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GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf Getriebeanordnungen für Sitzverstellungen und insbesondere auf eine motorische angetriebene Getriebeanordnung für eine Sitzverstellung in einem Fahrzeug.
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HINTERGRUND
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Dieser Abschnitt liefert Hintergrundinformationen, die sich auf die vorliegende Offenbarung beziehen und nicht notwendigerweise Stand der Technik darstellen.
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Fahrzeuge, wie etwa Automobile, sind im Allgemeinen mit Sitzverstellungen ausgerüstet, die die Fahrer- und Beifahrersitze anheben und absenken. Solche Sitzverstellungen können manuell betrieben oder elektrisch betrieben sein. Manuell betriebene Sitzverstellungen verwenden im Allgemeinen einen Drehknopf, der von einem Fahrzeuginsassen manuell gedreht wird, um den Sitz anzuheben und abzusenken. Andere Versionen von manuell betriebenen Sitzverstellungen verwenden einen Hebel, der von dem Fahrzeuginsassen gedrückt oder gezogen wird, um den Sitz anzuheben und abzusenken. Elektrisch betriebene Sitzverstellungen werden typischerweise mit einem Elektromotor angetrieben, der über einen oder mehrere Schalter aktiviert wird, die von einem Insassen gesteuert werden. Unabhängig davon, ob die Sitzverstellung manuell betrieben oder elektrisch betrieben ist, wird der Sitz typischerweise durch Rotation eines Ritzelelements oder einer Welle angehoben und abgesenkt, welches bzw. welche mit einem Zahnsegment kämmt. Das Zahnsegment besitzt eine keilartige Form und man kann es sich als ein Stück oder einen Abschnitt eines größeren kreisförmigen Zahnrades vorstellen. Rein bespielhaft und ohne Einschränkung kann das Zahnsegment eine definiert e radiale Ausdehnung von 45 Grad oder weniger haben. Das Zahnsegment ist an dem Fahrzeug schwenkbar angeordnet und schwenkbar mit einem Gestell der Sitzverstellung gekoppelt. Eine Drehung des Ritzelelements in einer Drehrichtung sorgt dafür, dass das Zahnsegment in einer nach unten weisenden Richtung verschwenkt, was den Gestell der Sitzverstellung nach oben verlagert. Drehung des Ritzelelements in einer entgegengesetzten Drehrichtung sorgt dafür, dass das Zahnsegment in einer nach oben weisenden Richtung verschwenkt, was das Gestell der Sitzverstellung absenkt. Der Sitz des Fahrzeugs ist an dem Gestell der Sitzverstellung befestigt und abgestützt, so dass sich der Sitz zusammen mit dem Gestell der Sitzverstellung nach oben und nach unten bewegt.
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Wenn der Fahrzeuginsasse sitzt, wirkt auf das Gestell der Sitzverstellung und somit auf das Zahnsegment eine große Kraft. Daher wird typischerweise eine Getriebeanordnung mit einer großen Untersetzung verwendet, um die Drehung des Ritzelelements zu erzeugen. Solche Getriebeanordnungen beinhalten typischerweise mehrere metallische Zahnräder, die in kämmendem Eingriff miteinander angeordnet sind. Ein Nachteil der existierenden Getriebeanordnungen liegt darin, dass die metallischen Zahnräder Geräusche hervorrufen, wenn der Sitz angehoben oder abgesenkt wird. Mit dem Getriebe verbundene Geräusche sind ein Ärgernis für die Fahrzeuginsassen und werden als Zeichen einer fehlerhaften oder qualitativ schlechten Komponente wahrgenommen. Dieses Problem resultiert in zahlreichen Wartungs- und Reparaturaufforderungen.
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Einige der wichtigsten Anforderungen für Sitzverstellungen im Automobilbereich beinhalten: die Größenordnung des Übersetzungsverhältnisses, die Größenordnung des ausgangsseitigen Drehmoments, die Größe, das Gewichts, die Effizienz, den Geräuschpegel, der von der automobilen Sitzverstellung hervorgerufen wird, die Fähigkeit, Stoßbelastungen aufzunehmen, Kosten, Langlebigkeit und Größe des Nachlaufs. Für manche Anwendungen, wie etwa solchen, die bei der Einstellung und Aufrechterhaltung der eingestellten Position eines Fahrzeugsitzes zur Anwendung kommen, wird zudem eine spezielle Anforderung gestellt, die man „Antirückstellvermögen“ nennt. Das Antirückstellvermögen kann man auch als „Nichtrückstellvermögen“, „Selbstverriegelungsvermögen“ oder „Antirückschwungvermögen“ bezeichnen. Zahnradgetriebe übersetzen die schnelle und drehmomentarme Rotation einer Eingangswelle von einem elektrischen Motor in eine langsame und drehmomentstarke Rotation einer Ausgangswelle, und zwar in einer Drehrichtung im Uhrzeigersinn (CW) oder gegen den Uhrzeigersinn (CCW). Bei Zahnradgetrieben mit einem Antirückstellungsvermögen wird jeder Versuch unterbunden, ein Drehmoment von der Ausgangswelle zurück auf die Eingangswelle zu übertragen, indem man eine äußere Last (wie zum Beispiel das Gewicht eines Insassen oder äußere Reaktionskräfte im Fall eines Auffahrunfalls etc.) auf die Ausgangswelle einwirken lässt. Dies schützt gegen eine Beschädigung des elektrischen Motors und gewährleistet, dass der Fahrzeugsitz in seiner Position verbleibt, wenn der elektrische Motor stromlos ist. Eine Rückstellung kann ferner auftreten, allerdings mit einer wesentlich geringeren Geschwindigkeit, wenn die Schwerkraft in Verbindung mit Vibrationen von der Straße dazu führt, dass sich der Sitzmechanismus über die Zeit langsam nach unten bewegt.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Dieser Abschnitt liefert eine allgemeine Zusammenfassung der Offenbarung und stellt keine umfassende Offenbarung in voller Breite und mit all ihren Merkmalen dar.
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Eine Getriebeanordnung für eine Sitzverstellung ist hier offenbart, die einen leiseren Betrieb ohne Kompromisse hinsichtlich der Haltbarkeit und Leistungsfähigkeit bietet. Die Getriebeanordnung beinhaltet im Wesentlichen ein Getriebegehäuse, eine auf einer drehbaren Welle angeordnete Schneckenwelle, ein in kämmendem Eingriff mit der Schneckenwelle angeordnetes Schneckenrad, ein Taumelrad, eine Ritzelscheibe und ein Ritzelelement, das das Schneckenrad und die Ritzelscheibe trägt. Das Getriebegehäuse beinhaltet eine Getriebekammer und eine Schneckenwellenaufnahme, die sich in die Getriebekammer öffnet. Die Schneckenwelle ist in der Schneckenwellenaufnahme angeordnet und das Ritzelelement erstreckt sich in die Getriebekammer des Getriebegehäuses. Das Ritzelelement ist in der Getriebekammer drehbar und besitzt eine Drehachse. Das Schneckenrad ist in der Getriebekammer des Getriebegehäuses angeordnet und beinhaltet eine exzentrische Ausbuchtung, die längs vorsteht. Das Taumelrad wird von der exzentrischen Ausbuchtung des Schneckenrades getragen und ist innerhalb der Getriebekammer des Getriebegehäuses angeordnet. Das Taumelrad beinhaltet einen ersten Satz Taumelradzähne und einen zweiten Satz Taumelradzähne. Der erste und der zweite Satz Taumelradzähne sind Seite an Seite zueinander angeordnet und gekoppelt, so dass sich der erste Satz Taumelradzähne mit dem zweiten Satz Taumelradzähne dreht.
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Ein erster Zahnkranz ist in der Getriebekammer des Getriebegehäuses angeordnet. Der erste Zahnkranz ist in kämmendem Eingriff mit dem ersten Satz Taumelradzähne angeordnet und mit dem Getriebegehäuse fest verbunden. Der erste Zahnkranz beinhaltet einen ersten Satz Zahnkranzzähne, die eine erste Zahnkranzbreite besitzen. Der erste Zahnkranz ist größer als das Taumelrad, so dass sich das Taumelrad auf einem kreisförmigen Pfad innerhalb des ersten Zahnkranzes bewegt, wenn sich das Schneckenrad dreht. Die Ritzelscheibe ist mit dem Ritzelelement gekoppelt, so dass sich die Ritzelscheibe zusammen mit dem Ritzelelement dreht. Die Ritzelscheibe beinhaltet eine Getriebetasche, die dem Schneckenrad und dem Taumelrad zugewandt ist. Die Getriebetasche der Ritzelscheibe beinhaltet einen zweiten Zahnkranz, der kämmend in den zweiten Satz Taumelradzähne eingreift. Der zweite Zahnkranz ist an der Ritzelscheibe fixiert, so dass sich der zweite Zahnkranz zusammen mit der Ritzelscheibe relativ zu dem Getriebegehäuse dreht. Der zweite Zahnkranz beinhaltet einen zweiten Satz Zahnkranzzähne, die eine zweite Zahnkranzzahnbreite besitzen.
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Ein gehäuseseitiger Zahnkranz ist innerhalb der Getriebekammer des Getriebegehäuses angeordnet. Der gehäuseseitige Zahnkranz ist an dem Getriebegehäuse fixiert und definiert einen Teilbereich des ersten Zahnkranzes, wo ein Teil der ersten Zahnkranzzahnbreite durch den gehäuseseitigen Zahnkranz definiert ist und ein anderer Teil der ersten Zahnkranzzahnbreite durch das Getriebegehäuse definiert ist. Ein Ritzelscheibenzahnkranz ist in der Getriebetasche der Ritzelscheibe angeordnet. Der Ritzelscheibenzahnkranz ist an der Ritzelscheibe fixiert und definiert einen Teilbereich des zweiten Zahnkranzes, wo ein Teil der zweiten Zahnkranzzahnbreite durch den Ritzelscheibenzahnkranz definiert ist und ein anderer Teil der zweiten Zahnkranzzahnbreite durch die Ritzelscheibe definiert ist.
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Der gehäuseseitige Zahnkranz ist aus einem Material hergestellt, das härter ist als das Getriebegehäuse und der Ritzelscheibenzahnkranz ist aus einem Material hergestellt, das härter ist als die Ritzelscheibe. Vorteilhafterweise machen die weicheren Materialien des Getriebegehäuses und der Ritzelscheibe die Getriebeanordnung im Betrieb leiser, sie reduzieren Spiel zwischen dem ersten Zahnkranz und dem ersten Satz Taumelradzähne und sie reduzieren Spiel zwischen dem zweiten Zahnkranz und dem zweiten Satz Taumelradzähne. Gleichzeitig verhindern die härteren Materialien des gehäuseseitigen Zahnkranzes und des Ritzelscheibenzahnkranzes Schäden, übermäßigen Verschleiß und eine Deformation des ersten und zweiten Satzes Zahnkranzzähne aufgrund des Drehmoments, das das Taumelrad auf den ersten und zweiten Zahnkranz ausübt. Die Getriebeanordnung verhindert ferner, dass eine Rückstellung auftritt.
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Figurenliste
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Andere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden ohne weiteres erkennbar, wenn man diese unter Bezugnahme auf die nachfolgende detaillierte Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen besser versteht, in denen:
- 1 eine perspektivische Explosionsdarstellung einer beispielhaften Autositzanordnung einschließlich einer Sitzverstellung und einer Getriebeanordnung ist, die gemäß der vorliegenden Offenbarung aufgebaut ist, wobei die Autositzanordnung in einer angehobenen Position dargestellt ist;
- 2 eine perspektivische Explosionsdarstellung der beispielhaften Autositzanordnung aus 1 ist, wobei die Autositzanordnung in einer gegenüber der angehobenen Position aus 1 abgesenkten Position dargestellt ist;
- 3 eine perspektivische Explosionsdarstellung der beispielhaften Getriebesitzverstellung aus 1 von vorne ist, wobei die beispielhafte Sitzverstellung gemäß der vorliegenden Offenbarung aufgebaut ist und eine Getriebeanordnung mit einem Getriebegehäuse, einem Betätiger, einem Ritzelelement, einem Schneckenrad, einem Taumelrad und einer Ritzelscheibe besitzt;
- 4 eine rückseitige perspektivische Darstellung des Getriebegehäuses der beispielhaften Getriebeanordnung aus 3 ist;
- 5 eine Querschnittsansicht der beispielhaften Sitzverstellung und Getriebeanordnung aus 3 von vorne entlang der Linie 5-5 aus 3 ist;
- 6 eine Querschnittsansicht der beispielhaften Getriebeanordnung aus 3 von hinten entlang der Linie 6-6 aus 3 ist; und
- 7 eine seitliche Querschnittsansicht der beispielhaften Getriebeanordnung aus 3 entlang der Linie 7-7 in 3 ist.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Bezug nehmend auf die Figuren, in denen gleiche Bezugsziffern in den verschiedenen Ansichten jeweils entsprechende Teile bezeichnen, ist eine Autositzanordnung 10 dargestellt, wobei die Autositzanordnung 10 eine Getriebeanordnung 20 und eine Sitzverstellung 22 beinhaltet.
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Es werden exemplarische Ausführungsbeispiele vorgestellt, so dass diese Offenbarung vollständig ist und den maßgeblichen Fachleuten den Umfang umfassend darlegt. Zahlreiche spezielle Details sind dargestellt, wie etwa Beispiele von speziellen Komponenten, Anordnungen und Verfahren, um ein vollständiges Verständnis der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung zu liefern. Den maßgeblichen Fachleuten wird klar sein, dass einzelne Details nicht verwendet werden müssen, dass exemplarische Ausführungsbeispiele in vielen unterschiedlichen Formen realisiert werden können und dass nichts davon interpretiert werden soll, um den Umfang der vorliegenden Offenbarung zu beschneiden. In einigen exemplarischen Ausführungsbeispielen werden hinreichend bekannte Vorgänge, hinreichend bekannte Bauteilstrukturen, hinreichend bekannte Anordnungen und hinreichend bekannte Technologien nicht im Detail beschrieben.
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Die hier verwendete Terminologie dient allein der Beschreibung bestimmter exemplarischer Ausführungsbeispiele und soll nicht einschränkend verstanden werden. Soweit hierin verwendet, sollen die Singularformen „ein“ und „der/die/das“ insoweit verstanden werden, als dass sie auch die Pluralform beinhalten, soweit der entsprechende Kontext nicht deutlich etwas anderes erkennen lässt. Die Begriffe „aufweisen“, „aufweisend“, „beinhaltend“ und „besitzend“ sind inkludierend und bezeichnen daher die Anwesenheit der angegebenen Merkmale, Zahlen, Schritte, Bewegungsabläufe, Elemente und/oder Komponenten, aber sie schließen nicht die Anwesenheit oder Hinzufügung von einem oder mehreren anderen Merkmalen, Zahlen, Schritten, Betriebsabläufen, Elementen, Komponenten und/oder Gruppen davon aus. Die hierin beschriebenen Verfahrensschritte, Prozesse und Betriebsabläufe sind nicht dahingehend zu verstehen, dass sie notwendigerweise in der jeweils angegebenen oder dargestellten bestimmten Reihenfolge ausgeführt werden müssen, es sei denn eine bestimmte Reihenfolge der Ausführung ist speziell angegeben. Es sei ferner darauf hingewiesen, dass weitere oder alternative Schritte verwendet werden können.
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Wenn auf ein Element oder eine Ebene Bezug genommen wird mit „auf“, „eingelegt an“, „verbunden mit“ oder „gekoppelt mit“ einem anderen Element oder einer anderen Ebene, so mag dies direkt auf, an, verbunden oder gekoppelt mit dem anderen Element bzw. der Ebene sein, oder es können Zwischenelemente oder -ebenen vorhanden sein. Im Unterschied dazu sollen keine Zwischenelemente oder -ebenen vorhanden sein, wenn auf ein Element Bezug genommen ist mit „direkt auf“, „direkt an“, „direkt verbunden mit“ oder „direkt gekoppelt mit“ einem anderen Element oder einer Ebene. Andere Begriffe, die zur Beschreibung des Verhältnisses zwischen Elementen verwendet werden, sollen in gleicher Weise interpretiert werden (z.B. „zwischen“ im Gegensatz zu „direkt zwischen“, „neben“ im Gegensatz zu „direkt neben“ etc.). Soweit hier verwendet, beinhaltet der Begriff „und/oder“ jede und alle Kombinationen von einem oder mehreren der jeweils aufgelisteten Gegenstände.
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Wenngleich die Begriffe erste, zweite, dritte etc. hier im Folgenden verwendet sein können, um verschiedene Elemente, Komponenten, Bereiche, Ebenen und/oder Abschnitte zu beschreiben, sollen diese Elemente, Komponenten, Bereiche, Ebenen und/oder Abschnitte durch diese Begriffe nicht limitiert sein. Diese Begriffe können lediglich dazu verwendet sein, um ein Element, eine Komponente, einen Bereich, eine Ebene oder einen Abschnitt von anderen Bereichen, Ebenen oder Abschnitten zu unterscheiden. Begriffe wie „erste“, „zweite“ und andere numerische Begriffe, soweit hier verwendet, implizieren keine Abfolge oder Reihenfolge, es sei denn dies ist in dem Kontext ausdrücklich angegeben. Dementsprechend könnte ein erstes Element, eine Komponente, ein Bereich, eine Ebene oder ein Abschnitt, der nachfolgend diskutiert ist, als zweites Element, Komponente, Bereich, Ebene oder Abschnitt bezeichnet werden, ohne von der Lehre der exemplarischen Ausführungsbeispiele abzuweichen.
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Räumliche relative Begriffe, wie etwa „innen“, „außen“, „darunter“, „unter“, „niedriger“, „über“, „obere“ und Ähnliches können hier zur leichteren Beschreibung verwendet sein, um ein Element oder das Verhältnis eines Merkmals zu anderen Elementen oder Merkmalen, wie sie in den Figuren dargestellt sind, zu beschreiben. Relative räumliche Begriffe können vorgesehen sein, um verschiedene Orientierungen der Komponente oder Anordnung im Gebrauch oder im Betrieb in Ergänzung zu der in den Figuren dargestellten Orientierung zu umschreiben. Wenn z.B. eine Komponente oder Anordnung in den Figuren umgedreht wird, wären Elemente, die als „unter“ oder „darunter“ bezogen auf andere Elemente oder Merkmale beschrieben sind, dann „oberhalb“ der anderen Elemente oder Merkmale angeordnet. Daher kann der beispielhafte Begriff „unter“ sowohl eine Anordnung oberhalb als auch unterhalb beinhalten. Die hier beschriebenen Komponenten und Anordnungen können auf andere Weise orientiert sein (um 90° oder anderen Orientierungen gedreht) und die hier verwendeten räumlichen relativen Bezeichnungen sind dementsprechend zu interpretieren.
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Unter Bezugnahme auf die 1 und 2 ist eine Sitzverstellung 22 in Kombination mit einer Autositzanordnung 10 gezeigt. Die Sitzverstellung 22 beinhaltet einen Betätiger 24, der eine drehbare Welle 38 und eine Schnecke 40 beinhaltet, die sich zusammen mit der drehbaren Welle 38 dreht. Der Betätiger 24 ist an einem Getriebegehäuse 42 der Getriebeanordnung 20 montiert. Die drehbare Welle 38 des Betätigers 24 ist in einer Schneckenaufnahme 44 des Getriebegehäuses 42 aufgenommen. Das Getriebegehäuse 42 ist mit Hilfe einer Vielzahl von Befestigungselementen 54a an einer Getriebegehäusekonsole 52 befestigt. Die Getriebegehäusekonsole 52 ist mit Hilfe von Befestigungselementen 54b an einem Gestell 56 der Autositzanordnung 10 befestigt. Das Gestell 56 beinhaltet zwei seitliche Platten 57a, 57b, die voneinander beabstandet sind. Die Getriebegehäusekonsole 52 hält die Getriebeanordnung 20 und trägt daher die Getriebeanordnung 20 und den Betätiger 24 an einer der Seitenplatten 57a des Gestells 56 der Autositzanordnung 10.
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Das Gestell 56 beinhaltet ferner ein rückseitiges Querglied 59 und ein oder mehrere frontseitige Querglieder 61. Die zwei seitlichen Platten 57a, 57b erstrecken sich zwischen einem Paar rückseitiger Enden 63a, 63b und einem Paar frontseitiger Enden 65a, 65b. Das rückseitige Querglied 59 erstreckt sich zwischen dem Paar rückseitiger Enden 63a, 63b der zwei seitlichen Platten 57a, 57b entlang des Gestells 56 und die frontseitigen Querglieder 61 erstrecken sich zwischen dem Paar frontseitiger Enden 56a, 56b der zwei seitlichen Platten 57a, 57b entlang des Gestells 56. Das Paar frontseitiger Enden 65a, 65b der zwei seitlichen Platten 57a, 57b ist dazu ausgebildet, schwenkbar an einem Fahrzeugboden (nicht gezeigt) befestigt zu werden. Das rückseitige Querglied 59 des Gestells 56 ist mit den zwei rückwärtigen Enden 63a, 63b des Gestells 56 schwenkbar verbunden und beinhaltet eines oder mehrere Verbindungsglieder 67, die zusammen mit dem rückwärtigen Querglied 59 drehbar sind. Die Verbindungsglieder 67 sind dazu ausgebildet, schwenkbar an dem Fahrzeugboden befestigt zu werden. Die Getriebeanordnung 20 beinhaltet ein Ritzelelement 32 mit einem verzahnten Teilbereich 58, der mit einem Zahnsegment 60 der Sitzverstellung 22 kämmt. Das Zahnsegment 60 ist an dem rückwärtigen Querglied 59 drehbar fixiert. Daher sollte man erkennen können, dass eine Drehung des Ritzelelements 32 dazu führt, dass das Zahnsegment 60 entweder nach oben oder nach unten verschwenkt, was das Gestell 56 der Autositzanordnung 10 relativ zu dem Fahrzeugboden anhebt oder absenkt, und zwar zwischen einer angehobenen Position (1), in der die zwei rückwärtigen Enden 63a, 63b des Gestells 56 von dem Fahrzeugboden beabstandet sind, und einer abgesenkten Position (2), in der die zwei rückwärtigen Enden (63a, 63b) des Gestells 65 näher an den Fahrzeugboden herangebracht sind. Die Autositzanordnung 10 beinhaltet einen Fahrzeugsitz 69, der an dem Gestell 56 angeordnet ist und sich zusammen mit dem Gestell 56 in Reaktion auf eine Drehung des Ritzelelements 32 bewegt.
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Unter Bezugnahme auf 3 beinhaltet die Getriebeanordnung 20 ferner ein Schneckenrad 26, ein Taumelrad 28 und eine Ritzelscheibe 30. Das Ritzelelement 32 trägt (d.h. stützt) das Schneckenrad 26 und die Ritzelscheibe 30. Die Ritzelscheibe 30 wird auf dem Ritzelelement 32 mit einem Scheibenhalter 34 an Ort und Stelle gehalten und das Schneckenrad 26 wird auf dem Ritzelelement 32 mit einer Befestigungsscheibe 36 an Ort und Stelle gehalten. Die Schneckenwelle 40, das Schneckenrad 26, das Taumelrad 28, der Scheibenhalter 34, die Befestigungsscheibe 36 und zumindest ein Teil der Ritzelscheibe 30 sind in dem Getriebegehäuse 42 angeordnet. Die drehbare Welle 38 ist in der Schneckenwellenaufnahme 44 des Getriebegehäuses 42 mit der Kombination von einem Puffer 46, einem Abstandhalter 48 und einer Ringlager50 gelagert, die allesamt in der Schneckenwellenaufnahme 44 des Getriebegehäuses 42 angeordnet sind. Die Sitzverstellung 22 beinhaltet weiterhin eine Konsole 62. Die Konsole 62 ist an dem Gestell 56 der Sitzverstellung 22 angeordnet. Ein Bolzen 64 erstreckt sich durch die Konsole 62 und in das Ritzelelement 32. Der Bolzen 64 hält das Ritzelelement 32, wobei er dem Ritzelelement 32 weiterhin ermöglicht, sich relativ zu der Konsole 62 und dem Gestell 56 der Sitzverstellung 22 zu drehen.
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Der Betätiger 24 ist in dem dargestellten Beispiel ein elektrischer Motor; es sei jedoch angemerkt, dass der Betätiger 24 eine Vielzahl von unterschiedlichen Ausführungen annehmen kann, ohne aus dem Umfang der vorliegenden Offenbarung herauszufallen. Beispielsweise und ohne Einschränkung könnte der Betätiger 24 eine Pneumatik, ein manuell betätigter Drehknopf oder ein manuell betätigter Hebel sein. Im Betrieb versetzt der Betätiger 24 die drehbare Welle 38 in Drehung, welche dann ihrerseits die Schneckenwelle 30 in Drehung versetzt. Die drehbare Welle 38 kann aus einer Vielzahl von unterschiedlichen Materialien hergestellt sein, welche ohne Beschränkung ein metallisches Material beinhalten. Die drehbare Welle 38 erstreckt sich im Wesentlichen weg von dem Betätiger 24 zu einem distalen Ende 66. Die Schneckenwelle 40 ist an der drehbaren Welle des Betätigers 24 drehfest fixiert, was bedeutet, dass sich die Schneckenwelle 40 zusammen mit der drehbaren Welle 38 dreht. Während das die Schneckenwelle 40 auf der drehbaren Welle an einer Vielzahl von unterschiedlichen Positionen angeordnet sein kann, kann die Schneckenwelle 40 beispielsweise und ohne Einschränkung an oder in der Nähe des distalen Endes 66 der drehbaren Welle 38 angeordnet sein. Die Schneckenwelle 40 kann mit der drehbaren Welle 38 des Betätigers 24 integral ausgebildet sein oder, alternativ, die Schneckenwelle 40 kann eine separate Komponente sein, die auf der drehbaren Welle 38 angeordnet oder auf andere Weise mit der drehbaren Welle gekoppelt ist. Die Schneckenwelle 40 hat einen oder mehrere schraubenartige Zähne, die sich in einer Spiralform um die drehbare Welle 38 winden.
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Mit ergänzender Bezugnahme auf 4 beinhaltet das Getriebegehäuse 42 eine Getriebekammer 68 und eine Betätigerbefestigung 70, die mit dem Betätiger 24 gekoppelt ist. Mit anderen Worten ist der Betätiger 24 an der Betätigerbefestigung 70 angebracht und an dem Getriebegehäuse 42 ortsfest gehalten. Die Getriebekammer 68 hat eine offene Seite 72 und eine gegenüberliegende Seite 74. Die gegenüberliegende Seite 74 der Getriebekammer 68 ist zumindest teilweise verschlossen. Optional erstreckt sich ein Loch 76, das an der gegenüberliegenden Seite 74 der Getriebekammer 68 angeordnet ist, vollständig durch das Getriebegehäuse 42. Das Loch 76 in dem Getriebegehäuse 42 kann kreisförmig ausgebildet sein und wird von einer ersten Lagerfläche 78 begrenzt. Wenngleich andere Formen verwendet sein können, hat das Getriebegehäuse 42 im Wesentlichen eine Kreisform. In dem dargestellten Beispiel ist das Getriebegehäuse 42 aus einem Polymermaterial hergestellt. Die Schneckenwellenaufnahme 44 des Getriebegehäuses 42 öffnet sich in die Getriebekammer 68. Die Schneckenwellenaufnahme 44 liegt tangential zu der Getriebekammer 68 und erstreckt sich von einer Öffnung 80 an der Betätigerbefestigung 70 zu einem geschlossenen Ende 82.
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Mit weiterer Bezugnahme auf 5 sind die Schneckenwelle 40 und das distale Ende 66 der drehbaren Welle 38 innerhalb der Schneckenwellenaufnahme 44 angeordnet. Die Position Schneckenwelle 40 und/oder des distalen Endes 66 der drehbaren Welle 38 kann variieren; in dem dargestellten Beispiel sind jedoch sowohl die Schneckenwelle 40 als auch das distale Ende 66 der drehbaren Welle 38 in dem geschlossenen Ende 82 der Schneckenwellenaufnahme 44 angeordnet. Wenngleich andere Formen verwendet sein können, hat die Schneckenwellenaufnahme 44 im Wesentlichen eine zylindrische Form. Das geschlossene Ende 82 der Schneckenwellenaufnahme 44 nimmt den Puffer 46 auf, der an dem Getriebegehäuse 42 fixiert sein kann. Der Puffer 46 besitzt eine zylindrische Form und ist aus einem elastischen Material, wie etwa Gummi, hergestellt. Das geschlossene Ende 82 der Schneckenwellenaufnahme 44 nimmt auch den Abstandhalter 48 auf. Der Abstandhalter 48 ist axial zwischen dem Puffer 46 und dem distalen Ende 66 der drehbaren Welle 38 angeordnet. Der Abstandhalter 48 besitzt ebenfalls eine zylindrische Form und ist aus einem metallischen Material hergestellt. Das distale Ende 66 der drehbaren Welle 38 berührt den Abstandhalter 48 in einer anliegenden Beziehung, so dass axiale Lasten, die die Schneckenwelle 40 und die drehbare Welle 38 erfahren, auf den Abstandhalter 48 übertragen werden. Der Abstandhalter 48 ist innerhalb des geschlossenen Endes 82 der Schneckenwellenaufnahme 44 drehbar, um Verschleiß zwischen dem distalen Ende 66 der drehbaren Welle 38 und dem Abstandhalter 48 zu minimieren. Die Schneckenwellenaufnahme 44 nimmt auch das Ringlager 50 auf, das axial zwischen der Schneckenwelle 40 und dem Abstandhalter 48 angeordnet ist. Das Ringlager 50 erstreckt sich ringförmig um die drehbare Welle 38 und stützt die drehbare Welle 38 innerhalb der Schneckenwellenaufnahme 44.
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Bezug nehmend auf die 3 bis 5 erstreckt sich das Ritzelelement 32 der Getriebeanordnung 20 in die Getriebekammer 68 des Getriebegehäuses 42. Es sei angemerkt, dass das Ritzelelement 32 in der Getriebekammer 68 drehbar ist und eine Rotationsachse 48 besitzt, die koaxial in dem Loch 76 des Getriebegehäuses 42 platziert ist. Man wird erkennen, dass der Ausdruck „längs“, soweit er hierin verwendet ist, eine Bewegung in einer Richtung angibt, die parallel oder entlang der Rotationsachse 84 des Ritzelelements 32 liegt. Das Ritzelelement 32 kann im Wesentlichen ein erstes Wellensegment 86 und ein zweites Wellensegment 88 haben. Der verzahnte Teilbereich 58 des Ritzelelements 32 ist zwischen den ersten und zweiten Wellensegmenten 86, 88 des Ritzelelements 32 angeordnet. Auch wenn das Ritzelelement 32 aus einer Vielzahl von unterschiedlichen Materialien hergestellt sein kann, kann das Ritzelelement 32 in einem nicht einschränkenden Beispiel aus einem metallischen Material hergestellt sein. Das erste Wellensegment 86 des Ritzelelements 32 erstreckt sich durch das Loch 76 in das Getriebegehäuse 42, so dass das Ritzelelement 32 an einem Ende durch die erste Lagerfläche 78 des Getriebegehäuses 42 gehalten ist. Der verzahnte Teilbereich 58 des Ritzelelements 32 kann optional eine erste Reihe Zähne 90 und eine zweite Reihe Zähne 92 beinhalten. Die erste Reihe Zähne 90 erstreckt sich am Außenumfang um das Ritzelelement 32 in der Nähe des ersten Wellensegments 86 und die zweite Reihe Zähne 92 erstreckt sich am Außenumfang um das Ritzelelement 32 in der Nähe des zweiten Wellensegments 88. Mit anderen Worten sind die erste Reihe Zähne 90 und die zweite Reihe Zähne 92 in einer Seite-an-Seite-Beziehung auf dem Ritzelelement 32 angeordnet. Die erste Reihe Zähne 90 kann eine erste Zahnhöhe 94 (7) haben und die zweite Reihe von Zähne 92 kann eine zweite Zahnhöhe 96 (7) haben, die größer ist als die erste Zahnhöhe 94.
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Wie oben angemerkt, wird das Schneckenrad 26 von dem ersten Wellensegment 86 des Ritzelelements 32 getragen. Das Schneckenrad 26 ist innerhalb der Getriebekammer 68 des Getriebegehäuses 42 angeordnet und steht in kämmendem Eingriff mit der Schneckenwelle 40. Im Betrieb erzeugt eine Drehung der Schneckenwelle 40 eine Drehung des Schneckenrads 26, welches sich auf und relativ zu dem Ritzelelement 32 frei drehen kann. Das Schneckenrad 26 beinhaltet eine zentrale Bohrung 98, die von einer zweiten Lagerfläche 100 begrenzt ist. Die zentrale Bohrung 98 ist kreisförmig ausgebildet und koaxial mit der Drehachse 84 des Ritzelelements 32 angeordnet. Das erste Wellensegment 86 des Ritzelelements 32 erstreckt sich durch die zentrale Bohrung 98 des Schneckenrades 26, so dass das Schneckenrad 26 durch das Ritzelelement 32 gehalten und relativ zu diesem drehbar ist.
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Mit zusätzlicher Bezugnahme auf 6 beinhaltet das Schneckenrad 26 eine exzentrische Ausbuchtung 102, die längs zu dem verzahnten Teilbereich 58 des Ritzelelements 32 vorsteht. Die exzentrische Ausbuchtung 102 ist relativ zu der zentralen Bohrung 98 exzentrisch angeordnet und besitzt eine Exzenterachse 104, die parallel und mit Abstand zu der Drehachse 84 des Ritzelelements 32 verläuft. Wie man am besten in 5 sehen kann, kann das Schneckenrad 26 optional eine Vielzahl von Speichen 106 beinhalten, die sich radial nach außen von der zentralen Bohrung 98 weg erstrecken. Die Vielzahl an Speichen 106 reduziert die in dem Schneckenrad 26 verwendete Materialmenge zum Einsparen von Gewicht und Kosten. Das Schneckenrad 26 kann aus einer Vielzahl von unterschiedlichen Materialien hergestellt sein, die ohne Einschränkung technische Thermoplaste, wie etwa Polyoxymethylen (d.h. Delrin0), beinhalten. Es sei angemerkt, dass die Verzahnung des Schneckenrads 26 hier im Unterschied zu einer Geradverzahnung, bei der die Zähne in einer Orientierung parallel zu der Drehachse 84 des Ritzelelements 32 geschnitten sind, hier in einer Orientierung geschnitten sind, die nicht parallel zu der Drehachse 84 des Ritzelelements 32 liegt (d.h. unter einem Winkel geschnitten sind).
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Mit Bezugnahme auf die 3 bis 6 ist das Taumelrad 28 in der Getriebekammer 68 des Getriebegehäuses 42 angeordnet und es wird von der exzentrischen Ausbuchtung 102 des Schneckenrades 26 getragen. In dem dargestellten Beispiel ist das Taumelrad 28 aus einem metallischen Material hergestellt. Im Betrieb erzeugt eine Drehung des Schneckenrads 26 eine Drehung des Taumelrads 28 entlang einem exzentrischen, taumelnden Orbit (d.h. Pfad). Es sei angemerkt, dass das Taumelrad 28 frei bleibt, um auf und relativ zu der exzentrischen Ausbuchtung 102 des Schneckenrads 26 zu rotieren. Das Taumelrad 28 beinhaltet einen ersten Satz Taumelradzähne 108 und einen zweiten Satz Taumelradzähne 110, die in einer Seite-an-Seite-Beziehung auf dem Taumelrad 28 angeordnet sind. Der erste und zweite Satz Taumelradzähne 108, 110 sind drehfest gekoppelt, so dass sich der erste Satz Taumelradzähne 108 mit dem zweiten Satz Taumelradzähne 110 dreht. Der erste Satz Taumelradzähne 108 und der zweite Satz Taumelradzähne 110 haben eine Geradverzahnung, was bedeutet, dass der erste Satz Taumelradzähne 108 und der zweite Satz Taumelradzähne 110 in einer Orientierung geschnitten sind, die parallel zu der Drehachse 84 des Ritzelelements 32 liegt. Der erste Satz Taumelradzähne 108 besitzt eine erste Anzahl an Taumelradzähnen, einen ersten Außenumfang, ein erstes Taumelradzahnprofil und eine erste Taumelradzahnbreite. Der zweite Satz Taumelradzähne 110 besitzt eine zweite Anzahl Taumelradzähne, einen zweiten Außenumfang, ein zweites Taumelradzahnprofil und eine zweite Taumelradzahnbreite. Es sei angemerkt, dass der erste Außenumfang und der zweite Außenumfang den äußersten Außenumfang repräsentieren, wie man ihn an den Spitzen der ersten und zweiten Sätze von Taumelradzähnen 108, 110 misst. Die ersten und zweiten Taumelradzahnprofile beziehen sich auf die Form (z.B. Geometrie oder Krümmung) der ersten und zweiten Sätze an Taumelradzähnen 108, 110. Schließlich sind die ersten und zweiten Taumelradzahnbreiten in einer Richtung messbar, die parallel zu der Drehachse 84 des Ritzelelements 32 liegt. Der erste und zweite Satz Taumelradzähne 108, 110 können voneinander unterschieden werden, da zumindest eins aus der ersten Anzahl an Taumelradzähnen, der erste Außenumfang und das erste Taumelradzahnprofil verschieden ist von der zweiten Anzahl an Taumelradzähnen, dem zweiten Außenumfang und dem zweiten Taumelradzahnprofil.
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Das Taumelrad 28 beinhaltet eine innere Bohrung 112, die eine dritte Lagerfläche 114 besitzt, welche kreisförmig ausgebildet ist und konzentrisch in Bezug auf den ersten Außenumfang des ersten Satzes Taumelradzähne 108 und den zweiten Außenumfang des zweiten Satzes Taumelradzähne 110 angeordnet ist. Die exzentrische Ausbuchtung 102 des Schneckenrads 26 erstreckt sich in die innere Bohrung 112 des Taumelrads 28, so dass das Taumelrad 28 durch die exzentrische Ausbuchtung 102 des Schneckenrads 26 gehalten und relativ zu diesem drehbar ist. Die exzentrische Ausbuchtung 102 des Schneckenrads 26 kann optional eine zurückgesetzte Fläche 116 beinhalten. Die zurückgesetzte Fläche 116 hat eine begrenzte umfängliche Ausdehnung, was bedeutet, dass die zurückgesetzte Fläche 116 entlang von weniger als 180° der exzentrischen Ausbuchtung 102 verläuft. Die zurückgesetzte Fläche 116 ist beabstandet und berührt das Taumelrad 28 nicht. Dies reduziert den Kontaktbereich zwischen der exzentrischen Ausbuchtung 102 des Schneckenrads 26 und dem Taumelrad 28, so dass Reibung zwischen der exzentrischen Ausbuchtung 102 und dem Taumelrad 28 zugunsten einer verbesserten Effizienz reduziert ist. Es sei außerdem angemerkt, dass der erste und zweite Satz Taumelradzähne 108, 110 nach außen gerichtet ist, sich radial von der inneren Bohrung 112 des Taumelrads 28 weg erstreckt.
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Wie man am besten in den 4 und 6 erkennen kann, ist der erste Zahnkranz 118 in der Getriebekammer 68 des Getriebegehäuses 42 angeordnet. Der erste Zahnkranz 118 steht in kämmendem Eingriff mit dem ersten Satz Taumelradzähne 108. Der erste Zahnkranz 118 ist an dem Getriebegehäuse 42 fixiert, so dass sich der erste Zahnkranz 118 relativ zu dem Getriebegehäuse 42 nicht drehen kann. Der erste Zahnkranz 118 beinhaltet einen ersten Satz Zahnkranzzähne 120. Der erste Satz Zahnkranzzähne 120 hat eine erste Anzahl Zahnkranzzähne, einen ersten Innenumfang, ein erstes Zahnkranzzahnprofil und eine erste Zahnkranzzahnbreite W1. Es sei angemerkt, dass der erste Innenumfang den innersten Umfang darstellt, wie er an den Spitzen des ersten Satzes Zahnkranzzähne 120 gemessen wird. Das erste Zahnkranzzahnprofil bezieht sich auf die Form (d.h. Geometrie oder Krümmung) des ersten Satzes Zahnkranzzähne 120. Schließlich kann die erste Zahnkranzzahnbreite W1 in einer Richtung gemessen werden, die parallel zu der Drehachse 84 des Ritzelelements 32 liegt. Der erste Innenumfang des ersten Satzes Zahnkranzzähne 120 kann größer sein als der erste Außenumfang des ersten Satzes Taumelradzähne 108, so dass sich das Taumelrad 28 auf einem orbitalen Pfad innerhalb des ersten Zahnkranzes 118 bewegt, wenn sich das Schneckenrad 26 dreht. Im Betrieb ist die Drehung des Schneckenrads 26 entgegen der Drehung des Taumelrads 28. Wenn sich z.B. das Schneckenrad 26 im Uhrzeigersinn dreht, bewegt sich das Taumelrad 28 auf dem orbitalen Pfad gegen den Uhrzeigersinn und wenn sich das Schneckenrad 26 gegen den Uhrzeigersinn dreht, bewegt sich das Taumelrad 28 auf dem orbitalen Pfad im Uhrzeigersinn.
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Wie man am besten in 3 erkennen kann, beinhaltet die Ritzelscheibe 30, die von dem Ritzelelement 32 getragen wird, eine verzahnte Bohrung 122. Die erste Reihe Zähne 90 des verzahnten Teilabschnitts 58 des Ritzelelements 32 erstreckt sich durch und steht im Eingriff mit der verzahnten Bohrung 122 der Ritzelscheibe 30, wodurch die Ritzelscheibe 30 drehfest mit dem Ritzelelement 32 gekoppelt ist. Mit anderen Worten ist die Ritzelscheibe 30 bei einer Drehung mit dem Ritzelelement 32 verriegelt. Ungeachtet dieser strukturellen Anordnung sei darauf hingewiesen, dass eine Vielzahl von anderen Gestaltungen möglich ist, einschließlich und ohne Einschränkung von Gestaltungen, bei denen die Ritzelscheibe 30 integral mit dem Ritzelelement 32 ausgebildet ist oder bei denen die Ritzelscheibe 30 über Befestigungselemente, Klebstoff oder durch Schweißen mit dem Ritzelelement 32 gekoppelt ist. In dem dargestellten Beispiel ist die Ritzelscheibe 30 aus einem Polymermaterial hergestellt.
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Die Ritzelscheibe 30 beinhaltet eine Getriebetasche 124, die dem Schneckenrad 26 und dem Taumelrad 28 zugewandt ist. Die Ritzelscheibe 30 beinhaltet außerdem eine zylindrische Nabe 126 gegenüber von der Getriebetasche 124, die in Längsrichtung nach außen weg von dem Taumelrad 28 hervorsteht. Die Getriebetasche 124 der Ritzelscheibe 30 beinhaltet ein offenes Ende 128 und ein gegenüberliegendes Ende 130, das zumindest teilweise geschlossen ist. Ein zweiter Zahnkranz 132 ist innerhalb der Getriebetasche 124 der Ritzelscheibe 30 angeordnet. Der zweite Zahnkranz 132 steht in kämmendem Eingriff mit dem zweiten Satz Taumelradzähne 110. Der zweite Zahnkranz 132 ist an der Ritzelscheibe 30 fixiert, so dass sich der zweite Zahnkranz 132 zusammen mit der Ritzelscheibe 30 relativ zu dem Getriebegehäuse 42 dreht.
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Der zweite Zahnkranz 132 beinhaltet einen zweiten Satz Zahnkranzzähne 134. Der zweite Satz Zahnkranzzähne 134 hat eine zweite Anzahl Zahnkranzzähne, einen zweiten Innenumfang, ein zweites Zahnkranzzahnprofil und eine zweite Zahnkranzzahnbreite W2. Es sei angemerkt, dass der zweite Innenumfang den innersten Umfang darstellt, wie man ihn an den Spitzen des zweiten Satzes Zahnkranzzähne 134 misst. Das Zahnprofil des zweiten Zahnkranzes 132 bezieht sich auf die Form (z.B. Geometrie oder Krümmung) des zweiten Satzes Zahnkranzzähne 134. Schließlich ist die zweite Zahnkranzzahnbreite W2 in einer Richtung messbar, die parallel zu der Drehachse 84 des Ritzelelements 32 liegt. Der zweite Innenumfang des zweiten Satzes Zahnkranzzähne 134 kann größer sein als der zweite Außenumfang des zweiten Satzes Taumelradzähne 110, so dass sich das Taumelrad 28 auf einem orbitalen Pfad bewegt, wenn sich das Schneckenrad 26 dreht. Zumindest eins aus der ersten Anzahl Zahnkranzzähne, dem ersten Innenumfang und dem ersten Zahnkranzzahnprofil ist unterschiedlich zu der zweiten Anzahl Zahnkranzzähne, dem zweiten Innenumfang und dem zweiten Zahnkranzzahnprofil. Da das Ritzelelement 32 und die Ritzelscheibe 30 relativ zu dem Getriebegehäuse 42 nicht fixiert sind, sorgt eine Drehung des Taumelrads 28 dafür, dass sich die Ritzelscheibe 30 und daher die Ritzelwelle drehen. Wie es für Zahnkranzstrukturen typisch ist, sind die ersten und zweiten Sätze Zahnkranzzähne nach innen gerichtet, erstrecken sich radial zu dem Ritzelelement 32 und die ersten und zweiten Sätze Zahnkranzzähne 120, 134 besitzen eine Geradverzahnung, bei der die ersten und zweiten Sätze Zahnkranzzähne 120, 134 in einer Richtung geschnitten sind, die parallel zu der Drehachse des Ritzelelements 32 liegt.
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Mit Bezug auf die 3, 6 und 7 ist zumindest ein Teil des Taumelrads 28 in der Getriebetasche 124 der Ritzelscheibe 30 angeordnet. Ein gehäuseseitiger Zahnkranz 136 ist innerhalb der Getriebekammer 68 des Getriebegehäuses 42 angeordnet, und zwar an der offenen Seite der Getriebekammer 68. Der gehäuseseitige Zahnkranz 136 ist an dem Getriebegehäuse 42 fixiert, so dass sich der gehäuseseitige Zahnkranz 136 in dem Getriebegehäuse 42 nicht drehen kann. Der gehäuseseitige Zahnkranz 136 definiert einen Teilabschnitt des ersten Zahnkranzes 118. Das bedeutet, dass ein Teil der ersten Zahnkranzzahnbreite W1 durch den gehäuseseitigen Zahnkranz 136 definiert wird und ein anderer Teil der ersten Zahnkranzzahnbreite W1 durch das Getriebegehäuse 42 definiert wird. Der gehäuseseitige Zahnkranz 136 ist aus einem Material hergestellt, das härter ist als das Polymermaterial des Getriebegehäuses 42. Beispielhaft und ohne Einschränkung kann der gehäuseseitige Zahnkranz 136 aus einem metallischen Material hergestellt sein. Wie man am besten in den 3 und 7 erkennen kann, ist ein Ritzelscheibenzahnkranz 138 in der Getriebetasche 124 der Ritzelscheibe 30 an dem offenen Ende 128 der Getriebetasche 124 angeordnet. Der Ritzelscheibenzahnkranz 138 ist an der Ritzelscheibe 30 fixiert, so dass der Ritzelscheibenzahnkranz 138 drehfest an der Ritzelscheibe 30 sitzt. Der Ritzelscheibenzahnkranz 138 definiert einen Teilbereich des zweiten Zahnkranzes 132. Dies bedeutet, dass ein Teil der zweiten Zahnkranzzahnbreite W2 durch den Ritzelscheibenzahnkranz 138 definiert ist und ein anderer Teil der zweiten Zahnkranzzahnbreite W2 wird durch die Ritzelscheibe 30 definiert. Der Ritzelscheibenzahnkranz 138 ist aus einem Material hergestellt, das härter ist als das Polymermaterial der Ritzelscheibe 30. Beispielsweise und ohne Einschränkung kann der Ritzelscheibenzahnkranz 138 aus einem metallischen Material hergestellt sein. Es sei angemerkt, dass das Getriebegehäuse 42 und die Ritzelscheibe 30 aus demselben Material oder aus verschiedenen Materialien hergestellt sein können und dass der gehäuseseitige Zahnkranz 136 und der Ritzelscheibenzahnkranz 138 aus demselben Material oder aus verschiedenen Materialien hergestellt sein können, dass sich allerdings das Material des Getriebegehäuses 42 von dem Material des gehäuseseitigen Zahnkranzes 136 stets unterscheidet und dass sich das Material der Ritzelscheibe 30 stets von dem Material des Ritzelscheibenzahnkranzes 138 unterscheidet.
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Es sei angemerkt, dass die relative Härte des gehäuseseitigen Zahnkranzes 136 und des Getriebegehäuses 42 und die relative Härte des Ritzelscheibenzahnkranzes 138 und der Ritzelscheibe 30 unter Verwendung bekannter Verfahren bestimmt werden können. Beispielsweise und ohne Einschränkung kann man Härtetests, wie etwa den Rockwellhärtetest verwenden, um die relative Härte des gehäuseseitigen Zahnkranzes 138 und des Getriebegehäuses 42 sowie die relative Härte des Ritzelscheibenzahnkranzes 138 und der Ritzelscheibe 30 zu messen. Vorteilhafterweise machen die weicheren Materialien des Getriebegehäuses 42 und der Ritzelscheibe 30 die Getriebeanordnung 20 im Betrieb leiser, sie reduzieren Spiel zwischen dem ersten Zahnkranz 118 und dem ersten Satz Taumelradzähne 108 und sie reduzieren Spiel zwischen dem zweiten Zahnkranz 132 und dem zweiten Satz Taumelradzähne 110. Zugleich verhindern die härteren Materialien des gehäuseseitigen Zahnkranzes 136 und des Ritzelscheibenzahnkranzes 138 Schäden, übermäßigen Verschleiß und eine Deformation des ersten und zweiten Satzes Zahnkranzzähne 120, 134 infolge des Drehmoments, das das Taumelrad 128 auf den ersten und zweiten Zahnkranz 118, 132 ausübt.
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Wie man am besten in den 3, 4 und 6 erkennen kann, beinhalten der gehäuseseitige Zahnkranz 136 und der Ritzelscheibenzahnkranz 138 jeweils eine Vielzahl an Vorsprüngen 140, die am Außenumfang verteilt sind. Die Vielzahl an Vorsprüngen 140 des gehäuseseitigen Zahnkranzes 136 und des Ritzelscheibenzahnkranzes 138 erstrecken sich radial nach außen in Nuten 142, die in dem Getriebegehäuse 42 bzw. der Ritzelscheibe 30 angeordnet sind, so dass der gehäuseseitige Zahnkranz 136 in dem Getriebegehäuse 42 ortsfest gehalten ist und dass sich der Ritzelscheibenzahnkranz 138 zusammen mit der Ritzelscheibe 30 dreht. Wenngleich der gehäuseseitige Zahnkranz 136 und der Ritzelscheibenzahnkranz 138 mit einer Vielzahl von unterschiedlichen Herstellungsverfahren hergestellt sein können, können der gehäuseseitige Zahnkranz 136 und der Ritzelscheibenzahnkranz 138 in einem nicht einschränkenden Beispiel jeweils durch einen Präzisionsstanzprozess hergestellt sein.
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Wie man am besten in den 3 und 7 erkennen kann, verläuft die erste Reihe von Zähne 90 des Ritzelelements 32 in Längsrichtung von der zweiten Reihe Zähne 92 zu einer Vielzahl von tassenartigen Zahnenden 44. Die tassenartigen Zahnenden 44 erstrecken sich in Längsrichtung unter einem Winkel nach außen über das erste Wellensegment 86 des Ritzelelements 32 und sind gegen den Scheibenhalter 34 umgebördelt. Es sei angemerkt, dass die Bördelung auftritt, wenn die tassenartigen Zahnenden 144 gegen den Scheibenhalter 34 drücken und nach abknicken, wenn das Ritzelelement 32 während der Montage der Getriebeanordnung 20 in Längsrichtung gegen das Getriebegehäuse 42 bewegt wird. Der Scheibenhalter 34 sitzt auf dem ersten Wellensegment 86 des Ritzelelements 32 und ist innerhalb der Getriebekammer 68 des Getriebegehäuses 42 angeordnet. Der Scheibenhalter 34 ist in Längsrichtung zwischen dem Taumelrad 28 und der Ritzelscheibe 30 angeordnet und hat eine kreisförmige, scheibenartige Form und eine kreisförmige Bohrung 146. Das erste Wellensegment 86 des Ritzelelements 32 erstreckt sich durch die kreisförmige Bohrung 146 in dem Scheibenhalter 34 und der Scheibenhalter 34 sichert die Ritzelscheibe 30 auf dem Ritzelelement 32 und verhindert, dass sich die Ritzelscheibe 30 in Längsrichtung relativ zu dem Ritzelelement 32 bewegt. Die Verriegelungsscheibe 36 sitzt ebenfalls auf dem ersten Wellensegment 86 des Ritzelelements 32 und ist innerhalb der Getriebekammer 68 des Getriebegehäuses 42 angeordnet. Die Verriegelungsscheibe 36 ist in Längsrichtung zwischen dem Getriebegehäuse 42 und dem Schneckenrad 26 angeordnet. Die Verriegelungsscheibe 36 hat ein kreisförmiges Loch 148 und gebogene sternförmige Finger 150, die an dem Getriebegehäuse 42 angreifen. Das erste Wellensegment 86 des Ritzelelements 32 erstreckt sich durch das kreisförmige Loch 148 in die Verriegelungsscheibe 36 und die Verriegelungsscheibe 36 sichert das Schneckenrad 26 auf dem Ritzelelement 32, indem es verhindert, dass sich das Schneckenrad 26 relativ zu dem Ritzelelement 32 in Längsrichtung bewegt. Es sei angemerkt, dass die sternförmigen Finger 150 abgebogen sind und eine Längskraft auf das Schneckenrad 26 ausüben, wenn das Ritzelelement 32 während der Montage der Getriebeanordnung 20 in Längsrichtung gegen das Getriebegehäuse 42 bewegt wird.
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Weiterhin mit Bezug auf die 3 und 7 beinhaltet die Getriebegehäusekonsole 52 eine Durchgangsbohrung 152, die eine vierte Lagerfläche 154 definiert. Die zylindrische Nabe 126 der Ritzelscheibe 30 erstreckt sich durch die Durchgangsbohrung 152 der Getriebegehäusekonsole 52, wobei die vierte Lagerfläche 154 die zylindrische Nabe 126 der Ritzelscheibe 30 derartig stützt, dass sich die Ritzelscheibe 30 relativ zu der Getriebegehäusekonsole 52 drehen kann. Die Getriebegehäusekonsole 52 beinhaltet außerdem eine Vielzahl von Getriebegehäusemontagelöchern 156, die um die Durchgangsbohrung 152 herum verteilt sind, sowie eine Vielzahl von Sitzverstellungsmontagelöchern 158, die um die Durchgangsbohrung 152 herum verteilt sind. Die Getriebegehäusekonsole 52 ist mit Befestigungselementen 54a an dem Getriebegehäuse 42 befestigt, die sich durch die Vielzahl der Getriebegehäusebefestigungslöcher 156 erstrecken, und die Getriebegehäusekonsole 52 ist an dem Gestell 56 der Sitzverstellung 22 mit Befestigungselementen 54b befestigt, die sich durch die Vielzahl der Sitzverstellungsmontagelöcher 158 erstrecken. Natürlich kann die Getriebegehäusekonsole 52 an dem Getriebegehäuse 42 und/oder dem Gestell 56 der Sitzverstellung 22 ohne Befestigungsmittel 54a, 54b befestigt sein. Beispielsweise und ohne Einschränkung kann die Getriebegehäusekonsole 52 an dem Getriebegehäuse 42 und/oder dem Gestell 56 der Sitzverstellung 22 durch Kleben oder Schweißen befestigt sein.
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Das Zahnsegment 60 der Sitzverstellung 22 besitzt eine keilartige Form und kann man es sich als ein Stück oder einen Teilbereich aus einem größeren kreisförmigen Zahnrad vorstellen. Beispielsweise und ohne Einschränkung kann das Zahnsegment 60 eine definierte radiale Ausdehnung von 45° oder weniger haben. Das Zahnsegment 60 ist auf dem rückseitigen Querglied 59 der Sitzverstellung 22 gelagert. Das Zahnsegment 60 steht in kämmendem Eingriff mit der zweiten Reihe Zähne 92 des verzahnten Teilbereichs 58 des Ritzelelements 32. Dementsprechend verschwenkt eine Drehung des Ritzelelements 32 in einer Drehrichtung das Zahnsegment 60 in eine abwärts gerichtete Richtung, was das Gestell 56 der Sitzverstellung 22 nach oben in eine angehobene Sitzposition bewegt (1). Eine Drehung des Ritzelelements 32 in einer entgegengesetzten Drehrichtung verschwenkt das Zahnsegment 60 in eine nach oben gerichtete Richtung, was das Gestell 56 der Sitzverstellung 22 absenkt (2). Die Konsole 62 der Sitzverstellung 22 beinhaltet eine kreisförmige Öffnung 160, die das zweite Wellensegment 88 des Ritzelelements 32 aufnimmt und abstützt. Das zweite Wellensegment 88 des Ritzelelements 32 beinhaltet eine Gewindebohrung 162 (7), die den Bolzen 64 einschraubbar aufnimmt. Wie bereits weiter oben angemerkt, stützt der Bolzen 64 das Ritzelelement 32, während er es dem Ritzelelement 32 weiterhin ermöglicht, relativ zu der Konsole 62 und dem Gestell 56 der Sitzverstellung 22 zu drehen.
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Es sei angemerkt, dass ein Kernvorteil der hier offenbarten Getriebeanordnung 20 darin liegt, dass die Getriebeanordnung 20 selbstblockierend ist und keinen Rückfall aus der angehobenen Position (1) in die abgesenkte Position (2), oder auch umgekehrt, aufweist. Dies bedeutet, dass ein Drehmoment, das das Gestell 56 der Sitzverstellung 22 auf das Zahnsegment 60 ausübt, keine Drehung des Ritzelelements 32 hervorruft, weil das Taumelrad 28 sich auf dem orbitalen Pfad nicht bewegt, solange sich das Schneckenrad 26 nicht zuvor gedreht hat. Dies ist insbesondere bei einem Auffahrunfall von Bedeutung, bei dem eine Bewegung des Gestells 56 der Sitzverstellung 22 unerwünscht ist. Die selbstverriegelnde Charakteristik der Getriebeanordnung 20 ist außerdem vorteilhaft, weil sich die Sitzverstellung 22 nicht über die Zeit aufgrund einer Kombination von Schwerkraft und Straßenvibrationen, die auf die Autositzanordnung 10 einwirken, zurückstellt.
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Die vorstehende Beschreibung der Ausführungsbeispiele erfolgte zur Illustration und Beschreibung. Es ist nicht beabsichtigt, dass diese vollumfänglich ist oder die Offenbarung beschränkt. Einzelne Elemente oder Merkmale eines bestimmten Ausführungsbeispiels sind allgemein nicht auf das bestimmte Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern können, soweit anwendbar, ausgetauscht werden und in einem ausgewählten Ausführungsbeispiel verwendet sein, selbst wenn dies nicht speziell gezeigt oder beschrieben ist. Die vorstehenden Erläuterungen sollen dahingehend verstanden werden, dass sie jede Kombination erfassen, in der die erfindungsgemäße Neuerung ihren Nutzwert bietet. Viele Modifikationen und Abwandlungen der vorliegenden Erfindung sind im Licht der vorstehenden Lehre möglich und können auf andere Weise als im Einzelfall beschrieben ausgeübt werden, ohne den Schutzumfang der angefügten Ansprüche zu verlassen.
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In Zusammenfassung des vorher Gesagten ist eine Getriebeanordnung für eine Sitzverstellung offenbart, wobei die Getriebeanordnung ein Getriebegehäuse, eine Schneckenwelle, ein Schneckenrad in kämmendem Eingriff mit der Schneckenwelle, ein Taumelrad abgestützt auf einer exzentrischen Ausbuchtung des Schneckenrads, eine Ritzelscheibe, einen in dem Getriebegehäuse angeordneten ersten Zahnkranz, einen in der Ritzelscheibe angeordneten zweiten Zahnkranz sowie ein Ritzelelement aufweist, das das Schneckenrad und die Ritzelscheibe trägt. Das Taumelrad beinhaltet einen ersten und einen zweiten Satz Taumelradzähne, die mit den ersten bzw. zweiten Zahnkranz kämmen. Ein in dem Getriebegehäuse angeordneter gehäuseseitiger Zahnkranz definiert einen Teil des ersten Zahnkranzes und das Getriebegehäuse definiert einen anderen Teil des ersten Zahnkranzes. Ein in der Ritzelscheibe angeordneter Ritzelscheibenzahnkranz definiert einen Teil des zweiten Zahnkranzes und die Ritzelscheibe definiert einen anderen Teil des zweiten Zahnkranzes.
