DE102022211675A1 - Getriebe-Antriebseinheit sowie eine Lenksäulen-Verstellvorrichtung zum Verstellen von beweglichen Teilen in einem Fahrzeug - Google Patents

Getriebe-Antriebseinheit sowie eine Lenksäulen-Verstellvorrichtung zum Verstellen von beweglichen Teilen in einem Fahrzeug Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Getriebe-Antriebseinheit (10, sowie eine Lenksäulen-Verstellvorrichtung (11) zum Verstellen von beweglichen Teilen in einem Kraftfahrzeug, insbesondere von Sitzkomponenten oder einer Lenksäule (60), mit einem Elektromotor (12), der über eine Abtriebswelle (13) ein Schneckengetriebe (14) antreibt, wobei dem Schneckengetriebe (14) ein Klemmkörpergesperre (20) nachgeordnet ist, und das Schneckengetriebe (14) und das Klemmkörpergesperre (20) innerhalb eines Getriebegehäuses (40) angeordnet sind, das mit einem Getriebedeckel (42) verschlossen ist, und an dem Getriebedeckel (42) Fixierelemente (27) angeordnet sind, die das Klemmkörpergesperre (20) im Getriebegehäuse (40) fixieren, und am Getriebedeckel (42) Befestigungsmittel (46) ausgebildet sind, mittels derer die Getriebe-Antriebseinheit (10) zur Drehmomentübertragung an einer Kundenschnittstelle befestigbar ist.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Getriebe-Antriebseinheit sowie eine Lenksäulen-Verstellvorrichtung zur Verstellung von beweglichen Teilen in einem Fahrzeug nach der Gattung der unabhängigen Ansprüche.
  • Stand der Technik
  • Mit der EP 0 359 008 B1 ist ein Antrieb für eine Sitzverstellung bekannt geworden, bei dem ein Abtriebsritzel eines Schneckengetriebes in eine Zahnstange einer Sitzlängsverstellung eingreift.
  • In der DE 2 240 640 A1 ist ein zweistufiges Schneckengetriebe beschrieben, bei dem jeweils separat gefertigte Schnecken und Schneckenräder auf Stahlwellen angeordnet sind. Bei dieser Ausführung wird das Abtriebsmoment nach der zweiten Schneckenradstufe mittels einer weiteren Stirnradstufe auf eine Abtriebswelle übertragen, die sich koaxial zur antreibenden Rotorwelle erstreckt. Diese Ausführung beansprucht einen relativ großen Bauraum und weist aufgrund der geforderten Selbsthemmung einen relativ schlechten Wirkungsgrad auf. Diese Nachteile sollen durch die erfindungsgemäße Lösung behoben werden.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Die erfindungsgemäße Getriebe-Antriebseinheit sowie die Lenksäulen-Verstellvorrichtung mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche haben demgegenüber den Vorteil, dass durch die Integration eines Gesperres in das Getriebegehäuse eine selbsthemmende Getriebe-Antriebseinheit mit einem hohen Wirkungsgrad realisiert werden kann. Dadurch können bevorzugt höhere Verstellgeschwindigkeiten für die beweglichen Teile erzielt werden, und beim Stillstand der Antriebseinheit gewährleistet werden, dass durch das Gesperre das zu verstellende Teil zuverlässig in seiner eingestellten Position verharrt. Dabei kann das Gesperre besonders günstig direkt am Deckel des Getriebegehäuses zuverlässig gegenüber den anderen Getriebekomponenten positioniert werden. Der Getriebedeckel verschließt das axial offene Getriebegehäuse, wobei das Schneckengetriebe - und insbesondere auch ein Stirnradgetriebe - zwischen dem Deckel und der Gehäuseschale gelagert sind. Der Getriebedeckel ist dabei so stabil ausgeführt, dass an diesem Befestigungspunkte zum Verbinden mit der Kundenschnittstelle ausgebildet werden können. Somit kann eine sehr kompakte und robuste Getriebe-Antriebseinheit für eine Schnell-Verstellung mit einer SperrFunktion für das zu verstellenden Teils bereitgestellt werden.
  • Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen ergeben sich vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der in den abhängigen Ansprüchen angegebenen Merkmalen. Durch die Anordnung eines ersten Schneckengetriebes und eines zweiten, nachfolgenden Stirnradgetriebes innerhalb des Getriebegehäuses kann ein ausreichend großes Abtriebsmoment am Abtriebsritzel zur Verfügung gestellt werden. Durch die Integration des KlemmkörperGesperres in das Getriebegehäuse können die beiden Getriebestufen ohne Selbsthemmung mit einem hohen Wirkungsgrad ausgebildet werden. Durch die geeignete Wahl des elektromotorischen Antriebs kann somit eine gewünschte Verstellgeschwindigkeit mit dem dazu notwendigen Drehmoment, beispielsweise für die Verstellung einer Lenksäule oder von Sitzkomponenten realisiert werden.
  • Besonders günstig kann an dem Abtriebsrad des Stirnradgetriebes ein Formschluss mit dem Eingangselement des Klemmkörpergesperres ausgeformt werden, um das Drehmoment vom Elektromotor sicher auf das Gesperre zu übertragen. Dabei können im Abtriebsrad in Richtung dessen Drehachse axiale Aussparungen ausgeformt werden, in die entsprechend axiale Fortsätze axial eingreifen, die am Eingangselement angeformt sind. In einer alternativen Ausführungen können auch am Abtriebsrad axiale Fortsätze ausgebildet werden, die in korrespondierende axiale Vertiefungen im Eingangselement des Gesperres eingreifen.
  • Bevorzugt werden über den Umfang mehrere Formschlussverbindungen angeformt, so dass auch hohe Kräfte ohne Tangentialspiel übertragen werden können. Ist das Abtriebsrad und/oder das Eingangselement beispielsweise aus Kunststoff hergestellt, können die entsprechenden axialen Vertiefungen und/oder die axiale Fortsätze ohne zusätzliche Kosten beim Spritzgießen mit ausgeformt werden.
  • Bevorzugt weist das Gesperre einen äußeren Haltering auf, der eine Außenbahn für das Abrollen der Klemmkörper bildet. Dieser Haltering kann in einfacher Weise drehfest an dem Getriebedeckel fixiert werden, wodurch das gesamte Gesperre zuverlässig im Getriebegehäuse positioniert wird. Der Haltering weist dabei insbesondere eine ebene Stirnfläche auf, die möglichst vollflächig an der Innenseite des Getriebedeckels anliegt.
  • Der Haltering kann mittels unterschiedlichen Fixierelementen mit dem Getriebedeckel verbunden werden, beispielsweise durch Nieten oder Pass-Stifte oder Schrauben oder mittels Schweißen. Dadurch, dass der Getriebedeckel von au-ßen gut zugänglich ist, kann der Haltering am Getriebedeckel zuverlässig und präzise fixiert werden, bevor der Getriebedeckel auf die fertig bestückte Gehäuseschale aufgesetzt wird. Auch hier werden bevorzugt über den Umfang mehrere Fixierelemente ausgebildet, wobei die Fixierelemente beispielsweise in axiale Durchgangsbohrungen im Getriebedeckel eingreifen.
  • Der Getriebedeckel kann besonders günstig aus Metall hergestellt werden, beispielsweise als Biege-Stanzteil. Dadurch kann der Getriebedeckel so stabil ausgebildet werden, dass der Haltering des Gesperres präzise gegenüber der Umfangswand der Gehäuseschale positioniert bleibt. Gleichzeitig ist durch den metallenen Getriebedeckel gewährleistet, dass die gesamte Getriebe-Antriebseinheit über die gesamte Lebensdauer präzise an der Kundenschnittstelle positioniert und befestigt werden kann. Das schalenförmige Getriebegehäuse kann hingegen besonders kostengünstig aus Kunststoff als Spritzgussteil hergestellt werden, um dabei auch in einfacher Weise Lagerstellen für die Getriebe-Bauteile anzuformen.
  • Zum Verschließen der Getriebegehäuse-Schale kann der Getriebedeckel in einfacher Weise mittels Schrauben an der Umfangswand der Gehäuseschale festgeschraubt werden. Dazu sind im Getriebedeckel bevorzugt Durchgangsbohrungen ausgeformt, durch die hindurch die Schrauben in korrespondierende Löcher in der Gehäuseschale eingreifen. Dabei ist es fertigungstechnisch besonders günstig, am Umfangswand der Gehäuseschale mehrere Anschraubdome anzuformen, in die die Schrauben axial eingedreht werden.
  • Zur Übertragung des Abtriebsmoments ragt eine Abtriebswelle aus dem Inneren des Gehäuses durch eine Wellenöffnung im Getriebedeckel nach außen. Außen ist als Abtriebselement beispielsweise ein Abtriebsritzel drehfest angeformt, das insbesondere in eine Zahnstange des beweglichen Teils eingreifen kann. Im Inneren des Getriebegehäuses ist auf der Abtriebswelle drehfest ein Mitnehmer des Gesperres gelagert, auf das Antriebsmoment von dem Eingangselement auf den Mitnehmer übertragen wird. Radial zwischen dem Mitnehmer und dem Haltering sind die Wälzkörper gelagert, die beim Einleiten eines abtriebseitigen Drehmoments verklemmen, um die Abtriebswelle zu blockieren, und so ein Verstellen des beweglichen Teils zu verhindern.
  • Zur Lagerung der Abtriebswelle im Gehäuseinneren ragt diese vorteilhaft axial in eine axiale zentrale Öffnung des Abtriebsrads des Stirnradgetriebe hinein. Die axiale Öffnung ist beispielsweise als Durchgangsbohrungen ausgebildet, die das Abtriebsrad in Axialrichtung vollständig durchdringt. Dadurch kann die Abtriebswelle zuverlässig gegenüber dem äußeren Haltering des Gesperres positioniert werden.
  • Das Abtriebsrad kann hingegen besonders günstig direkt im Boden des Getriebegehäuses - axial gegenüberliegend zum Getriebedeckel - gelagert werden. Hierzu ist im Boden des Gehäuses eine zylindrische Lager-Bohrung ausgeformt, die insbesondere als Durchgangs-Bohrungen ausgebildet ist. In diese zylindrische Bohrung greift ein korrespondierender zylindrische Zapfen, der einstückig am Abtriebsrad entlang der Drehachse angeformt ist. Somit ist über das Abtriebsrad auch die Abtriebswelle radial fest im Getriebegehäuse gelagert.
  • Zur Ausbildung des Schneckengetriebes ist bevorzugt auf der Rotorwelle des Elektromotors drehfest eine Schnecke angeordnet. Die Schnecke ist über den Flansch, an dem der Elektromotor anliegt, im Getriebegehäuse positioniert. Die Schnecke kämmt mit einem Schneckenrad, das besonders günstig auf einem drehfesten Lagerbolzen des Getriebegehäuses gelagert ist. Mit dem Schneckenrad ist monolithisch ein Antriebsrad des nachfolgenden Stirnradgetriebes verbunden. Das Schneckenrad und das axial benachbarte Antriebsrad weisen eine zentrale Lagerbohrung auf, in die der Lagerbolzen des Getriebegehäuses eingreift. Bevorzugt wird das Schneckenrad zusammen mit dem Antriebsrad einstückig als Kunststoff-Spritzgussteil ausgebildet. Das Antriebsrad kämmt dann mit dem Abtriebsrad des Stirnradgetriebes, wobei die Drehachse des Abtriebsrads parallel zum Lagerbolzen ausgerichtet ist.
  • Der Lagerbolzen erstreckt sich in Axialrichtung vorzugsweise bis zum Getriebedeckel, wobei an diesem ein zylindrische Lagersitz ausgeformt ist, in den insbesondere das freie Ende des Lagerbolzens eingreift, nachdem der Deckel auf der Gehäuseschale befestigt wurde. Dadurch wird der Lagerbolzen auch an seinem freien Ende radial abgestützt. Zwischen dem Antriebsrad und dem Getriebedeckel ist - vorzugsweise einstückig - eine axiale Hülse angeformt, die sich axial am Getriebedeckel abstützt, um das Schneckenrad und das Antriebsrad axial zu lagern.
  • Die erfindungsgemäße Getriebe-Antriebseinheit eignet sich in besonderer Weise für den Eingriff in eine Zahnstange. Dadurch kann beispielsweise eine Lenksäule teleskopartig in Richtung ihrer Längsachse aus- oder eingefahren werden. Durch die hohe Verstellgeschwindigkeit der Antriebseinheit kann damit das Lenkrad beim Erkennen eines bevorstehenden Unfalls rechtzeitig in eine optimale Solmit-Position verstellt werden. Ebenso kann beispielsweise der gesamte Sitz im Kraftfahrzeug mittels einer Zahnstange entlang der Fahrtrichtung verstellt werden.
  • Zur Verstellung der Lenksäule wird die Getriebe-Antriebseinheit mittels der Befestigungsmittel mit dem Getriebedeckel an einem ersten Teil der Lenksäule befestigt. Dabei greift das Abtriebsritzel in ein Getriebekomponente, die fest an einem zweiten Teil der Lenksäule befestigt ist, das gegenüber dem ersten Teil verschiebbar, oder auch verkippbar ausgebildet ist. Bevorzugt ist die Getriebekomponente als - insbesondere gerade - Zahnstange ausgebildet, deren Verzahnung mit der Außenverzahnung des Abtriebsritzel der Getriebe-Antriebseinheit abgestimmt ist.
  • Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:
    • 1 eine Explosionsdarstellung einer erfindungsgemäßen Getriebe-Antriebseinheit,
    • 2 eine Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Getriebe-Antriebseinheit, und
    • 3 eine erfindungsgemäße Lenksäulen-Verstellvorrichtung.
  • In 1 ist eine Getriebe-Antriebseinheit 10 dargestellt, die zur Verstellung eines beweglichen Teils 61, 62 in einem Kraftfahrzeug eingesetzt wird, beispielsweise zur Verstellung von Sitzkomponenten, oder einer Lenksäule 60. Die Getriebe-Antriebseinheit 10 weist als eine erste Getriebestufe ein Schneckengetriebe 14 auf, und als eine zweite Getriebestufe ein nachfolgendes Stirnradgetriebe 30. Das Schneckengetriebe 14 besteht aus einer Schnecke 16, die drehfest mit einer Rotorwelle 13 eines Elektromotors 12 verbunden ist, und einem Schneckenrad 18, das in die Schnecke 14 eingreift. Eine Drehachse 90 des Schneckenrads 18 ist dabei etwa senkrecht zur Schnecke 14 und damit auch etwa senkrecht zur Rotorwelle 13 angeordnet. Das Schneckenrad 18 des Schneckengetriebes 14 ist gemeinsamen mit einem Antriebsrad 32 des Stirnradgetriebes 32 auf der Drehachse 90 angeordnet. Dabei ist das Schneckenrad 18 bevorzugt einstückig - also monolithisch - mit dem Antriebsrad 32 aus Kunststoff ausgebildet. Bevorzugt wird als Kunststoff POM verwendet. Der Elektromotor 12 ist an ein Getriebegehäuse 40 angeflanscht, so dass die Schnecke 16 in das Getriebegehäuse 40 hineinragt. Hierzu ist insbesondere am Getriebegehäuse 40 ein Flansch 15 angeformt, an dem sich ein Polgehäuse des Elektromotors 12 abstützt. Das Schneckenrad 18 mit dem Antriebsrad 32 sind gemeinsam auf einem Lagerbolzen 44 angeordnet, der an einem Boten 39 des Getriebegehäuses 40 befestigt ist. Bevorzugt ist das Getriebegehäuse 40 aus Kunststoff hergestellt, wobei der Lagerbolzen 44 beispielsweise einstückig am Getriebegehäuse 40 angespritzt werden kann. An das Antriebsrad 32 schließt sich in Richtung der Drehachse 90 ein Lagerzapfen 33 an, der in eine korrespondierende zylindrischen Lagersitz 45 eingreift, der an einem Getriebedeckel 42 des Getriebegehäuses 40 ausgebildet ist. Das Antriebsrad 32 kämmt mit einer Stirnverzahnung 38 eines Abtriebsrades 34 des Stirnradgetriebes 30. An dem Abtriebsrad 34 sind axiale Vertiefungen 36 ausgebildet, in die korrespondierende axiale Fortsätze 23 eines Eingangselements 22 eines Klemmkörpergesperres 20 eingreifen. Das Klemmkörpergesperre 20 ist vollständig innerhalb des Getriebegehäuses 40 angeordnet und mittels Fixierelementen 27 an einer Innenseite 43 des Getriebedeckels 42 fixiert. Von dem Eingangselement 22 wird das Drehmoment auf eine Abtriebswelle 64 des Klemmkörpergesperres 20 übertragen, die durch eine zentrale Wellenöffnung 63 im Getriebedeckel 42 nach außen ragt. Außerhalb des Getriebegehäuses 40 ist auf der Abtriebswelle 64 ein Abtriebsritzel 65 drehfest angeordnet, das das Drehmoment an das zu verstellende Teil 61, 62 überträgt. Der Getriebedeckel 42 ist bevorzugt aus Metall hergestellt und hat zusätzlich zum Verschließen des Getriebegehäuses 40 die Funktion, das Klemmrollengesperre 20 im Getriebegehäuse 40 fest zu fixieren. Hierzu sind im Getriebedeckel 42 Bohrungen 47 ausgebildet, durch die als Fixierelemente 27 beispielsweise Nieten, oder Pressstifte hindurch in korrespondierende Aufnahmen eines Halterings 25 des Klemmkörpergesperres 20 einzugreifen. Alternativ kann der Haltering 25 beispielsweise auch am Getriebedeckel 40 festgeschweißt oder festgeschraubt sein. Zur Befestigung des Getriebedeckel 42 am Getriebegehäuse 40 sind am Getriebedeckel 42 Durchgangsöffnungen 49 ausgespart, durch die hindurch als Verbindungsmittel beispielsweise Schrauben 52 gefügt werden können. Die Schrauben 52 sind dann beispielsweise in Löcher 53 eingeschraubt, die am Umfangsrand 41 des Getriebegehäuses 40 angeordnet sind. Bevorzugt werden hierfür AnschraubDome 54 am äußeren Umfang des Getriebegehäuses 40 angeformt, in denen die Löcher 53 für die Aufnahme der Schrauben 52 ausgebildet sind. Als weitere Funktion sind an dem Getriebedeckel 42 Befestigungsmittel 46 für die Verbindung der Getriebe-Antriebseinheit 10 mit einer Kundenschnittstelle ausgebildet. Die Befestigungsmittel 46 sind in diesem Ausführungsbeispiel ebenfalls als Durchgangsbohrungen ausgebildet, so dass der Getriebedeckel 42 mit dem Getriebegehäuse 40 mittels Schrauben oder anderen Befestigungsstiften mit der Kundenschnittstelle verbunden werden kann. Dabei greift das Abtriebsritzel 65 in ein korrespondierendes Getriebeelement, wie dies beispielsweise in 3 mit einer Zahnstange 66 dargestellt ist.
  • In 2 ist eine ähnliche Ausführung im Schnitt dargestellt, aus dem die Lagerung der einzelnen Getriebeelemente ersichtlich ist. Der Lagerbolzen 44 für das Schneckenrad 18 und das Antriebsrad 32 ist hier einstückig aus Kunststoff mit dem Boden 39 des Getriebegehäuses 40 ausgebildet. Hierbei greift der Lagerbolzen 44 in den zylindrischen Lagersitz 45, der im Getriebedeckel 42 ausgebildet ist. Der Lagerzapfen 33 dient hier lediglich zum Axialspielausgleich entlang der Drehachse 90. Dabei ist der Lagerzapfen 33 zusammen mit dem Abtriebsrad 32 und dem Schneckenrad 18 als einstückiges Bauteil ausgebildet, das drehbar auf dem gehäusefesten Lagerbolzen 44 gelagert ist. Das Abtriebsrad 44 des Stirnradgetriebe 30 weist hier einen axialen Fortsatz 74 auf, der in eine entsprechende Lageröffnung 75 im Boden 39 des Getriebegehäuses 40 eingreift. Die Lageröffnung 75 ist hier als Durchbruch im Boden 39 ausgebildet, könnte alternativ aber auch als Sackloch ausgebildet sein, in das der axiale Fortsatz 74 entlang der Abtriebs-Achse 50 eingreift. Die Abtriebs-Achse 50 ist hier parallel zur Drehachse 90 des Antriebsrads 32 ausgerichtet. Das Abtriebsrad 34 weist eine zentrale Bohrung 35 auf, in die hier die Abtriebswelle 64 des Klemmkörpergesperres 20 entlang der Abtriebs-Achse 50 eingreift. Beispielsweise ist hier die zentrale Bohrung 35 auch innerhalb des axialen Fortsatzes 74 ausgebildet, so dass die zentrale Bohrung 35 das Abtriebsrad 34 in Richtung der Abtriebs-Achse 50 vollständig durchdringt. Radial innerhalb der umlaufenden Stirnradverzahnung 38 sind die axialen Vertiefungen 36 ausgebildet, in die die axialen Fortsätze 23 des Eingangselements 22 formschlüssig eingreifen. In einer nicht dargestellten alternativen Ausführung können auch am Abtriebsrad 34 axiale Fortsätze ausgebildet werden, die in entsprechende axiale Vertiefungen im Eingangselement 22 eingreifen. Vom Eingangselement 22 wird das Drehmoment auf einen Mitnehmer 28 übertragen, der formschlüssig auf der Abtriebswelle 64 angeordnet ist. Innerhalb des Halterings 25 sind als Klemmkörper 26 beispielsweise zylindrische Wälzkörper angeordnet, die sich während des Antriebszustands auf einem zentralen Führungskörper 24 abrollen. Im Sperrzustand werden dann die Klemmkörper 26 beim Einleiten eines lastseitigen Drehmoments zwischen dem zentralen Führungskörper 24 und dem Haltering 25 verklemmt. Im Schnitt der 2 sind zwei Schrauben 52 dargestellt, die in die entsprechenden Löcher 53 im Getriebegehäuse 40 eingeschraubt sind. Am Getriebedeckel 42, der bevorzugt als Biege-Stanzteil ausgebildet ist, können in einfacher Weise sowohl die Durchgangsöffnungen 49 für die Schrauben 52 ausgebildet werden, als auch die Bohrungen 47 für die Fixierelemente 27 zum Fixieren des Klemmkörpergesperres 20. Die Befestigungsmittel 46 für die Kundenschnittstelle können ebenfalls sehr einfach als Durchgangsbohrungen ausgeführt werden. Als Fixierelemente 27 können auch Schweißpunkte zwischen dem Getriebedeckel 42 und dem Haltering 25 ausgebildet werden. Die Anordnung der Befestigungsmittel 46 für die Kundenschnittstelle können der entsprechenden Anwendung angepasst werden, oder auch mehrere Befestigungsmittel 46 für verschiedene Kundenschnittstellen gleichzeitig ausgebildet werden. An der zentralen Wellenöffnung 63 kann am Getriebedeckel 42 eine zylindrische Hülse 57 angeformt werden, durch die die Abtriebswelle 64 aus dem Inneren des Getriebegehäuses 40 herausragt. Dabei kann insbesondere das Abtriebsritzel 65 axial an der zylindrischen Hülse 57 anliegen.
  • 3 zeigt eine Lenksäule 60 mit einer Lenksäulen-Verstellvorrichtung 11, bei der auf der rechten Seite beispielsweise eine Aufnahme 100 ausgebildet ist an dem ein Lenkrad befestigt werden kann. Die Lenksäule 60 weist hier ein erstes Teil 61 auf der linken Seite auf, an dem teleskopartig ein zweites Teil 62 angeordnet ist, das entlang einer Längsrichtung 68 der Lenksäule 60 im Kraftfahrzeug verstellt werden kann. Diese Längsverstellung 68 der Lenksäule 60 dient einerseits der Komforteinstellung für den Fahrer, kann jedoch auch mittels eines Schnell-Laufs für eine optimale Positionierung des Lenkrads beispielsweise bei einem bevorstehenden Unfall genutzt werden. Dabei weist die erfindungsgemä-ße Getriebe-Antriebseinheit 10 einen besonders hohen Wirkungsgrad auf, wodurch hohe Verstell-Geschwindigkeiten realisiert werden können. Durch das Klemmkörpergesperre 20 ist trotzdem gewährleistet, dass das Lenkrad bei einer äußeren Krafteinwirkung sicher in seiner axialen Position verharrt. Die schematisch dargestellte Getriebe-Antriebseinheit 10 ist hier beispielsweise am ersten Teil 61 der Lenksäule 60 befestigt, und greift mit ihrem Abtriebsritzel 65 in eine Zahnstange 66, die am zweiten Teil 62 der Lenksäule befestigt ist. Wird der Elektromotor 12 betätigt, kämmt das Abtriebsritzel 65 mit der Zahnstange 66, wodurch das zweite Teil 62 entlang der Längsrichtung 68 gegenüber dem ersten Teil 61 verstellt wird. Die Getriebe-Antriebseinheit 10 ist mittels der Befestigungsmittel 46 am ersten Teil 61 befestigt, das hier die Kundenschnittstelle bildet. Hierzu ist der Getriebedeckel 42 mittels den Befestigungsmitteln 46 an einem Rahmenteil 78 des ersten Teils 61 befestigt, beispielsweise festgeschraubt.
  • Dabei wird das Abtriebsritzel 65 derart positioniert, dass es optimal in die Zahnstange 66 eingreift.
  • An der Lenksäule 60 ist in 3 eine weitere Getriebe-Antriebseinheit 70 angeordnet, die eine Querverstellung der Lenksäule 60, quer zur Längsrichtung 68 bewirkt. Dabei kann beispielsweise die gesamte Lenksäule 60 um einen Drehpunkt verkippt werden. Eine solche Lenksäule 60 wird im Kraftfahrzeug verbaut, wobei die mindestens eine Getriebe-Antriebseinheit 10, 70 bevorzugt mittels einem separat ausgebildeten Steuergerät 79 angesteuert wird
  • Es sei angemerkt, dass hinsichtlich der in den Figuren und der Beschreibung gezeigten Ausführungsbeispiele vielfältige Kombinationsmöglichkeiten der einzelnen Merkmale untereinander möglich sind. Die beschriebene Antriebseinheit 10 kann in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen. So kann die Ausführung des Elektromotors 12 sowie die erste Getriebestufe und die Lagerung der Getriebeelemente im Getriebegehäuse 40 den Erfordernissen der Verstellbewegung und dem zur Verfügung stehenden Bauraum angepasst werden. Ebenso kann die Anzahl und die Ausbildung der Fixierelemente 27, der Befestigungsmittel 46 und die Verbindung des Getriebedeckels 42 mit dem Getriebegehäuse 40 entsprechend variiert werden. Die erfindungsgemäße Getriebe-Antriebseinheit 10 eignet sich besonders zur Verstellung beweglicher Komponenten im Kraftfahrzeug, insbesondere zur Verstellung der Lenksäule oder von Sitzkomponenten.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • EP 0359008 B1 [0002]
    • DE 2240640 A1 [0003]

Claims (14)

  1. Getriebe-Antriebseinheit (10) zum Verstellen von beweglichen Teilen in einem Kraftfahrzeug, insbesondere von Sitzkomponenten oder einer Lenksäule (60), mit einem Elektromotor (12), der über eine Abtriebswelle (13) ein Schneckengetriebe (14) antreibt, wobei dem Schneckengetriebe (14) ein Klemmkörpergesperre (20) nachgeordnet ist, und das Schneckengetriebe (14) und das Klemmkörpergesperre (20) innerhalb eines Getriebegehäuses (40) angeordnet sind, das mit einem Getriebedeckel (42) verschlossen ist, und an dem Getriebedeckel (42) Fixierelemente (27) angeordnet sind, die das Klemmkörpergesperre (20) im Getriebegehäuse (40) fixieren, und am Getriebedeckel (42) Befestigungsmittel (46) ausgebildet sind, mittels derer die Getriebe-Antriebseinheit (10) zur Drehmomentübertragung an einer Kundenschnittstelle befestigbar ist.
  2. Getriebe-Antriebseinheit (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Schneckengetriebe (14) und dem Klemmkörpergesperre (20) als zweite Getriebestufe ein Stirnradgetriebe (30) angeordnet ist, dessen Abtriebsrad (34) mit dem Klemmkörpergesperre (20) gekoppelt ist.
  3. Getriebe-Antriebseinheit (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Abtriebsrad (34) radial innerhalb einer Stirnverzahnung (38) Vertiefungen (36) in Richtung der Abtriebsrad-Achse (50) aufweist, in die korrespondierende Fortsätze (23) des Eingangselements (22) des Klemmkörpergesperres (20) eingreifen.
  4. Getriebe-Antriebseinheit (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Klemmkörpergesperre (20) einen drehfesten Haltering (25) aufweist, innerhalb dessen die Klemmkörper (26) gelagert sind, und der Haltering (25) mittels der Fixierelemente (27) flächig an der Innenseite (43) des Getriebedeckels (42) fixiert ist.
  5. Getriebe-Antriebseinheit (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixierelemente (27) als Nieten oder Press-Stifte ausgebildet sind, die durch Bohrungen (47) im Getriebedeckel (42) in den Haltering (25) hinein ragen.
  6. Getriebe-Antriebseinheit (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebegehäuse (40) aus Kunststoff und der Getriebedeckel (42) aus Metall gefertigt ist,
  7. Getriebe-Antriebseinheit (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Getriebedeckel (42) mittels Schrauben (52) mit dem Getriebegehäuse (40) verbunden ist, die durch Durchgangsöffnungen (49) im Getriebedeckel (40) in Löcher (53) im Getriebegehäuse (40) eingeschraubt sind - wobei insbesondere die Löcher (53) in Anschraubdomen (54) ausgebildet sind, die am Umfangsrand (41) des Getriebegehäuses (40) angeformt sind.
  8. Getriebe-Antriebseinheit (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Getriebedeckel (42) eine Wellenöffnung (63) ausgebildet ist, durch die eine Abtriebswelle (13) heraus ragt, wobei die Abtriebswelle (13) im Inneren des Getriebegehäuses (40) mit einem drehbaren Mitnehmer (28) des Klemmkörpergesperres (20) verbunden ist, und außerhalb des Getriebegehäuses (40) ein Abtriebsritzel (65) auf der Abtriebswelle (13) angeordnet ist.
  9. Getriebe-Antriebseinheit (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebswelle (13) im Inneren des Getriebegehäuses (40) in einer zentralen Bohrung (35) im Abtriebsrad (34) des Stirnradgetriebes (30) gelagert ist.
  10. Getriebe-Antriebseinheit (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abtriebsrad (34) des Stirnradgetriebes (30) einen einstückig angeformten, zentralen zylindrischen Fortsatz (74) aufweist, der in eine Lageröffnung (75) im Boden (39) des Getriebegehäuses (40) ragt, wobei insbesondere die Lageröffnung (75) als Durchbruch im Boden (39) des Getriebegehäuses (40) ausgebildet ist.
  11. Getriebe-Antriebseinheit (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneckengetriebe (14) ein Schneckenrad (18) aufweist, das mit einer Schnecke (16) kämmt, die vom Elektromotor (12) angetrieben wird, und am Schneckenrad (16) einstückig ein Antriebsrad (32) für das Stirnradgetriebe (30) ausgebildet ist, wobei die Drehachse (90) des Schneckenrads (18) parallel zur Abtriebsachse (50) und quer zu einer Rotorwelle (80) des Elektromotors (12) ausgebildet ist.
  12. Getriebe-Antriebseinheit (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneckenrad (18) mit dem Antriebsrad (32) auf einem drehfesten Lagerbolzen (44) des Getriebegehäuses (40) gelagert ist, und an dem Antriebsrad (32) entlang der Drehachse (90) ein axialer Zapfen (33) ausgebildet ist, der sich axial an einem Lagersitz (45) für den Lagerbolzen (44) abstützt, der an der Innenseite (43) des Getriebedeckels (42) ausgeformt ist.
  13. Lenksäulen-Verstellvorrichtung (11) mit einem Getriebe-Antriebseinheit (10) nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, dass das Abtriebsritzel (65) mit einer Zahnstange (66) kämmt, die an einer Lenksäule (60) befestigt ist.
  14. Lenksäulen-Verstellvorrichtung (11) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenksäule (60) mindestens zwei in Längsrichtung der Lenksäule (60) teleskopartig gegeneinander bewegliche Teile (61, 62) aufweist, wobei die Getriebe-Antriebseinheit (10) an dem ersten Teil (61) befestigt ist, und die Zahnstange (66) an dem benachbarten zweiten Teil (62) befestigt ist, und durch die Betätigung des Elektromotors (12) die Lenksäule (60) ausfahrbar oder einfahrbar ist.
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DE102008043173A1 (de) 2008-07-04 2010-01-07 Robert Bosch Gmbh Getriebe-Antriebseinheit mit einer Selbsthemmvorrichtung
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