DE102010003704A1

DE102010003704A1 - Getriebe-Antriebseinheit, insbesondere Sitzverstellungsantrieb

Info

Publication number: DE102010003704A1
Application number: DE102010003704A
Authority: DE
Inventors: Christian Bauer; Mario Huesges; Mohamed Mili; Thomas Holzer; Detlef Lauk
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2010-04-08
Filing date: 2010-04-08
Publication date: 2011-10-13
Also published as: FR2958702A1; FR2958702B1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Getriebe-Antriebseinheit (10), insbesondere Sitzverstellungsantrieb, mit einem in einem Getriebegehäuse (12) angeordneten Getriebe (15), das ein eingangsseitiges, von einer Antriebswelle (13) eines Antriebsmotors (11) drehbares Eingangszahnrad (17) aufweist, das über wenigstens ein Zwischenzahnrad (18) auf ein Abtriebszahnrad (19) wirkt, wobei das Getriebe (15) eine Untersetzung der Drehzahl des Eingangszahnrads (17) bewirkt. Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass das Getriebe (15) eine Lastdrehmomentsperre (27) aufweist, die bei der Einleitung eines abtriebsseitigen Drehmoments in das Abtriebszahnrad (19) ein Sperren des Getriebes (15) in Richtung des Eingangszahnrades (17) bewirkt.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Getriebe-Antriebseinheit, insbesondere Sitzverstellungsantrieb, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei einer derartigen, aus der Praxis bekannten und als Sitzverstellungsantrieb ausgebildeten Getriebe-Antriebseinheit wird das Drehmoment eines Antriebsmotors über ein Untersetzungsgetriebe an eine Abtriebswelle übertragen, welche zumindest mittelbar zur Verstellung eines Sitzes in einem Kraftfahrzeug dient. Bei einer derartigen Getriebe-Antriebseinheit muss vermieden werden, dass ein über die Abtriebswelle eingeleitetes Drehmoment in Richtung der Antriebswelle übertragen wird, da dies ansonsten zu einer unerwünschten Verstellung des Sitzes führen könnte. Daher besitzen die bekannten Sitzverstellungsantriebe bzw. deren Getriebe-Antriebseinheiten eine Selbsthemmung, welche in der Praxis durch eine Kalottenlagerung mit axialem Anlauf des Ankers des Antriebmotors konstruktiv umgesetzt wird. Daraus resultiert ein relativ geringer Gesamtwirkungsgrad der Getriebe-Antriebseinheit von beispielsweise 20%. Gesperre sind bei derartigen Getriebe-Antriebseinheiten, wie sie bei Sitzverstellungsantrieben verwendet werden, nicht bekannt.
Offenbarung der Erfindung
Ausgehend von dem dargestellten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Getriebe-Antriebseinheit, insbesondere Sitzverstellungsantrieb, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart weiterzubilden, dass einerseits die Einleitung eines abtriebsseitigen Drehmomentes nicht zu einer Bewegung der Getriebeelemente führt und, dass andererseits der Wirkungsgrad der Getriebe-Antriebseinheit gegenüber dem Stand der Technik erhöht wird. Diese Aufgabe wird bei einer Getriebe-Antriebseinheit, insbesondere Sitzverstellungsantrieb, mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Getriebe-Antriebseinheit sind in den Unteransprüchen angegeben. In den Rahmen der Erfindung fallen sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in den Ansprüchen, der Beschreibung und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen.
In einer besonders bevorzugten konstruktiven Umsetzung der Erfindung wird es vorgeschlagen, dass die Lastdrehmomentsperre im Bereich des Eingangszahnrades innerhalb der ersten Getriebestufe des Getriebes angeordnet ist. Dies hat den besonderen Vorteil, da das von der Antriebswelle des Antriebsmotors übertragene Drehmoment im Bereich des Eingangszahnrades relativ gering ist, dass die Lastdrehmomentsperre konstruktiv ebenfalls nur auf ein relativ geringes Sperrmoment ausgelegt werden muss. Dadurch ist die Lastdrehmomentsperre relativ einfach kompakt und preiswert herstellbar bzw. weist eine besonders hohe Lebensdauer auf.
Um insgesamt einen besonders kompakten Aufbau der Getriebeantriebseinheit zu ermöglichen, wird es darüber hinaus in einer weiteren konstruktiven Gestaltung vorgeschlagen, dass das Antriebsdrehmoment des Eingangszahnrades auf wenigstens einen Mitnehmer eines abtriebsseitigen Kupplungselements übertragbar ist, dass das Kupplungselement Bestandteil des wenigstens einen Zwischenzahnrads ist und, dass das Eingangszahnrad und das wenigstens eine Zwischenzahnrad auf einer gemeinsamen Achse drehbar gelagert sind.
Um eine relativ einfach bauende und zuverlässige Lastdrehmomentsperre auszubilden, wird weiterhin vorgeschlagen, dass die Lastdrehmomentsperre eine Schlingfeder aufweist, die beim Einleiten des abtriebsseitigen Drehmoments mit einem ortsfesten Gegenelement zusammenwirkt.
Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, dass das ortsfeste Gegenelement als separates Bauteil ausgebildet ist und mit dem Gehäuse verbunden ist. Dadurch kann das ortsfeste Gegenelement bezüglich seinen Eigenschaften, z. B. der Verschleißfestigkeit, auf die Funktion der Lastdrehmomentsperre optimiert werden, während das Gehäuse beispielsweise hinsichtlich einer optimalen Herstellbarkeit ausgelegt sein kann.
In einer besonders bevorzugten Ausbildung ist es dabei vorgesehen, dass das Gegenelement aus Metall besteht, ringförmig ausgebildet und mit dem Gehäuse durch einen Formschluss drehfest verbunden ist.
Eine kostenoptimierte Herstellbarkeit sowie ein relativ geringer Raumbedarf des Eingangszahnrades werden ermöglicht, wenn das Eingangszahnrad ein aus Kunststoff im Spritzgussverfahren ausgebildetes Schneckenrad mit wenigstens einem Durchbruch für den wenigstens einen Mitnehmer ausgebildet ist, dass der wenigstens eine Mitnehmer den Durchbruch mit Drehspiel durchgreift und, dass die Schlingfeder in einem ringförmig ausgebildeten Aufnahmeraum im Schneckenrad aufgenommen ist.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen.
Diese zeigen in:
1 eine stark vereinfachte Darstellung einer erfindungsgemäßen Getriebe-Antriebseinheit,
2 einen Schnitt durch die Getriebe-Antriebseinheit gemäß der 1 im Bereich des Eingangszahnrades,
3 eine perspektivische, geschnittene Darstellung des Bereiches der Getriebe-Antriebseinheit gemäß der 2, wobei der besseren Übersichtlichkeit halber verschiedene Bauteile nicht dargestellt sind und
4 eine perspektivische Ansicht eines Eingangszahnrades mit darin angeordneter Lastdrehmomentsperre.
Gleiche Bauteile bzw. Bauteile mit gleicher Funktion sind in den Figuren mit identischen Bezugsziffern versehen.
In der 1 ist eine erfindungsgemäße Getriebe-Antriebseinheit 10 dargestellt, die Bestandteil eines Sitzverstellungsantriebs in einem Kraftfahrzeug ist. Die Getriebe-Antriebseinheit 10 dient der Sitzverstellung, beispielsweise der Längs- bzw. Höhenverstellung eines Fahrzeugsitzes oder einer Sitzlehnenverstellung.
Die Getriebe-Antriebseinheit 10 weist einen als Elektromotor ausgebildeten Antriebsmotor 11 auf, der zusammen mit den nachfolgend noch näher beschriebenen Einzelteilen der Getriebe-Antriebseinheit 10 in einem im Wesentlichen geschlossenen, insbesondere aus Kunststoff bestehenden Getriebegehäuse 12 aufgenommen ist. Alternativ ist es auch denkbar, dass der Antriebsmotor 11 ein eigenes Gehäuse aufweist, das mit dem Getriebegehäuse 12 verbunden ist. Der Antriebsmotor 11 weist eine Antriebswelle 13 auf, die an ihrem dem Antriebsmotor 11 abgewandten Ende als Schneckenwelle ausgebildet ist und eine Schrägverzahnung 14 aufweist. Die Schrägverzahnung 14 kann dabei entweder z. B. durch Rollieren in die Antriebswelle 13 eingeformt sein, oder in Form eines separaten und mit der Antriebswelle 13 drehfest verbundenen Bauteils, z. B. in Form eines Antriebsritzels, realisiert werden. Weiterhin ist es vorzugsweise vorgesehen, dass der Antriebsmotor 11 sowie die Antriebswelle 13 in mehreren, nicht dargestellten Lagern im Getriebegehäuse 12 aufgenommen bzw. gelagert sind.
Die Antriebswelle 13 bzw. die Schrägverzahnung 14 wirkt mit einem im Ausführungsbeispiel einstufig ausgebildeten Getriebe 15 zusammen. Das Getriebe 15 weist ein Eingangszahnrad 17 auf, das über ein Zwischenzahnrad 18 auf ein Abtriebszahnrad 19 wirkt. Das Abtriebszahnrad 19 ist wiederum drehfest mit einer beispielsweise als Vierkantwelle ausgebildeten Abtriebswelle 20 gekoppelt, die das Getriebegehäuse 12 im Bereich einer Öffnung 21 durchdringt und zum zumindest mittelbaren Antrieb des Fahrzeugsitzes dient.
Mittels des Getriebes 15, das als Untersetzungsgetriebe ausgebildet ist, wird ein relativ geringes Antriebsdrehmoment des Antriebsmotors 11 in ein relativ hohes Abtriebsdrehmoment der Abtriebswelle 20 untersetzt.
Wie man am besten anhand einer Zusammenschau der 2 bis 4 erkennt, ist das Eingangszahnrad 17 der ersten Getriebestufe als Schneckenrad ausgebildet und weist an seinem Außenumfang eine als Schrägverzahnung ausgebildete Verzahnung 22 auf, die mit der Schrägverzahnung 14 der Antriebswelle 13 zusammenwirkt. Das Eingangszahnrad 17 ist in einer Achse 24 drehbar gelagert, wobei die Achse 24 im Getriebegehäuse 12 angeordnet, z. B. in einer entsprechenden Öffnung eingepresst ist. Die Achse 24 dient gleichzeitig der Lagerung des Zwischenzahnrades 18. Das Eingangszahnrad 17 ist vorzugsweise als Kunststoffspritzgussteil ausgebildet und weist in Höhe seiner Verzahnung 22 einen ringförmigen Aufnahmeraum 25 zur Aufnahme einer Lastdrehmomentsperre 27 auf.
Die Lastdrehmomentsperre 27 umfasst eine Schlingfeder 28, deren beiden Enden 29, 30 radial nach außen gebogen sind und mit Mitnehmern 32, 33 des aus Metall, insbesondere im Sinterverfahren hergestellten Zwischenzahnrads 18 zusammenwirken. Im Sperrfall der Lastdrehmomentsperre 27 wirkt die Schlingfeder 28 mit einer aus Metall bestehenden Bremsbuchse 35 zusammen, die, wie am besten anhand der 4 erkennbar ist, eine Innenverzahnung 36 aufweist. Die Bremsbuchse 35 ist hierbei drehfest im Getriebegehäuse 12 angeordnet bzw. mit diesem verbunden. Hierzu kann das Getriebegehäuse 12 eine entsprechend ausgebildete Gegenverzahnung für die Innenverzahnung 36 der Bremsbuchse 35 aufweisen, so dass die Bremsbuchse 35 separat durch einen Montageprozess mit dem Getriebegehäuse 12 verbunden wird. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass die Bremsbuchse 35 als Einlegeteil für das Formwerkzeug zum Herstellen des Getriebegehäuses 12 ausgebildet bzw. verwendet wird, so dass die Innenverzahnung 36 der Bremsbuchse 35 beim Formen bzw. Spritzen des Getriebegehäuses 12 formschlüssig aufgenommen wird.
Das Eingangszahnrad 17 weist eine obere Abschlussplatte 37 auf, in der zwei, in den Figuren nicht erkennbare Durchbrüche für die Mitnehmer 32, 33 ausgebildet sind. Hierbei durchgreifen die Mitnehmer 32, 33 die Durchbrüche mit Drehwinkelspiel. Die Mitnehmer 32, 33 sind an der Unterseite eines Lagerrings 38 des Zwischenzahnrads 18 an dessen radial äußeren Bereich angeformt.
Die soweit beschriebene Getriebeantriebseinheit 10 arbeitet wie folgt: Beim Einleiten eines antriebsseitigen Drehmomentes über die Antriebswelle 13 des Antriebsmotors 12 dreht sich das Eingangszahnrad 17 und nimmt dabei über die Ausnehmungen bzw. die Mitnehmer 32, 33 das Zwischenzahnrad 18 in Drehrichtung mit. Das Zwischenzahnrad 18 wirkt mit dem Abtriebszahnrad 19 zusammen, wobei das Drehmoment unter gleichzeitiger Drehzahlreduzierung erhöht wird und an die Abtriebswelle 20 abgegeben wird.
Beim Einleiten eines abtriebsseitigen Drehmoments über die Abtriebswelle 20 wird zunächst das Zwischenzahnrad 18 gedreht, wobei die Mitnehmer 32, 33 mit den Enden 29, 30 der Schlingfeder 28 zusammenwirken. Dabei werden die Enden 29, 30 der Schlingfeder 28 derart gegeneinander bewegt, dass der Innenumfang der Schlingfeder 28 verringert wird, so dass diese an der Bremsbuchse 35 anliegt. Dadurch wird ein abtriebsseitiges Drehmoment gesperrt bzw. die Drehung des Eingangszahnrades 17 gehemmt.
Die soweit beschriebene Getriebe-Antriebseinheit 10 kann in vielfältiger Art und Weise abgewandet bzw. modifiziert werden. So kann beispielweise die Schlingfeder 28 auch mit der Innenfläche einer Bremsbuchse 35 bzw. eines Bremselements zusammenwirken. In diesem Fall müssen die Enden 29, 30 der Schlingfeder 28 nach innen umgebogen werden sowie sonstige konstruktiven Anpassungen vorgenommen werden. Insbesondere ist auch ein mehrstufiges Getriebe 15 denkbar, um eine höhere Untersetzung zu realisieren. Erfindungswesentlich ist lediglich, dass ein abtriebsseitiges Drehmoment durch eine Lastdrehmomentsperre gesperrt wird, wobei die Lastdrehmomentsperre vorzugsweise im Bereich des Eingangszahnrades des Getriebes angeordnet ist.

Claims

Getriebe-Antriebseinheit (10), insbesondere Sitzverstellungsantrieb, mit einem in einem Getriebegehäuse (12) angeordneten Getriebe (15), das ein eingangsseitiges, von einer Antriebswelle (13) eines Antriebsmotors (11) drehbares Eingangszahnrad (17) aufweist, das über wenigstens ein Zwischenzahnrad (18) auf ein Abtriebszahnrad (19) wirkt, wobei das Getriebe (15) eine Untersetzung der Drehzahl des Eingangszahnrads (17) bewirkt, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (15) eine Lastdrehmomentsperre (27) aufweist, die bei der Einleitung eines abtriebsseitigen Drehmoments in das Abtriebszahnrad (19) ein Sperren des Getriebes (15) in Richtung des Eingangszahnrades (17) bewirkt.
Getriebe-Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lastdrehmomentsperre (27) im Bereich des Eingangszahnrads (17) des Getriebes (15) angeordnet ist.
Getriebe-Antriebseinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsdrehmoment des Eingangszahnrads (17) auf wenigstens einen Mitnehmer (32, 33) eines abtriebsseitigen Kupplungselements übertragbar ist, dass das Kupplungselement Bestandteil des wenigstens einen Zwischenzahnrads (18) ist und, dass das Eingangszahnrad (17) und das wenigstens eine Zwischenzahnrad (18) auf einer gemeinsamen Achse (24) drehbar gelagert sind.
Getriebe-Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lastdrehmomentsperre (27) eine Schlingfeder (28) aufweist, die beim Einleiten des abtriebsseitigen Drehmoments mit einem ortsfesten Gegenelement (35) zusammenwirkt.
Getriebe-Antriebseinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das ortsfeste Gegenelement (35) als separates Bauteil ausgebildet ist und mit dem Gehäuse (15) verbunden ist.
Getriebe-Antriebseinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass des Gegenelement (35) aus Metall besteht, ringförmig ausgebildet und mit dem Gehäuse (15) durch einen Formschluss drehfest verbunden ist.
Getriebe-Antriebseinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingangszahnrad ein aus Kunststoff im Spritzgussverfahren ausgebildetes Schneckenrad (17) mit wenigstens einem Durchbruch für den wenigstens einen Mitnehmer (32, 33) ausgebildet ist, dass der wenigstens eine Mitnehmer (32, 33) den Durchbruch mit Drehwinkelspiel durchgreift und, dass die Schlingfeder (28) in einem insbesondere ringförmig ausgebildeten Aufnahmeraum (25) im Schneckenrad (17) aufgenommen ist.
Getriebe-Antriebseinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnung (22) des Schneckenrades (17) als Außenverzahnung am Schneckenrad (17) ausgebildet ist.
Getriebe-Antriebseinheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenverzahnung als Schrägverzahnung ausgebildet ist und mit einer Verzahnung (14) einer Schneckenwelle zusammenwirkt, die zumindest mittelbar an der Antriebswelle (13) des Antriebsmotors (11) angeordnet ist.
Getriebe-Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Zwischenzahnrad (18) zusammen mit dem wenigstens einen Mitnehmer (32, 33) aus Metall ausgebildet ist und diese im Sinterverfahren hergestellt sind.