DE10313969B4

DE10313969B4 - Antriebseinheit für eine Stellvorrichtung, insbesondere für eine Einstellvorrichtung eines Kraftfahrzeugsitzes

Info

Publication number: DE10313969B4
Application number: DE10313969A
Authority: DE
Inventors: Michael 40468 Linger; Arif 42659 Karadag; Wilfried Dr. 42799 Benecker
Original assignee: C Rob Hammerstein GmbH
Current assignee: Adient US LLC
Priority date: 2003-03-27
Filing date: 2003-03-27
Publication date: 2011-06-22
Anticipated expiration: 2023-03-28
Also published as: DE10313969A1

Abstract

Antriebseinheit für eine Stellvorrichtung, insbesondere für eine Einstellvorrichtung eines Kraftfahrzeugsitzes, welche Antriebsvorrichtung einen Elektromotor (20) und eine biegsame Welle (28) aufweist, wobei die biegsame Welle (28) mit einer Beflockung (36) versehen ist und ein steckbares, unrundes Antriebsende (30) hat und wobei der Elektromotor (20) eine Motorwelle (24) aufweist, die eine axiale Einstecköffnung (22) hat, welche einen unrunden, dem Antriebsende (30) angepassten Antriebsbereich (26) ausbildet, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstecköffnung (22) weiterhin einen Haltebereich (44) hat, – der sich zwischen dem Antriebsbereich (26) und einer Mündung (42) der Einstecköffnung (22) befindet und – der eine Querschnittsabmessung aufweist, die kleiner ist als die Querschnittsabmessung der biegsamen Welle (28) mit Beflockung (36), aber größer ist als die Querschnittsabmessung der biegsamen Welle ohne Beflockung (36), – und dass im montierten Zustand der Antriebseinheit die Beflockung (36) in Kontakt mit der Innenwand des Haltebereichs (44) ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebseinheit für eine Stellvorrichtung, insbesondere für eine Einstellvorrichtung eines Kraftfahrzeugsitzes, welche Antriebseinheit einen Elektromotor und eine biegsame Welle aufweist, wobei die biegsame Welle mit einer Beflockung versehen ist und ein steckbares, unrundes Antriebsende hat und wobei der Elektromotor eine Motorwelle aufweist, die eine axiale Einstecköffnung hat, welche einen unrunden, dem Antriebsende angepassten Antriebsbereich ausbildet.
Insbesondere für Verstellvorrichtung von Kraftfahrzeugsitzen werden motorische Antriebe benötigt, die beispielsweise eine Längsverstellung, eine Neigungsverstellung der Rückenlehne, eine Sitzhöhenverstellung oder dergleichen betätigen. Zum Stand der Technik wird verwiesen auf die Patente US 6 260 922 B1 und US 5 823 499 A .
Aus der DE 197 17 502 C1 und der DE 87 11 633 U1 sind elastische Umhüllungen des Endes einer biegsamen Welle bekannt. Diese elastischen Umhüllungen werden beim Einführen des Wellenendes in ein konform ausgebildetes Gegenstück elastisch verformt und wirken somit geräuschdämpfend.
Aus der DE 297 23 288 U1 ist eine Beflockung zur Geräuschdämpfung einer flexiblen Welle über deren gesamte Erstreckung, einschließlich der Endstücke zur Kopplung der flexiblen Welle, zu entnehmen.
Im Betrieb dreht sich die Motorwelle eines Elektromotors üblicherweise mit einer Umdrehungszahl pro Minute, die typischerweise bei ca. 3.000 U/min. liegt. Damit dreht sich auch die biegsame Welle mit der entsprechenden Umdrehungszahl. Dies führt bei der biegsamen Welle zu Geräuschen. Da die mechanische Belastung der Antriebseinheit von den jeweiligen Betriebsbedingungen abhängt, beispielsweise bei einer Längsverstellung nach vorne in Fahrtrichtung andere Drehweils abgegebenen Betriebsgeräusche unterschiedlich. Die Betriebsgeräusche der biegsamen Welle hat man bereits dadurch erfolgreich reduziert, dass die biegsame Welle mit einer Beflockung versehen ist.
Eine derartige Beflockung besteht aus kurzen, beispielsweise 1–3 mm langen, dünnen Fasern. Die beflockte Welle fühlt sich wie ein kurzhaariger Pelz eines Tieres, beispielsweise einer Maus, an und hat auch eine entsprechende Ausbildung und insbesondere Dichte. Für das Aufbringen einer Beflockung kann wie folgt vorgegangen werden: Zunächst wird die Welle mit einem Klebstoff beschichtet. Dann wird ein hohes elektrostatisches Feld zwischen der biegsamen Welle und einer Elektrode angelegt und in diesem Feld werden der biegsamen Welle Fasern zugeführt. Im elektrostatischen Feld ordnen sich diese senkrecht zur Oberfläche der biegsamen Welle an. Sie haften aufgrund des Klebstoffs.
Durch die Beflockung der biegsamen Welle lassen sich die Betriebsgeräusche jedoch nicht vollständig vermeiden, sie bleiben weiterhin störend. Sie fallen insbesondere deshalb auf, weil moderne Kraftfahrzeuge so ausgelegt und konstruiert sind, dass andere Geräusche, beispielsweise Fahrgeräusche, so stark gedämpft sind, dass Geräusche der Antriebseinheit von einem Benutzer des Fahrzeuges beachtet werden.
Hier setzt die Erfindung ein. Sie hat es sich zur Aufgabe gemacht, eine Antriebseinheit für eine Stellvorrichtung, insbesondere für eine Einstellvorrichtung eines Kraftfahrzeugsitzes anzugeben, welche eine bessere Geräuschdämpfung aufweist als die Antriebseinheit nach dem Stand der Technik.
Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, dass die Einstecköffnung weiterhin einen Haltebereich hat, der sich zwischen dem Antriebsbereich und einer Mündung der Einstecköffnung befindet und der eine Querschnittsabmessung aufweist, die kleiner ist als die Querschnittsabmessung der biegsamen Welle mit Beflockung, aber größer ist als die Querschnittsabmessung der biegsamen Welle ohne Beflockung und dass im montierten Zustand die Beflockung in Kontakt mit der Innenwand des Haltebereichs ist.
Bei dieser Antriebseinheit wird die Beflockung der biegsamen Welle zugleich dafür benutzt, einen gewissen mechanischen Halt und eine Abstützung der Beflockung in der Hohlwelle des Elektromotors zu erreichen. Die Einstecköffnung hat zusätzlich einen Haltebereich, der sich zwischen Antriebsbereich und Mündung der Einstecköffnung befindet. Er ist so ausgelegt, dass die einzelnen Fasern der Beflockung an der Innenwand des Haltebereichs anliegen, insbesondere eine gewisse Klemmung bewirken. Die einzelnen Fasern werden im Haltebereich verformt, die Beflockung liegt an der Innenwand des Haltebereichs an.
Dadurch werden Relativbewegungen zwischen der Motorwelle, in der sich die Einstecköffnung befindet, und der biegsamen Welle verringert und gedämpft. Anders als im Stand der Technik ist eine freie Bewegung zwischen Antriebsbereich und Antriebsende der biegsamen Welle nicht mehr möglich, vielmehr erfordert jede Relativbewegung auch eine Bewegung zwischen Beflockung und Innenwand der Einstecköffnung. Dort findet insbesondere Reibung statt. Das Maß dieser Reibung kann nun durch Wahl der geometrischen Abmessungen dem jeweiligen Einsatzzweck angepasst werden. Ist der Haltebereich so bemessen, dass er Querschnittsabmessungen hat, die nur etwas größer sind als die Welle ohne Beflockung, kommt es zu einem festeren Halt und einer relativ großen Reibung im Haltebereich. Dies ist günstig, weil dadurch nie zu vermeidende Relativbewegungen zwischen Antriebsende und Antriebsbereich deutlich gedämpft ablaufen. Aber auch wenn der Haltebereich nur etwas kleiner im Querschnitt bemessen ist als die Außenabmessungen der Beflockung auf der Welle, kommt es bereits zu einer Reibung zwischen Beflockung und Haltebereich und zu einer Dämpfung von Relativbewegungen.
Erfindungsgemäß wird also die Beflockung in einer Art verwendet, wie dies bisher nicht bekannt war. Bekannt ist die Verwendung der Beflockung auf der freien Welle, um eine Schallemission der freien Welle zu dämpfen. Die Erfindung schlägt nun vor, einen Teil der Beflockung, nämlich einen in Nähe des Antriebsendes der biegsamen Welle befindlichen Bereich der Beflockung, in der Einstecköffnung so einzuklemmen, dass ein gewisser Reibschluss erreicht wird. Dies verbessert nicht nur den Halt der biegsamen Welle innerhalb der Einstecköffnung, sondern erschwert Relativbewegungen und mindert die Lärmentwicklung.
Üblicherweise hat die biegsame Welle ein Antriebsende, das beispielsweise ein Vierkant ist, sowie ein Abtriebsende, das zumeist in gleicher Weise als Vierkant ausgebildet ist. Zwischen diesen beiden Enden befindet sich der biegsame Körper. Dieser biegsame Körper ist beflockt. Die Beflockung reicht nicht exakt bis zu den beiden Enden hin, vielmehr hört sie kurz zuvor auf. Der Haltebereich ist entsprechend dimensioniert und positioniert, damit er die in Nähe des Antriebsendes befindliche Beflockung einfangen und komprimieren kann.
In bevorzugter Ausbildung hat der biegsame Körper einen runden Querschnitt. Derartige biegsame Wellen lassen sich günstig herstellen. Es hat sich auch gezeigt, dass die Schallentwicklung geringer ist als bei unrunden Querschnitten. Weiterhin lässt sich ein Körper mit rundem Querschnitt auch günstiger beflocken, insbesondere ist die Beflockung gleichmäßiger.
In einer bevorzugten Weiterbildung ist der Antriebsbereich mit kleineren Querschnittsabmessungen versehen als der Haltebereich. Damit kann das Antriebsende der biegsamen Welle problemlos durch den Haltebereich hindurchgeführt werden, wenn es in den Antriebsbereich der Motorwelle eingesteckt werden soll.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie der nun folgenden Beschreibung eines nicht einschränkend zu verstehenden Ausführungsbeispiels der Erfindung, das unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert wird. In dieser Zeichnung zeigen:
1: einen Axialschnitt durch eine Antriebseinheit mit einem Elektromotor, der teilweise dargestellt ist, und einer biegsamen Welle und
2: eine vergrößerte Darstellung des Übergangsbereichs zwischen Elektromotor und biegsamer Welle in der Darstellung gemäß 1.
In den Figuren ist ein Elektromotor 20 bekannter Bauart gezeigt. Auf ihn muss nicht näher eingegangen werden. Eingegangen wird nur auf die Änderungen, die für die vorliegende Erfindung wesentlich sind, nämlich die geänderte Ausbildung der an sich bekannten Einstecköffnung 22 einer Motorwelle 24.
In bekannter Weise hat diese Einstecköffnung 22 einen Antriebsbereich 26. Er hat im Querschnitt die Form eines Quadrates. Er ist entsprechend dem Stand der Technik ausgebildet.
Die Figuren zeigen weiterhin eine biegsame Welle 28, sie hat ein Antriebsende 30. Es ist in seiner Querschnittsform dem Antriebsbereich 26 angepasst, hat also ebenfalls das Profil eines Vierkantes. Andere Profilformen, solange sie unrund sind, sind für Antriebsbereiche 26 und Antriebsende 30 möglich.
Die biegsame Welle hat weiterhin ein Abtriebsende 32, das im hier gezeigten Ausführungsbeispiel baugleich ist mit dem Antriebsende 30. Die biegsame Welle 28 hat weiterhin einen biegsamen Körper 34 mit rundem Querschnitt. Auf ihm ist eine Beflockung 36 aufgebracht, die aus einer sehr hohen Zahl von radial wegstehenden einzelnen Fasern besteht, die in der Zeichnung nicht einzeln dargestellt sind. Die Beflockung ist über den größten Teil der Länge des Körpers 34 vollständig ausgebildet. Sie fehlt in einem kurzen Übergangsbereich 38, der sich unmittelbar an die jeweiligen Enden 30, 32 anschließt, und läuft jeweils in einem Schrägbereich 40 sich verjüngend zum Übergangsbereich 38 aus. Jenseits des Schrägbereichs 40 liegt die normale, vollständig intakte Beflockung 36 vor.
Wie aus den Figuren ersichtlich ist, befindet sich zwischen dem Antriebsbereich 26 und einer Mündung 42 der Einstecköffnung 22 ein Haltebereich 44. Im gezeigten Ausführungsbeispiel hat der Haltebereich 44 einen runden Querschnitt und schließt sich unmittelbar an den Antriebsbereich 26 an. Der Haltebereich 44 hat einen lichten Innenquerschnitt, der so groß gewählt ist, dass das Antriebsende 30 durch ihn hindurchgeführt werden kann. Konkret ist sein lichter Innendurchmesser nicht kleiner als die Diagonale des Quadrats des Vierkants des Antriebsendes 30. Der Haltebereich 44 hat einen lichten Innendurchmesser, der größer ist als der Durchmesser des Körpers 34, aber kleiner ist als der Außendurchmesser der Beflockung 36 dieses Körpers 34. Im gezeigten Ausführungsbeispiel hat der Haltebereich 44 etwa einen lichten Durchmesser, der dem Durchmesser des Körpers 34 zuzüglich der Dicke der Beflockung 36 entspricht. Dies bedeutet, dass die einzelnen Fasern der Beflockung im Haltebereich 44 verformt und die Fasern insgesamt komprimiert werden.
Wie man insbesondere 2 entnimmt, befindet sich zwischen dem Übergangsbereich 38 und dem Haltebereich 40 ein Luftspalt, hier tritt also keine klemmende Wirkung auf. Zwischen dem Schrägbereich 40 und dem Haltebereich 44 findet mit wachsender Entfernung vom Antriebsende 30 zunehmend eine Klemmung statt. Wichtig ist der sich anschließende Bereich, wo schon die normale, ordnungsgemäße Beflockung vorliegt, die sich im Haltebereich 44 befindet. Der Haltebereich ist axial so lang gewählt, dass ein ausreichendes Teilstück des vollständig beflockten Körpers jenseits des Schrägbereiches 40 im Haltebereich 44 eingefangen ist. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die axiale Länge des vollständig beflockten, eingefangenen Teilstücks etwas größer als der Durchmesser der Welle mit Beflockung 36.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel reicht der Haltebereich 42 bis zur Mündung 42. Der Haltebereich 44 kann axial deutlich länger als dargestellt ausgeführt werden. Es ist möglich, die Innenwandung des Haltebereichs 44 aufzurauen, mit Rippen zu versehen oder anderweitig auszubilden. Im Regelfall ist der Haltebereich 44 eine zylindrische Bohrung, wie in den Figuren dargestellt. Es ist möglich, den Haltebereich 44 zur Mündung 42 hin trichterförmig aufzuweiten, so dass er an der Mündung nicht mehr die Beflockung einklemmt oder dies nur in geringerem Masse tut. Im gezeigten Ausführungsbeispiel bleiben die Innenabmessungen des Haltebereichs 44 bis zur Mündung 42 konstant.

Claims

Antriebseinheit für eine Stellvorrichtung, insbesondere für eine Einstellvorrichtung eines Kraftfahrzeugsitzes, welche Antriebsvorrichtung einen Elektromotor (20) und eine biegsame Welle (28) aufweist, wobei die biegsame Welle (28) mit einer Beflockung (36) versehen ist und ein steckbares, unrundes Antriebsende (30) hat und wobei der Elektromotor (20) eine Motorwelle (24) aufweist, die eine axiale Einstecköffnung (22) hat, welche einen unrunden, dem Antriebsende (30) angepassten Antriebsbereich (26) ausbildet, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstecköffnung (22) weiterhin einen Haltebereich (44) hat, – der sich zwischen dem Antriebsbereich (26) und einer Mündung (42) der Einstecköffnung (22) befindet und – der eine Querschnittsabmessung aufweist, die kleiner ist als die Querschnittsabmessung der biegsamen Welle (28) mit Beflockung (36), aber größer ist als die Querschnittsabmessung der biegsamen Welle ohne Beflockung (36), – und dass im montierten Zustand der Antriebseinheit die Beflockung (36) in Kontakt mit der Innenwand des Haltebereichs (44) ist.
Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die biegsame Welle (28) einen biegsamen Körper (34) aufweist, der eine Oberfläche hat, die mit der Beflockung (36) versehen ist.
Antriebseinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der biegsame Körper (34) einen runden Querschnitt aufweist.
Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beflockung (36) die Oberfläche der biegsamen Welle überdeckt mit Ausnahme des Antriebsendes (30) und eines unmittelbar daran anschließenden Übergangsbereichs (38).
Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsbereich (26) kleinere Querschnittsabmessungen aufweist, als der Haltebereich (44), insbesondere dass die Querschnittsabmessung des Antriebsbereichs (26) mindestens 10%, vorzugsweise mindestens 20% kleiner ist als die Querschnittsabmessung des Haltebereichs (44).
Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsabmessungen des Haltebereichs (44) mindestens 20% kleiner sind als die Querschnittsabmessungen der biegsamen Welle mit Beflockung (36), aber mindestens 20% größer sind als die Querschnittsabmessung der biegsamen Welle ohne Beflockung (36).
Antriebseinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Spalt zwischen dem flexiblen Körper (34) und der Innenwand des Haltebereichs (44) zu mehr als 30%, vorzugsweise zu mehr als 50% und insbesondere zu mehr als 70% durch Flockmaterial der Beflockung (36) ausgefüllt ist.
Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltebereich (44) einen runden Querschnitt aufweist und insbesondere zylindrisch ist.
Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltebereich (44) sich bis zur Mündung (42) der Einstecköffnung (22) erstreckt.
Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Länge, über welche die Beflockung (36) im Kontakt mit der Innenwand des Haltebereichs (44) ist, größer ist als eine Querschnittsabmessung der biegsamen Welle (28).