DE102020201929A1

DE102020201929A1 - Ultrakompakte kraftgetriebene längeneinstellung mit anti-rücklauf-funktionalität und getrieberad-zahnstangen-ausgang für einen fahrzeugsitz

Info

Publication number: DE102020201929A1
Application number: DE102020201929.0A
Authority: DE
Inventors: Mircea Napau; Doina NAPAU; Ileana Dacia Napau; Radu Calin Napau-Stoica; Ioan Napau
Original assignee: Fisher and Co Inc
Current assignee: Fisher and Co Inc
Priority date: 2019-02-20
Filing date: 2020-02-17
Publication date: 2020-08-20

Abstract

Ein Sitzeinstellungsantrieb umfasst eine stationäre Spur, die fixiert ist an einem Fahrzeug, und eine verschiebbare Spur, die angeordnet ist in verschiebbarem Eingriff mit der stationären Spur für Bewegung nach Vorne und nach Hinten. Ein Getriebekasten, der montiert ist an der verschiebbaren Spur, unterstützt ein Getrieberad, das ein Teil von einer Zahnstangenantriebsanordnung ist. Der Getriebekasten beherbergt einen kegelförmigen Spiralzahnradsatz und einen oder mehrere Planetengetriebesätze. Der kegelförmige Spiralzahnradsatz umfasst einen kegelförmiges Getrieberad, das gekoppelt ist an einen elektrischen Motor, und ein kegelförmiges Spiralzahnrad, das angeordnet ist in Eingriff mit dem kegelförmigen Getriebezahnrad. Das kegelförmige Spiralzahnrad wird getragen auf dem Getrieberad in einem verschiebbaren Sitz. Die einen oder mehreren Planetengetriebesätze koppeln das kegelförmige Spiralzahnrad und das Getrieberad durch eine Untersetzung rotierbar.

Description

QUERVERWEIS AUF VERBUNDENE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der US- amerikanischen provisorischen Patentanmeldung Nummer 62/807,983 , die am 20. Februar 2019 eingereicht wurde. Die gesamte Offenbarung der obigen Anmeldung ist hierin durch Referenz aufgenommen.
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich allgemein auf Automobilsitzeinstellungsantriebe. Genauer werden Automobilsitzeinstellungsantriebe vom Zahnstangentyp offenbart.
HINTERGRUND
Dieser Abschnitt stellt Hintergrundinformationen bezogen auf die vorliegende Erfindung bereit und ist nicht notwendigerweise Stand der Technik.
In heutigen Fahrzeugen gibt es eine erhöhte Anzahl an elektrischen Aktuatoren. Beispielsweise und ohne Beschränkung werden häufig elektrische Aktuatoren verwendet, um Fahrzeugsitze anzutreiben und verschiedene Sitzeinstellungsmodi bereitzustellen. Elektrische Aktuatoren werden angetrieben durch elektrische Motoren, deren Größe ausgewählt wird entsprechend dem Drehmoment, das bereitgestellt werden muss, um die erforderliche Bewegung durchzuführen. Daher, wenn vernünftig hohe Untersetzungsverhältnisse in einem sehr begrenzten Raum erreicht werden können, können kleinere und schnellere elektrische Motoren verwendet werden, um dasselbe Niveau von mechanischer Leistung bereitzustellen, das notwendig ist für die erforderliche Bewegung.
Im Allgemeinen können Zahnradantriebe, die in Aktuatoren für den Fahrzeuginnenraum verwendet werden, mehrere nützliche Funktionen erfüllen: die Geschwindigkeit reduzieren oder erhöhen, das Drehmoment multiplizieren oder reduzieren und die Drehrichtung umkehren. In einem Beispiel sind Antriebe für Sitzeinstellungen in Kraftfahrzeugen Zahnradantriebe, die eine Längsverstellung des Sitzes in Kraftfahrzeugen ermöglichen. Automobilsitzeinstellungsantriebe dienen dazu, die Eingangsdrehzahl des Elektromotors zu reduzieren und gleichzeitig das Eingangsdrehmoment zu erhöhen. Einige der wichtigsten Anforderungen an Automobilsitzeinstellungsantriebe sind: der Bereich der Untersetzung, der Bereich des Ausgangsdrehmoments, Größe, Gewicht, Wirkungsgrad, der Geräuschpegel des Automobilsitzeinstellungsantriebs, Stoßbelastbarkeit, Kosten, Haltbarkeit, Verpackungsgröße und das Ausmaß des Spiels. Für einige Anwendungen, wie z.B. solche, die bei der Einstellung und Aufrechterhaltung der eingestellten Position eines Fahrzeugsitzes verwendet werden, ist auch eine spezielle Anforderung erforderlich, die als Antirücklauffunktionalität bezeichnet wird. Die Antirücklauffunktionalität kann auch als „Nicht-Rücklauffunktionalität“, „Selbstsichernde Funktionalität“ oder „Anti-Rückgangs-Funktionalität“ bezeichnet werden. Zahnradantriebe übertragen die hohe Drehzahl und das niedrige Drehmoment einer Elektromotor-Eingangswelle auf die niedrige Drehzahl und das hohe Drehmoment einer Ausgangswelle, entweder im Uhrzeigersinn (clockwise; CW) oder gegen den Uhrzeigersinn (counter-clockwise; CCW). Bei Zahnradantrieben mit Antirücklauffunktionalität wird jeder Versuch verhindert, das Drehmoment von der Ausgangswelle zurück auf die Eingangswelle zu übertragen, wenn eine externe Last (z.B. externe Reaktionskräfte bei einem Auffahr-Unfall usw.) auf die Ausgangswelle aufgebracht wird. Dies schützt vor Schäden am Elektromotor und stellt sicher, dass der Fahrzeugsitz seine Position beibehält, wenn der Elektromotor nicht angetrieben wird.
Es wurden Zahnradantriebe mit Antirücklauffunktionalitäten entwickelt, die das Drehmoment vervielfachen und die Drehzahl entweder im oder gegen den Uhrzeigersinn reduzieren. Schnecken- und Schneckenradantriebe werden seit vielen Jahren erfolgreich als Sicherheits- oder selbstsichernde Geräte eingesetzt. Schnecken- und Schneckenradantriebe machen einen äußeren Brems- oder Kupplungsmechanismus überflüssig. Der Nachteil von Schnecken- und Schneckenradantrieben ist jedoch, dass der erforderliche Versatz zwischen der Schneckenachse und der Getrieberadachse zu einer größeren Baugröße führt. Die größere Baugröße von Schnecken- und Schneckenradantrieben und insbesondere ihre Höhe in vertikaler Richtung (d.h. Z-Achse) macht sie für bestimmte Anwendungen ungeeignet, z.B. auch für Anwendungen, bei denen sowohl die Sitzspuren (z.B. rechte und linke Spur) als auch die Sitzeinstellungsantriebe unter dem Boden des Fahrgastraums des Fahrzeugs untergebracht sind. Die Anforderungen an die Unterbringung sind bei solchen Anwendungen noch komplizierter, bei denen lange Spurlängen (d.h. lange Sitzwege) und Hochgeschwindigkeits-Betätigungsmodi gewünscht werden. Dementsprechend besteht nach wie vor Bedarf an Sitzeinstellungsantrieben mit reduzierten Unterbringungsdimensionen und besonders reduzierter Höhe, die in langsamen und schnellen Betätigungsmodi mit Anti-Rückenlauf-Funktionalität arbeiten können.
ZUSAMMENFASSUNG
Dieser Abschnitt stellt eine allgemeine Zusammenfassung der Offenbarung bereit und ist keine vollständige Offenbarung des gesamten Umfangs und aller Merkmale.
Die Gegenstandsoffenbarung beschreibt verschiedene Sitzeinstellungsantriebe für ein Fahrzeug, wie beispielsweise ein Automobil, mit reduzierten Unterbringungsdimensionen und Anti-Rücklauffunktionalität. Der Sitzeinstellungsantrieb umfasst eine stationäre Spur, die fixiert ist an dem Fahrzeugboden, und eine verschiebbare Spur, die angeordnet ist in verschiebbarem Eingriff mit der stationären Spur für Bewegung in Vorwärts- und Rückwärtsrichtungen relativ zu der stationären Spur. Der Sitzeinstellungsantrieb ist deshalb konfiguriert einen Fahrzeugsitz an der verschiebbaren Spur montiert und einen Getriebekasten an der verschiebbaren Spur zu besitzen. Der Sitzeinstellungsantrieb umfasst weiter eine Zahnstangenantriebsanordnung. Die Zahnstangenantriebsanordnung umfasst eine Zahnstange, die sich longitudinal entlang der stationären Spur erstreckt, und ein Getrieberad. Das Getrieberad umfasst eine Getrieberadwelle und einen gezahnten Zahnradsabschnitt. Die Getrieberadwelle erstreckt sich in den Getriebekasten entlang der Getrieberadwellenachse. Der gezahnte Zahnradabschnitt ist angeordnet in Eingriff mit den Zahnstangenzähnen der Zahnstangenantriebsanordnung, so dass Rotation des Getrieberads die verschiebbare Spur in Vorwärts- und Rückwärtsrichtungen antreibt. Ein elektrischer Motor ist montiert an dem Getriebekasten. Der elektrische Motor besitzt eine Ausgangswelle. Der Getriebekasten umfasst ein Getriebekastengehäuse, das einen Getriebekastenhohlraum darin definiert, der einen kegelförmigen Spiralzahnradsatz und einen oder mehrere Planetengetriebesätze unterbringt. Der kegelförmige Spiralzahnradsatz umfasst ein kegelförmiges Getriebezahnrad und ein kegelförmiges Spiralzahnrad. Das kegelförmige Getriebezahnrad ist gekoppelt an die Ausgangswelle des elektrischen Motors, so dass das kegelförmige Getriebezahnrad um eine Achse des kegelförmigen Getriebezahnrads rotiert. Das kegelförmige Spiralzahnrad ist angeordnet in Eingriff mit dem kegelförmigen Getriebezahnrad. Das kegelförmige Spiralzahnrad wird getragen auf der Getrieberadwelle in einem verschiebbaren Sitz. Die einen oder mehreren Planetengetriebesätze koppeln das kegelförmige Spiralzahnrad und das Getrieberad rotierbar durch eine Untersetzung.
Der kegelförmige Spiralzahnradsatz ist angeordnet innerhalb des Getriebekastens, so dass die Achse des kegelförmigen Getrieberads sich überkreuzt mit der Getrieberadwellenachse, die orthogonal angeordnet sind relativ zueinander. Vorteilhafterweise verleiht diese Anordnungsweise den Sitzeinstellungsantrieben eine ultra-kompakte Unterbringungsgröße, insbesondere in vertikaler Richtung (d.h. entlang der Z-Achse). Diese reduzierte Höhe erlaubt den Sitzeinstellungsantrieben der vorliegenden Offenbarung unterhalb des Bodens der Fahrgastzelle des Fahrzeugs angeordnet zu werden. Darüber hinaus erlaubt der Zahnstangenantrieb den Sitzeinstellungsantrieben, die hierin beschrieben sind, verwendet zu werden in Anwendungen, die länge Spurlängen mit Sitzverschiebungslängen von bis zu 1200 Millimetern in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung erfordern. Zusätzlich können die Sitzeinstellungsantriebe der vorliegenden Offenbarung ausgerüstet werden mit elektrischen Doppelschaltermotoren, um einen niedrige Geschwindigkeits- (d.h. Komfort) Betriebsmodus von 11 bis 26 Millimetern pro Sekunde und einen hohe Geschwindigkeits-Betriebsmodus von 45 bis 60 Millimetern pro Sekunde zu ermöglich. Elektrische Doppelschaltermotoren besitzen typischerweise eine größere gesamte Länge, was es schwierig macht, sie zwischen den rechten und linken Spuren der Sitzeinstellungsantriebe unterzubringen. Durch Ausrichten der Achse des kegelförmigen Getriebezahnrads und daher des elektrischen Motors entlang der longitudinalen Richtung (d.h. parallel zu den Spuren) anstelle einer transversalen Richtung (d.h. orthogonal zu den Spuren), werden die herkömmlichen Unterbringungsgrenzen, die die Verwendung von elektrischen Doppelschaltermotoren beschränken, beseitigt.
Zusätzlich zu verbesserter Unterbringung und reduzierter Höhe stellt die vorliegende Offenbarung einen Sitzeinstellungsantrieb mit Anti-Rücklauffunktionalität bereit, der keine äußeren Bremsen benötigt. Zusätzlich zu diesen Verbesserungen besitzen die Sitzeinstellungsantriebe der vorliegenden Offenbarung ein vernünftiges Gewicht, gute Haltbarkeit, leisen Betrieb, sind einfach zusammenzusetzen und besitzen wettbewerbsfähige Herstellungskosten.
Figurenliste
Andere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden erkannt werden, wenn sie besser verstanden wird durch Bezug auf die nachfolgende detaillierte Beschreibung unter Berücksichtigung der beiliegenden Zeichnungen, wobei:

1 ist eine seitliche perspektivische Ansicht eines beispielhaften Sitzeinstellungsantriebs, der konstruiert wurde entsprechend der vorliegenden Offenbarung, wobei stationäre und verschiebbare Spuren des Sitzeinstellungsantriebs gezeigt sind;
2 ist eine perspektivische Ansicht des Sitzeinstellungsantriebs, der in 1 gezeigt ist, von der gegenüberliegenden Seite, wobei stationäre und verschiebbare Spuren des Sitzeinstellungsantriebs verdeckt sind;
3 ist eine seitliche perspektivische Ansicht eines anderen beispielhaften Sitzeinstellungsantriebs, der hergestellt wurde gemäß der vorliegenden Offenbarung, wobei die stationären und verschiebbaren Suren des Sitzeinstellungsantriebs gezeigt sind;
4 ist eine perspektivische Ansicht des Sitzeinstellungsantriebs, der in 3 gezeigt ist, von der gegenüberliegenden Seite, wobei die stationären und verschiebbaren Spuren des Sitzeinstellungsantriebs verdeckt sind;
5 ist eine rückseitige Ansicht des Sitzeinstellungsantriebs, der in 1 gezeigt ist;
6 ist eine perspektivische Explosionsansicht des Sitzeinstellungsantriebs, der in 1 gezeigt;
7 ist eine Ansicht eines vergrößerten Ausschnitts des Sitzeinstellungsantriebs, der in 1 gezeigt, entlang der Linie 7-7 in 6;
8 ist eine andere Ansicht eines vergrößerten Ausschnitts der Sitzeinstellung, der in 1 gezeigt ist, entlang der Linie 8-8 in 7;
9 ist eine vergrößerte perspektivische seitliche Ansicht des Sitzeinstellungsantriebs, der in 1 gezeigt ist, wobei die Getriebekastenabdeckung entfernt wurde;
10 ist eine perspektivische Explosionsansicht eines anderen beispielhaften Sitzeinstellungsantriebs, der konstruiert wurde gemäß der vorliegenden Offenbarung;
11 ist eine Ansicht eines vergrößerten Ausschnitts des Sitzeinstellungsantriebs, der in 10 gezeigt ist, entlang der Linie 11-11 in 10;
12 ist eine andere Ansicht eines vergrößerten Ausschnitts der Sitzeinstellung der in 10 gezeigt ist, entlang der Linie 12-12 in 11;
13 ist eine vergrößerte perspektivische seitliche Ansicht des Sitzeinstellungsantriebs, der in 10 gezeigt ist, wobei die Getriebekastenabdeckung entfernt wurde;
14 ist eine perspektivische Explosionsansicht eines anderen beispielhaften Sitzeinstellungsantriebs, der konstruiert wurde gemäß der vorliegenden Offenbarung;
15 ist eine Ansicht eines vergrößerten Ausschnitts des Sitzeinstellungsantriebs, der in 14 gezeigt ist, entlang der Linie 15-15 in 14;
16 ist eine andere Ansicht eines vergrößerten Ausschnitts der Sitzeinstellung, der in 14 gezeigt ist, entlang der Linie 16-16 in 14;
17 ist eine vergrößerte perspektivische seitliche Ansicht des Sitzeinstellungsantriebs, der in 14 gezeigt ist, wobei die Getriebekastenabdeckung entfernt wurde;
18 ist eine perspektivische Explosionsansicht eines anderen beispielhaften Sitzeinstellungsantriebs, der konstruiert wurde gemäß der vorliegenden Offenbarung;
19 ist eine Ansicht eines vergrößerten Ausschnitts des Sitzeinstellungsantriebs, der in 18 gezeigt ist, entlang der Linie 19-19 in 18;
20 ist eine andere Ansicht eines vergrößerten Ausschnitts der Sitzeinstellung, die in 18 gezeigt ist, entlang der Linie 20-20 in 18;
21 ist eine vergrößerte perspektivische seitliche Ansicht des Sitzeinstellungsantriebs, der in 18 gezeigt ist, wobei die Getriebekastenabdeckung entfernt wurde;
22 ist eine vergrößerte rückseitige Ansicht eines anderen beispielhaften Sitzeinstellungsantriebs, der eine andere Zahnstangenantriebsanordnung umfasst, die verbunden ist mit dem Getriebekasten des beispielhaften Sitzeinstellungsantriebs, der in 5 gezeigt ist;
23 ist eine vergrößerte seitliche Ansicht des beispielhaften Sitzeinstellungsantriebs, der in 22 gezeigt ist;
24 ist eine vergrößerte rückseitige Ansicht eines anderen beispielhaften Sitzeinstellungsantriebs, der eine andere Zahnstangenantriebsanordnung umfasst, die verbunden ist mit dem Getriebekasten des beispielhaften Sitzeinstellungsantriebs, der in 5 gezeigt ist, wobei die Zahnstangenantriebsanordnung einen zweiteiligen Zahnstangeneingriff umfasst;
25 ist eine vergrößerte seitliche Ansicht des beispielhaften Sitzeinstellungsantriebs, der in 24 gezeigt ist;
26 ist eine vergrößerte seitliche Ansicht des zweiteiligen Zahnstangeneingriffs des beispielhaften Sitzeinstellungsantriebs, der in 24 gezeigt ist,
27 zeigt eine vergrößerte rückseitige Ansicht eines anderen Sitzeinstellungsantriebs, der eine andere Zahnstangenantriebsanordnung umfasst, die verbunden ist mit dem Getriebekasten des beispielhaften Sitzeinstellungsantriebs, der in 5 gezeigt ist, wobei die Zahnstangenantriebsanordnung einen dreiteiligen Zahnstangeneingriff besitzt;
28 ist eine vergrößerte seitliche Ansicht des beispielhaften Sitzeinstellungsantriebs, der in 27 gezeigt ist; und
29 ist eine vergrößerte seitliche Ansicht des dreiteiligen Zahnstangeneingriffs des beispielhaften Sitzeinstellungsantriebs, der in 27 gezeigt ist.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Mit Bezug zu den Figuren werden verschiedene Sitzeinstellungsantriebe 100, 100', 200, 200', 400, 500, 600 offenbart, wobei gleiche Nummern entsprechende Teile durch die verschiedenen Ansichten anzeigen.
Beispielhafte Ausführungsformen werden bereitgestellt, so dass diese Offenbarung vollständig ist und einem Fachmann den ganzen Umfang vermitteln wird. Zahlreiche spezifische Details werden weitergebildet wie zum Beispiel spezifische Komponenten, Geräte und Verfahren, um ein vollständiges Verständnis der Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung bereitzustellen. Ein Fachmann wird verstehen, dass spezifische Details nicht umgesetzt werden müssen, dass beispielhafte Ausführungsformen in vielen verschiedenen Formen verkörpert sein können und dass nichts hiervon verwendet werden soll, um den Umfang der Offenbarung zu beschränken. In einigen beispielhaften Ausführungsformen werden gut bekannte Prozesse, gut bekannte Gerätestrukturen und gut bekannte Technologien nicht im Detail beschrieben.
Die hierin verwendete Terminologie dient nur dem Zweck der Beschreibung bestimmter beispielhafter Ausführungsformen und soll nicht beschränkend sein. Wie hierin verwendet können die Singularformen von „einer/eine/eines“ und „der/die/das“ ebenso die Pluralformen beinhalten, es sei denn, dass der Kontext eindeutig etwas gegenteiliges anzeigt. Die Begriffe „aufweist“, „aufweisend“, „umfassend“ und „besitzend“ sind inklusiv und spezifizieren daher das Vorliegen der benannten Merkmale, Integer, Schritte, Operationen, Elemente und/oder Komponenten, schließen jedoch nicht das Vorhandensein oder die Zufügung von einem oder mehreren anderen Merkmalen, Integern, Schritten, Operationen, Elemente, Komponenten und/oder Gruppen hiervon aus. Die hierin beschriebenen Verfahrensschritte, Prozesse und Operationen sind nicht so auszulegen, dass sie notwendigerweise in der besprochenen oder illustrierten Reihenfolge durchgeführt werden müssen, es sei denn, sie sind ausdrücklich als Reihenfolge der Durchführung gekennzeichnet. Es ist auch zu verstehen, dass zusätzliche oder alternative Schritte eingesetzt werden können.
Wenn ein Element oder eine Schicht bezeichnet wird als „auf“, „im Eingriff mit“, „verbunden mit“ oder „gekoppelt an“ ein anderes Element oder eine andere Schicht, kann es direkt an, im Eingriff mit, verbunden mit oder gekoppelt an das andere Element oder die andere Schicht sein oder ein Zwischenelement oder eine Zwischenschicht kann vorhanden sein. Im Gegensatz wenn ein Element bezeichnet wird als „direkt auf“, „direkt im Eingriff mit“, „direkt verbunden mit“ oder „direkt gekoppelt an“ ein anderes Element oder eine andere Schicht, können keine Zwischenelemente oder Zwischenschichten vorhanden sein. Andere Begriffe, die verwendet werden, um Beziehungen zwischen Elementen zu beschreiben, sollen in ähnlicher Weise interpretiert werden (z.B. „dazwischen“ und „direkt dazwischen“, „benachbart“ und „direkt benachbart“, etc.). Wie hierin verwendet soll der Begriff „und/oder“ jede und alle Kombinationen von einem oder mehreren der entsprechend aufgelisteten Begriffe umfassen.
Obwohl die Begriffe erster, zweiter, dritter etc. hierin verwendet werden um verschiedene Elemente, Komponenten, Regionen, Schichten und/oder Abschnitte zu beschreiben, sollen diese Elemente, Komponenten, Regionen, Schichten und/oder Abschnitte nicht durch diese Begriffe beschränkt werden. Diese Begriffe können verwendet werden um lediglich ein Element, eine Komponente, eine Region, eine Schicht oder einen Abschnitt von einer anderen Region, Schicht oder Abschnitt zu unterscheiden. Begriffe wie „erster“, „zweiter“ und andere numerische Begriffe sollen keine Sequenz oder Reihenfolge implizieren, wenn sie hierin verwendet werden, außer dies wird eindeutig durch den Kontext angezeigt. Daher kann ein erstes Element, Komponente, Region, Schicht oder Abschnitt, der unten diskutiert wird, auch als zweites Element, Komponente, Schicht oder Abschnitt bezeichnet werden, ohne von der Lehre der beispielhaften Ausführungsformen abzuweichen.
Räumlich relative Begriffe wie „innen“, „außen“, „unterhalb“, „darunter“, „niedriger“, „oberhalb“, „über“ und ähnliches können hierin verwendet werden zum Zwecke der Beschreibung, um die Beziehung eines Elements oder Merkmals zu einem anderen Element oder Merkmal wie in den Figuren gezeigt zu beschreiben. Räumlich relative Begriffe können verschiedene Orientierungen des verwendeten Geräts umfassen, zusätzlich zu der Orientierung, die in den Figuren dargestellt ist. Beispielsweise wenn ein Gerät in den Figuren umgedreht wird, würden Elemente, die als „darunter“ oder „unterhalb“ anderer Elemente oder Merkmale beschrieben sind, dann „über“ den anderen Elementen oder Merkmalen angeordnet sein. Daher kann der beispielhafte Begriff „darunter“ sowohl eine Orientierung darüber oder darunter umfassen. Das Gerät kann in anderer Art orientiert sein (rotiert um 90 Grad oder andere Orientierungen) und die räumlich relativen Bezeichnungen, die hierin verwendet werden, werden entsprechend interpretiert.
Mit Bezug zu den 1 und 2 ist ein beispielhafter Sitzeinstellungsantrieb 100 gezeigt. Der Automobilsitzeinstellungsantrieb 100 umfasst einen elektrischen Motor 12, der montiert ist an einem Getriebekasten 14. Der Getriebekasten 14 umfasst ein Getriebekastengehäuse 16 und eine Getriebekastenabdeckung 18. Ein Getrieberad 20 erstreckt sich aus dem Getriebekasten 14 heraus durch die Getriebekastenabdeckung 18. Das Getrieberad 20 umfasst einen gezahnten Zahnradabschnitt 22 und ein optionales Getrieberadlager 24. Der gezahnte Zahnradabschnitt 22 des Getrieberads 20 ist angeordnet im Eingriff mit einer Zahnstange 26, die eine Vielzahl von Zahnstangenzähnen 28 umfasst. Zusammen bilden das Getrieberad 20 und die Zahnstange 26 eine Zahnstangenantriebsanordnung 30. Der Sitzeinstellungsantrieb 10 umfasst ebenso eine stationäre Spur 32, die konfiguriert ist, um an einem Zwischenboden 34 von einem Fahrzeug (vgl. 5), wie beispielsweise einem Automobil, fixiert zu werden, und eine verschiebbare Spur 36, die angeordnet ist in verschiebbarem Eingriff mit der stationären Spur 32 für Bewegung in Vorwärts- und Rückwärtsrichtungen 38 (d.h. in Richtung der Front des Fahrzeugs und in Richtung der Rückseite des Fahrzeugs). Die stationäre Spur 32 umfasst eine Bodenwand 40 und erste und zweite Seitenwände 42, 43, die sich nach Oben erstrecken von der Bodenwand 40, um einen Spurkanal 44 zu definieren, der zumindest einen Teil der verschiebbaren Spur 36 empfängt. Das Getrieberadlager 24 wird empfangen in einem Schlitz 46 in der ersten Seitenwand 42 der stationären Spur 32, der hilft das Getrieberad 20 zu unterstützen und Getrieberadumlenkung widersteht. In den 1 und 2 erstreckt sich die Zahnstange 26 der Zahnstangenantriebsanordnung 30 longitudinal entlang der stationären Spur 32 an einer Position, die sich außerhalb des Spurkanals 44 und direkt angrenzend an der ersten Seitenwand 42 befindet. Der Getriebekasten 14 ist montiert an der verschiebbaren Spur 36 durch ein Paar von Montierungsstiften 48. Jeder der Monierungsstifte 48 umfasst einen Befestiger 50, der empfangen wird in einer äußeren Buchse 52. Rotationsleistung des elektrischen Motors 12 wird übertragen durch den Getriebekasten 14, um das Getrieberad 20 zu rotieren, was den elektrischen Motor 12, den Getriebekasten 14 und die verschiebbare Spur 36 in Vorwärts- und Rückwärtsrichtungen 38 relativ zu der stationären Spur 32 antreibt.
Mit Bezug zu den 3 und 4 ist ein anderer beispielhafter Sitzeinstellungsantrieb 200 gezeigt. Der Automobilsitzeinstellungsantrieb 200 umfasst einen elektrischen Motor 212, der montiert ist an einem Getriebekasten 214. Der Getriebekasten 214 umfasst ein Getriebekastengehäuse 216 und eine Getriebekastenabdeckung 218. Ein Getrieberad 220 erstreckt sich aus dem Getriebekasten 214 durch die Getriebekastenabdeckung 218. Das Getrieberad 220 umfasst einen gezahnten Zahnradabschnitt 222 und ein optionales Getrieberadlager 224. Der gezahnte Zahnradabschnitt 222 des Getrieberads 220 ist angeordnet in Eingriff mit einer Zahnstange 226, die eine Vielzahl von Zahnstangenzähnen 228 umfasst. Zusammen bilden das Getrieberad 220 und die Zahnstange 226 eine Zahnstangenantriebsanordnung 230. Der Sitzeinstellungsantrieb 200 umfasst eine stationäre Spur 232, die konfiguriert ist, um an einen Zwischenboden 34 eines Fahrzeugs, wie beispielsweise ein Automobil, befestigt zu werden, und eine verschiebbare Spur 236, die angeordnet ist in verschiebbarem Eingriff mit der stationären Spur 232 für Bewegung in Vorwärts- und Rückwärtsrichtungen 38, die ausgerichtet sind parallel zu einer X-Achse 54 des Fahrzeugs (d.h. longitudinale Bewegung in Richtung der Front des Fahrzeugs und in Richtung der Rückseite des Fahrzeugs). Die stationäre Spur 232 umfasst eine Bodenwand 240 und erste und zweite Seitenwände 242, 243, die sich von der Bodenwand 240 nach oben erstrecken, um einen Spurkanal 244 zu definieren, der zumindest einen Teil der verschiebbaren Spur 236 empfängt. Das Getrieberadlager 224 wird empfangen in einem Schlitz (nicht gezeigt) in der zweiten Seitenwand 243 der stationären Spur 232, der hilft das Getrieberad 220 zu unterstützen und Getrieberadumlenkung widersteht.
In den 3 und 4 erstrecken sich die Zahnstange 226 der Zahnstangenantriebsanordnung 230 longitudinal entlang der Bodenwand 240 der stationären Spur 232 an einer Position, die sich innerhalb des Spurkanals 244 befindet. Als ein Ergebnis ist das Getrieberad 220 in dieser Ausführungsform gestreckt, um in den Spurkanal 244 hineinzureichen. Optional kann ein Einstich 256 in das Getrieberad 220 hineingeschnitten sein an einer Position, die ausgerichtet ist mit der ersten Seitenwand 242, um zusätzlichen Freiraum zwischen dem Getrieberad 220 und der ersten Seitenwand 242 der stationären Spur 232 bereitzustellen. Die Getriebekastenabdeckung 218 umfasst ein Paar von L-förmigen Flanschen 258, die montiert sind an der verschiebbaren Spur 236 durch ein Paar von Befestigern (nicht gezeigt). Wieder wird Rotationsleistung von dem elektrischen Motor 212 übertragen durch den Getriebekasten 214, um das Getrieberad 220 zu rotieren, um den elektrischen Motor 212, den Getriebekasten 214 und die verschiebbare Spur 236 in Vorwärts- und Rückwärtsrichtungen 38 relativ zu der stationären Spur 232 anzutreiben.
Die Zahnstangenantriebsanordnungen 30, 232 erlauben den Sitzeinstellungsantrieben 100, 200, die hierin offenbart sind, verwendet zu werden in Anwendungen, die große Spurlängen mit Sitzverschiebungslängen von bis zu 1200 Millimetern in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung 38 erfordern. Solche Anwendungen können umfassen, sind aber nicht beschränkt auf, Verwendung der Sitzeinstellungsantriebe 100, 200 in Fahrzeugen wie beispielsweise Vans, Mini-Vans, Geländewagen (SUVs) und Cross-over Fahrzeugen (CUVs). In beiden Ausführungsformen, die in den 1 bis 4 gezeigt sind, sind die Sitzeinstellungsantriebe 100, 200 konfiguriert, so dass ein Fahrzeugsitz (nicht gezeigt) montiert ist an der verschiebbaren Spur 36, 236. Spezieller können zwei der Sitzeinstellungsantriebe 100 der ersten Ausführungsform, zwei der Sitzeinstellungsantriebe 200 der zweiten Ausführungsform oder ein Sitzeinstellungsantrieb 100 der ersten Ausführungsform in Kombination mit dem Sitzeinstellungsantrieb 200 der zweiten Ausführungsform verwendet werden für jeden Fahrzeugsitz. Als ein Ergebnis gibt es rechte und linke Sitzeinstellungsantriebe 100, 200 mit rechten und linken stationären Spuren 32, 232, rechten und linken verschiebbaren Spuren 36, 236, rechten und linken Getriebekästen 14, 214, und rechten und linken elektrischen Motoren 12, 212 für einen einzelnen Fahrzeugsitz. Wegen dieser Anordnung wird der transversale Abstand (d.h. der Abstand entlang einer Y-Achse 62 des Fahrzeugs) zwischen den rechten und linken verschiebbaren Spuren 36, 236 begrenzt.
Vorteilhafterweise erlauben die Getriebekästen 14, 214, die hierin offenbart sind, dass die elektrischen Motoren 12, 212 der Sitzeinstellungsantriebe 100, 200 longitudinal montiert werden anstelle in einer transversalen Orientierung relativ zu den Spuren 32, 36, 232, 236. Jeder elektrische Motor 12, 212 besitzt eine Mittellinienachse 64, 264 und eine Gesamtlänge 66, 266. In den dargestellten Ausführungsformen verläuft die Mittellinienachse 64, 264 jedes elektrischen Motors 12, 212 parallel zu der X-Achse 54 des Fahrzeugs und ist deshalb parallel zu den Spuren 32, 36, 232, 236. Entsprechend dieser Anordnung ist daher die Gesamtlänge 66, 266 jedes elektrischen Motors 12, 212 nicht kritisch für die Unterbringungsgrenzen, wie es der Fall wäre, wenn die elektrischen Motoren 12, 212 in einer transversalen Orientierung (d.h. entlang der Y-Achse 62 des Fahrzeugs) montiert wären. Als ein Ergebnis können die Sitzeinstellungsantriebe 100, 200 der vorliegenden Offenbarung ausgerüstet werden mit elektrischen Doppelschaltermotoren 12, 212, um einen niedrige Geschwindigkeits- (d.h. Komfort) Betriebsmodus von 11 bis 26 Millimetern pro Sekunde und einen Hochgeschwindigkeitsbetriebsmodus von 45 bis 60 Millimetern pro Sekunde bereitzustellen. Elektrische Doppelschaltermotoren 12, 212 besitzen typischerweise eine größere Gesamtlänge 66, 266, was es erschwert sie zwischen den rechten und linken Spuren 32, 36, 232, 236 der Sitzeinstellungsantriebe 100, 200 unterzubringen. Durch Orientierung der Mittellinienachse 64, 264 der elektrischen Motoren 12, 212 in der longitudinalen Richtung (d.h. parallel mit der X-Achse 54) anstelle in einer transversalen Richtung (d.h. parallel mit der Y-Achse 62), werden herkömmliche Unterbringungsgrenzen, die die Verwendung von elektrischen Doppelschaltermotoren 12, 212 begrenzen, beseitigt. Der gezahnte Zahnradabschnitt 22, 222 des Getrieberads 20, 220 kann einstückig gebildete oder fest verbundene Getrieberadzähne 68, 268 umfassen, die angepasst sind, um mit den Zahnstangenzähnen 28, 228 ineinanderzugreifen. Die Anzahl von Getrieberadzähnen 68, 268 kann die Geschwindigkeit des elektrischen Motors, die erforderlich ist, um die verschiebbaren Spuren 36, 236 bei einer gewünschten Rate zu bewegen, signifikant beeinflussen. Beispielsweise in den Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung, in denen 7 Getrieberadzähne 68, 268 bereitgestellt werden, sind Geschwindigkeiten des elektrischen Motors von 3300 bis 4200 Umdrehungen pro Minute (engl.: rounds per minute; rpm) erforderlich, um die verschiebbaren Spuren 36, 236 bei Komfortgeschwindigkeiten (15,6 bis 20 Millimeter pro Sekunde) zu bewegen und Geschwindigkeiten des elektrischen Motors von 10000 bis 12700 Umdrehungen pro Minute (rpm) sind erforderlich, um die verschiebbaren Spuren 36, 236 bei hohen Geschwindigkeiten (48 bis 61 Millimeter pro Sekunde) zu bewegen. In Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung, in denen 8 Getrieberadzähne 68, 268 bereitgestellt werden, sind Geschwindigkeiten des elektrischen Motors von 3100 bis 4000 Umdrehungen pro Minute (rpm) erforderlich, um die verschiebbaren Spuren 36, 236 bei Komfortgeschwindigkeiten (19,3 bis 25 Millimeter pro Sekunde) zu bewegen und Geschwindigkeiten des elektrischen Motors von 7500 bis 9900 Umdrehungen pro Minute (rpm) sind erforderlich, um die verschiebbaren Spuren 36, 236 bei hohen Geschwindigkeiten (58,6 bis 75,4 Millimeter pro Sekunde) zu bewegen.
Fahrzeuge so wie Vans, Mini-Vans, Geländewagen (SUVs) und Cross-over Fahrzeuge (CUVs) besitzen typischerweise eine Fahrgastzelle 60 mit einem Boden 70, der relativ flach ist über große Bereiche der Fahrgastzelle 60. Mit Bezug auf 5 ist eine Rückansicht eines Sitzeinstellungsantriebs 100, der in den 1 und 2 gezeigt ist, dargestellt. Es sollte erkannt werden, dass die Rückansicht des Sitzeinstellungsantriebs 200, der in den 3 und 4 gezeigt ist, ähnlich aussehen würde. Für diese Ansicht sollte erkannt werden, dass eine Gesamthöhe 72 des Sitzeinstellungsantriebs 100, die sich parallel zur Z-Achse 74 erstreckt, klein ist. Zum Beispiel besitzen die dargestellten Ausführungsformen eine Gesamthöhe 72, die kleiner ist als 50 Millimeter. Die reduzierte Unterbringungsgröße verglichen mit anderen Sitzeinstellungsantrieben erlaubt den Sitzeinstellungsantrieben 100, 200 installiert zu werden unterhalb des Bodens 70 der Fahrgastzelle 60 des Fahrzeugs. Entsprechend einer solchen Anordnung können die stationären Spuren 32, 232, die verschiebbaren Spuren 36, 236, die Getriebekästen 14, 214 und die elektrischen Motoren 12, 212 der Sitzeinstellungsanordnungen 100, 200 installiert werden unter dem Boden 70 in dem Raum zwischen dem Boden 70 der Fahrgastzelle 60 und dem Zwischenboden 34 des Fahrzeugs, was die Sicherheit und die Ästhetik verbessern kann.
Die 6 bis 9 sind detaillierte Ansichten des Sitzeinstellungsantriebs 100, der in den 1 und 2 gezeigt ist. Der elektrische Motor 12 und die Getriebekastenabdeckung 18 sind montiert an dem Getriebekastengehäuse 16 mittels Schrauben 76. Lokalisierungsstifte 78 können ebenfalls bereitgestellt werden an dem Getriebekastengehäuse 16, um zu helfen die Getriebekastenabdeckung 18 in richtiger Ausrichtung mit dem Getriebekastengehäuse 16 zu positionieren. Zusammen definieren das Getriebekastengehäuse 16 und die Getriebekastenabdeckung 18 einen Getriebekastenhohlraum 80 innerhalb des Getriebekastens 14. Das Getrieberad 20 umfasst eine Getrieberadwelle 82, die sich durch die Getriebekastenabdeckung 18 erstreckt in den Getriebekastenhohlraum 80 entlang einer Getrieberadwellenachse 84. Die Getrieberadwelle 82 kann hergestellt sein aus einem Metall, wie beispielsweise Stahl. Die Getrieberadwelle 82 wird empfangen in einer röhrenförmigen Aufnahme 86, die gebildet ist in dem Getriebekastengehäuse 16 gegenüberliegend der Getriebekastenabdeckung 18 in einem verschiebbaren Sitz, so dass die Getrieberadwelle 82 frei rotieren kann relativ zu dem Getriebekastengehäuse 16. Das Getriebekastengehäuse 16 und die Getriebekastenabdeckung 18 können hergestellt sein aus einer Vielzahl von verschiedenen Materialien. Beispielsweise aber nicht beschränkt hierauf können das Getriebekastengehäuse 16 und die Getriebekastenabdeckung 18 hergestellt sein aus einem steifen Material wie beispielsweise Plastik.
Der Getriebekastenhohlraum 80 beherbergt einen kegelförmigen Spiralzahnradsatz 88 und einen Planetengetriebesatz 90. Der kegelförmige Spiralzahnradsatz 88 umfasst ein kegelförmiges Getriebezahnrad 92 und ein kegelförmiges Spiralzahnrad 94, die eine erste Untersetzungsstufe erzeugen. Der elektrische Motor 12 besitzt eine Motorwelle 96, die gekoppelt ist an eine Ausgangswelle 98. Die Ausgangswelle 98 kann konfiguriert sein in einer Vielzahl von verschiedenen Anordnungen, beispielsweise als eine flexible Welle. Das kegelförmige Getriebezahnrad 92 ist gekoppelt mit der Ausgangswelle 98, so dass das kegelförmige Getriebezahnrad 92 angetrieben wird durch den elektrischen Motor 12 und rotiert um eine Achse des kegelförmigen Getriebezahnrads 99. Die Achse des kegelförmigen Getriebezahnrads 100 ist ausgerichtet mit der Mittellinienachse 64 des elektrischen Motors 12. Das kegelförmige Spiralzahnrad 94 ist angeordnet in Eingriff mit dem kegelförmigen Getriebezahnrad 92 und wird getragen auf der Getrieberadwelle 82 in einem verschiebbaren Sitz. Als ein Ergebnis kann das kegelförmige Spiralzahnrad 94 frei rotieren bei anderen Rotationsgeschwindigkeiten als die Getrieberadwelle 82. Das kegelförmige Getriebezahnrad 92 besitzt eine kegelförmige Form, spiralförmig geschnittene Zahnradzähne 102 und ist bevorzugterweise aus Metall hergestellt. Das kegelförmige Spiralzahnrad 94 umfasst bevorzugterweise einen Mittelabschnitt 104, der hergestellt ist aus Pulvermetall, und einen gezahnten Abschnitt 106, der hergestellt aus darüber gegossenem Plastik. Der gezahnte Abschnitt 106 des kegelförmigen Spiralzahnrads 94 besitzt spiralförmig geschnittene Zahnradzähne 103 und ist geformt, um mit dem kegelförmigen Getriebezahnrad 92 ineinander zu greifen. Diese Anordnung erlaubt dem kegelförmigen Getriebezahnrad 92 angetrieben zu werden bei hohen Geschwindigkeiten von mehr als 10.000 Umdrehungen pro Minute (rpm) ohne übertriebenen Lärm zu erzeugen.
Der kegelförmige Spiralzahnradsatz 88 ist angeordnet innerhalb des Getriebekastens 14, so dass die Achse des kegelförmigen Getriebezahnrads 99 sich mit der Getrieberadwellenachse 84 überkreuzt. Beispielsweise in der dargestellten Ausführungsform überkreuzt sich die Achse des kegelförmigen Getriebezahnrads 99 mit der Getrieberadwellenachse 84 in einem rechten Winkel am Punkt A. Entsprechend dieser Anordnung ist die Achse des kegelförmigen Getriebezahnrads 100 beabstandet von und verläuft parallel zu der stationären Spur 32 und die Getrieberadwellenachse 84 verläuft orthogonal zu der stationären Spur 32. Diese Konfiguration reduziert die Gesamthöhe 72 des Sitzeinstellungsantriebs 100, weil es keinen Versatz zwischen der Achse des kegelförmigen Getriebezahnrads 99 und der Getrieberadwellenachse 84 gibt.
Das kegelförmige Getriebezahnrad 92 wird unterstützt innerhalb des Getriebekastengehäuses 16 durch eine Kugellageranordnung 108. Die Kugellageranordnung 108 umfasst einem Innenring 110, einem Außenring 112 und eine Vielzahl von Kugellagern 114, die radial zwischen dem Innenring 110 und dem Außenring 112 angeordnet sind. Der Innenring 110 der Kugellageranordnung 108 erstreckt sich ringförmig um einen Zylinderabschnitt 116 des kegelförmigen Getriebezahnrads 92 und berührt dieses. Der Zylinderabschnitt 116 umfasst ein terminales Ende 118, das während des Zusammensetzens in eine nach außen gewandte Schürze gebogen ist, um den Innenring 110 auf dem Zylinderabschnitt 116 des kegelförmigen Getriebezahnrads in Position zu halten. Der Außenring 112 der Kugellageranordnung 108 grenzt an eine Schulter 120 an, die gebildet ist in dem Getriebekastengehäuse 16. Der Außenring 112 wird in Kontakt mit der Schulter 120 gehalten durch einen Sternring 122, der eingepresst ist in das Getriebekastengehäuse 16 während des Zusammensetzens. Diese Merkmale halten das kegelförmige Getriebezahnrad 92 und die Kugellageranordnung 108 in Position und verhindern, dass sich das kegelförmige Getriebezahnrad 92 axial relativ zu der Ausgangswelle 98 bewegt. Das kegelförmige Spiralzahnrad 94 wird in Position gehalten durch eine Abstandshülse 124 und einen Abstandsring 126, die sich ringförmig um die Getrieberadwelle 82 erstrecken und positioniert sind zwischen dem kegelförmigen Spiralzahnrad 94 und der röhrenförmigen Aufnahme 86 des Getriebekastengehäuses 16.
Der Planetengetriebesatz 90 in dem Getriebekasten 14 koppelt das kegelförmige Spiralzahnrad 94 und das Getrieberad 20 rotierbar durch eine zweite Untersetzungsstufe. Der Planetengetriebesatz 90 umfasst einen Exzenternocken 128, der gebildet ist auf dem Mittelpunktsabschnitt 104 des kegelförmigen Spiralzahnrads 94, ein erstes Zahnrad 130 mit innenliegenden Zähnen 136, das rotierbar gekoppelt ist mit der Getrieberadwelle 82, und ein zweites Zahnrad 134 mit außenliegenden Zähnen 136, die getragen werden auf und angetrieben werden durch den Exzenternocken 128. Wie unten detaillierter beschrieben wird sind die innenliegenden Zähne 132 des ersten Zahnrads 130 angeordnet in Eingriff mit den äußeren Zähnen 136 des zweiten Zahnrads 134, so dass Rotation des zweiten Zahnrads 134 eine Rotation des ersten Zahnrads 130 und der Getrieberadwelle 82 antreibt. Entsprechend dieser Ausführungsform, ist der Exzenternocken 128 fixiert an und rotiert mit dem kegelförmigen Spiralzahnrad 94 des kegelförmigen Spiralzahnradsatzes 88. Beispielsweise und ohne Beschränkung kann der Exzenternocken 128 hergestellt sein aus Pulvermetall.
Das erste Zahnrad 130 des Planetengetriebesatzes 90 ist rotierbar gekoppelt mit der Getrieberadwelle 82. Obwohl das erste Zahnrads 130 rotierbar gekoppelt sein kann mit der Getrieberadwelle 82 in einer Vielzahl verschiedener Weisen, ist in dem dargestellten Beispiel das erste Zahnrad 130 rotierbar gekoppelt mit der Getrieberadwelle 82 durch Keile 138. Der Exzenternocken 128 besitzt eine erste Lageroberfläche 140, die exzentrisch ist relativ zu der Getrieberadwellenachse 84. Die erste Lageroberfläche 140 besitzt einen ersten Radius R1. Das zweite Zahnrad 134 ist rotierbar unterstützt auf der ersten Lageroberfläche 140 des Exzenternockens 128. Das zweite Zahnrad 134 besitzt eine zentrale Bohrung 142. Die erste Lageroberfläche 140 des Exzenternockens 128 erstreckt sich durch die zentrale Bohrung 142 des zweiten Zahnrads 134 und berührt dieses. Es gibt einen rutschenden Sitz zwischen der ersten Lageroberfläche 140 des Exzenternockens 128 und der zentralen Bohrung 142 des zweiten Zahnrads 134, so dass das zweite Zahnrad 134 frei rotieren kann auf der ersten Lageroberfläche 140 des Exzenternockens 128.
Die ersten und zweiten Zahnräder 130, 134 greifen ineinander in einer Planetenanordnung, wobei sich das zweite Zahnrad 134 in einer planetarischen, taumelnden Bewegung innerhalb des ersten Zahnrads 130 bewegt. Obwohl verschiedene Konfigurationen möglich sind, können die inneren und äußeren Zähne 132, 136 der ersten und zweiten Zahnräder 130, 134 zykloidische Profile besitzen. Die ersten und zweiten Zahnräder 130, 134 können aus einer Vielzahl verschiedener Materialien hergestellt sein. Beispielsweise aber ohne Beschränkung können die ersten und zweiten Zahnräder 130, 134 hergestellt sein aus Metall oder Pulvermetall.
Der Mittelpunktsabschnitt 104 des kegelförmigen Spiralzahnrads 94 besitzt eine zweite Lageroberfläche 144, die zylindrisch ist und koaxial angeordnet ist mit der Getrieberadwellenachse 84. Die zweite Lageroberfläche 144 besitzt einen zweiten Radius R2, der kleiner ist als der erste Radius R1 der ersten Lageroberfläche 140. Wegen des Größenunterschieds zwischen R1 und R2 und der exzentrischen (d.h. versetzten) Anordnung der ersten Lageroberfläche 140, wird eine Mittelpunktsspalt 146 gebildet in dem Mittelpunktsabschnitt 104 zwischen dem gezahnten Abschnitt 106 des kegelförmigen Spiralzahnrads 94 und dem Exzenternocken 128, in dem eine Sicherungsplatte 148 verschiebbar unterstützt und geführt wird. Die zweite Lageroberfläche 144 und daher auch der Mittelpunktsspalt 146 sind nicht ausgerichtet mit (d.h. sind longitudinal versetzt relativ zu) den inneren und äußeren Zähnen 132, 136 der ersten und zweiten Zahnräder 130, 134. Entsprechend ist die Sicherungsplatte 148 longitudinal versetzt relativ zu den inneren und äußeren Zähnen 132, 136 der ersten und zweiten Zahnräder 130, 134 und berührt nicht oder wirkt nicht zusammen mit den inneren und äußeren Zähnen 132, 136 der ersten und zweiten Zahnräder 130, 134. Optional kann die erste Lageroberfläche 140 des Exzenternockens 128 einen eingesetzten Bereich (nicht gezeigt) in Form eines bogenförmigen Ausschnitts besitzen, um den Oberflächenbereich der ersten Lageroberfläche 140 zu reduzieren und Reibung zu minimieren.
Das zweite Zahnrad 134 besitzt erste und zweite Stifte 150, 151, die sich longitudinal (d.h. parallel zu der Getrieberadwellenachse 84) von dem zweiten Zahnrad 134 erstrecken. Die ersten und zweiten Stifte 150, 151 haben eine zylindrische Form und sind fest verbunden mit einer der Seitenflächen des zweiten Zahnrads 134. Die Sicherungsplatte 148 besitzt eine gabelförmige Form und kann hergestellt sein aus einer Vielzahl verschiedener Materialien. Beispielsweise aber ohne Beschränkung kann die Sicherungsplatte 148 hergestellt sein aus geprägtem Stahl. Die Sicherungsplatte 148 ist transversal zu der Getrieberadwellenachse 84. Die Sicherungsplatte 148 besitzt vier spaltförmige Ausschnitte 152, 154, 156, 157. Der erste spaltförmige Ausschnitt 152 besitzt eine rechteckige Form und ist in alle vier Seiten hin geschlossen. Die zweiten, dritten und vierten spaltförmigen Ausschnitte 154, 156, 157 besitzen eine U-förmige Form und sind in Richtung einer Seite offen. Ein Unterstützungsstift 158 ist fest fixiert an dem Getriebekastengehäuse 16. Der Unterstützungsstift 158 ist beabstandet von und erstreckt sich parallel zu der Getrieberadwellenachse 84. Die Sicherungsplatte 148 wird unterstützt auf und geführt durch die ersten und zweiten Stifte 150, 151 des zweiten Zahnrads 134, dem Unterstützungsstift 158 und der zweiten Lageroberfläche 144 des Mittelpunktsabschnitts 104. Der Unterstützungsstift 158 wird empfangen in und erstreckt sich durch den ersten spaltförmigen Ausschnitt 152 in der Sicherungsplatte 148. Der zweite spaltförmige Ausschnitt 154 in der Sicherungsplatte 148 drückt gegen die zweite Lageroberfläche 144 des Mittelpunktsabschnitts 104. Weil die zweite Lageroberfläche 144 des Mittelpunktsabschnitts 104 koaxial ausgerichtet ist mit der Getrieberadwellenachse 84 beschränken die Schnittstellen zwischen dem Unterstützungsstift 158 und dem ersten spaltförmigen Ausschnitt 12 und zwischen der zweiten Lageroberfläche 144 des Mittelpunktsabschnitts 104 und dem zweiten spaltförmigen Ausschnitt 154 die Bewegung der Sicherungsplatte 148 auf einem begrenzten Bewegungsspielraum. Die ersten und zweiten Stifte 150, 151 auf dem zweiten Zahnrad 134 werden empfangen in und erstrecken sich durch die dritten beziehungsweise vierten spaltförmigen Ausschnitte 156, 157 der Sicherungsplatte 148. Die Schnittstellen zwischen den ersten und zweiten Stiften 150, 151 auf dem zweiten Zahnrad 134 und den dritten und vierten spaltförmigen Ausschnitten 156, 157 in der Sicherungsplatte 148 beschränken die Bewegung des zweiten Zahnrads 134 auf eine planetarische, taumelnde Bewegung und verhindern, dass das zweite Zahnrad 134 um 360 Grad rotiert. Die Zusammenwirkung zwischen der Sicherungsplatte 148 und den ersten und zweiten Stifte n150, 151 auf dem zweiten Zahnrad 134, dem Unterstützungsstift 158 und der zweiten Lageroberfläche 144 des Mittelpunktsabschnitts 104 verhindern ebenso, dass die Getrieberadwelle 82 rotiert in beide Richtungen (d.h. im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn), wenn das kegelförmige Spiralzahnrad 94 nicht angetrieben wird durch das kegelförmige Getriebezahnrad 92 und stellt deshalb eine Anti-Rücklauf-Funktionalität bereit.
Optional kann eine erste Laufrollenbuchse 160 eingepasst sein über den Unterstützungsstift 158. In ähnlicher weise können zweite und dritte Laufrollenbuchsen 162, 163 optional eingepasst sein über die ersten und zweiten Stifte 150, 151 des zweiten Zahnrads 134. Die ersten, zweiten und dritten Laufrollenbuchsen 160, 162, 163 können so dimensioniert sein, dass sie einen rutschenden Sitz bereitstellen zwischen dem Unterstützungsstift 158 und der ersten Laufrollenbuchse 160 und zwischen den ersten und zweiten Stiften 150, 151 auf dem zweiten Zahnrad 134 und den zweiten und dritten Laufrollenbuchsen 162, 163, so dass die ersten, zweiten und dritten Laufrollenbuchsen 160, 162, 163 frei rotieren können auf dem Unterstützungsstift 158 und den ersten und zweiten Stiften 150, 151 des zweiten Zahnrads 134. Der erste Unterstützungsstift 164 kann optional ein gerändeltes Ende 166 umfassen, das gepresst ist in das Getriebekastengehäuse 16, so dass der erste Unterstützungsstift 164 fixiert ist und nicht rotiert relativ zu dem Getriebekastengehäuse 16. Ein gegenüberliegendes Ende 168 des ersten Unterstützungsstifts 164 erstreckt sich durch die Getriebekastenabdeckung 18. Die erste Laufrollenbuchse 160 kann einen Zylinder 170 und einen Flanschabschnitt 172 umfassen und eine dünne Metallhülse 174 kann angeordnet sein zwischen dem Flanschabschnitt 172 der ersten Laufrollenbuchse 160 und dem Getriebekastengehäuse 16. Diese Anordnung kann deshalb Reibungsverluste, Abnutzung und Lärm während des Betriebs des Sitzeinstellungsantriebs 100 reduzieren. Obwohl die ersten, zweiten und dritten Laufrollenbuchsen 160, 162, 163 aus einer Vielzahl verschiedener Materialien hergestellt sein können, sind die ersten, zweiten und dritten Laufrollenbuchsen 160, 162, 163 in einem nicht-beschränkenden Beispiel hergestellt aus einem selbstschmierenden Plastikmaterial oder einem Plastikmaterial, das hohen Temperaturen widerstehen kann, wie beispielsweise PEEK. Alternativ können die ersten, dritten und vierten spaltförmigen Ausschnitte 152, 154, 156, 157 in der Sicherungsplatte 148 bedeckt sein von selbstschmierenden Plastikbuchsen (nicht gezeigt), während der Unterstützungsstift 158 und die ersten und zweiten Stifte 150, 151 auf dem zweiten Zahnrad 134 entlang der selbstschmierenden Plastikbuchsen mit oder ohne die Verwendung der ersten, zweiten und dritten Laufrollenbuchsen 160, 162, 163 rutschen.
Unabhängig davon ob die ersten, zweiten und dritten Laufrollenbuchsen 160, 162, 163 oder andere Alternativen verwendet werden, sollte erkannt werden, dass die Geometrie des Unterstützungsstifts 158 und der ersten und zweiten Stifte 150, 151 auf dem zweiten Zahnrad 134 Reibungsverluste signifikant reduzieren. Die zylindrische Form des Unterstützungsstifts 158 und der ersten und zweiten Stifte 150, 151 auf dem zweiten Zahnrad 134 minimieren die Kontaktfläche zwischen dem Unterstützungsstift 158 und dem ersten spaltförmigen Ausschnitt 152 und zwischen den zweiten und dritten Stiften 150, 151 auf dem zweiten Zahnrad 134 und den dritten und vierten spaltförmigen Ausschnitten 156, 157 in der Sicherungsplatte 148 entweder auf einen Linien- oder einen Punktkontakt. Dies verbessert die mechanische Effizienz des Getriebekastens 14.
Die Schnittstelle zwischen der Sicherungsplatte 148, den ersten und zweiten Stiften 150, 151 auf dem zweiten Zahnrad 134, dem Unterstützungsstift 158 und der zweiten Lageroberfläche 144 auf dem Exzenternocken 128 synchronisieren die Pendelbewegung der Sicherungsplatte 148 mit der planetarischen, taumelnden Bewegung des zweiten Zahnrads 134. Die planetarische, taumelnde Bewegung des zweiten Zahnrads 134 folgt einem kreisrunden Pfad, wobei die äußeren Zähne 136 des zweiten Zahnrads 134 ineinandergreifen mit den inneren Zähnen 132 des ersten Zahnrads 130, was das erste Zahnrad 130 und deshalb die Getrieberadwelle 82 dazu zwingt zu rotieren mit einer gleichmäßigen Rotationsgeschwindigkeit um die Getrieberadwellenachse 84 in derselben Rotationsrichtung wie die Rotationsrichtung des Exzenternockens 128.
Es sollte erkannt werden, dass der Planetengetriebesatz 90 nur eine Einzelstufen Untersetzung besitzt, die die Untersetzung zwischen dem ersten Zahnrad 130 und dem zweiten Zahnrad 134 ist. Der Planetengetriebesatz 90 besitzt eine Übersetzung (eine Untersetzung), die vorgegeben wird durch den Unterschied zwischen der Anzahl der inneren Zähne 132 auf dem ersten Zahnrad 130 und der Anzahl der äußeren Zähne 136 auf dem zweiten Zahnrad 134. Die Übersetzung des Planetengetriebesatzes 90 ist definiert durch die nachfolgende Gleichung 1: $Ü b e r s e t z u n g = + \frac{N_{2}}{N_{2} - N_{1}}$
Entsprechend Gleichung 1 ist N₁ die Anzahl der äußeren Zähne 136 auf dem zweiten Zahnrad 134 und N₂ ist die Anzahl der inneren Zähne 132 auf dem ersten Zahnrad 130. Die Übersetzung des Planetengetriebesatzes 90 ist eine positive Zahl, was anzeigt, dass die Rotationsrichtung an dem Getrieberad 20 dieselbe ist wie die Rotationsrichtung, in die der Exzenternocken 128 durch den elektrischen Motor 12 angetrieben wird.
Um die Position des kegelförmigen Spiralzahnrads 94 auf der Getrieberadwelle 82 in einer Position aufrechtzuerhalten, in der die erste Lageroberfläche 140 des Exzenternockens 128 longitudinal ausgerichtet ist mit dem zweiten Zahnrad 134, wird eine Federplattenanordnung 178 auf der Getrieberadwelle 82 longitudinal zwischen dem Exzenternocken 128 und dem ersten Zahnrad 130 bereitgestellt. Die Federplattenanordnung 178 umfasst eine Tellerscheibe 180 und einen O-Ring 182. Der O-Ring 182 wird hergestellt aus einem elastischen Material, wie beispielsweise Gummi, was sich ausdehnen und komprimieren kann, um kleine longitudinale Bewegungen des kegelförmigen Spiralzahnrads 94 auf der Getrieberadwelle 82 zu dämpfen. Eine Lagerbuchse 176 wird positioniert auf der gegenüberliegenden Seite des ersten Zahnrads 130 und radial zwischen einem Abschnitt des ersten Zahnrads 130 und der Getriebekastenabdeckung 18. Die Lagerbuchse 176 ist hergestellt aus einem Material mit geringer Reibung, wie beispielsweise einem selbst-schmierenden Plastikmaterial, und erlaubt daher, dass das erste Zahnrad 130 rotiert innerhalb des Getriebekastenhohlraums 80 mit minimaler Reibung mit der Getriebekastenabdeckung 18.
Jeder Versuch des ersten Zahnrads 130 das zweite Zahnrad 134 durch Rücklauf wegen einer äußeren Drehmomentlast, die auf das Getrieberad 20 wirkt und beispielsweise aus einer Kollision resultiert, zu beeinflussen, wird verhindert durch ein Gegenwirkungsmoment, das erzeugt wird durch Kontaktkräfte, die zwischen dem ersten spaltförmigen Ausschnitt 152 der Sicherungsplatte 148 und dem Unterstützungsstift 158, dem zweiten spaltförmigen Ausschnitt 154 und der zweiten Lageroberfläche 144 des Mittelpunktsabschnitts 104 und den dritten und vierten spaltförmigen Ausschnitten 156, 157 der Sicherungsplatte 148 und den ersten und zweiten Stiften 150, 151 des zweiten Zahnrads 134 wirken. Weil der Unterstützungsstift 158 und die zweite Lageroberfläche 144 des Mittelpunktsabschnitts 104 die Bewegung der Sicherungsplatte 148 begrenzen, kann das erste Zahnrad 130 das zweite Zahnrad 134 nicht durch Rücklauf beeinflussen und entsprechend auch nicht den Exzenternocken 128 in einer Richtung gegen den Uhrzeigersinn. Dies beschützt den elektrischen Motor 12 vor Schaden und verhindert, dass externe Kräfte die longitudinale (d.h. Vorwärts-Rückwärts-) Position des Fahrzeugsitzes verändern, beispielsweise während eines Auffahrunfalls. Die Anti-Rücklauffunktionalität der Sicherungsplatte 148 ist detaillierter beschrieben in dem US- amerikanischen Patent Nummer 9,902,295 , welches explizit hierin durch Referenz aufgenommen ist.
Die 10 bis 13 zeigen einen anderen Sitzeinstellungsantrieb 100', der viele der gleichen Komponenten mit dem Sitzeinstellungsantrieb 100, der in den 6 bis 9 gezeigt ist, teilt. Komponenten, die geteilt werden von beiden Ausführungsformen besitzen gleiche Referenznummern, während die Komponenten, die in dem Sitzeinstellungsantrieb 100', der in den 10 bis 13 gezeigt ist, verschieden sind, designet sind mit einem Apostroph (') nach der Referenznummer. Die obige Beschreibung lässt sich ebenfalls anwenden auf alle Komponenten, die geteilt werden zwischen dem Sitzeinstellungsantrieb 100, der in den 6 bis 9 gezeigt ist, und dem Sitzeinstellungsantrieb 100', der in den 10 bis 13 gezeigt ist; jedoch wurde die Sicherungsplatte 148 in letzterem beseitigt. An dessen Stelle umfasst der Sitzeinstellungsantrieb 100' erste und zweite Unterstützungsstifte 164', 165', die fixiert sind relativ zu dem Getriebekastengehäuse 16' des Getriebekastens 14'. Die ersten und zweiten Unterstützungsstifte 164', 165' sind beabstandet von und erstrecken sich parallel zu der Getrieberadwellenachse 84. Der erste Unterstützungsstift 164' erstreckt sich zwischen einem ersten Unterstützungsstiftende 186' und einem zweiten Unterstützungsstiftende 188'. Der zweite Unterstützungsstift 165' erstreckt sich zwischen einem dritten Unterstützungsstiftende 190' und einem vierten Unterstützungsstiftende 192'. Die ersten und zweiten Unterstützungsstifte 164', 165' sind fest fixiert innerhalb des Getriebekastengehäuses 16' an den ersten und dritten Unterstützungsstiftenden 186', 190' und sind fest fixiert innerhalb von Löchern 194' in der Getriebekastenabdeckung 18' an den zweiten und dritten Unterstützungsstiftenden 188', 192'.
Das zweite Zahnrad 134' umfasst einen äußeren Flansch 196', der mit ersten und zweiten Führungslöchern 198', 199' ausgerüstet ist. Der äußere Flansch 196' erstreckt sich von den äußeren Zähnen 136' des zweiten Zahnrads 134' nach außen in einer Ebene, die transversal ist zu der Getrieberadwellenachse 84. Der äußere Flansch 196' kann einstückig gebildet sein als Teil des zweiten Zahnrads 134' oder kann eine separat gebildete Komponente sein, die rotierbar fixiert ist an dem Teil des zweiten Zahnrads 134', der die äußeren Zähne 136' umfasst. Die ersten und zweiten Führungslöcher 198', 199' erstrecken sich durch den äußeren Flansch 196' des zweiten Zahnrads 134'. Die ersten und zweiten Unterstützungsstifte 164', 165' werden empfangen in und erstrecken sich durch die ersten beziehungsweise zweiten Führungslöcher 198', 199' in dem äußeren Flansch 196' des zweiten Zahnrads 134'. Die ersten und zweiten Führungslöcher 198', 199' besitzen erste und zweite Führungslöcherradien und die ersten und zweiten Unterstützungsstifte 164'. 165' besitzen erste und zweite Unterstützungsstiftradien, die kleiner sind als die ersten und zweiten Führungslöcherradien. Entsprechend einem Beispiel kann der erste Führungslochradius gleich der Summe des ersten Unterstützungsstiftradius und der Exzentrizität des Exzenternockens 128 sein und der zweite Führungslochradius kann gleich der Summe des zweiten Unterstützungsstiftsradius und der Exzentrizität des Exzenternockens 128 sein. Die Größenbeziehung zwischen den ersten und zweiten Führungslochradien und den ersten und zweiten Unterstützungsstiftradien erlaubt dem zweiten Zahnrad 134' sich frei zu bewegen in einer planetarischen, taumelnden Bewegung relativ zu der Getrieberadwellenachse 84, wenn der Exzenternocken 128 rotierbar angetrieben wird. Wie nachfolgend detaillierter beschrieben wird, verhindern Kontakt zwischen der ersten Lageroberfläche 140 des Exzenternockens 128 und dem zweiten Zahnrad 134', dem ersten Unterstützungsstift 164' und dem ersten Führungsloch 198' in dem äußeren Flansch 196' und dem zweiten Unterstützungsstift 184' und dem zweiten Führungsloch 199' in dem äußeren Flansch 196', dass das erste Zahnrad 130 eine Rücklauf-Rotation des zweiten Zahnrads 134' hervorruft.
Die ersten und zweiten Unterstützungsstifte 164', 165' und die ersten und zweiten Führungslöcher 198', 199' des äußeren Flansches 196' bilden zwei Parallelogramm-Kurbelschwingen um die Getrieberadwellenachse 84. Die Schnittstellen zwischen den ersten und zweiten Unterstützungsstiften 164', 165' des zweiten Zahnrads 134' und den ersten und zweiten Führungslöchern 198', 199' in dem äußeren Flansch 196' beschränken die Bewegung des zweiten Zahnrads 134' auf eine planetarische, taumelnde Bewegung und verhindern, dass das zweite Zahnrad 134' um 360 Grad rotiert. Die Zusammenwirkung zwischen den ersten und zweiten Unterstützungsstiften 164', 165' und den ersten und zweiten Führungslöchern 198', 199' in dem äußeren Flansch 196' des zweiten Zahnrads 134' und die Zusammenwirkung der ersten Lageroberfläche 140 des Exzenternockens 128 und des zweiten Zahnrads 134' verhindern, dass die Getrieberadwelle 82 in eine von beiden Richtungen (d.h. im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn) rotiert, wenn der Exzenternocken 128 nicht angetrieben wird durch den elektrischen Motor 12 und stellt deshalb eine Anti-Rücklauf-Funktionalität bereit.
Optional können die ersten und zweiten Laufrollenbuchsen 160', 162' eingepasst sein über die ersten und zweiten Unterstützungsstifte 164', 165'. Die ersten und zweiten Laufrollenbuchsen 160', 162' können dimensioniert sein, um einen rutschenden Sitz zwischen den ersten und zweiten Unterstützungsstiften 164' 165' und den ersten und zweiten Laufrollenbuchsen 160', 162' bereitzustellen, so dass die ersten und zweiten Laufrollenbuchsen 160', 162' frei rotieren können auf den ersten und zweiten Unterstützungsstiften 164', 165'. Diese Anordnung reduziert daher Reibungsverluste, Abnutzung und Lärm während des Betriebs des Sitzeinstellungsantriebs 100'. Obwohl die ersten und zweiten Laufrollenbuchsen 160', 162' hergestellt sein können aus einer Vielzahl von verschiedenen Materialien, sind die ersten und zweiten Laufrollenbuchsen 160', 162' in einem nichtbeschränkenden Beispiel hergestellt aus einem selbst-schmierenden Plastikmaterial oder aus einem Plastikmaterial, das hohen Temperaturen widerstehen kann, wie beispielsweise PEEK. Als eine Alternative können die ersten und zweiten Führungslöcher 198', 199' in dem äußeren Flansch 196' des zweiten Zahnrads 134' bedeckt sein durch selbst-schmierende Plastikbuchsen (nicht gezeigt), während die ersten und zweiten Unterstützungsstifte 164', 165' rutschen entlang den selbst-schmierenden Plastikbuchsen mit oder ohne Verwendung der ersten und zweiten Laufrollenbuchsen 160', 162'.
Unabhängig davon, ob die ersten und zweiten Laufrollenbuchsen 160', 162' oder eine andere Alternative verwendet werden, sollte erkannt werden, dass die Geometrie der ersten und zweiten Unterstützungsstifte 164', 165' und der ersten und zweiten Führungslöcher 198', 199' in dem äußeren Flansch 196' des zweiten Zahnrads 134' Reibungsverluste signifikant reduzieren. Die zylindrische Form der ersten und zweiten Unterstützungsstifte 164', 165' minimiert die Kontaktfläche zwischen den ersten und zweiten Unterstützungsstiften 164', 165' und den ersten und zweiten Führungslöchern 198', 199' auf entweder einen Linien- oder Punktkontakt. Hieraus resultiert verbesserte mechanische Effizienz.
Das zweite Zahnrad 134' bewegt sich in einer planetarischen, taumelnden Bewegung innerhalb des Getriebekastenhohlraums 80' entlang eines kreisrunden exzentrischen Pfads, wobei das zweite Zahnrad 134' nicht um seine eigene Mittellinie rotiert. Während der planetarischen, taumelnden Bewegung des zweiten Zahnrads 134', sind die äußeren Zähne 136' des zweiten Zahnrads 134' im Eingriff mit den inneren Zähnen 132 des ersten Zahnrads 130, was das erste Zahnrad 130 und die Getrieberadwelle 82 dazu zwingt mit einer gleichförmigen Rotationsgeschwindigkeit um die Getrieberadwellenachse 84 zu rotieren in der gleichen Rotationsrichtung wie die Rotationsrichtung des Exzenternockens 128.
Jeder Versuch des ersten Zahnrads 130 eine Rotation des zweiten Zahnrads 134' aufgrund einer äußeren Drehmomentlast, die auf das Getrieberad 20 einwirkt und beispielsweise aus einer Kollision resultiert, zu verursachen, wird verhindert durch ein Gegenwirkungsmoment, das erzeugt wird durch Kontaktkräfte, die wirken zwischen dem zweiten Zahnrad 134' und der ersten Lageroberfläche 140 des Exzenternockens 128, und Kontaktkräfte, die wirken zwischen den ersten und zweiten Unterstützungsstiften 164', 165' und den ersten und zweiten Führungslöchern 198', 199' in dem äußeren Flansch 196' des zweiten Zahnrads 134'. Das zweite Zahnrad 134' wird gehalten auf dem exzentrischen Pfad relativ zu der Getrieberadachse 84 durch den Eingriff der äußeren Zähne 136' des zweiten Zahnrads 134' in die inneren Zähne 132 des ersten Zahnrads 130. Die Kontaktkräfte verhindern Rückwärtsrotation der Getrieberadwelle 82, wodurch sie den elektrischen Motor 12 vor Schaden bewahren und verhindern, dass externe Kräfte die longitudinale (d.h. Vorwärts-Rückwärts-) Position des Fahrzeugsitzes verändern, beispielsweise während eines Auffahrunfalls. Die Anti-Rücklauf-Funktionalität dieser Anordnung wird detaillierter beschrieben in dem US- amerikanischen Patent Nummer 10,024,392 , welches explizit durch Referenz hierin aufgenommen ist.
Die 14 bis 17 sind Detailansichten des Sitzeinstellungsantriebs 200, der in den 3 und 4 gezeigt ist. Der Getriebekasten 214 des Sitzeinstellungsantriebs 200 umfasst ein Getriebekastengehäuse 216. Beispielsweise aber ohne Beschränkung kann das Getriebekastengehäuse 216 hergestellt sein aus einem steifen Material, wie beispielsweise Plastik. Der elektrische Motor 212 und die Getriebekastenabdeckung 218 sind montiert an dem Getriebekastengehäuse 216 durch Schrauben 276. Lokalisierungsstifte 278 können ebenfalls bereitgestellt werden auf dem Getriebekastengehäuse 216, um die Getriebekastenabdeckung 218 in richtiger Ausrichtung mit dem Getriebekastengehäuse 216 zu positionieren. Zusammen definieren das Getriebekastengehäuse 216 und die Getriebekastenabdeckung 218 einen Getriebekastenhohlraum 280 innerhalb des Getriebekastens 214. Das Getrieberad 220 umfasst eine Getrieberadwelle 282, die sich durch die Getriebekastenabdeckung 218 und in den Getriebekastenhohlraum 280 entlang einer Getrieberadwellenachse 284 erstreckt. Die Getrieberadwelle 282 kann hergestellt sein aus einem Metall, wie beispielsweise Stahl. Die Getrieberadwelle 282 wird empfangen in einer röhrenförmigen Aufnahme 286, die gebildet ist in dem Getriebekastengehäuse 216 gegenüberliegend der Getriebekastenabdeckung 218 in einem rutschenden Sitz, so dass die Getrieberadwelle 282 frei rotieren kann relativ zu dem Getriebekastengehäuse 216.
Der Getriebekastenhohlraum 280 beherbergt einen kegelförmigen Spiralzahnradsatz 288, einen ersten Planetengetriebesatz 290 und einen zweiten Planetengetriebesatz 291. Der kegelförmige Spiralzahnradsatz 288 umfasst ein kegelförmiges Getriebezahnrad 292 und ein kegelförmiges Spiralzahnrad 294, das eine erste Untersetzungsstufe bereitstellt. Der elektrische Motor 212 besitzt eine Motorwelle 296, die gekoppelt ist an eine Ausgangswelle 298. Das kegelförmige Getriebezahnrad 292 ist gekoppelt an die Ausgangswelle 298, so dass das kegelförmige Getriebezahnrad 292 angetrieben wird durch den elektrischen Motor 212 und rotiert um eine Achse des kegelförmigen Getriebezahnrads 299. Die Achse des kegelförmigen Getriebezahnrads 299 ist ausgerichtet mit der Mittellinienachse 264 des elektrischen Motors 212. Das kegelförmige Spiralzahnrad 294 ist angeordnet im Eingriff mit dem kegelförmigen Getriebezahnrad 292 und wird getragen auf der Getrieberadwelle 282 in einem rutschenden Sitz. Als ein Ergebnis kann das kegelförmige Spiralzahnrad 294 frei rotieren bei einer anderen Rotationsgeschwindigkeit als die Getrieberadwelle 282. Das kegelförmige Getriebezahnrad 292 besitzt eine kegelförmige Form, spiralförmig geschnittene Zähne 302 und ist bevorzugterweise aus Metall hergestellt. Das kegelförmige Spiralzahnrad 294 umfasst bevorzugterweise einen Mittelpunktsabschnitt 304, der hergestellt ist aus einem Pulvermetall, und einen gezahnten Abschnitt 306, der hergestellt ist aus einem darüber geformten Plastik. Der gezahnte Abschnitt 306 des kegelförmigen Spiralzahnrads 294 besitzt spiralförmig geschnittene Zähne 303 und ist geformt, um mit dem kegelförmigen Getriebezahnrad 292 ineinander zu greifen. Diese Anordnung erlaubt dem kegelförmigen Getriebezahnrad 292 angetrieben zu werden bei hohen Geschwindigkeiten von mehr als 10.000 Umdrehungen pro Minute (rpm) ohne exzessiven Lärm zu erzeugen.
Der kegelförmige Spiralzahnradsatz 288 ist angeordnet innerhalb des Getriebekastens 214, so dass die Achse des kegelförmigen Getriebezahnrads 299 sich mit der Getrieberadwellenachse 284 überkreuzt. Beispielsweise in der dargestellten Ausführungsform überkreuzt sich die Achse des kegelförmigen Getriebezahnrads 299 mit der Getrieberadwellenachse 284 in einem rechten Winkel am Punkt B. Entsprechend dieser Anordnung ist die Achse des kegelförmigen Getriebezahnrads 299 beabstandet von und verläuft parallel mit der stationären Spur 232 und die Getrieberadwellenachse 284 ist orthogonal zu der stationären Spur 232. Diese Konfiguration reduziert die Gesamthöhe 72 des Sitzeinstellungsantriebs 200, weil es keinen Versatz gibt zwischen der Achse des kegelförmigen Getriebezahnrads 299 und der Getrieberadwellenachse 284.
Das kegelförmige Getriebezahnrad 292 wird unterstützt innerhalb des Getriebekastengehäuses 216 durch zwei Kugellageranordnungen 308, 309 und eine Kassette 204. Jede Kugellageranordnung 308, 309 umfasst einen Innenring 310, einen Außenring 312 und eine Vielzahl von Kugellagern 314, die positioniert sind radial zwischen dem Innenring 310 und dem Außenring 312. Die Innenringe 310 der Kugellageranordnungen 308, 309 erstrecken sich ringförmig um und berühren einen Zylinderabschnitt 316 des kegelförmigen Getriebezahnrads 292. Die Außenringe 312 der Kugellageranordnungen 308, 309 berühren die Kassette 204, die die Außenringe 312 und deshalb die Kugellageranordnungen 308, 309 in einer beabstandeten Beziehung innerhalb des Getriebekastengehäuses 216 hält. Die Kassette 204 wird gehalten in dem Getriebekastengehäuse 216 durch einen Sternring 322, der eingepresst ist in das Getriebekastengehäuse 216 während des Zusammensetzens. Diese Merkmale halten das kegelförmige Getriebezahnrad 292 in Position und verhindern, dass das kegelförmige Getriebezahnrad 292 sich axial relativ zu der Ausgangswelle 298 bewegt. Das kegelförmige Spiralzahnrad 294 wird in Position gehalten durch eine Abstandshülse 324 und einen Metallring 326, der sich ringförmig um die Getrieberadwelle 282 erstreckt und positioniert ist zwischen dem kegelförmigen Spiralzahnrad 294 und der röhrenförmigen Aufnahme 286 in dem Getriebekastengehäuse 216.
Die ersten und zweiten Planetengetriebesätze 290, 291 in dem Getriebekasten 214 koppeln das kegelförmige Spiralzahnrad 294 und das Getrieberad 220 rotierbar durch eine zweite Reduktionsstufe und eine dritte Reduktionsstufe. Der erste Planetengetriebesatz 290 umfasst einen Exzenternocken 328, ein erstes Zahnrad 330 mit inneren Zähnen 332, das rotierbar gekoppelt ist mit der Getrieberadwelle 282, und ein zweites Zahnrad 334 mit äußeren Zähnen 336, die getragen werden auf und angetrieben werden durch den Exzenternocken 328. Wie nachfolgend im Detail beschrieben wird sind die inneren Zähnen 332 des ersten Zahnrads 330 angeordnet im Eingriff mit den äußeren Zähnen 336 des zweiten Zahnrads 334, so dass Rotation des zweiten Zahnrads 334 Rotation des ersten Zahnrads 330 und der Getrieberadwelle 282 antreibt. Obwohl andere Konfigurationen möglich sind, ist das erste Zahnrad 330 in dem dargestellten Beispiel rotierbar gekoppelt mit der Getrieberadwelle 282 durch Keile 338. Der Exzenternocken 328 besitzt eine erste Lageroberfläche 340, die exzentrisch ist relativ zu der Getrieberadwellenachse 284. Die erste Lageroberfläche 340 besitzt einen ersten Radius R1. Das zweite Zahnrad 334 ist rotierbar unterstützt auf der ersten Lageroberfläche 340 des Exzenternockens 328. Das zweite Zahnrad 334 besitzt eine zentrale Bohrung 342. Die erste Lageroberfläche 340 des Exzenternockens 328 erstreckt sich durch und berührt die zentrale Bohrung 342 des zweiten Zahnrads 334. Es gibt einen rutschenden Sitz zwischen der ersten Lageroberfläche 340 des Exzenternockens 328 und der zentralen Bohrung 342 des zweiten Zahnrads 334, so dass das zweite Zahnrad 334 frei rotieren kann auf der ersten Lageroberfläche 340 des Exzenternockens 328.
Die ersten und zweiten Zahnräder 330, 334 greifen ineinander ein in einer planetarischen Anordnung, wobei sich das zweite Zahnrad 334 in einer planetarischen, taumelnden Bewegung mit dem ersten Zahnrad 330 bewegt. Obwohl verschiedene Konfigurationen möglich sind, können die inneren und äußeren Zähne 332, 336 der ersten und zweiten Zahnräder 330, 334 zykloidische Profile besitzen. Die ersten und zweiten Zahnräder 330, 334 können aus einer Vielzahl verschiedener Materialien hergestellt sein. Beispielsweise aber nicht beschränkt hierauf können die ersten und zweiten Zahnräder 330, 334 hergestellt sein aus Metall oder einem Pulvermetall.
Der zweite Planetengetriebesatz 291 umfasst ein Sonnenrad 206, einen Zahnradring 208 und eine Vielzahl von Planetenrädern 210. Das Sonnenrad 206 ist montiert an und rotiert mit dem kegelförmigen Spiralzahnrad 294 des kegelförmigen Spiralzahnradsatzes 288. Genauer wird das Sonnenrad 206 gebildet in dem Mittelpunktsabschnitt 304 und ist deshalb in der dargestellten Ausführungsform hergestellt aus Pulvermetall. Der Zahnradring 208 ist fixiert an dem Getriebekastengehäuse 216 mittels eines oder mehrerer Befestiger 250. Der Zahnradring 208 besitzt einen äußeren Umfang 211 mit einer nicht-kreisrunden Form. Die Befestiger 250 zusammen mit der komplementären, nicht-zylindrischen Form des Getriebekastenhohlraums 280 verhindern, dass der Zahnradring 208 innerhalb des Getriebekastengehäuses 216 rotiert. Optional kann das Getriebekastengehäuse 216 eine oder mehrere zentrierende Rampen 213 besitzen, die dabei helfen den Zahnradring 208 richtig zu zentrieren in dem Getriebekastengehäuse 216 während des Zusammensetzens des Getriebekastens 214. Die Planetenräder 210 sind radial angeordnet zwischen und im Eingriff mit dem Sonnenrad 206 und dem Zahnradring 208. Die Planetenringe 210 werden unterstützt auf einem Träger 215, der fixiert ist an und rotiert mit dem Exzenternocken 328 des ersten Planetengetriebesatzes 290. Der Träger 215 umfasst eine Vielzahl von Stiften 217. Die Planetenräder 210 werden getragen auf und rotieren um diese Stifte 217. Wenn das Sonnenrad 206 rotiert, bewegen sich die Planetenräder 210 in dem Zahnradring 208 in einem kreisrunden Pfad, was verursacht, dass der Träger 215 rotiert und deshalb eine Rotation des Exzenternockens 328 antreibt.
Der Träger 215 besitzt eine zweite Lageroberfläche 344, die zylindrisch ist und koaxial angeordnet ist mit der Getrieberadwellenachse 284. Die zweite Lageroberfläche 344 besitzt einen zweiten Radius R2, der kleiner ist als der erste Radius R1 der ersten Lageroberfläche 340. Wegen des Größenunterschieds zwischen R1 und R2 und der exzentrischen (d.h. versetzten) Anordnung auf der Lageroberfläche 340 wird ein Mittelpunktsspalt 346 in dem Träger 215 gebildet, auf dem eine Sicherungsplatte 348 rutschend unterstützt und geführt wird. Die zweite Lageroberfläche 344 und deshalb der Mittelpunktsspalt 346 sind nicht ausgerichtet mit (d.h. sind longitudinal versetzt relativ zu) den inneren und äußeren Zähnen 332, 336 der ersten und zweiten Zahnräder 330, 334. Entsprechend ist die Sicherungsplatte 348 longitudinal versetzt relativ zu den inneren und äußeren Zähnen 332, 336 der ersten und zweiten Zahnräder 330, 334 und berührt die inneren und äußeren Zähne 332, 336 der ersten und zweiten Zahnräder 330, 334 nicht oder greift anderes in sie hinein. Optional kann die erste Lageroberfläche 340 des Exzenternockens 328 einen eingefügten Bereich (nicht gezeigt) besitzen, der sich in einer Bogenform erstreckt und den Oberflächenbereich der ersten Lageroberfläche 340 reduziert und Reibung minimiert.
Das zweite Zahnrad 334 besitzt erste und zweite Stifte 350, 351, die sich longitudinal (d.h. parallel zu der Getrieberadwellenachse 284) von dem zweiten Zahnrad 334 aus erstrecken. Die ersten und zweiten Stifte 350, 351 besitzen eine zylindrische Form und sind fest verbunden zu einer der Seitenflächen des zweiten Zahnrads 334. Die Sicherungsplatte 348 besitzt eine gabelähnliche Form und kann hergestellt sein aus einer Vielzahl verschiedener Materialien. Beispielsweise aber nicht hierauf beschränkt kann die Sicherungsplatte 348 hergestellt sein aus gestanztem Stahl. Die Sicherungsplatte 348 ist transversal zu der Getrieberadwellenachse 284. Die Sicherungsplatte 348 besitzt vier spaltförmige Ausschnitte 352, 354, 356, 357. Der erste spaltförmige Ausschnitt 352 besitzt eine rechteckige Form und ist geschlossen an allen vier Seiten. Die zweiten, dritten und vierten spaltförmigen Ausschnitte 354, 356, 357 besitzen U-ähnliche Formen und sind an einer Seite offen. Ein Unterstützungsstift 358 ist fest verbunden mit dem Getriebekastengehäuse 216. Der Unterstützungsstift 358 ist beabstandet von und erstreckt sich parallel zu der Getrieberadwellenachse 284. Die Sicherungsplatte 348 wird unterstützt auf und geführt durch die ersten und zweiten Stifte 350, 351 auf dem zweiten Zahnrad 334, dem Unterstützungsstift 358 und der zweiten Lageroberfläche 344 des Trägers 215. Der Unterstützungsstift 358 wird empfangen in und erstreckt sich durch den ersten spaltförmigen Ausschnitt 352 in der Sicherungsplatte 348. Der zweite spaltförmige Ausschnitt 354 in der Sicherungsplatte 348 stützt sich gegen die zweite Lageroberfläche 344 des Trägers 215. Weil die zweite Lageroberfläche 344 des Trägers 215 koaxial ausgerichtet ist mit der Getrieberadwellenachse 284, beschränken Schnittstellen zwischen dem Unterstützungsstift 358 und dem ersten spaltförmigen Ausschnitt 352 und der zweiten Lageroberfläche 344 des Trägers und dem zweiten spaltförmigen Ausschnitt 354 die Bewegung der Sicherungsplatte 348 auf einen begrenzten Bewegungsradius. Die ersten und zweiten Stifte 350, 351 auf dem zweiten Zahnrad 334 werden empfangen in und erstrecken sich durch die dritten beziehungsweise vierten spaltförmigen Ausschnitte 356, 357 in der Sicherungsplatte 348. Die Schnittstellen zwischen den ersten und zweiten Stiften 350, 351 auf dem zweiten Zahnrad 334 und den dritten und vierten spaltförmigen Ausschnitten 356, 357 in der Sicherungsplatte 348 beschränken die Bewegung des zweiten Zahnrads 334 auf eine planetarische, taumelnde Bewegung und verhindern, dass das zweite Zahnrad 334 sich dreht. Die Zusammenwirkung zwischen der Sicherungsplatte 348 und den ersten und zweiten Stiften 350, 351 auf dem zweiten Zahnrad 334, dem Unterstützungsstift 358 und der zweiten Lageroberfläche 344 des Trägers 215 verhindert ebenso, dass die Getrieberadwelle 282 in eine von beiden Richtungen (d.h. im Uhrzeigersinn oder entgegen den Uhrzeiger) rotieren kann, wenn das kegelförmige Spiralzahnrad 294 nicht angetrieben wird durch das kegelförmige Getriebezahnrad 292 und stellt deshalb eine Anti-Rücklauf-Funktionalität bereit.
Optional kann eine erste Laufrollenbuchse 360 eingepasst sein über den Unterstützungsstift 358. In ähnlicher Weise können optional zweite und dritte Laufrollenbuchsen 362, 363 eingepasst sein über die ersten und zweiten Stifte 350, 351 auf dem zweiten Zahnrad 334. Die ersten, zweiten und dritten Laufrollenbuchsen 360, 362, 363 können so dimensioniert sein, dass sie einen rutschenden Sitz bereitstellen zwischen dem Unterstützungsstift 358 und der ersten Laufrollenbuchse 360 und zwischen den ersten und zweiten Stiften 350, 351 des zweiten Zahnrads 334 und den zweiten und dritten Laufrollenbuchsen 362, 363, so dass die ersten, zweiten und dritten Laufrollenbuchsen 360, 362, 363 frei rotieren können auf dem Unterstützungsstift 358 und den ersten und zweiten Stiften 350, 351 auf dem zweiten Zahnrad 334. Der Unterstützungsstift 363 kann optional ein gerändeltes Ende 366 umfassen, dass gepresst wird in das Getriebekastengehäuse 216, so dass der erste Unterstützungsstift 364 fixiert ist und nicht rotiert relativ zu dem Getriebekastengehäuse 216. Ein gegenüberliegendes Ende 368 des ersten Unterstützungsstifts 364 erstreckt sich durch die Getriebekastenabdeckung 218. Die erste Laufrollenbuchse 360 kann einen Zylinder 370 und einen Flanschabschnitt 372 umfassen und eine dünne Metallhülse 374 kann angeordnet sein zwischen dem Flanschabschnitt 372 der ersten Laufrollenbuchse 360 und dem Getriebekastengehäuse 216. Diese Anordnung reduziert deshalb Reibungsverluste, Abnutzung und Lärm während des Betriebs des Sitzeinstellungsantriebs 200. Obwohl die ersten, zweiten und dritten Laufrollenbuchsen 360, 362, 363 hergestellt sein können aus einer Vielzahl von verschiedenen Materialien, sind die ersten, zweiten und dritten Laufrollenbuchsen 360, 362, 363 in einem nicht-beschränkenden Beispiel hergestellt aus einem selbst-schmierenden Plastikmaterial oder aus einem Plastikmaterial, das hohen Temperaturen widerstehen kann, wie beispielsweise PEEK. Als eine Alternative können die ersten, dritten und vierten spaltförmigen Ausschnitte 352, 354, 356, 357 in der Sicherungsplatte 348 bedeckt sein durch selbst-schmierende Plastikbuchsen (nicht gezeigt) während der Unterstützungsstift 358 und die ersten und zweiten Stifte 350, 351 auf dem zweiten Zahnrad 334 rutschen entlang den selbst-schmierenden Plastikbuchsen mit oder ohne Verwendung der ersten, zweiten und dritten Laufrollenbuchsen 360, 362, 363.
Unabhängig davon ob die ersten, zweiten und dritten Laufrollenbuchsen 360, 362, 363 oder eine andere Alternative verwendet werden, sollte erkannt werden, dass die Geometrie des Unterstützungsstifts 358 und der ersten und zweiten Stifte 350, 351 auf dem zweiten Zahnrad 334 signifikant Reibungsverluste reduziert. Die zylindrische Form des Unterstützungsstifts 358 und der ersten und zweiten Stifte 350, 351 auf dem zweiten Zahnrad 334 minimiert die Kontaktfläche zwischen dem Unterstützungsstift 358 und dem ersten spaltförmigen Ausschnitt 352 und zwischen den ersten und zweiten Stiften 350, 351 auf dem zweiten Zahnrad 334 und den dritten und vierten spaltförmigen Ausschnitten 356, 357 in der Sicherungsplatte 348 auf entweder Linien- oder Punktkontakte. Dies verbessert die mechanische Effizienz des Getriebekastens 214.
Die Schnittstellen zwischen der Sicherungsplatte 348, den ersten und zweiten Stiften 350, 351 auf dem zweiten Zahnrad 334, dem Unterstützungsstift 358 und der zweiten Lageroberfläche 344 des Trägers 215 synchronisieren die wechselseitige Bewegung der Sicherungsplatte 348 mit der planetarischen, taumelnden Bewegung des zweiten Zahnrads 334. Die planetarische, taumelnde Bewegung des zweiten Zahnrads 334 folgt einem kreisrunden Pfad, wobei die äußeren Zähne 336 des zweiten Zahnrads 334 ineinander greifen mit den inneren Zähnen 332 des ersten Zahnrads 330, was das erste Zahnrad 330 und deshalb die Getrieberadwelle 282 dazu zwingt zu rotieren mit einer gleichförmigen Rotationsgeschwindigkeit um die Getrieberadwellenachse 284 in dieselbe Rotationsrichtung wie die Rotationsrichtung des Exzenternockens 328.
Um die Position des kegelförmigen Spiralzahnrads 294 auf der Getrieberadwelle 282 aufrechtzuerhalten in einer Position, in der die erste Lageroberfläche 340 des Exzenternockens 328 longitudinal ausgerichtet ist mit dem zweiten Zahnrad 334, wird eine Federplattenanordnung 378 bereitgestellt auf der Getrieberadwelle 282 longitudinal zwischen dem Exzenternocken 328 und dem ersten Zahnrad 330. Die Federplattenanordnung 378 umfasst eine Tellerscheibe 380 und einen O-Ring 382. Der O-Ring 282 ist hergestellt aus einem elastischen Material wie beispielsweise Gummi, was sich ausdehnen und komprimieren kann, um kleine longitudinale Bewegungen des kegelförmigen Spiralzahnrads 294 auf der Getrieberadwelle 282 zu dämpfen. Eine Lagerbuchse 376 ist angeordnet an der gegenüberliegenden Seite des ersten Zahnrads 330 und radial zwischen einem Abschnitt des ersten Zahnrads 330 und der Getriebekastenabdeckung 218. Die Lagerbuchse 376 wird hergestellt aus einem Material mit niedriger Reibung, wie beispielweise selbstschmierendem Plastikmaterial und erlaubt daher, dass das erste Zahnrad 330 rotiert innerhalb des Getriebekastenhohlraums 280 mit minimaler Abnutzung der Getrieberadabdeckung 218.
Jeder Versuch des ersten Zahnrads 330 das zweite Zahnrad 334 zum Rücklauf zu zwingen aufgrund einer äußeren Drehmomentlast, die auf das Getrieberad 220 einwirkt und beispielsweise aus einer Kollision resultiert, wird verhindert durch ein Gegenwirkungsmoment, das erzeugt wird durch Kontaktkräfte, die zwischen dem ersten spaltförmigen Ausschnitt 352 der Sicherungsplatte 348 und dem Unterstützungsstift 358, dem zweiten spaltförmigen Ausschnitt 354 und der zweiten Lageroberfläche 344 des Mittelpunktsabschnitts 304 und den dritten und vierten spaltförmigen Ausschnitten 356, 357 der Sicherungsplatte 348 und den ersten und zweiten Stiften 350, 351 des zweiten Zahnrads 334 wirken. Weil der Unterstützungsstift 358 und die zweite Lageroberfläche 344 des Mittelpunktsabschnitts 304 die Bewegung der Sicherungsplatte 348 begrenzen, kann das erste Zahnrad 330 das zweite Zahnrad 334 nicht zum Rücklauf zwingen und deshalb auch nicht den Exzenternocken 328 in einer Richtung entgegen des Uhrzeigersinns. Dies beschützt den elektrischen Motor 212 vor Schaden und hindert externe Kräfte daran die longitudinale (d.h. Vorwärts-Rückwärts-) Position des Fahrzeugsitzes zu verändern, beispielsweise während eines Auffahrunfalls. Die Anti-Rücklauffunktionalität der Sicherungsplatte 348 ist detaillierter beschrieben in dem US- amerikanischen Patent Nummer 9,902,295 , welches explizit hierin durch Referenz aufgenommen ist.
Die 18 bis 21 zeigen einen anderen Sitzeinstellungsantrieb 200', der viele derselben Komponenten mit dem Sitzeinstellungsantrieb 200, der in den 14 bis 17 gezeigt ist, teilt. Komponenten, die geteilt werden von beiden Ausführungsformen besitzen gleiche Referenznummern, während die Komponenten, die in dem Sitzeinstellungsantrieb 200', der in den 18 bis 21 gezeigt ist, verschieden sind, designet sind mit einem Apostroph (') nach der Referenznummer. Die obige Beschreibung lässt sich ebenfalls anwenden auf alle Komponenten, die geteilt werden zwischen dem Sitzeinstellungsantrieb 200, der in den 14 bis 17 gezeigt ist, und dem Sitzeinstellungsantrieb 200', der in den 18 bis 21 gezeigt ist; jedoch wurde die Sicherungsplatte 348 in letzterem beseitigt. An dessen Stelle umfasst der Sitzeinstellungsantrieb 200' erste und zweite Unterstützungsstifte 364', 365', die fixiert sind relativ zu dem Getriebekastengehäuse 216' des Getriebekastens 214'. Die ersten und zweiten Unterstützungsstifte 364', 365' sind beabstandet von und erstrecken sich parallel zu der Getrieberadwellenachse 284. Der erste Unterstützungsstift 364' erstreckt sich zwischen einem ersten Unterstützungsstiftende 386' und einem zweiten Unterstützungsstiftende 388'. Der zweite Unterstützungsstift 365' erstreckt sich zwischen einem dritten Unterstützungsstiftende 390' und einem vierten Unterstützungsstiftende 392'. Die ersten und zweiten Unterstützungsstifte 364', 365' sind fest fixiert innerhalb des Getriebekastengehäuses 216 an den ersten und dritten Unterstützungsstiftenden 386', 390' und sind fest fixiert innerhalb von Löchern 394' in der Getriebekastenabdeckung 218' an den zweiten und dritten Unterstützungsstiftenden 388', 392'.
Das zweite Zahnrad 334' umfasst einen äußeren Flansch 396', der mit ersten und zweiten Führungslöchern 398', 399' ausgerüstet ist. Der äußere Flansch 396' erstreckt sich von den äußeren Zähnen 336' des zweiten Zahnrads 334' nach außen in einer Ebene, die transversal ist zu der Getrieberadwellenachse 284. Der äußere Flansch 396' kann einstückig gebildet sein als Teil des zweiten Zahnrads 334' oder kann eine separat gebildete Komponente sein, die rotierbar fixiert ist an dem Teil des zweiten Zahnrads 334', der die äußeren Zähne 336' umfasst. Die ersten und zweiten Führungslöcher 398', 399' erstrecken sich durch den äußeren Flansch 396' des zweiten Zahnrads 334'. Die ersten und zweiten Unterstützungsstifte 364', 365' werden empfangen in und erstrecken sich durch die ersten beziehungsweise zweiten Führungslöcher 398', 399' in dem äußeren Flansch 396' des zweiten Zahnrads 334'. Die ersten und zweiten Führungslöcher 398', 399' besitzen erste und zweite Führungslöcherradien und die ersten und zweiten Unterstützungsstifte 364'. 365' besitzen erste und zweite Unterstützungsstiftradien, die kleiner sind als die ersten und zweiten Führungslöcherradien. Entsprechend einem Beispiel kann der erste Führungslochradius gleich der Summe des ersten Unterstützungsstiftradius und der Exzentrizität des Exzenternockens 328 sein und der zweite Führungslochradius kann gleich der Summe des zweiten Unterstützungsstiftsradius und der Exzentrizität des Exzenternockens 328 sein. Die Größenbeziehung zwischen den ersten und zweiten Führungslochradien und den ersten und zweiten Unterstützungsstiftradien erlaubt dem zweiten Zahnrad 334' sich frei zu bewegen in einer planetarischen, taumelnden Bewegung relativ zu der Getrieberadwellenachse 284, wenn der Exzenternocken 328 rotierbar angetrieben wird. Wie nachfolgend detaillierter beschrieben wird, verhindern Kontakt zwischen der ersten Lageroberfläche 340 des Exzenternockens 328 und dem zweiten Zahnrad 334', dem ersten Unterstützungsstift 364' und dem ersten Führungsloch 398' in dem äußeren Flansch 396' und dem zweiten Unterstützungsstift 365' und dem zweiten Führungsloch 399' in dem äußeren Flansch 396', dass das erste Zahnrad 330 eine Rücklauf-Rotation des zweiten Zahnrads 334 hervorruft.
Die ersten und zweiten Unterstützungsstifte 364', 365' und die ersten und zweiten Führungslöcher 398', 399' des äußeren Flansches 396' bilden zwei Parallelogramm-Kurbelschwingen um die Getrieberadwellenachse 284. Die Schnittstellen zwischen den ersten und zweiten Unterstützungsstiften 364', 365' des zweiten Zahnrads 334 und den ersten und zweiten Führungslöchern 398', 399' in dem äußeren Flansch 396' beschränken die Bewegung des zweiten Zahnrads 334 auf eine planetarische, taumelnde Bewegung und verhindern, dass das zweite Zahnrad 334 um 360 Grad rotiert. Die Zusammenwirkung zwischen den ersten und zweiten Unterstützungsstiften 364', 365' und den ersten und zweiten Führungslöchern 398', 399' in dem äußeren Flansch 396' des zweiten Zahnrads 334 und die Zusammenwirkung der ersten Lageroberfläche 340 des Exzenternockens 328 und des zweiten Zahnrads 334' verhindern, dass die Getrieberadwelle 282 in eine von beiden Richtungen (d.h. im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn) rotiert, wenn der Exzenternocken 328 nicht angetrieben wird durch den elektrischen Motor 212 und stellt deshalb eine Anti-Rücklauf-Funktionalität bereit.
Optional können die ersten und zweiten Laufrollenbuchsen 360', 362' eingepasst sein über die ersten und zweiten Unterstützungsstifte 364', 365'. Die ersten und zweiten Laufrollenbuchsen 360', 362' können dimensioniert sein, um einen rutschenden Sitz zwischen den ersten und zweiten Unterstützungsstiften 364' 365' und den ersten und zweiten Laufrollenbuchsen 360', 362' bereitzustellen, so dass die ersten und zweiten Laufrollenbuchsen 360', 362' frei rotieren können auf den ersten und zweiten Unterstützungsstiften 364', 365'. Diese Anordnung reduziert daher Reibungsverluste, Abnutzung und Lärm während des Betriebs des Sitzeinstellungsantriebs 200'. Obwohl die ersten und zweiten Laufrollenbuchsen 360', 362' hergestellt sein können aus einer Vielzahl von verschiedenen Materialien, sind die ersten und zweiten Laufrollenbuchsen 360', 362' in einem nichtbeschränkendem Beispiel hergestellt aus einem selbst-schmierenden Plastikmaterial oder aus einem Plastikmaterial, das hohen Temperaturen widerstehen kann, wie beispielsweise PEEK. Als eine Alternative können die ersten und zweiten Führungslöcher 398', 399' in dem äußeren Flansch 396' des zweiten Zahnrads 334' bedeckt sein durch selbst-schmierende Plastikbuchsen (nicht gezeigt), während die ersten und zweiten Unterstützungsstifte 364', 365' rutschen entlang den selbst-schmierenden Plastikbuchsen mit oder ohne Verwendung der ersten und zweiten Laufrollenbuchsen 360', 362'.
Unabhängig davon, ob die ersten und zweiten Laufrollenbuchsen 360', 362' oder eine andere Alternative verwendet werden, sollte erkannt werden, dass die Geometrie der ersten und zweiten Unterstützungsstifte 364', 365' und der ersten und zweiten Führungslöcher 398', 399' in dem äußeren Flansch 396' des zweiten Zahnrads 334' Reibungsverluste signifikant reduzieren. Die zylindrische Form der ersten und zweiten Unterstützungsstifte 364', 365' minimiert die Kontaktfläche zwischen den ersten und zweiten Unterstützungsstiften 364', 365' und den ersten und zweiten Führungslöchern 398', 399' auf entweder einen Linien- oder Punktkontakt. Hieraus resultiert verbesserte mechanische Effizienz.
Das zweite Zahnrad 334' bewegt sich in einer planetarischen, taumelnden Bewegung innerhalb des Getriebekastenhohlraums 280' entlang eines kreisrunden exzentrischen Pfads, wobei das zweite Zahnrad 334' nicht um seine eigene Mittellinie rotiert. Während der planetarischen, taumelnden Bewegung des zweiten Zahnrads 334', sind die äußeren Zähne 336' des zweiten Zahnrads 334' im Eingriff mit den inneren Zähnen 332 des ersten Zahnrads 330, was das erste Zahnrad 330 und die Getrieberadwelle 282 dazu zwingt mit einer gleichförmigen Rotationsgeschwindigkeit um die Getrieberadwellenachse 284 zu rotieren in der gleichen Rotationsrichtung wie die Rotationsrichtung des Exzenternockens 328.
Jeder Versuch des ersten Zahnrads 330 eine Rotation des zweiten Zahnrads 334' aufgrund einer äußeren Drehmomentlast, die auf das Getrieberad 220 einwirkt und beispielsweise aus einer Kollision resultiert, zu verursachen, wird verhindert durch ein Gegenwirkungsmoment, das erzeugt wird durch Kontaktkräfte, die wirken zwischen dem zweiten Zahnrad 334' und der ersten Lageroberfläche 340 des Exzenternockens 328, und Kontaktkräfte, die wirken zwischen den ersten und zweiten Unterstützungsstiften 364', 365' und den ersten und zweiten Führungslöchern 398', 399' in dem äußeren Flansch 396' des zweiten Zahnrads 334'. Das zweite Zahnrad 334' wird gehalten auf dem exzentrischen Pfad relativ zu der Getrieberadachse 284 durch den Eingriff der äußeren Zähne 336' des zweiten Zahnrads 334' in die inneren Zähne 332 des ersten Zahnrads 330. Die Kontaktkräfte verhindern Rückwärtsrotation der Getrieberadwelle 282, wodurch sie den elektrischen Motor 212 vor Schaden bewahren und verhindern, dass externe Kräfte die longitudinale (d.h. Vorwärts-Rückwärts-) Position des Fahrzeugsitzes verändern, beispielsweise während eines Auffahrunfalls. Die Anti-Rücklauf-Funktionalität dieser Anordnung wird detaillierter beschrieben in dem US- amerikanischen Patent Nummer 10,024,392 , welches explizit durch Referenz hierin aufgenommen ist.
Typischerweise sind die Eingriffe zwischen den Zähnen des Ausgangsgetrieberads 20, 220 und den Zahnstangen 26, 226 designet mit einem gewissen Maß an Getriebespiel, um mögliche Flankeninterferenzen aufgrund von Abweichungen von Idealgeometrien, ungewünschten Deformationen und Temperatureffekten zwischen den in Kontakt stehenden Zähnen zu verhindern. Während des Eingriffs erfahren die in Kontakt stehenden Zähne eine kombinierte rollende und rutschende Bewegung. Jedoch muss bei manchen Anwendungen das Getriebespiel so klein wie möglich sein oder im Idealfall Null betragen. Solche Anwendungen erfordern sehr präzise hergestellte Komponenten und akkurate Zusammensetzungsprozesse, die in relativ hohen Kosten resultieren können. Ein Beispiel eines Null-Getriebespielsystems ist ein Getriebepaar, das eine Doppelflankenmechanik besitzt. Ein Doppelflankenmechanikgetriebesystem wird typischerweise mit einer initialen Vorspannung montiert und so ein System arbeitet nur richtig, wenn die Vorspannung gering und kontrollierbar ist. Wenn die Vorspannung signifikant und/oder fluktuierend ist, können ungünstige funktionale Konsequenzen erwartet werden. Beispielsweise kann exzessive oder fluktuierende Vorspannung in folgenden Problemen resultieren: Eingrifflärm verursacht durch exzessive Variation der Rutschreibung, exzessiver Abnutzung auf den Getriebekomponentenzähnen, mögliche Eingriffsinterferenzen und sogar Blockierung von Komponenten.
Die 22 und 23 zeigen einen alternativen Sitzeinstellungsantrieb 400, der dem Sitzeinstellungsantrieb 100, 100', 200, 200' ähnlich ist, der in den 1 bis 21 gezeigt ist, umfasst jedoch eine andere Zahnstangengetriebeanordnung 430, die ein minimales oder kein Getriebespiel bereitstellt. Die Zahnstangenantriebsanordnung 430 umfasst ein Getrieberad 420, das montiert ist auf einem Getrieberadlager 24. Das Getrieberad 420 ist ein kegelförmiges, eingerolltes Getrieberad, das Getrieberadzähne 468 umfasst, die einen gezahnten Wälzkegel 470 bilden, der angeordnet ist an einem geneigten Winkel δ relativ zu der Getrieberadwellenachse 84. Die Getrieberadzähne 468 sind angeordnet in Eingriff mit einer Zahnstange 426. Die Zahnstange 426 besitzt regelmäßige, eingerollte Zahnstangenzähne 428, die geneigt sind in demselben Winkel δ relativ zu einer Zahnstangenbasisoberfläche 429, die in einer Ebene ist, die parallel ist zu der Getrieberadwellenachse 84. Es sollte erkannt werden, dass der gezahnte Wälzkegel 470 definiert ist durch einen Linienkontakt an den Eingriffspunkten zwischen den Getrieberadzähnen 468 und den Zahnstangenzähnen 428. Durch einfaches Ausrichten der axialen Position der Sitzeinstellungsanordnung 400 entlang der Y-Achse 62 relativ zu der fixierten Zahnstange 426 während des Zusammensetzungsprozesses können die Vorspannungskräfte zwischen den Getrieberadzähnen 468 und den Zahnstangenzähnen 428 angepasst und aufrecht erhalten werden in einem vordefinierten Bereich. Die resultierende Zahnstangengetriebeanordnung 430 kombiniert alle Vorteile, die durch ein kegelförmiges, eingerolltes Getriebesystem, das fähig ist für Doppelflankenmechanik, mit diesem einfachen Zusammensetzungsprozess. Zusätzlich ist die Zahnstangengetriebeanordnung 430 in der Lage die großen Lasten und Drehmomente, die mit Fahrzeugsitzanwendungen verbunden sind, zu bewerkstelligen und passt in einen sehr kompakten Unterbringungsraum.
Die 24 bis 26 zeigen einen anderen alternativen Sitzeinstellungsantrieb 500, der den Sitzeinstellungsantrieben 100, 100', 200, 200', die in den 1 bis 21 gezeigt sind, ähnlich ist, umfasst jedoch eine andere Zahnstangenantriebsanordnung 530, die ein minimales oder kein Getriebespiel besitzt. Die Zahnstangenantriebsanordnung 530 umfasst ein Getrieberad 520, das montiert ist auf einem Getrieberadlager 24. Das Getrieberad 520 ist ein zylindrisches, eingerolltes Getrieberad, das Getrieberadzähne 568 umfasst. Die Getrieberadzähne 568 sind angeordnet in Eingriff mit einer Zahnstange 426. Die Zahnstange 426 besitzt regelmäßige, eingerollte Zahnstangenzähne 528. Die Getrieberadzähne 568 und die Zahnstangenzähne 528 sind angeordnet im Eingriff miteinander, wobei die Linienkontakte 570 an den Eingriffspunkten zwischen den Getrieberadzähnen 568 und den Zahnstangenzähnen 528 parallel sind zu der Getrieberadwellenachse 84. Die Zahnstange 526 ist eine zweistückige Anordnung, die einen ersten Zahnstangenteil 527a, der einen ersten Satz von Zahnprofilen 529a definiert, und einen zweiten Zahnstangenteil 527b, der einen zweiten Satz von Zahnstangenprofilen 529b definiert, aufweist. Die ersten und zweiten Zahnstangenteile 527a, 527b sind so angeordnet, dass der erste Satz von Zahnprofilen 529a des ersten Zahnstangenteils 529a leicht versetzt ist relativ zu dem zweiten Satz von Zahnstangenprofilen 529b des zweiten Zahnstangenteils 529b. Obwohl andere Konfigurationen möglich sind, können die ersten und zweiten Teile 527a, 527b hergestellt sein aus Stahl oder einem anderen Metall.
Der erste Satz von Zahnprofilen 529a definiert eine Wurzel 531a, Flanke 533a und eine Spitze 535a für jeden der Zahnstangenzähne 528. In ähnlicher Weise definiert der zweite Satz von Zahnprofilen 529b eine andere Wurzel 531b, Flanke 533b und Spitze 535b für jeden der Zahnstangenzähne 528. Wegen des Versatzes zwischen dem ersten Satz von Zahnprofilen 529a und dem zweiten Satz von Zahnprofilen 529b, ist jede Spitze 535a, die definiert ist durch den ersten Satz von Zahnprofilen 529a, versetzt relativ zu jeder Spitze 535b, die definiert ist durch den zweiten Satz von Zahnprofilen 529b um eine Spitzenversatzentfernung 537 und jede Flanke 533a, die definiert ist durch den ersten Satz von Zahnprofilen 529a, ist versetzt relativ zu jeder Flanke 533b, die definiert wird durch den zweiten Satz von Zahnprofilen 529b, um eine Flankenversatzentfernung 539. Die Spitzenversatzentfernung 537 wird gemessen parallel zu der Z-Achse 74, während die Flankenversatzentfernung 539 tangential ist zu den Flanken 533a, 533b und deshalb gemessen wird in einem Winkel zu sowohl der Vorwärts- und Rückwärts-Richtung 38 als auch der Z-Achse 74. Jedoch besitzt jede Wurzel 531a, die durch den ersten Satz von Zahnprofilen 529a definiert ist, keinen Versatz (d.h. Nullversatz) relativ zu jeder Wurzel 531b, die definiert ist durch den zweiten Satz von Zahnprofilen 529b. Der Versatz kann sehr gering sein. Beispielsweise und ohne Beschränkung kann die Spitzenversatzentfernung 537 gleich 0,05 mm sein und die Flankenversatzentfernung 539 kann gleich 0,015 mm sein. Die Versatzanordnung zwischen den ersten und zweiten Zahnstangenteilen 527a, 527b ist relativ günstig, beseitigt das Spiel zwischen den Getrieberadzähnen 568 und den Zahnstangenzähnen 528 und versichert eine minimale Interferenz während des Eingriffs. Die Versatzanordnung erzeugt kleine Eingriffsinterferenzen zwischen der Zahnstange 526 und dem zylindrisch eingerollten Getrieberad 520, was in einem Getriebesystem resultiert, das radialen Freilauf reduziert oder beseitigt und mit einer radial gesteuerten Vorspannung arbeitet.
Die 27 bis 29 zeigen einen anderen alternativen Sitzeinstellungsantrieb 600, der den Sitzeinstellungsantriebsanordnungen 100, 100', 200, 200', die in den 1 bis 21 gezeigt sind, ähnlich ist, umfasst jedoch eine andern Zahnstangenantriebsanordnung 630, die ein minimales oder kein Getriebespiel bereitstellt. Die Zahnstangenantriebsanordnung 630 umfasst ein Getrieberad 620, das montiert ist auf einem Getrieberadlager 24. Das Getrieberad 620 ist ein zylindrisches eingerolltes Getrieberad, das Getrieberadzähne 668 umfasst. Die Getrieberadzähne 568 sind angeordnet in Eingriff mit einer Zahnstange 426. Die Zahnstange 426 besitzt regelmäßige, eingerollte Zahnstangenzähne 628. Die Getrieberadzähne 668 und die Zahnstangenzähne 628 sind angeordnet im Eingriff miteinander, wobei die Linienkontakte 670 an den Eingriffspunkten zwischen den Getrieberadzähnen 668 und den Zahnstangenzähnen 628 parallel sind zu der Getrieberadwellenachse 84. Die Zahnstange 626 ist eine dreiteilige Anordnung, die einen ersten Zahnstangenteil 627a, der einen ersten Satz von Zahnprofilen 629a definiert, einen zweiten Zahnstangenteil 627b, der einen zweiten Satz von Zahnstangenprofilen 629b definiert, und einen dritten Zahnstangenteil 627c, der einen dritten Satz von Zahnprofilen 629c definiert, aufweist. Die ersten und zweiten Zahnstangenteile 627a, 627b sind angeordnet, so dass der erste Satz von Zahnprofilen 629a des ersten Zahnstangenteils 627a und der zweite Satz von Zahnprofilen 629b des zweiten Zahnstangenteils 627b leicht versetzt sind relativ zu dem dritten Satz von Zahnprofilen 629c des dritten Zahnstangenteils 627c. Obwohl andere Konfigurationen möglich sind, können die ersten und zweiten Zahnstangenteile 627a, 627b hergestellt sein aus Stahl oder einen anderen geeigneten Metall, während der dritte Zahnstangenteil 627c hergestellt ist aus Plastik oder einem geeigneten Polymer.
Der erste Satz von Zahnprofilen 629a definiert eine Wurzel 631a, eine Flanke 633a und eine Spitze 635a für jeden der Zahnstangenzähne 628. In ähnlicher Weise definiert der zweite Satz von Zahnprofilen 629b eine andere Wurzel 631b, Flanke 633b und Spitze 635b für jeden der Zahnstangenprofile 628 und der dritte Satz von Zahnprofilen 629c definiert eine andere Wurzel 631c, Flanke 633c und Spitze 635c für jeden der Zahnstangenzähne 628. Weil der erste Satz von Zahnprofilen 629a und der zweite Satz von Zahnprofilen 629b versetzt sind relativ zum dritten Satz von Zahnprofilen 629c, ist jede Spitze 635a, 635b, die definiert wird durch den ersten Satz von Zahnprofilen 629a und den zweiten Satz von Zahnprofilen 629b, versetzt relativ zu jeder Spitze 635c, die definiert wird durch den dritten Satz von Zahnprofilen 629c, durch eine Spitzenversatzentfernung 637 und jede Flanke 633a, 633b, die definiert ist durch den ersten Satz von Zahnprofilen 629a und den zweiten Satz von Zahnprofilen 626b, ist versetzt relativ zu jeder Flanke 633c, die definiert wird durch den dritten Satz von Zahnprofilen 629c, um eine Flankenversatzentfernung 639. Die Spitzenversatzentfernung 637 wird gemessen parallel zu der Z-Achse 74, während die Flankenversatzentfernung 639 tangential ist zu den Flanken 633a, 633b und deshalb gemessen wird in einem Winkel zu sowohl der Vorwärts- und Rückwärts-Richtung 38 als auch der Z-Achse 74. Jedoch besitzt jede Wurzel 631a, die durch den ersten Satz von Zahnprofilen 629a und den zweiten Satz von Zahnprofilen 629b definiert ist, keinen Versatz (d.h. Nullversatz) relativ zu jeder Wurzel 631c, die definiert ist durch den dritten Satz von Zahnprofilen 629c. Der Versatz kann sehr gering sein. Beispielsweise und ohne Beschränkung kann die Spitzenversatzentfernung 637 gleich 0,05 mm sein und die Flankenversatzentfernung 639 kann gleich 0,015 mm sein. Die Anordnung beseitigt das Spiel zwischen den Getrieberadzähnen 668 und den Zahnstangenzähnen 628 und versichert eine minimale Interferenz während des Eingriffs und kann Lärm und Gewicht der Zahnstangenantriebsanordnung 630 reduzieren. Die Versatzanordnung erzeugt kleine Eingriffsinterferenzen zwischen der Zahnstange 626 und dem zylindrisch eingerollten Getrieberad 620, was in einem Getriebesystem resultiert, das radialen Freilauf reduziert oder beseitigt und mit einer radial gesteuerten Vorspannung arbeitet.
Viele Modifikationen und Variationen der vorliegenden Offenbarung sind im Lichte der obigen Lehren möglich und können im Rahmen der beigefügten Ansprüche anders als spezifisch beschrieben praktiziert werden. Zum Beispiel, und ohne Einschränkung, können die Merkmale der verschiedenen hier beschriebenen Ausführungsformen in einer Vielzahl von verschiedenen Konfigurationen kombiniert werden, ohne vom Anwendungsbereich der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Weiter sollte erkannt werden, dass alle Sitzeinstellungsantriebe 100, 100', 200, 200', 400, 500, 600, die hierin beschrieben sind, einfach angepasst werden können zur Verwendung in Konfigurationen, in denen die Zahnstange 26, 226, 426, 526, 626, montiert ist außerhalb der stationären Spur 32 oder innerhalb der stationären Spur 232. Diese vorausgehenden Rezitationen sollten so ausgelegt werden, dass sie jede Kombination abdecken, in der die erfinderische Neuheit ihren Nutzen ausübt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 62/807983 [0001]
US 9902295 [0038, 0059]
US 10024392 [0045, 0066]

Claims

Ein Sitzeinstellungsantrieb für ein Fahrzeug, aufweisend: eine stationäre Spur, die an dem Fahrzeug fixiert ist; eine verschiebbare Spur, die in einem verschiebbaren Eingriff mit der stationären Spur angeordnet angeordnet ist für Bewegung in Vorwärts- und Rückwärtsrichtungen; ein Fahrzeugsitz montiert an der verschiebbaren Spur; ein Getriebekasten montiert an der verschiebbaren Spur; eine Zahnstangenantriebsanordnung umfassend ein Getrieberad und eine Zahnstange, die sich longitudinal zu der stationären Spur erstreckt; das Getrieberad umfasst eine Getrieberadwelle und einen Zahnradabschnitt, wobei sich die Getrieberadwelle in den Getriebekasten erstreckt entlang einer Getrieberadwellenachse und der Zahnradabschnitt angeordnet ist in Eingriff mit der Spur, so dass Rotation des Getrieberads die verschiebbare Spur in Vorwärts- und Rückwärtsrichtungen antreibt; einen elektrischen Motor montiert an dem Getriebekasten, wobei der elektrische Motor eine Ausgangswelle besitzt; der Getriebekasten umfasst ein Getriebekastengehäuse, das einen Getriebekastenhohlraum darin definiert; einen kegelförmigen Spiralzahnradsatz, der angeordnet ist in dem Getriebekastenhohlraum umfassend ein kegelförmiges Getriebezahnrad, das gekoppelt ist an die Ausgangswelle des elektrischen Motors, so dass das kegelförmige Getriebezahnrad um eine Achse des kegelförmigen Getriebezahnrads rotiert, und ein kegelförmiges Spiralzahnrad, das angeordnet im Eingriff mit dem kegelförmigen Getriebezahnrad, das getragen wird auf der Getrieberadwelle in einem verschiebbaren Sitz; zumindest ein Planetengetriebesatz, der angeordnet ist innerhalb des Getriebekastenhohlraums und der das kegelförmige Spiralzahnrad rotierbar koppelt mit dem Getrieberad durch eine Untersetzung; und wobei der kegelförmige Spiralzahnradsatz angeordnet ist innerhalb des Getriebekastens, so dass die Achse des kegelförmigen Getriebezahnrads sich überkreuzt mit der Getrieberadwellenachse.
Der Sitzeinstellungsantrieb von Anspruch 1, wobei sich die Achse des kegelförmigen Getriebezahnrads überkreuzt mit der Getrieberadwellenachse in einem rechten Winkel.
Der Sitzeinstellungsantrieb von Anspruch 2, wobei die Achse des kegelförmigen Getriebezahnrads beabstandet ist von und parallel verläuft zu der stationären Spur und wobei die Getrieberadwellenachse orthogonal verläuft zu der stationären Spur.
Der Sitzeinstellungsantrieb von Anspruch 3, wobei der zumindest eine Planetengetriebesatz umfasst einen ersten Planetengetriebesatz, der innerhalb des Getriebekastenhohlraums angeordnet ist und aufweist einen Exzenternocken, der auf der Getrieberadwelle getragen wird in einem verschiebbaren Sitz, ein erstes Zahnrad mit inneren Zähnen, das rotierbar gekoppelt ist mit der Getrieberadwelle, und ein zweites Zahnrad mit äußeren Zähnen, die getragen werden und angetrieben werden durch den Exzenternocken, wobei die inneren Zähne des ersten Zahnrads angeordnet sind im Eingriff mit den äußeren Zähnen des zweiten Zahnrads, so dass Rotation des zweiten Zahnrads eine Rotation des ersten Zahnrads und der Getrieberadwelle antreibt.
Der Sitzeinstellungsantrieb von Anspruch 4, wobei der Exzenternocken des ersten Planetengetriebesatzes fixiert ist an und rotiert mit dem kegelförmigen Spiralzahnrad des kegelförmigen Spiralgetriebesatzes.
Der Sitzeinstellungsantrieb von Anspruch 4, wobei der zumindest eine Planetengetriebesatz umfasst einen zweiten Planetengetriebesatz, der angeordnet ist innerhalb des Getriebekastenhohlraums und aufweist ein Sonnenrad, das fixiert ist an und rotiert mit dem kegelförmigen Spiralzahnrad des kegelförmigen Spiralzahnradsatzes, einen Zahnradring, der fixiert ist an dem Getriebekastengehäuse, und eine Vielzahl von Planetenrädern, die angeordnet sind radial zwischen und im Eingriff mit dem Sonnenrad und dem Zahnradring, wobei die Vielzahl von Planetenrädern unterstützt wird auf einem Träger, der fixiert ist an und rotiert mit dem Exzenternocken des ersten Planetengetriebesatzes.
Der Sitzeinstellungsantrieb von Anspruch 4, weiter aufweisend: eine Sicherungsplatte, das innerhalb des Getriebekastenhohlraums angeordnet ist und einen ersten Schlitzausschnitt, einen zweiten Schlitzausschnitt und einen dritten Schlitzausschnitt umfasst; ein Unterstützungsstift ist fixiert an dem Getriebekastengehäuse und ist parallel zu und beabstandet von der Getrieberadwellenachse und erstreckt sich durch den ersten Schlitzausschnitt in der Sicherungsplatte; der Exzenternocken erstreckt sich durch den zweiten Schlitzausschnitt in der Sicherungsplatte, wobei der Exzenternocken und der Unterstützungsstift zusammenwirken, um die Sicherungsplatte innerhalb des Getriebekastenhohlraums zu unterstützen und die Bewegung der Sicherungsplatte relativ zu dem Getriebekastengehäuse auf eine Bewegung entlang einer lateralen Achse, die transversal verläuft zu der Getrieberadwellenachse, zu beschränken; und das zweite Zahnrad umfasst einen ersten Stift, der beabstandet ist von und parallel verläuft zu der Getrieberadwellenachse, wobei der erste Stift sich durch den dritten Schlitzausschnitt in der Sicherungsplatte erstreckt und verhindert, dass das erste Zahnrad eine Rotation des zweiten Zahnrads antreibt.
Der Sitzeinstellungsantrieb von Anspruch 4, wobei das zweite Zahnrad umfasst einen externen Flansch mit ersten und zweiten Führungslöchern, die sich durch den externen Flansch erstrecken.
Der Sitzeinstellungsantrieb von Anspruch 8, weiter aufweisend: einen ersten Unterstützungsstift, der fixiert ist an dem Getriebekastengehäuse und parallel verläuft zu der Getrieberadwellenachse, eine zylindrische Form besitzt und sich durch das erste Führungsloch in dem externen Flansch des zweiten Zahnrads erstreckt; einen zweiten Unterstützungsstift, der fixiert ist an dem Getriebekastengehäuse und parallel verläuft zu der Getrieberadwellenachse, eine zylindrische Form besitzt und sich durch das zweite Führungsloch in dem externen Flansch des zweiten Zahnrads erstreckt; und wobei die ersten und zweiten Führungslöcher erste und zweite Führungslöcherradien besitzen und die ersten und zweiten Unterstützungsstifte erste und zweite Unterstützungsstiftradien besitzen, die kleiner sind als die ersten und zweiten Führungslöcherradien, so dass das zweite Zahnrad sich frei bewegen kann in einer planetarischen, taumelnden Bewegung um die Getrieberadwellenachse in Antwort auf Rotation des Exzenternockens während Kontakt zwischen dem Exzenternocken und dem zweiten Zahnrad, Kontakt zwischen dem ersten Unterstützungsstift und dem ersten Führungsloch des externen Flansches und Kontakt zwischen dem zweiten Unterstützungsstift und dem zweiten Führungsloch des externen Flansches verhindert, dass das erste Zahnrad eine Rotation des zweiten Zahnrads antreibt.
Ein Sitzeinstellungsantrieb für ein Fahrzeug, aufweisend: einen Getriebekasten; eine Zahnstangenantriebsanordnung umfassend eine Zahnstange, die sich in einer longitudinalen Richtung erstreckt, und ein Getrieberad; das Getrieberad umfasst eine Getrieberadwelle und einen Zahnradabschnitt, wobei sich die Getrieberadwelle erstreckt in den Getriebekasten entlang einer Getrieberadwellenachse, und wobei der Zahnradabschnitt angeordnet ist in Eingriff mit der Zahnstange; ein kegelförmiger Spiralzahnradsatz, der angeordnet ist innerhalb des Getriebekastens, umfassend ein kegelförmiges Getriebezahnrad, das rotiert um eine Achse des kegelförmigen Getrieberads, und ein kegelförmiges Spiralzahnrad, das angeordnet ist im Eingriff mit dem kegelförmigen Getriebezahnrad, das getragen wird auf der Getrieberadwelle in einem verschiebbaren Sitz; zumindest ein Planetengetriebesatz, der angeordnet ist innerhalb des Getriebekastenhohlraums und der das kegelförmige Spiralzahnrad und das Getrieberad rotierbar koppelt durch eine Untersetzung; und wobei der kegelförmige Spiralzahnradsatz angeordnet ist innerhalb des Getriebekastens, so dass sich die Achse des kegelförmigen Getriebezahnrads überkreuzt mit der Getrieberadwellenachse.
Der Sitzeinstellungsantrieb von Anspruch 10, wobei die Zahnstange eine Vielzahl von Zahnstangenzähnen umfasst und das Getrieberad eine Vielzahl von Getrieberadzähnen umfasst.
Der Sitzeinstellungsantrieb von Anspruch 11, wobei die Zahnradstangenantriebsanordnung eine zylindrische Konfiguration besitzt, wobei die Zahnstangenzähne und die Getrieberadzähne ineinander eingreifen entlang eines Linienkontakts, der sich parallel zu der Getrieberadwellenachse erstreckt.
Der Sitzeinstellungsantrieb von Anspruch 11, wobei die Zahnstangenantriebsanordnung eine kegelförmig eingewickelte Konfiguration besitzt, wobei die Zahnstangenzähne und die Getrieberadzähne ineinander eingreifen entlang eines Linienkontakts, der sich entlang eines geneigten Winkels relativ zu der Getrieberadwellenachse erstreckt.
Der Sitzeinstellungsantrieb von Anspruch 10, wobei die Zahnstange einen ersten Zahnstangenteil, der einen ersten Satz von Zahnprofilen definiert, und einen zweiten Zahnstangenteil, der einen zweiten Satz von Zahnprofilen definiert, umfasst und wobei der erste Satz von Zahnprofilen versetzt ist relativ zu dem zweiten Satz von Zahnprofilen.
Der Sitzeinstellungsantrieb von Anspruch 14, wobei die ersten und zweiten Zahnprofile eine Wurzel, Flanke und Spitze für jeden der Zahnstangenzähne definiert, wobei der zweite Satz von Zahnprofilen eine andere Wurzel, Flanke und Spitze für jeden der Zahnstangenzähne definiert, wobei jede Spitze, die definiert ist durch den ersten Satz von Zahnprofilen versetzt ist relativ zu jeder Spitze definiert durch den zweiten Satz von Zahnprofilen durch eine Spitzenversatzdistanz, und wobei jede Flanke, die definiert ist durch den ersten Satz von Zahnprofilzähnen, versetzt ist relativ zu jeder Flanke, die definiert ist durch den zweiten Satz von Zahnprofilen, durch eine Flankenversatzdistanz.
Der Sitzeinstellungsantrieb von Anspruch 15, wobei die Spitzenversatzdistanz gemessen wird parallel zu einer Z-Achse, wobei die Flankenversatzdistanz gemessen wird tangential zu der Flanke, die definiert wird durch den ersten Satz von Zahnprofilen, und den zweiten Satz von Zahnprofilen, und wobei jede Wurzel definiert wird dadurch, dass der erste Satz von Zahnprofilen einen Nullversatz relativ zu jeder Wurzel besitzt, die definiert ist durch den zweiten Satz von Zahnprofilen.
Der Sitzeinstellungsantrieb von Anspruch 10, wobei die Zahnstange umfasst einen ersten Zahnstangenteil, der einen ersten Satz von Zahnprofilen definiert, einen zweiten Zahnstangenteil, der einen zweiten Satz von Zahnprofilen definiert, und einen dritten Zahnstangenteil, der einen dritten Satz von Zahnprofilen definiert, und wobei der erste Satz von Zahnprofilen und der zweite Satz von Zahnprofilen versetzt sind relativ zu dem dritten Satz von Zahnprofilen.
Der Sitzeinstellungsantrieb von Anspruch 17, wobei der erste Satz von Zahnprofilen eine Wurzel, Flanke und Spitze für jeden der Zahnstangenzähne definiert, wobei der zweite Satz von Zahnprofilen eine andere Wurzel, Flanke und Spitze für jeden der Zahnstangenzähne definiert, wobei der dritte Satz von Zahnprofilen wieder eine andere Wurzel, Flanke und Spitze für jeden der Zahnstangenzähne definiert, wobei jede Spitze, die definiert wird durch den ersten Satz von Zahnprofilen und den zweiten Satz von Zahnprofilen, versetzt ist relativ zu jeder Spitze, die definiert ist durch den dritten Satz von Zahnprofilen durch eine Spitzenversatzdistanz, und wobei jede Flanke, die definiert wird durch den ersten Satz von Zahnprofilen und den zweiten Satz von Zahnprofilen, versetzt ist relativ zu jeder Flanke, die definiert ist durch den dritten Satz von Zahnprofilen durch eine Flankenversatzdistanz.
Der Sitzeinstellungsantrieb von Anspruch 18, wobei die Spitzenversatzdistanz gemessen wird parallel zu einer Z-Achse, wobei die Flankenversatzdistanz gemessen wird tangential zu den Flanken, die definiert werden durch den ersten Satz von Zahnprofilen und den zweiten Satz von Zahnprofilen, und wobei jede Wurzel definiert wird dadurch, dass der erste Satz von Zahnprofilen und der zweite Satz von Zahnprofilen einen Nullversatz relativ zu jeder Wurzel besitzt, die definiert ist durch den dritten Satz von Zahnprofilen.
Der Sitzeinstellungsantrieb von Anspruch 17, wobei die ersten und zweiten Zahnstangenteile hergestellt sind aus Metall und der dritte Zahnstangenteil hergestellt ist aus einem Polymer.