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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft einen Spindelantrieb sowie einen Komfortantrieb mit einem erfindungsgemäßen Spindelantrieb.
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Aus der
DE 10 2016 203 639 A1 der Anmelderin ist ein Spindelantrieb als Bestandteil eines Komfortantriebs zur Sitzverstellung in einem Kraftfahrzeug bekannt, der einen als Elektromotor ausgebildeten Antriebsmotor aufweist, der mit einem Getriebegehäuse verbunden ist. Innerhalb des Getriebegehäuses ist ein Antriebselement in Form eines Schneckenrads drehbar gelagert, das in Wirkverbindung mit dem Antriebsmotor angeordnet bzw. von diesem drehbar ist. Das Antriebselement ist wiederum mit einer Spindel drehfest verbunden, die das Getriebegehäuse durchdringt und außerhalb des Getriebegehäuses mit einer Spindelmutter verbunden ist. Durch eine in Bezug zur Drehachse der Spindel drehfeste Anordnung der Spindelmutter wird bei einer Drehung der Spindel eine Längsbewegung der Spindelmutter erzielt, die wiederum durch ihre Verbindung mit dem Sitz die gewünschte Längsverstellung des Sitzes ermöglicht.
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Das aus dem Stand der Technik bekannte Getriebegehäuse weist einen Gehäusegrundkörper auf, in dem ein Aufnahmeraum zur Aufnahme des Antriebselements bzw. des Schneckenrads ausgebildet ist. Dieser Aufnahmeraum ist stirnseitig von jeweils einem beispielsweise ringförmigen Deckelelement bzw. Gehäusedeckel überdeckt bzw. verschlossen, wobei die Spindel die Durchgangsöffnungen in den Gehäusedeckeln durchdringt. Die beiden stirnseitig am Gehäusegrundkörper angeordneten Gehäusedeckel sind über jeweils drei Befestigungsschrauben mit dem Gehäusegrundkörper verbindbar. Die Lochbilder an den Anschlussflächen des Gehäusegrundkörpers für die beiden Gehäusedeckel sind fluchtend zueinander angeordnet, sodass es grundsätzlich möglich ist, ein an der einen Anschlussfläche bzw. Stirnseite angeordneten Gehäusedeckel auch an der anderen Anschlussfläche bzw. Stirnseite des Gehäusegrundkörpers zu befestigen.
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Derartige Spindelantriebe bzw. Getriebegehäuse sind in der Regel kundenspezifisch bzw. fahrzeugspezifisch angepasst. Diese kundenspezifische Anpassung sieht unter anderem unterschiedlich ausgebildete Gehäusedeckel vor, die oftmals alleine schon deshalb unterschiedlich ausgebildet werden müssen, da eine fixe Positionierung bzw. Orientierung eines Gehäusedeckels zum Gehäusegrundkörper je nach Einbauverhältnissen am Fahrzeug nicht realisierbar ist. Daher existieren in der Praxis jeweils unterschiedliche Werkzeuge beispielsweise für die unterschiedlichen Gehäusedeckel, um den Spindelantrieb den Einbauverhältnissen anpassen zu können.
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Offenbarung der Erfindung
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Die erfindungsgemäßen Spindelantriebe mit den Merkmalen der drei unabhängigen Ansprüche weisen jeweils den gemeinsamen Vorteil auf, dass diese in Art eines Baukastensystems für unterschiedliche Anwendungen bzw. kundenspezifische Anforderungen verwendet bzw. angepasst werden können. Es wird somit die gemeinsame Aufgabe gegenüber dem Stand der Technik gelöst, durch eine Verringerung von insbesondere Werkzeugkosten zur Herstellung kundenspezifischer Bestandteile für das Getriebegehäuse eine kostengünstigere Herstellung der Getriebegehäuse zu ermöglichen. Die drei unabhängigen Patentansprüche schlagen dabei Lösungen vor, die jeweils von unterschiedlichen geometrischen Ansätzen bzw. Lösungskonzepten ausgehen, um einen Gehäusegrundkörper des Getriebegehäuses möglichst universell für unterschiedlichste Anbauteile bzw. Gehäusedeckel verwenden zu können.
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In einer ersten grundsätzlichen Ausgestaltung der Erfindung weist der erfindungsgemäße Spindelantrieb - im Gegensatz zum Stand der Technik - insbesondere die Möglichkeit auf, die austauschbar an den Anschlussflächen verwendbaren Gehäusedeckel zusätzlich in Bezug zur Längs- bzw. Drehachse der Spindel bzw. zu den jeweils an den Anschlussflächen des Gehäusegrundkörpers ausgebildeten Lochbildern in unterschiedlichen Drehwinkelpositionen anzuordnen. Es wird dadurch beispielsweise die Möglichkeit geschaffen, einen Gehäusedeckel in einer speziellen Drehwinkelposition an der Anschlussfläche zu positionieren, sodass beim kundenspezifischen Einbau eine problemlose Montage ermöglicht, ohne dass der Gehäusedeckel mit karosserieseitigen Bauteilen in Kontakt bzw. Berührung gelangt.
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In einer grundsätzlich von der ersten Ausführungsform davon zu unterscheidenden Variante ist es vorgesehen, dass an der Anschlussfläche des Gehäusegrundkörpers ein Lochbild zur Befestigung mit einem Gehäusedeckel ausgebildet bzw. vorgesehen ist, das eine Positionierung des Gehäusedeckels in mehreren Positionen ermöglicht. Gemeint ist hierbei nicht nur beispielsweise eine Verdrehbarkeit des Gehäusedeckels entsprechend der oben beschriebenen ersten Ausführungsform, sondern insbesondere eine in der Ebene der Anschlussfläche des Gehäusegrundkörpers mögliche Verschiebbarkeit bzw. andere Positionierung des Gehäusedeckels derart, dass an der Anschlussfläche des Gehäusegrundkörpers andere Öffnungen zur Befestigung des Gehäusedeckels mittels Befestigungsschrauben verwendet werden.
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In wiederum grundsätzlich andersartiger Ausgestaltung des Gehäusegrundkörpers weist dieser nunmehr keine Anschlussflächen auf, die im Sinne der beiden oben genannten Vorschläge Lochbilder zur Befestigung mit Gehäusedeckeln aufweist. Vielmehr umfasst diese Lösung einen Gehäusegrundkörper, der formschlüssig mit zwei unmittelbar miteinander zusammenwirkenden Gehäusedeckeln verbunden ist. Hierzu weisen die Gehäusedeckel Aussparungen oder Ähnliches auf, um im montierten Zustand der Gehäusedeckel am Gehäusegrundkörper den Gehäusegrundkörper derart formschlüssig zu umfassen, dass der Gehäusegrundkörper zu den Gehäusedeckeln positioniert bzw. fixiert ist.
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In Weiterbildung des zuletzt gemachten Vorschlags ist es bei Verwendung von Befestigungsschrauben zum Verbinden der beiden Gehäusedeckel vorgesehen, dass die beiden Gehäusedeckel identische Lochbilder aufweisen, sodass eine Befestigungsschraube bei stirnseitig gegenseitiger Anlage der beiden Gehäusedeckel unmittelbar durch die beiden Gehäusedeckel hindurchgeführt werden kann, um diese miteinander zu verbinden.
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In wiederum konstruktiver Weiterbildung der dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform ist es vorgesehen, dass der Gehäusegrundkörper und die beiden Gehäusedeckel jeweils eine Ausnehmung aufweisen, die im montierten Zustand des Getriebegehäuses zusammen einen Aufnahmeraum für ein mit der Spindel verbundenes Antriebselement ausbilden.
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Eine Weiterbildung bei allen erfindungsgemäßen Ausführungsformen sieht vor, dass das Material des Gehäusegrundkörpers von dem Material wenigstens eines der Gehäusedeckel unterschiedlich ist. Dadurch können die unterschiedlichen Bauteile bzw. Bereiche des Getriebegehäuses hinsichtlich ihrer Funktion, ihrer Kosten und/oder ihrer Herstellungsverfahren optimiert werden.
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Weiterhin ist es im Sinne einer möglichst universellen, d.h. für unterschiedliche kundenspezifische Anforderungen denkbare Verwendung des Gehäusegrundkörpers von Vorteil, wenn wenigstens ein Gehäusedeckel als Schnittstelle zur Befestigung einer Trägerstruktur (Karosserie des Fahrzeugs) ausgebildet ist. Mit anderen Worten gesagt bedeutet dies, dass der Spindelantrieb bzw. der Antriebsmotor mit dem damit verbundenen Getriebegehäuse über eine an einem Gehäusedeckel ausgebildete kundenspezifische Schnittstelle an der Karosserie befestigt wird.
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Weiterhin umfasst die Erfindung auch einen Komfortantrieb, insbesondere einen Sitzverstellungsantrieb, mit einem der oben beschriebenen erfindungsgemäßen Spindelantriebe.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung.
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Diese zeigt in:
- 1 eine teilweise aufgeschnittene Seitenansicht auf einen Spindelantrieb als Bestandteil eines Komfortantriebs zur Sitzverstellung in einem Fahrzeug,
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und
- 3 in jeweils perspektivischer Darstellung ein Getriebegehäuse eines Spindelantriebs bei einer ersten Ausführungsform in unterschiedlichen Varianten,
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bis
- 6 ebenfalls in perspektivischer Darstellung ein mit jeweils dem gleichen Gehäusegrundkörper in unterschiedlichen Positionen verbundenes Verschlusselement bei einer zweiten Ausführungsform des Spindelantriebs und
- 7 in einer perspektivischen Darstellung ein Getriebegehäuse bei einer dritten Ausführungsform des Spindelantriebs.
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Gleiche Elemente bzw. Elemente mit gleicher Funktion sind in den Figuren mit den gleichen Bezugsziffern versehen.
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In der 1 ist ein Spindelantrieb 10 als Bestandteil eines Komfortantriebs 100 zur Sitzverstellung eines Sitzes 1 in einem Kraftfahrzeug vereinfacht dargestellt. Der Spindelantrieb 10 umfasst einen als Elektromotor ausgebildeten Antriebsmotor 12, der mit einem mehrteilig ausgebildeten Getriebegehäuse 14 verbunden ist. Das Getriebegehäuse 14 weist einen Aufnahmeraum 16 zur drehbaren Aufnahme eines insbesondere als Schneckenrad ausgebildeten Antriebselements 18 auf. Das Antriebselement 18 wirkt mit einem nicht gezeigten Abtriebselement des Antriebsmotors 12 zusammen, wozu aus dem Antriebsmotor 12 beispielsweise eine Welle in das Getriebegehäuse 14 hineinragt, die auf der dem Antriebsmotor 12 abgewandten Seite im Bereich eines domartigen Fortsatzes 20 des Getriebegehäuses 14 auf an sich bekannter Art und Weise gelagert ist. Das Antriebselement 18 ist mit einer Spindel 22 drehfest verbunden, die das Getriebegehäuse 14 im Bereich zweier in der 1 nicht dargestellter stirnseitig angeordneter Gehäusedeckel durchsetzt, und auf der außerhalb des Getriebegehäuses 14 auf einem gewindeartigen Spindelgang der Spindel 22 eine Spindelmutter 24 auf an sich bekannter Art und Weise angeordnet ist.
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Bei einem Betrieb des Antriebsmotors 12 wird die Spindel 22 um deren Längs- bzw. Drehachse 26 im Uhrzeiger- bzw. Gegenuhrzeigersinn gedreht. Dabei wird die in Bezug auf die Drehachse 26 der Spindel 22 drehfest angeordnete Spindelmutter 24 in Richtung des Doppelpfeils 28 in Richtung der Längsachse bzw. der Drehachse 26 der Spindel 22 bewegt, wobei durch die (mechanische) Kopplung der Spindelmutter 24 mit dem Sitz 1 dieser in gewünschter Art und Weise bewegt bzw. verstellt wird. Weiterhin ist das Antriebselement 18 in ebenfalls an sich bekannter Art und Weise innerhalb des Getriebegehäuses 14 bzw. des Aufnahmeraums 16 in Richtung der Drehachse 26 der Spindel 24 axialspielfrei aufgenommen.
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Die Erfindung befasst sich mit dem Getriebegehäuse 14, das auf nachfolgend beschriebene unterschiedliche Art und Weise in Art eines Baukastensystems für unterschiedlichste kundenspezifische Anwendungen verwendbar bzw. anpassbar ist. Hierzu wird zunächst auf die Darstellung der 2 und 3 verwiesen. Daraus ist ersichtlich, dass das mehrteilig ausgebildete Getriebegehäuse 14 in einer ersten Ausführungsform einen Gehäusegrundkörper 30 aufweist, in dessen Bereich auch der Fortsatz 20 sowie der Aufnahmeraum 16 ausgebildet ist. Der Gehäusegrundkörper 30, der vorzugsweise aus Kunststoff besteht und als Spritzgussteil ausgebildet ist, weist zwei parallel zueinander angeordnete, und senkrecht zur Drehachse 26 der Spindel 22 verlaufende Anschlussflächen 32, 34 zur Befestigung von insbesondere kundenspezifischen Gehäusedeckeln 36, 38 auf. Die Befestigung der Gehäusedeckel 36, 38 erfolgt mittels Befestigungsschrauben 40, wozu in dem Gehäusegrundteil 30 entsprechende Gewindebohrungen 42 ausgebildet sind. Weiterhin sind in dem jeweiligen Gehäusedeckel 36, 38 fluchend zu den Gewindebohrungen 42 Durchgangsbohrungen 44 ausgebildet.
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Aus der Darstellung der 2 und 3 ist ersichtlich, dass die durch die Anordnung der Gewindebohrungen 42 an den Anschlussflächen 32, 34 vorgesehenen Lochbilder 45 an beiden Anschlussflächen 32, 34 identisch ausgebildet sind. Weiterhin ist erkennbar, dass die einzelnen Gewindebohrungen 42 in Bezug zur Drehachse 26 in gleichmäßigen Winkelabständen angeordnet sind, bei Verwendung von drei Gewindebohrungen 42 somit jeweils um 120° zueinander versetzt. Eine derartige Ausbildung und Anordnung der Gewindebohrungen 42 ermöglicht es, ein und denselben Gehäusedeckel 36, 38 nicht nur an beiden Anschlussflächen 32, 34 wahlweise montieren zu können, sondern darüber hinaus, den jeweiligen Gehäusedeckel 36, 38 entsprechend der Anzahl der Gewindebohrungen 42 auch in unterschiedlichen Drehwinkelpositionen in Bezug zur Drehachse 26 und damit auch in Bezug zum Gehäusegrundkörper 30 anzuordnen. So ist in der 2 der Fall dargestellt, bei dem nur ein Gehäusedeckel 36 mit dem Gehäusegrundkörper 30 verbunden ist. In den 3 ist demgegenüber der Fall dargestellt, bei dem ein Gehäusedeckel 36a an der einen Anschlussfläche 32 angeordnet ist, während an der anderen Anschlussfläche 34 ein Gehäusedeckel 38 angeordnet ist, der eine kundenspezifische Schnittstelle 46 zur Befestigung des Getriebegehäuses 14 und somit des Spindelantriebs 10 an einer Karosseriestruktur ermöglicht. Hierzu weist die Schnittstelle 46 beispielsweise eine Durchgangsöffnung o.ä. auf, über die der Gehäusedeckel 38 mittels einer nicht gezeigten Befestigungsschraube an einer Karosseriestruktur befestigbar ist.
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Der in den 4 bis 6 dargestellte Spindelantrieb 10 unterscheidet sich von dem zuerst beschriebenen Spindelantrieb 10 durch die Verwendung eines anders gestalteten Gehäusegrundteils 30a. Dieses Gehäusegrundteil 30a weist an seinen beiden ebenfalls senkrecht zur Drehachse 26 angeordneten Anschlussflächen 32a, 34a jeweils fluchtend zueinander angeordnete Lochbilder 45a mit Gewindebohrungen 42a. Wesentlich dabei ist, dass die Anzahl der Gewindebohrungen 42a größer ist als die Anzahl der Durchgangsbohrungen 44a an dem Gehäusedeckel 47. Weiterhin ist die Anordnung der Gewindebohrungen 42a an den Anschlussflächen 32a, 34a, sowie der Durchgangsbohrung 44a an dem Gehäusedeckel 47 derart, dass entsprechend der Darstellung der 4 bis 6 der Gehäusedeckel 47 über unterschiedliche Gewindebohrungen 42a der Anschlussflächen 32a, 34a mit dem Gehäusegrundkörper 30a verbindbar ist. Damit ist es beispielsweise nicht nur möglich, den Gehäusedeckel 47 in Bezug zur Drehachse 26 in einer anderen Winkelposition anzuordnen, sondern darüber hinaus den Gehäusedeckel 47 in der Ebene der Anschlussfläche 32a, 34a an einer unterschiedlichen Stelle bzw. Position des Gehäusegrundkörpers 30a zu befestigen.
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Zuletzt ist in der 7 der Fall dargestellt, bei dem der Spindelantrieb 10 einen Gehäusegrundkörper 30b aufweist, der keine oben beschriebenen Anschlussflächen 32, 32a bzw. 34, 34a umfasst. Vielmehr wirkt der Gehäusegrundkörper 30b beispielhaft mit zwei schalenartig ausgebildeten Gehäusedeckeln 36b, 38b zusammen, die den Gehäusegrundkörper 30b bereichsweise umfassen, wozu die beiden Gehäusedeckel 36b, 38b beispielsweise entsprechende Aussparungen 48, 50 aufweisen. Die beiden Gehäusedeckel 36b, 38b können entsprechend der Pfeile 52, 54 gegeneinander gefügt werden, derart, dass die beiden Gehäusedeckel 36b, 38b im gefügten Zustand der Gehäusedeckel 36b, 38b das Gehäusegrundteil 30b formschlüssig umfassen und gleichzeitig zu den Gehäusedeckeln 36b, 38b fixieren. Hierzu weisen die beiden Gehäusedeckel 36b, 38b fluchtend zueinander angeordnete Bohrungen bzw. Gewindebohrungen 56, 58 auf, über die die beiden Gehäusedeckel 36b, 38b mittels Befestigungsschrauben 40 miteinander verbindbar sind. Anstelle von Befestigungsschrauben 40 ist alternativ auch eine Rastverbindung denkbar.
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Weiterhin ist anhand der Darstellung der 7 erkennbar, dass der innerhalb des Getriebegehäuses 14 ausgebildete Aufnahmeraum 16 zur Aufnahme des Antriebselements 18 in diesem Fall sowohl von dem Gehäusegrundkörper 30b, als auch durch die schalenförmige Ausbildung der beiden Gehäusedeckel 36b, 38b gebildet.
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Der soweit beschriebene Spindelantrieb 10 kann in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102016203639 A1 [0002]
