellten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Getriebemotor 10 lässt sich in zwei Abschnitte unterteilen, nämlich in den Motorabschnitt 40 und in den Getriebeabschnitt 50. 3 ist eine Darstellung des Getriebemotors 10, wobei der Getriebeabschnitt 50 auseinandergezogen dargestellt ist. Der Getriebemotor 10 umfasst einen 12 Volt Gleichstrommotor 11 mit einer Motorwelle 12, eine an der Motorwelle befestigte Schnecke 13, ein Schneckenrad 14 mit einer Exzenterscheibe 15, einen Buchsenhalter 16, eine mit Öl imprägnierte Kegelbuchse 17, ein Getriebegehäuse 18, eine Stellschraube 19 zur Einstellung des Endspiels für die Motorwelle, eine mit Öl imprägnierte zylindrische Buchse 20, einen Zahnring 21, eine Zwischenlegscheibe 22, ein Zykloidenrad 23, ein Lager 24, einen Träger 25, ein Abtriebsritzel 26, Bolzen 27, eine durch eine Sackverbindung (z. B. eine Presspassung) mit dem Abtriebsritzel 26 verbundene Welle 28, eine Lagerbuchse 29 für das Abtriebsritzel, eine Abdeckkappe 30 und Schrauben 31.
Der Motorabschnitt 40 besteht aus einem Gleichstrommotor 11 als Energiequelle. Das Getriebegehäuse 18 und die Abdeckkappe 30 bilden das Gehäuse des Getriebeabschnitts 50, in dem die beiden Stufen des Getriebezugs untergebracht sind. Das vordere Ende der Motorwelle 12 erstreckt sich in das Gehäuse hinein, wobei das freie Ende durch die Buchse 17 in dem Gehäuse fixiert ist. Die Schnecke 13 ist in dem Gehäuse an der Welle 12 befestigt und kämmt mit dem Schneckenrad 14, wodurch die erste Stufe des Getriebezugs gebildet wird. Die zylindrische Buchse 20, der Zahnkranz 21, die Zwischenlegscheibe 22, das Zykloidenrad 23, das Lager 24, der Träger 25, das Abtriebsritzel 26, die Bolzen 27, die Welle 28 und die Lagerhülse 29 des Abtriebsritzels sind zu einem Zykloidengetriebe zusammengebaut, das die zweite Stufe des Getriebezugs des Getriebeabschnitts 50 bildet.
Wie in 4 gezeigt ist, liefert der Gleichstrommotor 11 über die Motorwelle 12 eine mechanische Kraft an die erste Stufe des Getriebezugs. Die Schnecke 13 ist in die Motorwelle 12 eingepresst und dreht sich mit der Motorwelle 12. Alternativ dazu könnte die Schnecke als integraler Teil der Motorwelle ausgebildet sein. Das Schneckenrad 14 wird durch die Schnecke 13 angetrieben und dreht die Exzenterscheibe 15. Die Außenzylinderfläche der Exzenterscheibe 15 ist exzentrisch zur Mitte des Schneckenrads 14, und die Exzenterscheibe 15 ist mit einer inneren Öffnung versehen, die konzentrisch zu dem Schneckenrad 14 ist. Die Exzenterscheibe 15 kann ein separates Teil sein, das an dem Schneckenrad 14 befestigt ist, oder sie kann durch Umspritzen einteilig mit dem Schneckenrad 14 ausgebildet sein.
Wie 5 zeigt, ist die zweite Stufe des Getriebezugs durch den Zahnkranz 21, die Zwischenlegscheibe 22, das Zykloidenrad 23, das Lager 24, den Träger 25 und das Abtriebsritzel 26 gebildet, die wiederum verbunden sind. Der Zahnkranz 21 ist ein Ring mit einer inneren Zykloidenverzahnung, und das Zykloidenrad 23 ist ein Ring mit Epizykloidenverzahnung, wobei die Zähne beider Verzahnungen miteinander kämmen. Die Anzahl der Zähne des Zykloidenrads 23 ist geringer als die Anzahl der Zähne des Zahnkranzes 21. Zum Beispiel kann die Anzahl der Zähne des Zykloidenrads 23 einundzwanzig und die Anzahl der Zähne des Zahnkranzes zweiundzwanzig betragen, wodurch sich eine 22fache Geschwindigkeitsuntersetzung ergibt. Das Lager 24 ist in einer zentralen Öffnung des Zykloidenrads 23 fixiert, und die Exzenterscheibe 15 ist in die zentrale Öffnung des Lagers 24 eingesetzt, so dass das Zykloidenrad 23 über das Lager 24 mit der Außenzylinderfläche der Exzenterscheibe 15 verbunden ist. Die Zwischenlegscheibe 22 ist zwischen den einander gegenüberliegenden Flächen des Schneckenrads 14 und des Zykloidenrads 23 angeordnet, um die Reibung zwischen diesen Flächen zu reduzieren.
Die Welle 28 ist starr mit dem Ausgangsritzel 26 verbunden, durch die innere Öffnung der Exzenterscheibe 15 hindurchgeführt und in der Buchse 20 zapfengelagert. Die dem Zykloidenrad 23 zugekehrte Seite des Trägers 25 hat mehrere Bolzen 27, die sich in einer axialen Richtung nach außen erstrecken. Die Bolzen 27 erstrecken sich in korrespondierende Öffnungen des Zykloidenrads 23 hinein, wobei der Durchmesser der Bolzen 27 kleiner ist als der Durchmesser der korrespondierenden Öffnungen des Zykloidenrads 23. Das Abtriebsritzel 26 ist auf der von dem Zykloidenrad 23 entfernten Seite des Trägers 25 ausgebildet oder montiert, kann jedoch auch integral mit dem Träger ausgebildet sein. Ähnlich können die Bolzen 27 an dem Träger 25 befestigt oder integral mit dem Träger ausgebildet sein.
Die Drehung der Exzenterscheibe 15 bewirkt, dass das Zykloidenrad 23 um die Innenfläche des Zahnkranzes 21 "wandert". Dieses Wandern bezeichnet man als Umlaufen, wobei jede volle Umlaufbewegung der Exzenterscheibe eine Umdrehung des Zykloidenrads bewirkt. Das Zykloidenrad dreht sich auch um seine eigene Achse, und jede Umdrehung bewirkt eine geringfügige Drehung des Zyklodienrads, abhängig von der Anzahl der Zähne des Zahnkranzes 21 und des Zykloidenrads 23. In dem angegebenen Beispiel bewirken zweiundzwanzig Umläufe, dass sich das Zykloidenrad einmal dreht (eine Drehung). Der Träger 25 überträgt die Drehung des Zykloidenrads 23 auf das Abtriebsritzel. Der Spielraum zwischen den Bolzen 27 und den korrespondierenden Öffnungen in dem Zykloidenrad 23 ermöglicht eine Umlaufbewegung des Zykloidenrads ohne Beeinträchtigung der Bewegung des Trägers 25, während das Zykloidenrad gleichzeitig veranlasst wird, auch den Träger 25 zu drehen oder über die Bolzen 27 anzutreiben.
Bei dem erfindungsgemäßen Getriebemotor für einen Sitzeinsteller wird die Kraft durch den Motor 11 erzeugt und über die Motorwelle 12 auf die erste Stufe des Getriebezugs in dem Gehäuse des Getriebeabschnitts 50 übertragen. Die Kraft wird dann durch das Schneckenrad 14 der ersten Stufe des Getriebezugs und dessen Exzenterscheibe 15 über die zweite Stufe des Getriebezugs weiter auf das Abtriebsritzel 26 übertragen, um dadurch die Funktion einer Sitzverstellung auszuüben. Durch den Vorteil der mehrfach kämmenden Verzahnungspaare des Zykloidenrads 23 zeigt die Erfindung einen besseren Umgang mit Schockbelastungen.
Wenngleich die Erfindung mit Bezug auf eine oder mehrere bevorzugte Ausführungsformen beschrieben wurde, wird der Fachmann erkennen, dass verschiedene Modifikationen möglich sind, ohne den Schutzrahmen der Erfindung zu verlassen, der durch die anliegenden Ansprüche definiert ist.
Begriffe wie "bestehen aus", "aufweisen", "enthalten" und "haben" sowie deren Synonyme, die in der Beschreibung und in den Ansprüchen der vorliegenden Erfindung verwendet werden, drücken aus, dass das genannte Element vorhanden ist, sie schließen jedoch nicht aus, dass auch weitere Elemente vorhanden sind.

Claims

Getriebemotor für einen Sitzeinsteller, der einen Motor (11) und einen Getriebeabschnitt (50) aufweist, wobei der Getriebeabschnitt (50) eine erste Stufe eines Getriebezugs mit einer Schnecke (13) und einem Schneckenrad (14), wobei die Schnecke (13) drehfest mit der Motorwelle (12) verbunden ist und das Schneckenrad antreibt, und eine zweite Stufe eines Getriebezugs umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Stufe des Getriebezugs einen Zahnkranz (21), ein mit dem Zahnkranz kämmendes Zykloidenrad (23), eine das Zykloidenrad antreibende Exzenterscheibe (15), einen Träger (25) und ein mit dem Träger (25) verbundenes Abtriebsritzel (26) aufweist, wobei die Exzenterscheibe (15) drehfest mit dem Schneckenrad (14) verbunden ist und dafür ausgebildet ist, das Zykloidenrad (23) derart anzutreiben, dass dieses hinsichtlich des Zahnkranzes (21) umläuft und sich um die eigene Achse dreht, und wobei das Zykloidenrad (23) mit dem Träger (25) verbunden ist und bewirkt, dass sich der Träger (25) und das Abtriebsritzel (26) mit dem Zykloidenrad drehen.
Getriebemotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zahnkranz (21) ein Ring mit einer inneren Zykloidenverzahnung ist und dass das Zykloidenrad (23) ein Ring mit einer Epizykloidenverzahnung ist, wobei die Außenfläche der Exzenterscheibe (15) exzentrisch zur Mitte des Schneckenrads (14) ist und wobei das Zykloidenrad (23) mit der Außenfläche der Exzenterscheibe (15) drehbar verbunden ist.
Getriebemotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Zähne des Zykloidenrads (23) kleiner ist als die Anzahl der Zähne des Zahnkranzes (21).
Getriebemotor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Zähne des Zykloidenrads (23) um eins niedriger ist als die Anzahl der Zähne des Zahnkranzes (21).
Getriebemotor nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Zykloidenrad (23) über ein Lager (24) drehbar mit der Außenfläche der Exzenterscheibe (15) verbunden ist.
Getriebemotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Exzenterscheibe (15) mit einer inneren Öffnung versehen ist, die konzentrisch zu einer Achse des Schneckenrads (14) ist, und dass die zweite Stufe des Getriebezuges eine an dem Abtriebsritzel (26) befestigte Welle (28) aufweist, die sich in die innere Öffnung der Exzenterscheibe (15) hinein erstreckt.
Getriebemotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (25) mit einer Vielzahl von Bolzen (27) versehen ist und dass das Zykloidenrad (23) eine entsprechende Anzahl von Öffnungen hat, in die sich die Bolzen (27) hinein erstrecken.
Getriebemotor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bolzen (27) integral mit dem Träger (25) ausgebildet oder an dem Träger (25) befestigt sind.
Getriebemotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abtriebsritzel (26) integral mit dem Träger (25) ausgebildet oder an dem Träger (25) montiert ist.
Getriebemotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Exzenterscheibe (15) durch Umspritzen mit dem Schneckenrad (14) ausgebildet oder an dem Schneckenrad montiert ist.
Getriebemotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnecke (13) durch eine Presspassung an der Motorwelle (12) befestigt oder integral mit der Motorwelle ausgebildet ist.