-
Die Erfindung betrifft eine Getriebeeinheit und einen Getriebemotor mit einer solchen Getriebeeinheit sowie die Verwendung der Getriebeeinheit und/oder des Getriebemotors für einen Längseinsteller eines Fahrzeugsitzes.
-
Aus der
DE 10 2005 023 095 A1 ist eine Antriebsvorrichtung bekannt. Die Antriebsvorrichtung zur Anwendung mit einer Kraftfahrzeugsitzleitvorrichtung umfasst zusammenpassende feste und bewegliche Schienenteile, die zwischen einer vorderen Stellung und einer hinteren Stellung bewegt werden können. Die Antriebsvorrichtung umfasst eine verlängerte Spindel, eine Spindelmutter, ein Getriebe und eine Einbauvorrichtung. Die Spindel definiert eine Spindelachse und hat ein sich in Längsrichtung erstreckendes Spindelgewinde. Die Spindelmutter kann sicher auf einem ersten Schienenteil befestigt werden und hat ein Innengewinde, das in das Spindelgewinde eingreifen kann. Das Getriebe kann an ein jeweils anderes Schienenteil montiert werden und dreht selektiv die Spindel um die Spindelachse. Die Spindel der Antriebsvorrichtung ist mit einem Spindelrad versehen, das sich in montiertem Zustand der Antriebsvorrichtung durch Spindelradöffnungen des beweglichen Schienenteils nach außen erstreckt.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine vereinfachte Getriebeeinheit und einen Getriebemotor anzugeben, welcher besonders kostengünstig ist und hinsichtlich auftretender Reibungen optimiert ist, sowie eine entsprechende Verwendung dieser anzugeben.
-
Die erstgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit einer Getriebeeinheit, welche zumindest ein Gehäuse, ein Zahnrad, mindestens ein oder zwei Federmodul/e und mindestens ein oder zwei Lagermodul/e umfasst, welches/e an einem bzw. beiden Enden des Zahnrads dieses gegenüber dem Gehäuse abstützen, wobei das jeweilige Lagermodul einen Kugelsatz mit einer Mehrzahl von, insbesondere ringförmig angeordneten, Kugeln und ein Kugellager zur beweglichen Lagerung der Kugeln des Kugelsatzes umfasst und die Kugeln des Kugelsatzes mit einer Laufbahn des Zahnrads und mit dem zugehörigen Federmodul gekoppelt sind.
-
Die Getriebeeinheit umfasst darüber hinaus ein Antriebsrad für die Getriebeeinheit, insbesondere für das Zahnrad. Das Zahnrad ist direkt oder indirekt, insbesondere über ein Zwischenrad oder Getrieberad, mit dem Antriebsrad bewegungsgekoppelt. Zur Lagerung des Zahnrads im Gehäuse sind mindestens ein Federmodul und mindestens ein Lagermodul vorgesehen. Dabei sind das Federmodul und das Lagermodul derart an mindestens einem Ende des Zahnrads oder an beiden Enden des Zahnrads angeordnet, dass diese das Zahnrad im Gehäuse gegenüber dem Gehäuse federelastisch abstützen und beweglich lagern.
-
Insbesondere ist das Zahnrad axial federelastisch gegenüber dem Gehäuse mittels des oder der Federmoduls/e und/oder des oder der Lagermoduls/e abgestützt. Beispielsweise ist das mindestens eine Federmodul derart eingerichtet und angeordnet, dass das Zahnrad federelastisch gegenüber dem Gehäuse abgestützt ist.
-
Beispielsweise ist das Zahnrad mittels des oder der Lagermoduls/e vorgespannt, insbesondere federelastisch im Gehäuse angeordnet und gelagert. Insbesondere ist das mindestens eine Federmodul derart eingerichtet und angeordnet, dass das Zahnrad vorgespannt im Gehäuse angeordnet ist. Das oder die Federmodul/e sind beispielsweise derart eingerichtet, dass zum einen eine entsprechende Federkraft über das oder die Lagermodul/e auf das Zahnrad wirkt und zum anderen das Zahnrad über das oder die Federmodul/e federelastisch an dem Gehäuse abgestützt ist. Das mindestens eine Lagermodul und das mindestens eine Federmodul können darüber hinaus derart gekoppelt und eingerichtet sein, dass ein federnd gelagertes Rolllager für das Zahnrad ausgebildet ist.
-
Die Erfindung geht dabei von der Überlegung aus, dass bei einer Verwendung einer solchen Getriebeeinheit für eine Längsverstellung eines Sitzes zusätzlich zur radialen Reibung die größten Reibkräfte axial zwischen Zahnrad und Gehäuse auftreten. Um die Lagerung des Zahnrads im Gehäuse insbesondere im Hinblick auf eine axiale Beanspruchung zu optimieren, sieht die Erfindung als Lagermodul ein federnd gelagertes Rolllager vor und somit eine Kombination aus einem Lagermodul und einem Federmodul vor. Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass im Falle von axialen Lasten, zum Beispiel bei einem Auffahrunfall, einwirkende Kräfte von dem Federmodul aufgenommen werden und in das Gehäuse abgeleitet werden. Darüber hinaus kommt es bei Überlast zu keinem Rattern (sogenanntes „brinelling“) aufgrund des elastischen, insbesondere federnd gelagerten Rolllagers, da vor Eintritt der Überlastung das Federmodul, insbesondere eine Federscheibe oder ein Federring, so nachgiebig ist, dass die Stirnflächen des Zahnrads direkt mit dem Gehäuse in Kontakt treten. Die Kräfte werden bei Überlast somit direkt in das Gehäuse abgeleitet. Das Rolllager kann einen Satz von Kugeln umfassen.
-
Eine erfindungsgemäße Getriebeeinheit ist insbesondere als ein Axialgetriebe, insbesondere ein Stirnradgetriebe, mit vertikal übereinander angeordneten und parallel verlaufenden Achsen, insbesondere von Antriebsachse (Motorachse), optionaler Getriebeachse (Zwischenradachse) und Abtriebsachse (Spindelachse), ausgebildet. Eine solche als Axialgetriebe ausgebildete Getriebeeinheit kann die zuvor beschriebene Lagerung eines Zahnrads im Gehäuse umfassen.
-
Bei einem ersten Ausführungsbeispiel, insbesondere einer Motor-Getriebeanordnung mit einem in Schienenlängsrichtung angeordneten Motor, ist die Getriebeeinheit als ein Stirnradgetriebe, insbesondere ein schrägverzahntes Stirnradgetriebe, ausgebildet und umfasst ein Antriebsrad mit der Antriebsachse und ein als Zahnrad, insbesondere Spindelmutter, ausgebildetes Abtriebsrad mit der Abtriebsachse und ein als Zwischenrad ausgebildetes Getrieberad, das zwischen dem Antriebsrad und dem Zahnrad angeordnet ist.
-
Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel, insbesondere einer Motor-Getriebeanordnung mit einem Motor, der Quer zu den Schienen angeordnet ist, ist die Getriebeeinheit als ein Schneckenradgetriebe ausgebildet und umfasst zumindest ein als Schneckenrad ausgebildetes Antriebsrad mit der Antriebsachse und ein als Zahnrad, insbesondere Spindelmutter, ausgebildetes Abtriebsrad mit der Abtriebsachse.
-
Die Getriebeeinheit ist in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet. Das als Spindelmutter ausgebildete Zahnrad weist ein als Muttergewinde ausgebildetes Innengewinde und eine als Mutteraußenprofil ausgebildete Außenverzahnung, insbesondere eine Schrägverzahnung, auf. Das als Abtriebsrad ausgebildete Zahnrad weist zum Beispiel ein als Trapezgewinde ausgebildetes Außengewinde auf. Das Zahnrad ist direkt oder optional indirekt über das Getrieberad mittels des Antriebsrads angetrieben.
-
Bei der als Stirnradgetriebe ausgebildeten Getriebeeinheit mit parallelen Achsen kann ein Motor, insbesondere ein Elektromotor, zum Antrieb des Antriebrads vollständig innerhalb der Sitzschiene oder Oberschiene oder teilweise oder vollständig außerhalb der Sitzschiene oder Oberschiene angeordnet sein. Der Motor wirkt über die Getriebeeinheit mit der Spindel zusammen, um die Bewegung der Motorwelle in eine Längsverstellung eines Fahrzeugsitzes über das auf der Spindel drehbare Zahnrad umzusetzen.
-
Bei einer Längsverstellung des Fahrzeugsitzes wirken zwischen dem als Spindelmutter ausgebildeten Zahnrads und dem Gehäuse die größten axialen Reibkräfte. Zur Reduzierung dieser axialen Reibkräfte ist primär das Lagermodul, insbesondere ein Schrägkugellager, vorgesehen. Das Lagermodul ist mittels des Federmoduls axial elastisch gelagert. Eine solche axial federelastische Lagerung des Zahnrads in dem gemeinsamen Gehäuse ist beispielsweise aus Federmodulen, die jeweils endseitig, insbesondere an jedem Ende, des Zahnrads zwischen diesem und dem Gehäuse angeordnet sind, in Kombination mit den Lagermodulen gebildet.
-
Eine Weiterbildung sieht vor, dass der Motor, insbesondere ein Elektromotor, und die Getriebeeinheit an einem vorderen Ende oder hinteren Ende der Sitzschiene angeordnet sind und/oder der Motor, insbesondere ein Elektromotor, und die Getriebeeinheit durch eine Ausnehmung hindurch wenigstens teilweise in einem zwischen der Sitzschiene und der Bodenschiene gebildeten Hohlraum angeordnet sind.
-
Bei einer besonders kompakten Ausführungsform kann der Motor auch in dem gemeinsamen Gehäuse zusammen mit der Getriebeeinheit angeordnet sein.
-
Der erfindungsgemäße Getriebemotor umfasst zumindest einen Motor mit einer Motorwelle und die oben beschriebene Getriebeeinheit mit der verbesserten Lagerung des Zahnrads und/oder mit der verbesserten Anordnung der Achsen vertikal übereinander, wobei das Antriebsrad mit der Motorwelle direkt oder indirekt gekoppelt oder koppelbar ist und das Zahnrad direkt oder indirekt mit dem Antriebsrad und direkt mit der Spindel gekoppelt oder koppelbar ist.
-
Beispielsweise weist das Zahnrad, insbesondere die Spindelmutter, der Getriebeeinheit eine Außenverzahnung auf. Das Zahnrad ist beispielsweise ein Stirnrad oder ein Zylinderrad mit einer zylindrischen Außenkontur und der Außenverzahnung, insbesondere einer Schrägverzahnung, an seinem Umfang. Ein auf der Motorwelle angeordnetes Antriebsrad weist eine korrespondierende Außenverzahnung, insbesondere eine Schrägverzahnung, auf, die mit der Außenverzahnung des Zahnrads direkt oder indirekt, insbesondere über ein dazwischen geschaltetes Getrieberad, in Wirkverbindung steht. Das Zahnrad ist ein Abtriebsrad. Das Zahnrad (auch Spindelmutter genannt) steht in Wirkverbindung mit einer Spindel eines Längseinstellers für einen Fahrzeugsitz. Beispielsweise weist das Zahnrad ein Innengewinde und die Spindel ein korrespondierendes Außengewinde auf.
-
Der Getriebemotor mit dem Motor und der Getriebeeinheit eignet sich insbesondere zur Verwendung in einem Längseinsteller für einen Fahrzeugsitz, insbesondere einen Kraftfahrzeugsitz.
-
Der Längseinsteller umfasst beispielsweise ein Schienenpaar, das eine, insbesondere mit dem Fahrzeugsitz verbindbare, Sitzschiene und eine, insbesondere mit einem Fahrzeugboden verbindbare, Bodenschiene, an der die Sitzschiene verschiebbar geführt ist, aufweist. Darüber hinaus umfasst der Längseinsteller als Antriebsvorrichtung den Getriebemotor zum Verstellen der Sitzschiene relativ zu der Bodenschiene. Der Getriebemotor umfasst den Motor und die oben beschriebene Getriebeeinheit. Dabei steht das Innengewinde des Zahnrads mit dem Außengewinde der Spindel in Wirkverbindung. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Spindel feststehend ausgebildet, auf der sich das als Spindelmutter ausgebildete Zahnrad dreht und entlang der Spindelachse auf der Spindel zur Längsverstellung läuft. Dabei bilden die Spindelachse der Spindel und die Achse (auch Abtriebsachse) des als Spindelmutter ausgebildeten Zahnrads eine gemeinsame Achse.
-
Dadurch, dass die Drehachsen der den Motor mit der Spindel verbindenden Getriebeeinheit und die Spindelachse der Spindel vertikal übereinander angeordnet sind, lassen sich bei entsprechender Auslegung der Getriebeeinheit kleinere und kostengünstigere Motoren einsetzen. Hierdurch lassen sich Längseinsteller leichter und wirtschaftlicher herstellen.
-
Die Motorwelle, eine Drehachse eines Zwischenrads oder Getriebeachse eines Getrieberads und die Spindelachse können in einem Ausführungsbeispiel vertikal übereinander angeordnet sein. Insbesondere sind die Antriebsachse der Motorwelle, die Getriebeachse und die Abtriebsachse, die als gemeinsame Achse des Zahnrads und der Spindel ausgebildet ist, in einer vertikalen Ebene übereinander und parallel verlaufend angeordnet.
-
Beispielsweise weist die als ein Stirnradgetriebe ausgebildete Getriebeeinheit ein mit der Motorwelle gekoppeltes Antriebsrad, ein optionales Getrieberad als Mittelrad oder Zwischenrad und als Zahnrad ein Abtriebsrad auf. Das Antriebsrad, das Getrieberad und das Abtriebsrad sind vertikal übereinander und parallel zueinander angeordnet, insbesondere verlaufen deren Achsen parallel zueinander. Dabei stehen das Antriebsrad und das Abtriebsrad der Getriebeeinheit direkt oder indirekt über das Zwischenrad, insbesondere ein Getrieberad, in Wirkverbindung, insbesondere im Eingriff miteinander.
-
Bevorzugt weist die Getriebeeinheit ein drehendes Abtriebsrad (= drehende Spindelmutter) auf. Kern der vorliegenden Erfindung ist die Lagerung der drehenden Spindelmutter. Die Getriebeeinheit weist hierbei schrägverzahnte Stirnräder oder schrägverzahnte Zylinderräder mit vertikal übereinander angeordneten und parallel verlaufenden Achsen auf. Die Motorachse kann bei diesem Ausführungsbeispiel nicht fluchtend angeordnet sein.
-
Bevor nachfolgend Ausgestaltungen der Erfindung eingehender anhand von Zeichnungen beschrieben werden, ist zunächst festzuhalten, dass die Erfindung nicht auf die beschriebenen Komponenten oder die beschriebenen Verfahrensschritte beschränkt ist. Weiterhin stellt auch die verwendete Terminologie keine Einschränkung dar, sondern hat lediglich beispielhaften Charakter. Soweit nachfolgend in der Beschreibung und den Ansprüchen der Singular verwendet wird, ist dabei jeweils der Plural mitumfasst, soweit der Kontext dies nicht explizit ausschließt.
-
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Figuren näher erläutert. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt. Es zeigen:
- 1 schematisch einen erfindungsgemäßen Fahrzeugsitz mit einem erfindungsgemäßen Längseinsteller,
- 2 eine perspektivische Darstellung des erfindungsgemäßen Längseinstellers,
- 3 eine Ansicht von vorne auf den Längseinsteller von 2,
- 4 ausschnittsweise eine perspektivische Ansicht auf ein Ende des Längseinstellers von 2,
- 5 schematisch einen erfindungsgemäßen Getriebemotor in einem Längsschnitt,
- 6 schematisch eine erfindungsgemäße Getriebeeinheit in einem Querschnitt,
- 7 ausschnittsweise eine erfindungsgemäße Getriebeeinheit, insbesondere deren Lagerung, in einem Längsschnitt,
- 8 ausschnittsweise eine Lagerung des Zahnrads der Getriebeeinheit von 7 in Explosionsdarstellung,
- 9 ausschnittsweise die Getriebeeinheit von 7 im Bereich eines Kugellagers im Längsschnitt, und
- 10 ausschnittsweise eine Schnittdarstellung im Bereich des Zahnrads der Getriebeeinheit mit einer überlagerten Skizze eines Wirkprinzips.
-
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
-
Ein in 1 schematisch dargestellter Fahrzeugsitz 1 ist nachfolgend unter Verwendung von drei senkrecht zueinander verlaufenden Raumrichtungen beschrieben. Eine Längsrichtung X verläuft bei einem im Fahrzeug eingebauten Fahrzeugsitz 1 weitgehend horizontal und vorzugsweise parallel zu einer Fahrzeuglängsrichtung, die der gewöhnlichen Fahrtrichtung des Fahrzeuges entspricht. Eine zu der Längsrichtung X senkrecht verlaufende Querrichtung Y ist im Fahrzeug ebenfalls horizontal ausgerichtet und verläuft parallel zu einer Fahrzeugquerrichtung. Eine Vertikalrichtung Z verläuft senkrecht zu der Längsrichtung X und senkrecht zu der Querrichtung Y. Bei einem im Fahrzeug eingebauten Fahrzeugsitz 1 verläuft die Vertikalrichtung Z parallel zu der Fahrzeughochachse.
-
Die verwendeten Positionsangaben und Richtungsangaben, wie beispielsweise vorne, hinten, oben und unten beziehen sich auf eine Blickrichtung eines in einem Fahrzeugsitz 1 sitzenden Insassen in normaler Sitzposition, wobei der Fahrzeugsitz 1 im Fahrzeug eingebaut, in einer zur Personenbeförderung geeigneten Gebrauchsposition mit aufrechtstehender Lehne 4 und wie üblich in Fahrtrichtung ausgerichtet ist. Ein erfindungsgemäßer Fahrzeugsitz 1 kann jedoch auch in abweichender Ausrichtung, beispielsweise quer zur Fahrtrichtung verbaut werden.
-
Der Fahrzeugsitz 1 weist ein Sitzteil 2 und die relativ zum Sitzteil 2 in ihrer Neigung einstellbare und nach vorn in Richtung des Sitzteils 2 verschwenkbare Lehne 4 auf.
-
Für die längsverschiebbare und längseinstellbare Anbringung des Fahrzeugsitzes 1 im Fahrzeug weist der Fahrzeugsitz 1 einen Längseinsteller 6 auf. Der Längseinsteller 6 umfasst ein Schienenpaar 10, das eine mit dem Fahrzeugsitz 1 verbindbare Sitzschiene 14 und eine mit einem Fahrzeugboden verbindbare Bodenschiene 12, an der die Sitzschiene 14 verschiebbar geführt ist, aufweist.
-
Die 2 bis 4 zeigen den Längseinsteller 6. Vorzugsweise weist der Fahrzeugsitz 1 zwei baugleiche Längseinsteller 6 auf.
-
Der Längseinsteller 6 dient zur Längseinstellung, d. h. der Einstellung einer Sitzlängsposition, des Fahrzeugsitzes 1. Bevorzugt weist der Fahrzeugsitz 1 auf jeder Fahrzeugsitzseite jeweils einen Längseinsteller 6 auf. Ein Längseinsteller 6 ist auf einer Tunnelseite und der andere Längseinsteller 6 auf einer Schwellerseite angeordnet. Die zwei Längseinsteller 6 des Fahrzeugsitzes 1 verlaufen parallel zueinander. Jeder Längseinsteller 6 weist ein Schienenpaar 10 mit einer mit einem Fahrzeugboden verbindbaren Bodenschiene 12 und mit einer mittels derselben geführten und mit dem Fahrzeugsitz 1 verbindbaren Sitzschiene 14 auf. Die beiden Längseinsteller 6 können, insbesondere elektronisch, zueinander synchronisiert einstellbar sein. Jeder Längseinsteller 6 verfügt über einen zugehörigen Motor 31, wie in 5 dargestellt. Nachfolgend ist nur einer der beiden baugleichen Längseinsteller 6 beschrieben.
-
Der Längseinsteller 6 weist eine Antriebseinrichtung zum Verstellen der Sitzschiene 14 relativ zu der Bodenschiene 12 auf. Die Antriebseinrichtung weist einen Getriebemotor 30 auf. Der Getriebemotor 30 ist wenigstens teilweise in einem zwischen der Sitzschiene 14 und der Bodenschiene 12 gebildeten Hohlraum 18 angeordnet. Der Getriebemotor 30, insbesondere ein Gehäuse 33.1 des Getriebemotors 30, ragt vorliegend abschnittsweise durch eine Ausnehmung 16 in der Sitzschiene 14 in Vertikalrichtung Z nach oben aus dieser hinaus bzw. durch diese hindurch. Der Getriebemotor 30 ist vorliegend in einem Endbereich der Sitzschiene 14 angebracht. Dies ermöglicht eine einfache Zugänglichkeit des Getriebemotors 30, so dass dieser auch bei einem in einem Fahrzeug verbauten Längseinsteller 6 gegebenenfalls leicht austauschbar oder reparierbar ist.
-
Alternativ kann der Getriebemotor 30 außerhalb der Sitzschiene 14 angeordnet sein.
-
Der Getriebemotor 30 kann vollständig in einem zwischen der Sitzschiene 14 und der Bodenschiene 12 gebildeten Hohlraum 18 angeordnet sein. Der Getriebemotor 30 ist insbesondere mit der Sitzschiene 14 verbindbar, insbesondere stoffschlüssig oder formschlüssig verbindbar, um hohe Kräfte übertragen zu können.
-
Der Längseinsteller 6 umfasst eine Spindel 20, die in 5 dargestellt ist. Zur Stützung der Spindel 20 kann optional ein Spindelblock oder Spindelhalter 24 vorgesehen sein. Die Spindel 20 ist feststehend.
-
Die Spindel 20 ist in Wirkverbindung mit dem Getriebemotor 30, wie es nachfolgend näher beschrieben wird:
-
5 zeigt schematisch den Getriebemotor 30 im Längsschnitt.
-
6 zeigt schematisch eine Getriebeeinheit 33 des Getriebemotors 30 im Querschnitt.
-
Der Getriebemotor 30 umfasst zumindest einen Motor 31 mit einer Motorwelle 32 und die Getriebeeinheit 33. Der Motor 31 und die Getriebeeinheit 33 stehen in Wirkverbindung miteinander.
-
Die Getriebeeinheit 33 umfasst zumindest ein Gehäuse 33.1, ein als Spindelmutter ausgebildetes Zahnrad 33.2, zwei Federmodule 33.3 und zwei Lagermodule 33.4, welche das Zahnrad 33.2 an seinen beiden Enden gegenüber dem Gehäuse 33.1 abstützen. Die Getriebeeinheit 33 kann mit der Sitzschiene 14 verbindbar, insbesondere stoffschlüssig oder formschlüssig verbindbar sein, um hohe Kräfte übertragen zu können.
-
Das Zahnrad 33.2 der Getriebeeinheit 33 ist mit der Spindel 20 des Längseinstellers 6 gekoppelt oder koppelbar. Die Spindel 20 weist ein Außengewinde 20.1, insbesondere ein Trapezgewinde, auf. Das Zahnrad 33.2 der Getriebeeinheit 33 weist ein zu dem Außengewinde 20.1 korrespondierendes Innengewinde 33.5 auf. Das Außengewinde 20.1 der Spindel 20 steht mit dem Innengewinde 33.5 des Zahnrads 33.2 in Wirkverbindung. Die Spindel 20 ist feststehend. Das als Spindelmutter ausgebildete Zahnrad 33.2 dreht sich und läuft entlang der Spindel 20 zur Längsverstellung des Fahrzeugsitzes 1.
-
Die Getriebeeinheit 33 kann ein Antriebsrad 33.6 aufweisen, das mit der Motorwelle 32 direkt gekoppelt ist. Das Antriebsrad 33.6 ist insbesondere als ein schrägverzahntes Stirnrad ausgebildet und drehbar gelagert. Das Antriebsrad 33.6 ist beispielsweise auf der Motorwelle 32 direkt befestigt. Das Antriebsrad 33.6 ist drehfest mit der Motorwelle 32 verbunden.
-
Die Getriebeeinheit 33 weist als Abtriebsrad das Zahnrad 33.2 auf. Das Zahnrad 33.2 ist zum Beispiel als eine mit der Spindel 20 gekoppelte Spindelmutter mit einem Mutteraußenprofil 33.7, insbesondere einer Schrägverzahnung, ausgebildet.
-
Die Getriebeeinheit 33 ist als ein Stirnradgetriebe oder Axialgetriebe, insbesondere ein Zweirad-Axialgetriebe oder ein Dreirad-Axialgetriebe, ausgebildet.
-
Das Axialgetriebe umfasst zumindest das Antriebsrad 33.6 mit einer als Antriebsachse ausgebildeten zweiten Achse A2 und ein als Zahnrad 33.2, insbesondere Spindelmutter, ausgebildetes Abtriebsrad mit einer als Abtriebsachse ausgebildeten ersten Achse A1 und optional ein als Zwischenrad ausgebildetes Getrieberad 33.8 mit einer als Getriebeachse ausgebildeten dritten Achse A3. Das Zwischenrad oder Getrieberad 33.8 ist zwischen dem Antriebsrad 33.6 und dem Zahnrad 33.2 angeordnet. Das Axialgetriebe ist in dem gemeinsamen Gehäuse 33.1 angeordnet.
-
Das Antriebsrad 33.6 und das als Abtriebsrad und Spindelmutter ausgebildete Zahnrad 33.2 sind vertikal übereinander und parallel zueinander verlaufend angeordnet, insbesondere verlaufen deren Achsen A1 und A2 parallel zueinander. Im Ausführungsbeispiel nach 5 stehen das Antriebsrad 33.6 und das Zahnrad 33.2 der Getriebeeinheit 33 direkt in Wirkverbindung.
-
Eine erste Achse A1 ist eine gemeinsame Achse der Spindel 20 und des Zahnrads 33.2. Diese erste Achse A1 wird auch Spindelachse oder Abtriebsachse genannt. Eine zweite Achse A2 korrespondiert mit der Achse des Antriebsrads 33.6. Diese zweite Achse A2 wird auch Motorachse oder Antriebsachse genannt.
-
Im Ausführungsbeispiel nach 6 stehen das Antriebsrad 33.6 und das Zahnrad 33.2 der Getriebeeinheit 33 indirekt über ein weiteres Getrieberad 33.8, insbesondere ein Zwischenrad, in Wirkverbindung, insbesondere im Eingriff miteinander.
-
Der Getriebemotor 30 mit dem Motor 31 und der Getriebeeinheit 33 eignen sich insbesondere zur Verwendung in dem Längseinsteller 6 für den Fahrzeugsitz 1, insbesondere einen Kraftfahrzeugsitz, wie zuvor anhand der 1 bis 4 näher beschrieben.
-
Die Getriebeeinheit 33 ist wenigstens teilweise in dem zwischen der Sitzschiene 14 und der Bodenschiene 12 gebildeten Hohlraum 18 angeordnet. Das Gehäuse 33.1 der Getriebeeinheit 33 kann abschnittsweise durch die Ausnehmung 16 in der Sitzschiene 14 in Vertikalrichtung Z nach oben herausragen. Der Motor 31 kann parallel zur Längsrichtung X abschnittsweise aus einem vorderen oder hinteren Endbereich der Sitzschiene 14 herausragen. Der Motor 31 kann vor oder hinter der Getriebeeinheit 33 positioniert sein.
-
Alternativ können die Getriebeeinheit 33 und der Motor 31 vollständig in dem zwischen der Sitzschiene 14 und der Bodenschiene 12 gebildeten Hohlraum 18 angeordnet sein. Der Motor 31 und die Getriebeeinheit 33 können, insbesondere gemeinsam, an einem vorderen oder hinteren Endbereich der Sitzschiene 14 angebracht sein. Der Motor 31 und die Getriebeeinheit 33 können als ein Getriebemotor 30 mit einem gemeinsamen Gehäuse 33.1 ausgestaltet sein, wie in 6 gezeigt.
-
Die Getriebeeinheit 33 ist insbesondere als ein hochübersetzendes Stirnradgetriebe ausgebildet, um ein kleines Antriebsmoment des Motors 31 mit einer höheren Eingangsdrehzahl zu übersetzen.
-
Der Motor 31 kann ein Elektromotor sein. Der Motor 31 kann ein Drehmoment im Bereich von 3 bis 8 Ncm erzeugen. Der Motor 31 kann eine Drehzahl im Bereich von 8000 bis 12.000 Umdrehungen pro Minute erzeugen. Der Motor 31 kann ein Drehmoment im Bereich von 3 bis 8 Ncm, bevorzugt bei einer Drehzahl im Bereich von 8000 bis 12.000 Umdrehungen pro Minute, erzeugen.
-
Die Getriebeeinheit 33 kann eine Drehzahl des Antriebsrads 33.6 in eine Drehzahl des Abtriebsrads, insbesondere des Zahnrads 33.2, direkt oder indirekt über das Getrieberad 33.8 übersetzen. Die Getriebeeinheit 33 kann eine Drehzahl des Antriebsrads 33.6 in eine Drehzahl des Zahnrads 33.2 direkt oder indirekt über das Getrieberad 33.8 untersetzen.
-
7 zeigt ausschnittsweise die erfindungsgemäße Getriebeeinheit 33 in einem Längsschnitt im Bereich einer Lagerung für das als Abtriebsrad ausgebildete Zahnrad 33.2 ohne die feststehende Spindel 20. Eine solche Lagerung kann auch bei einer drehenden Spindel (nicht dargestellt) eingesetzt werden, wenn die Spindel verdrehgesichert mit dem Abtriebsrad, dem Zahnrad 33.2, im nicht dargestellten Getriebemotor verbunden ist.
-
Das Zahnrad 33.2 weist das Innengewinde 33.5 zur Kopplung mit der Spindel 20 und das Mutteraußenprofil 33.7, insbesondere eine Schrägverzahnung, zur Kopplung mit dem Getrieberad 33.8 (wie in 6 dargestellt) oder direkt mit dem Antriebsrad 33.6 (wie hier in 7 und in 5 dargestellt) auf. Das Getrieberad 33.8 oder das Antriebsrad 33.6 weist ein mit dem Mutteraußenprofil 33.7 korrespondierendes Außenprofil 33.9, insbesondere eine korrespondierende Schrägverzahnung, auf.
-
Die Getriebeeinheit 33 weist an jedem Ende des Zahnrads 33.2 das zugehörige Lagermodul 33.4 und das Federmodul 33.3 auf.
-
Um die Lagerung des Zahnrads 33.2 in dem Gehäuse 33.1 insbesondere im Hinblick auf eine axiale Beanspruchung zu optimieren, ist das jeweilige Lagermodul 33.4 mit dem Federmodul 33.3 gekoppelt. Das jeweilige Lagermodul 33.4 und das Federmodul 33.3 bilden im zusammengebauten Zustand ein federnd gelagertes Rolllager für das Zahnrad 33.2.
-
8 zeigt das federnd gelagerte Rolllager für das Zahnrad 33.2 in Explosionsdarstellung.
-
Die Getriebeeinheit 33 ist als ein Stirnradgetriebe, insbesondere ein schrägverzahntes Stirnradgetriebe, ausgebildet. Das Zahnrad 33.2 ist mittels des Lagermoduls 33.4 und des Federmoduls 33.3 vorgespannt am Gehäuse 33.1 abgestützt.
-
Das jeweilige Lagermodul 33.4 umfasst einen Kugelsatz 33.10 mit einer Mehrzahl, insbesondere ringförmig angeordneten Kugeln 33.11 und ein Kugellager 33.12 zur beweglichen Lagerung der Kugeln 33.11. Die Kugeln 33.11 sind mit einer Kugellaufbahn 33.13 des Zahnrads 33.2 und mit dem zugehörigen Federmodul 33.3 gekoppelt.
-
Das Kugellager 33.12 ist als ein Kugellagerring 33.15 ausgebildet und mit einer der Anzahl der Kugeln 33.11 entsprechenden Anzahl von Durchgangsöffnungen 33.14 versehen.
-
Das Lagermodul 33.4, insbesondere das Kugellager 33.12, ist als ein Schrägkugellager ausgebildet. Hierzu weist das Kugellager 33.12 einen schräg zur Achse A1 verlaufenden Kugellagerring 33.15 auf. Dabei sind die Kugeln 33.11 derart in dem Kugellagerring 33.15 angeordnet, dass diese Kräfte aufnehmen können, deren Wirkungslinie nicht senkrecht zur Achse A1, sondern schräg in einem bestimmten Winkel zur horizontalen Achse A1 verlaufen. Mit anderen Worten: Die Kontaktwinkel der Kugeln 33.11 sind zu dem Zahnrad 33.2 und dem Lagermodul 33.4, insbesondere dem Kugellagerring 33.15, im Lagermodul 33.4 gegenüber der Achse A1 geneigt. Entsprechend verläuft eine Öffnungsebene der Durchgangsöffnungen 33.14 schräg zur Achse A1. Beispielsweise ist der Kugellagerring 33.15 mit einem Winkel in einem Bereich von 30° bis 60°, vorzugsweise von 45°, geneigt zur Achse A1.
-
Das jeweilige Federmodul 33.3 ist als eine Federscheibe oder ein Federring mit einer Laufnut 33.16 für die Kugeln 33.11 ausgebildet. Die Laufnut 33.16 weist insbesondere eine mit der Oberfläche der Kugeln 33.11 korrespondierende Nutform auf. Alternativ kann die Laufnut 33.16 einen größeren Radius aufweisen, um die Verlustreibung zu minimieren.
-
Die Kugeln 33.11 des jeweiligen Kugellagerrings 33.15 sind einerseits direkt auf den Kugellaufbahnen 33.13 des Zahnrads 33.2 gelagert. Die Kugellaufbahnen 33.13 sind am Übergang von einer Stufe 33.19 zum Bund des Mutteraußenprofils 33.7 ausgebildet. Anderseits laufen die Kugeln 33.11 in dem jeweiligen Federmodul 33.3, insbesondere in den Laufnuten 33.16 des jeweiligen Federmoduls 33.3. Die als Federscheiben oder Federringe ausgebildeten Federmodule 33.3 weisen hierzu als Laufnuten 33.16 entsprechend geformte Kugellaufbahnen auf. Diese Federmodule 33.3, insbesondere Federscheiben oder Federringe, stützen sich am Gehäuse 33.1 ab, wie dies in den 7 und 9 im Detail gezeigt ist.
-
Im montierten Zustand sind die Federmodule 33.3 gespannt und sorgen für einen ruhigen, insbesondere axial spielfreien Lauf des Zahnrads 33.2.
-
Bei Überlast, insbesondere bei aufgrund eines Auffahrunfalls auf die Getriebeeinheit 33 einwirkenden Axialkräften, werden diese Axialkräfte von den Federmodulen 33.3 aufgenommen. Das jeweilige Federmodul 33.3 ist dabei derart eingerichtet, insbesondere derart elastisch oder nachgiebig ausgebildet, dass die Stirnfläche des Zahnrads 33.2 über das Federmodul 33.3 mit dem Gehäuse 33.1 in Kontakt tritt. Die Kräfte können somit bei Überlast in das Gehäuse 33.1 abgeleitet werden. Hierdurch kann eine Beschädigung der Getriebeeinheit 33 reduziert oder gar vermieden werden.
-
Zusätzlich können Kugelabdrücke und ein Rattern als Folge der Kugelabdrücke (sogenanntes „brinelling“) vermieden werden, da vor Eintritt der Überlastung das jeweilige Federmodul 33.3 derart eingerichtet ist, insbesondere derart elastisch oder nachgiebig ist, dass die Stirnfläche des Zahnrads 33.2 direkt mit dem Gehäuse 33.1 in Kontakt tritt. Die Kräfte können somit bei Überlast direkt in das Gehäuse 33.1 abgeleitet werden. So werden dauerhaft unerwünschte Markierungen auf den Kugellaufbahnen 33.13 des Zahnrads 33.2 und somit ein unruhiger Lauf sowie störende Geräusche vermieden.
-
Darüber hinaus können aufgrund der Ausbildung des Zahnradlagers als Kugellager 33.12 radiale und axiale Kräfte, insbesondere Reibkräfte, hervorgerufen durch den zu verschiebenden Fahrzeugsitz 1, reduziert werden. Hierdurch kann die Effizienz der Getriebeeinheit 33 auf 19% bis 20% gegenüber bekannten Getriebeeinheiten gesteigert werden.
-
Mit anderen Worten: Das Zahnrad 33.2 ist mittels des oder der Lagermoduls/e 33.4 in Kombination mit dem oder den Federmodul/en 33.3 axial federelastisch gegenüber dem Gehäuse 33.1 abgestützt. Insbesondere ist das Zahnrad 33.2 mittels des oder den Federmoduls/en 33.3 vorgespannt, insbesondere federelastisch, im Gehäuse 33.1 angeordnet und mittels des oder der Lagermoduls/e 33.4 reibungsoptimiert gelagert. Das oder die Federmodul/e 33.3 sind beispielsweise derart eingerichtet, dass zum einen eine entsprechende Federkraft über das oder die Lagermodul/e 33.4 auf das Zahnrad 33.2 wirkt und zum anderen das Zahnrad 33.2 über das oder die Lagermodul/e 33.4 und das oder die Federmodul/e 33.3 federelastisch an dem Gehäuse 33.1 abgestützt und gelagert ist.
-
9 zeigt ausschnittsweise die Getriebeeinheit 33 von 6 im Bereich des Kugellagers 33.12 im Längsschnitt.
-
Da der Stahl des Zahnrads 33.2 aus Kostengründen nicht die Härte von Kugellagern 33.12 aufweist, sieht die Erfindung zur Vermeidung von Abdruckmarken oder Rattern die oben beschriebene elastische, insbesondere federvorgespannte, Lagerung des Zahnrads 33.2 mittels der Federmodule 33.3 in Kombination mit den Lagermodulen 33.4 vor.
-
Bei hoher axialer Last wird das beispielsweise als Federscheibe ausgebildete Federmodul 33.3 derart ausgelenkt, dass das Zahnrad 33.2 über eine Stirnfläche 33.17 direkt mit dem Gehäuse 33.1, insbesondere einer Gehäuseinnenfläche 33.18, in Kontakt gerät. Somit wird das Zahnrad 33.2 in einfacher Art und Weise am Gehäuse 33.1 elastisch abgestützt, bevor sich Marken auf der Kugellaufbahn 33.13 bilden. Hierdurch werden dauerhaft Markierungen auf den Kugellaufbahnen 33.13 verhindert und ein ruhiger Lauf ermöglicht.
-
10 zeigt ausschnittsweise eine Schnittdarstellung im Bereich des Zahnrads 33.2 der Getriebeeinheit 33 mit einer überlagerten Skizze eines Wirkprinzips der Federmodule 33.3.
-
Das jeweilige Federmodul 33.3, insbesondere eine Federscheibe oder ein Federring, bewirken Normalkräfte gemäß der Pfeile P. Das Zahnrad 33.2 wird über die Kugellager 33.12, insbesondere Schrägkugellager, in Position gehalten. Ein Kontakt mit dem Gehäuse 33.1 wird, bis auf den Fall von Überlast, vermieden. Somit ist das Zahnrad 33.2 im Normalbetrieb vom Gehäuse 33.1 beabstandet gehalten und gelagert.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Fahrzeugsitz
- 2
- Sitzteil
- 4
- Lehne
- 6
- Längseinsteller
- 10
- Schienenpaar
- 12
- Bodenschiene
- 14
- Sitzschiene
- 16
- Ausnehmung
- 18
- Hohlraum
- 20
- Spindel
- 20.1
- Außengewinde
- 24
- Spindelhalter
- 30
- Getriebemotor
- 31
- Motor
- 32
- Motorwelle
- 33
- Getriebeeinheit
- 33.1
- Gehäuse
- 33.2
- Zahnrad
- 33.3
- Federmodul
- 33.4
- Lagermodul
- 33.5
- Innengewinde des Zahnrads
- 33.6
- Antriebsrad
- 33.7
- Mutteraußenprofil
- 33.8
- Getrieberad
- 33.9
- Außenprofil
- 33.10
- Kugelsatz
- 33.11
- Kugel
- 33.12
- Kugellager
- 33.13
- Kugellaufbahn
- 33.14
- Durchgangsöffnung
- 33.15
- Kugellagerring
- 33.16
- Laufnut
- 33.17
- Stirnfläche
- 33.18
- Gehäuseinnenfläche
- 33.19
- Stufe
- A1, A2, A3
- Achse
- P
- Pfeil
- X
- Längsrichtung
- Y
- Querrichtung
- Z
- Vertikalrichtung
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102005023095 A1 [0002]
