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Stand der Technik
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verstellvorrichtung, insbesondere zur Verstellung eines Fahrersitzes oder einer Lenksäule eines Kraftfahrzeugs.
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Verstellvorrichtungen sind aus dem Stand der Technik in unterschiedlichen Ausbildungen bekannt, wie z. B. aus der
DE 10 2008 043 904 A1 . Diese Verstellvorrichtung hat sich bewährt, weist jedoch eine Gewindespindel und ein Schneckenrad auf, die über eine Vielzahl von Bauteilen an einem rohrförmigen Gehäuse radial und axial abgestützt sind. Dies erfordert neben einem hohen Materialaufwand einen sehr zeit- und kostenintensiven Fertigungs- und Montageprozess.
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Offenbarung der Erfindung
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Die erfindungsgemäße Verstellvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist demgegenüber den Vorteil auf, dass durch eine Zusammenfassung beziehungsweise Bündelung von Bauteilfunktionen in das Gehäuse die Anzahl der erforderlichen Bauteile deutlich reduziert und der Montagevorgang dadurch wesentlich vereinfacht werden kann. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass die Verstellvorrichtung eine Gewindespindel und ein Schneckenrad umfasst, das über eine Außenverzahnung mit einer Antriebseinheit koppelbar ist. Ferner weist das Schneckenrad ein Innengewinde, das mit einem Außengewinde der Gewindespindel kämmt, und ein Gehäuse auf, in welchem das Schneckenrad aufgenommen ist. Hierbei ist das Gehäuse zweiteilig mit einem ersten Gehäuseteil und einem zweiten Gehäuseteil gebildet und weist eine erste Axiallagerfläche und eine zweite Axiallagerfläche sowie eine erste Radiallagerfläche und eine zweite Radiallagerfläche zur Lagerung des Schneckenrads auf. Durch die in einem zweiteiligen Gehäuse angeordneten integrierten Axiallagerflächen und Radiallagerflächen sind somit keine zusätzlichen einzelnen Lagerbauteile zur Lagerung des Schneckenrads erforderlich, was zu wesentlichen Kosteneinsparungen beim Materialaufwand und bei der Bauteillogistik beiträgt. Zudem kann die Fertigung der Verstellvorrichtung aufgrund der geteilten Gehäuseteile somit deutlich zeit- und kosteneffizienter ausgeführt werden. Ferner kann das bisher als tiefgezogenes Metallrohr verwendete teure Gehäuseteil entfallen.
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Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung. In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sind das erste und zweite Gehäuseteil jeweils als Gehäusehalbschale ausgebildet. Somit können die Gehäusehalbschalen gewichtsoptimiert, mit geringen Maßtoleranzen und sehr wirtschaftlich als Kunststoffspritzguss-Massenteile hergestellt werden. Ferner ist eine Montage ohne nachträgliche Bearbeitungsschritte möglich.
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Weiterhin bevorzugt sind das erste und zweite Gehäuseteil identisch ausgebildet. Aufgrund der symmetrischen Ausführung können die Gehäusehalbschalen mittels schieberlosen Werkzeugen als Identeile gefertigt werden. Dadurch kann die Teilevielfalt und Komplexität der Verstellvorrichtung drastisch reduziert werden. Ferner ist somit eine schnellere Fertigung der Verstellvorrichtung mit kürzeren Taktzeiten möglich.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist das Gehäuse eine erste Anschlagfläche und eine zweite Anschlagfläche für die Gewindespindel auf. Somit wird auf einfache Weise eine Hubbegrenzung für die Gewindespindel bereitgestellt, die den Verstellbereich des Sitzes bzw. der Lenksäule limitiert und ein einseitiges Herauslauslaufen aus dem Schneckenrad verhindert.
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Vorzugsweise weist das erste Gehäuseteil einen Verbindungszapfen auf und das zweite Gehäuseteil eine zur Aufnahme des Verbindungszapfens entsprechend ausgebildete Ausnehmung auf. Damit können die Gehäusehalbschalen auf einfache Weise und mit geringem Kraftaufwand werkzeuglos zusammengefügt werden. Ferner ist ein Vertauschen der Bauteile nicht möglich.
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Weiterhin bevorzugt weist der Verbindungszapfen eine Vielzahl von Zapfenelementen auf, welche durch wenigstens einen Schlitz voneinander getrennt sind. Dadurch kann der Verbindungszapfen mit einem Übermaß hergestellt werden, welches sich beim Einfügen in die Ausnehmung der gegenüberliegenden Gehäusehalbschale dadurch reduziert, dass die Zapfenelemente aufgrund eines oder mehrerer Schlitze radial zusammen gedrückt werden.
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Vorzugsweise ist ferner ein Verriegelungsbolzen vorgesehen, welcher den Verbindungszapfen in der Ausnehmung des anderen Gehäuseteils verriegelt. Durch den Verriegelungsbolzen werden die Zapfenelemente in radialer Richtung auseinander gespreizt und somit eine betriebssichere Fixierung der Gehäusehalbschalen sichergestellt. Zudem kann der Verbindungszapfen alternativ auch mit einer Hinterschneidung für eine formschlüssige Verbindung mit dem anderen Gehäuseteil versehen sein.
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Weiterhin bevorzugt ist der Verriegelungsbolzen im nicht montierten Zustand am Gehäuseteil mittels einer Sollbruchstelle fixiert und der Verbindungszapfen und der Verbindungsbolzen sind koaxial zueinander angeordnet. Dadurch ist der Verriegelungsbolzen unverlierbar und für den Fügeprozess montagegerecht angeordnet, was zu einer weiteren Vereinfachung und Beschleunigung des Fertigungsvorgangs führt. Nach dem Fügen, bei dem der Verriegelungsbolzen in den Verbindungszapfen eingeschlagen wird, sind die beiden Gehäuseteile somit dauerhaft fest miteinander verbunden.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist ferner ein Federelement vorgesehen, welches zwischen dem Schneckenrad und dem Gehäuse angeordnet ist und eine axiale Vorspannkraft auf das Schneckenrad ausübt. Dadurch kann auf einfache Weise ein axiales Spiel des Schneckenrads im Gehäuse ausgeglichen werden, woraus eine erhöhte Betriebssicherheit und Langlebigkeit der Verstellvorrichtung resultiert.
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Vorzugsweise weist das Gehäuse eine erste und eine zweite Befestigungsöffnung auf. Hierbei ist die erste Befestigungsöffnung im ersten Gehäuseteil angeordnet und die zweite Befestigungsöffnung im zweiten Gehäuseteil angeordnet. Die ersten und zweiten Befestigungsöffnungen dienen zur Aufnahme von Befestigungselementen, mittels denen das Gehäuse auf einfache Weise an Befestigungsvorrichtungen fixiert werden kann, die mit dem Fahrzeug verbunden sind.
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Weiterhin bevorzugt liegt eine Durchgangsachse der ersten und zweiten Befestigungsöffnung senkrecht zu einer Teilungsebene des Gehäuses. Dadurch wird erreicht, dass die Fixierungskräfte der Befestigungselemente gleichmäßig auf beide Gehäuseteile wirken und diese im zusammengefügten Zustand zusätzlich sichern und ein Verziehen verhindern.
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Weiterhin bevorzugt umfasst die Vorrichtung ein Versteifungsgehäuse, welches über dem Gehäuse angeordnet ist, und einen Grundbereich mit einer Spindeldurchgangsöffnung, einen ersten Seitenbereich mit einer ersten Seitenöffnung und einen zweiten Seitenbereich mit einer zweiten Seitenöffnung aufweist. Das Versteifungsgehäuse ist vorzugsweise aus einem Werkstoff, insbesondere einem Kunststoff, mit höherer Festigkeit als dem der ersten und zweiten Gehäuseteile hergestellt. Dadurch kann die Festigkeit der gesamten Baugruppe gezielt weiter erhöht werden, wodurch unter allen Einsatzbedingungen eine verbesserte Betriebsicherheit und Dauerhaltbarkeit erreicht wird.
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Kurze Beschreibung der Zeichnung
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Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:
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1 eine Schnittdarstellung einer Verstellvorrichtung gemäß einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
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2 eine perspektivische Darstellung von Gehäuseteilen sowie einem Schneckenrad und einem Federelement im nicht montierten Zustand der Verstellvorrichtung von 1,
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3 eine perspektivische Teilansicht eines Gehäuseteils der Verstellvorrichtung mit Verbindungszapfen und Ausnehmung,
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4 eine geschnittene Teilansicht der Gehäuseteile im zusammengefügten Zustand vor dem Verriegeln mit einem Verriegelungsbolzen, und
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5 eine perspektivische Darstellung des Gehäuses im montierten Zustand, sowie eines Versteifungsgehäuses.
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Ausführungsform der Erfindung
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Im Folgenden wird anhand der 1 bis 5 eine Verstellvorrichtung gemäß einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung im Detail beschrieben.
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1 zeigt eine Verstellvorrichtung 1 zur Verwendung für eine Sitzverstellung oder eine Lenksäulenverstellung in einem Fahrzeug. Die Verstellvorrichtung 1 umfasst eine Gewindespindel 2, ausgebildet als Tauchspindel, ein Schneckenrad 3 zum Antrieb der Gewindespindel 2 sowie ein Gehäuse 4. Das Schneckenrad 3 ist über eine Außenverzahnung 3A mit einer Antriebseinheit 7 gekoppelt. In 1 ist beispielhaft eine Abtriebswelle der Antriebseinheit 7 dargestellt, welche mit dem Schneckenrad 3 kämmt. Das Schneckenrad 3 weist ferner ein Innengewinde 3B auf, das mit einem Außengewinde 2A der Gewindespindel 2 kämmt. Ein Anschlusselement 24 ist an einem Ende der Gewindespindel 2 zur Verstellung mit einem Fahrzeugsitz bzw. einer Lenksäule (nicht dargestellt) verbunden.
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Das Gehäuse 4 ist zweiteilig ausgebildet und weist eine erste Axiallagerfläche 41 und eine zweite Axiallagerfläche 42 auf, an der das Schneckenrad 3 axial abgestützt ist. Zudem ist am Gehäuse 4 eine erste Radiallagerfläche 43 und eine zweite Radiallagerfläche 44 vorgesehen, welche das Schneckenrad 3 in radialer Richtung lagern. Zwischen dem Schneckenrad 3 und der ersten Axiallagerfläche 41 des Gehäuses 4 ist ferner ein Federelement 5 eingefügt, das eine axiale Vorspannkraft auf das Schneckenrad ausübt und somit ein axiales Spiel zwischen der Gewindespindel 2 und dem Schneckenrad 3 ausgleicht. Das Federelement 5 ist eine ringförmige, konische Feder. Somit ist die Gewindespindel 2 über das Schneckenrad 3 im Gehäuse 4 gelagert.
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Wie aus 1 weiter ersichtlich, ist am Gehäuse 4 ferner eine stirnseitige erste Anschlagfläche 47 für die Gewindespindel 2 vorgesehen, welche als Anschlag für eine dem Gehäuse 4 zugewandte Stirnseite 23 des Anschlusselements 24 fungiert, wenn die Gewindespindel 2 entgegen einer Achsenrichtung X bewegt wird. An einem dem Anschlusselement 24 gegenüberliegenden Ende der Gewindespindel 2 ist ferner ein Endanschlag 22 an der Gewindespindel 2 vorgesehen, welcher einen Verstellweg der Gewindespindel 2 in Achsenrichtung X an einer im Gehäuse 4 vorgesehenen zweiten Anschlagfläche 48 begrenzt. Somit ist die erste Anschlagfläche 47 an einer Außenseite des Gehäuses 4 vorgesehen und die zweite Anschlagfläche 48 im Inneren des Gehäuses 4 vorgesehen.
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Das Gehäuse 4 ist zweiteilig mit einem ersten und einem zweiten Gehäuseteil 4A bzw. 4B ausgebildet (siehe 2), wobei in 1 lediglich das zweite Gehäuseteil 4B sichtbar ist. Am Gehäuse 4 sind ferner Verbindungszapfen und Ausnehmungen vorgesehen, die in dieser Darstellung jeweils einmal beispielhaft mit einem Bezugszeichen 10 bzw. 11 gekennzeichnet sind. Wie aus der auseinandergezogenen Darstellung von 2 ersichtlich ist, sind die ersten und zweiten Gehäuseteile 4A, 4B vorzugsweise identisch ausgebildet. Beim Zusammenfügen der ersten und zweiten Gehäuseteile 4A, 4B werden die wechselseitig angeordneten Verbindungszapfen 10 des ersten bzw. zweiten Gehäuseteils 4A, 4B hierbei jeweils in den entsprechend angeordneten Ausnehmungen 11 des anderen Gehäuseteils aufgenommen.
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Wie aus 3 ersichtlich, weist jeder Verbindungszapfen 10 vier vorragende Zapfenelemente 10A auf, die jeweils durch zwei Schlitze 12 voneinander getrennt sind. Ein Außendurchmesser D1 des Verbindungszapfens 10 weist hierbei ein Übermaß gegenüber einem Innendurchmesser D2 der Ausnehmung 11 auf. Somit werden die Zapfenelemente 10A beim Einfügen in die Ausnehmung 11 zusammengedrückt und fixieren die Gehäuseteile 4A, 4B reibschlüssig aneinander.
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Wie aus 4 ersichtlich, ist im nicht montierten Zustand ferner ein Verriegelungsbolzen 20 an der Außenseite des (hier beispielhaft dargestellten) Gehäuseteils 4A koaxial zu einer Mittelachse Y-Y des Verbindungszapfens 10 vorgesehen. Der Verbindungsbolzen 20 ist hierbei mittels einer ringförmigen Sollbruchstelle 21 am Gehäuseteil 4A befestigt. Zum Zusammenfügen der ersten und zweiten Gehäuseteil 4A, 4B kann der Verriegelungsbolzen 20 in Richtung eines Pfeils P zwischen die vier Zapfenelemente 10A des Verbindungszapfens 10 eingeschlagen werden. Hierbei wird die Sollbruchstelle 21 zerstört und der Verriegelungsbolzen 20 drückt die Zapfenelemente 10A in Pfeilrichtung F radial auseinander. Ein aus der Ausnehmung 11 vorragendes stirnseitiges Ende 10B jedes Zapfenelements 10A weist zudem einen Hinterschnitt 25 auf, so dass die ersten und zweiten Gehäuseteile 4A und 4B im montierten Zustand neben der reibschlüssigen Fixierung auch formschlüssig miteinander verbunden bzw. verriegelt werden.
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Wie aus 5 ersichtlich ist, weist das erste Gehäuseteil 4A eine erste Befestigungsöffnung 45 und das zweite Gehäuseteil 4B eine zweite Befestigungsöffnung 46 auf. Im dargestellten montierten Zustand des Gehäuses 4 sind die ersten und zweiten Befestigungsöffnungen 45, 46 in Richtung einer Durchgangsachse A gegenüberliegend und senkrecht zu einer Teilungsebene E des Gehäuses 4 angeordnet. Ferner ist ein Versteifungsgehäuse 6 vorgesehen, welches einen Grundbereich 60 mit einer Spindeldurchgangsöffnung 63 sowie einen ersten Seitenbereich 61 mit einer ersten Seitenöffnung 61A und einen zweiten Seitenbereich 62 mit einer zweiten Seitenöffnung 62A aufweist. Die ersten und zweiten Seitenöffnungen 61A, 61B fluchten im montierten Zustand, bei dem das Versteifungsgehäuse 6 über das Gehäuse 4 geschoben ist, mit den ersten und zweiten Befestigungsöffnungen 45, 46. Somit ist eine gemeinsame Befestigung der endmontierten Verstellvorrichtung 1 mittels hier nicht dargestellter Befestigungselemente am Fahrzeug möglich.
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Die dargestellte Verstellvorrichtung 1 weist den Vorteil auf, dass durch die Zusammenfassung bzw. Bündelung von Bauteilfunktionen am zweiteiligen Gehäuse 4 die erforderliche Bauteilanzahl deutlich reduziert und der Montagevorgang wesentlich vereinfacht werden kann. Ferner ist eine zeit- und kosteneffiziente und somit wirtschaftliche Fertigung der symmetrischen Gehäuseteile 4A, 4B als Kunststoffspritzguss-Massenteile mit einem gemeinsamen Werkzeug realisierbar. Auch kann die erfindungsgemäße Verstellvorrichtung 1 vormontiert werden und dann als vormontierte Baugruppe an Fahrzeughersteller geliefert werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008043904 A1 [0002]
