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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft einen Spindelantrieb nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung einen Komfortantrieb, insbesondere einen Sitzverstellungsantrieb, mit einem erfindungsgemäßen Spindelantrieb.
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Aus der
DE 10 2016 203 639 A1 der Anmelderin ist ein Spindelantrieb mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 bekannt. Der bekannte Spindelantrieb zeichnet sich durch ein mehrteilig ausgebildetes Getriebegehäuse aus, wobei das Getriebegehäuse einen Gehäusegrundkörper sowie wenigstens einen, den Gehäusegrundkörper im Bereich einer Öffnung verschließenden Gehäusedeckel umfasst. Der Gehäusegrundkörper bildet einen Innenraum zur Aufnahme von Bauteilen des Spindelantriebs aus. Insbesondere ragt eine mit einem Schneckenrad verbundene Spindel in den Innenraum des Getriebegehäuses hinein. Das Schneckenrad kämmt im Innenraum des Gehäusegrundkörpers mit einem an einer Ankerwelle eines als Elektromotor ausgebildeten Antriebsmotors angeordneten Gegenelement in Form eines Verzahnungsabschnitts, um je nach Ausführung entweder die Spindel um ihre Längsachse zu drehen, oder aber die Spindel in deren Längsrichtung zu bewegen, um damit ein zu verstellendes Element (Sitz) bewegen zu können.
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Die radiale Lagerung des Schneckenrads bzw. der Spindel im Bereich des Getriebegehäuses erfolgt in den Gehäusedeckeln, kann jedoch auch durch separate Elemente im Bereich des Gehäusegrundkörpers erfolgen. Bei der Lagerung des Schneckenrads in den Gehäusedeckel weisen diese entsprechende Durchgangsöffnungen bzw. Sacklochbohrungen auf. Die Positionierung der Durchgangsbohrungen bzw. Sacklochbohrungen in den Gehäusedeckeln bestimmt bei montiertem Getriebegehäuse den Achsabstand zwischen dem Schneckenrad bzw. der Spindel sowie der Ankerwelle bzw. des mit dem Schneckenrad zusammenwirkenden Verzahnungsabschnitts. Dieser ist bei einem vorgegebenen Getriebegehäuse bzw. entsprechenden Gehäusedeckeln durch deren Geometrie vorgegeben.
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Zur kundenspezifischen Anpassung eines Spindelantriebs kann es vorgesehen sein, den Achsabstand zwischen der Ankerwelle und dem Schneckenrad bzw. der Spindel und somit zwischen dem Verzahnungsabschnitt und dem Schneckenrad zu variieren, um beispielsweise ein Schneckenrad mit einem vergrößerten Durchmesser einsetzen zu können. Dies erfordert beim Stand der Technik jeweils speziell ausgebildete Getriebegehäuse mit entsprechend hohen Werkzeugkosten, da die wesentlichen Bestandteile der Getriebegehäuse üblicherweise aus Kunststoff bzw. aus Aluminium bestehen und als Spritzgussteile bzw. Druckgussteile ausgebildet sind.
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Offenbarung der Erfindung
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Der erfindungsgemäße Spindelantrieb mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass eine Anpassung des Spindelantriebs bzw. eine Variation der Achsabstände zwischen der Ankerwelle und der Spindel unter Verwendung gleicher Bauteile des Getriebegehäuses möglich ist. Mit anderen Worten gesagt bedeutet dies, dass mit ein und denselben Werkzeugen Gehäusegrundkörper bzw. Gehäusedeckel hergestellt werden können, die dazu geeignet sind, unterschiedliche Achsabstände zwischen dem Schneckenrad und der Ankerwelle ausbilden zu können. Dies erfolgt gemäß der Lehre der Erfindung dadurch, dass die Lagerbohrung für das Schneckenrad in einem Lagerelement ausgebildet ist, dass das Lagerelement in dem Gehäusegrundkörper oder dem wenigstens einen Gehäusedeckel angeordnet ist, dass die Längsachse der Lagerbohrung exzentrisch zu einer Längsachse des Lagerelements angeordnet ist, und dass das Lagerelement in dem Gehäusegrundkörper oder dem Gehäusedeckel in einer gegengleichen Ausnehmung formschlüssig angeordnet ist, derart, dass das Lagerelement in dem Gehäusegrundkörper oder in dem Gehäusedeckel in wenigstens zwei unterschiedlichen Positionen zur Ausbildung unterschiedlich großer Achsabstände zwischen dem Schneckenrad und der Ankerwelle positionierbar ist. Die vorgeschlagene erfindungsgemäße Lösung ermöglicht es somit durch (zusätzliche) Lagerelemente mit exzentrisch angeordneten Lagerbohrungen für das Schneckenrad, unter Verwendung gleicher Gehäusedeckel bzw. eines stets gleichen Gehäusegrundkörpers, die Lagerelemente in wenigstens zwei unterschiedliche Stellungen zu positionieren, um damit den Achsabstand zu beeinflussen.
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Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Spindelantriebs sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
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Eine erste mögliche geometrische Ausgestaltung des Lagerelements sowie der Aufnahme in dem Gehäusedeckel bzw. in dem Gehäusegrundkörper sieht vor, dass das Lagerelement und die Ausnehmung eine in etwa kreisförmige Außenform aufweisen, die konzentrisch zur Längsachse des Lagerelements angeordnet ist. Insbesondere ist es bei einer derartigen Geometrie zur Einstellung unterschiedlicher Achsabstände vorgesehen, dass das Lagerelement am Außenumfang in gleichmäßigen Winkelabständen um eine Längsachse des Lagerelements angeordnete Vorsprünge bzw. Vertiefungen aufweist, die mit gegengleichen Vertiefungen bzw. Vorsprüngen der Ausnehmung in dem Gehäusegrundkörper oder dem Gehäusedeckel zusammenwirken. Eine derartige Ausgestaltung ermöglicht es somit, das Lagerelement bei einer Anzahl von n Vorsprüngen bzw. Vertiefungen das Lagerelement in n unterschiedlichen Winkelpositionen in der Aufnahme in dem Gehäusedeckel bzw. dem Gehäusegrundkörper einzusetzen und entsprechend n unterschiedliche Achsabstände einzustellen.
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In alternativer geometrischer Ausgestaltung des Lagerelements weist dieses eine Außenkontur auf, die länglich ausgebildet ist und eine Symmetrieachse aufweist. Eine derartige, beispielsweise ovale Außenkontur in dem Lagerelement, bei der die Lagerbohrung auf der Hauptachse außermittig bzw. exzentrisch angeordnet ist, ermöglicht es somit, das Lagerelement in zwei, um 180° zueinander versetzt angeordnete Positionen in dem Gehäusedeckel bzw. dem Gehäusegrundkörper anzuordnen und dadurch zwei unterschiedliche Achsabstände ausbilden zu können.
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Eine weitere konstruktive Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass beide Lagerelemente in dem Gehäusegrundkörper angeordnet sind. Eine derartige Ausgestaltung ermöglicht es insbesondere relativ einfach und geringen mechanischen Belastungen ausgesetzte Gehäusedeckel verwenden zu können.
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Eine alternative konstruktive Ausgestaltung des Spindelantriebs sieht vor, dass wenigstens ein Lagerelement monolithisch mit dem Gehäusedeckel ausgebildet ist, und dass der Gehäusedeckel in unterschiedlichen Winkelpositionen mit dem Gehäusegrundkörper verbindbar ist. Eine derartige Ausgestaltung reduziert die Anzahl der benötigten Bauteile dadurch, dass das Lagerelement nicht als separates Element ausgebildet ist, sondern Bestandteil des Gehäusedeckels ist.
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Zur Ausbildung von in Axialrichtung besonders kompakt bauender Lagerelemente sind diese bevorzugt ring- bzw. plattenförmig ausgebildet.
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Weiterhin ist es aus Gründen einer möglichst großen Verschleißfestigkeit des Lagerelements vorgesehen, dass dieses aus Metall besteht. Alternativ kann es jedoch auch vorgesehen sein, diese aus Kunststoff auszubilden.
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Bei einer Anordnung des Lagerelements im Bereich des Gehäusegrundkörpers ist es zur möglichst einfachen Herstellbarkeit des Gehäusegrundkörpers vorgesehen, dass die in dem Gehäusegrundkörper ausgebildete gegengleiche Ausnehmung zur Ausnehmung des Lagerelements über die gesamte axiale Erstreckung des Gehäusegrundkörpers verläuft.
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Die Erfindung umfasst auch einen Komfortantrieb, insbesondere einen Sitzverstellungsantrieb, mit einem soweit beschriebenen erfindungsgemäßen Spindelantrieb.
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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 geschnittene Seitenansicht auf einen als Sitzverstellungsantrieb ausgebildeten Spindelantrieb,
- 2 eine perspektivische Darstellung eines Gehäusegrundkörpers mit darin angeordnetem Lagerelement,
- 3 die Bauteile gemäß 2 in voneinander getrennter Anordnung,
- 4 das Lagerelement, wie es bei der Anordnung gemäß der 2 und 3 verwendet wird, in einer Draufsicht,
- 5 und 6 vereinfachte Darstellungen eines modifizierten Getriebegehäuses unter Verwendung von oval ausgebildeten Lagerelementen und
- 7 eine Darstellung des Lagerelements, wie es bei den Spindelantrieben gemäß der 5 und 6 verwendet wird, in einer Draufsicht.
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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 als Sitzverstellungsantrieb zur Verstellung eines Sitzes 1 dienenden Komfortantriebs 100 dargestellt. Der Spindelantrieb 10 kann jedoch auch beispielsweise Bestandteil einer Lenksäulenverstellung sein. Der Spindelantrieb 10 umfasst einen als Antriebsmotor dienenden Elektromotor 12, an dessen Gehäuse ein mehrteilig ausgebildetes Getriebegehäuse 15 angeflanscht bzw. befestigt ist. Das Getriebegehäuse 15 weist einen Gehäusegrundkörper 16 auf, an dem ein Anschlussflansch 17 zum Befestigen des Getriebegehäuses 15 an dem Elektromotor 12 monolithisch angeformt ist. Der Gehäusegrundkörper 16 weist einen Innenraum 18 auf, dessen Öffnung(en) mittels wenigstens eines Gehäusedeckels 20 verschlossen sind. Der Gehäusegrundkörper 16 besteht je nach Anforderungen entweder aus Kunststoff oder aus Metall (insbesondere Aluminium) und ist in einem spanlosen Fertigungsverfahren (Kunststoffspritzgussteil bzw. Aluminiumdruckgussteil) ausgebildet.
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Der wenigstens eine Gehäusedeckel 20 ist vorzugsweise als Kunststoffspritzgussteil ausgebildet. Innerhalb des Innenraums 18 des Getriebegehäuses 15 ist ein in den 1 und 3 besonders gut erkennbares, vorzugsweise aus Kunststoff bestehendes Schneckenrad 22 drehbar gelagert.
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Das Schneckenrad 22 weist entsprechend der 3 in einem in Bezug zur Drehachse 24 des Schneckenrads 22 axial mittleren Bereich angeordneten Verzahnungsbereich 25 mit einer Schrägverzahnung 26 auf. Beidseitig des Verzahnungsbereichs 25 ist jeweils ein ringförmiger Lagerabschnitt 28, 30 am Schneckenrad 22 vorgesehen.
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Bei einer Ausgestaltung des Spindelantriebs 10, bei der eine mit dem Schneckenrad 22 wirkverbunden angeordnete Spindel 32 um ihre mit der Drehachse 24 identische Längs- bzw. Drehachse 34 drehbar angeordnet ist, weist das Schneckenrad 22 eine mittig angeordnete Durchgangsöffnung 36 auf, in deren Bereich die Spindel 32 drehfest mit dem Schneckenrad 22 verbunden ist. Dies erfolgt in der Praxis dadurch, dass an die aus Metall bestehende Spindel 32 der Kunststoff des Schneckenrads 22 angespritzt wird.
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Entsprechend der 1 ragt die Spindel 32 aus dem Getriebegehäuse 15 heraus und weist, wie an sich aus dem Stand der Technik bekannt, einen gewindeartigen Spindelgang 38 auf, auf dem eine Spindelmutter 40 angeordnet ist. Die in Bezug zur Drehachse 34 der Spindel 32 drehfest angeordnete Spindelmutter 40 ist zumindest mittelbar mit dem Sitz 1 verbunden, sodass bei einer Drehung der Spindel 32 um die Drehachse 34 die Spindelmutter 40 in Richtung des Doppelpfeils 42 längsbewegt wird, um dadurch den Sitz 1 zu verstellen. Bei dem in der 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist darüber hinaus an dem Gehäusegrundkörper 16 ein Befestigungsabschnitt 44 mit einer im Einzelnen nicht dargestellten kundenspezifischen Befestigungsmöglichkeit an einer Karosseriestruktur einstückig angeformt. Alternativ ist es jedoch auch denkbar, dass der Befestigungsbereich 44 an dem wenigstens einen Gehäusedeckel 20 angeordnet ist.
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Der Antrieb des Schneckenrads 22 über dessen Schrägverzahnung 26 erfolgt mittels des Elektromotors 12. Hierzu weist der Elektromotor 12 einen in der 1 dargestellten Abschnitt 46 mit einem Verzahnungsbereich 48 auf, der in das Getriebegehäuse 15 bzw. den Gehäusegrundkörper 16 bis in den Innenraum 18 hineinragt, wobei der Verzahnungsbereich 48 mit der Schrägverzahnung 26 des Schneckenrads 22 kämmt. Zwischen der Längsachse 50 des Abschnitts 46 und der senkrecht dazu angeordneten Drehachse 24 des Schneckenrads 22 ist entsprechend der 2 und 3 ein Achsabstand a ausgebildet. Dieser Achsabstand a ist bei dem Spindelantrieb 10 anwendungs- bzw. kundenspezifisch variierbar einstellbar. Hierzu wird zunächst auf die Darstellung der 2 und 3 verwiesen. Daraus ist erkennbar, dass in dem Gehäusegrundkörper 16 im Bereich des Innenraums 18 eine in Axialrichtung, d.h. in Richtung der Drehachse 24 des Schneckenrads 22 ausgerichtete, in etwa kreisförmige Ausnehmung 52 ausgebildet ist, die in Art der Gegenkontur eines Zahnrads Vorsprünge 54 bzw. Vertiefungen 56 aufweist, die in jeweils gleichmäßigen Winkelabständen um eine Längsachse 57 der Ausnehmung 52 angeordnet sind. Die Ausnehmung 52 erstreckt sich vorzugsweise über die gesamte axiale Länge bzw. Höhe des Innenraums 18 des Gehäusegrundkörpers 16. Die Vorsprünge 24 bzw. Vertiefungen 56 wirken formschlüssig mit einer entsprechenden Gegenkontur 58 zweier scheiben- bzw. ringförmiger, vorzugsweise aus Metall bestehender Lagerelemente 60 zusammen, von denen in den 2 und 3 lediglich das eine, mit dem Lagerabschnitt 30 des Schneckenrads 22 zusammenwirkende Lagerelement 60 erkennbar ist.
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Entsprechend der Darstellung der 2 schließt die eine Stirnseite 62 des Lagerelements 60 bündig mit der entsprechenden Stirnseite 63 des Gehäusegrundkörpers 16 ab, wobei sich der Gehäusedeckel 20 axial (unmittelbar) an das Lagerelement 60 bzw. den Gehäusegrundkörper 16 anschließt. Entsprechend der Darstellung der 2 bis 4 weist das Lagerelement 60 eine Lagerbohrung 64 zur Aufnahme des Lagerabschnitts 28, 30 der Spindel 32 auf, um das Schneckenrad 22 radial zu lagern. Wesentlich dabei ist, dass eine Längsachse 66 der Lagerbohrung 64, die mit den Drehachsen 24, 34 des Schneckenrads 22 und der Spindel 32 zusammenfällt, um ein Maß e exzentrisch zur (äußeren) Gegenkontur 58 bzw. der Längsachse 57 angeordnet ist. Durch die formschlüssige Verbindung zwischen dem Lagerelement 60 und der Ausnehmung 52 in dem Gehäusegrundkörper 16 kann dadurch das Lagerelement 60 entsprechend der Anzahl der Vorsprünge 54 bzw. Vertiefungen 56 in unterschiedlichen Drehwinkelpositionen in dem Gehäusegrundkörper 16 eingesetzt werden, wodurch sich unterschiedliche Achsabstände a zwischen dem Abschnitt 46 und der Drehachse 24 des Schneckenrads 22 ergeben.
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In der 5 ist ein modifiziertes Getriebegehäuse 15a stark vereinfacht dargestellt, das unter Verwendung zweier Lagerelemente 60a, das in der 7 in Einzeldarstellung gezeigt ist, ausgebildet ist. Das Lagerelement 60a weist eine ovale Grundform mit einer Außenkontur 70 und einer Längs- bzw. Hauptachse 72 auf. Die Lagerbohrung 64a ist auf der Hauptachse 72 um ein Maß e exzentrisch zur axialen Erstreckung des Lagerelements 60a in Richtung der Hauptachse 72 angeordnet. Eine derartige Ausgestaltung des Lagerelements 60a ermöglicht es, das Lagerelement 60a in zwei, um 180° verschiedene Stellungen innerhalb der Ausnehmungen 52a des Getriebegehäuses 15a, welche gegengleich zur Außenkontur 70 des Lagerelements 60a ausgebildet sind, einzusetzen.
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Zuletzt ist in der 6 ein Getriebegehäuse 15b dargestellt, bei dem ein Lagerelement 60a entsprechend der 5 und 7 verwendet wird sowie ein Lagerelement 60b, das einen Abschnitt 74 aufweist, der entsprechend dem Lagerelement 60a geformt ist, wobei der Abschnitt 74 monolithisch mit dem Gehäusedeckel 20b verbunden ist.
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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]
