DE10327103B4

DE10327103B4 - Untersetzungsgetriebe, insbesondere für eine Verstellvorrichtung eines Kraftfahrzeugsitzes

Info

Publication number: DE10327103B4
Application number: DE10327103A
Authority: DE
Inventors: Van-Toan Ho; Reinhard Vogel; Burckhard Becker
Original assignee: C Rob Hammerstein GmbH
Current assignee: Adient Luxembourg Holding SARL
Priority date: 2003-06-12
Filing date: 2003-06-12
Publication date: 2007-12-06
Anticipated expiration: 2023-06-13
Also published as: US7041024B2; FR2856127A1; US20040254041A1; FR2856127B1; CN100431869C; DE10327103A1; CN1572584A

Abstract

Untersetzungsgetriebe, insbesondere für eine Verstellvorrichtung eines Kraftfahrzeugsitzes,
– mit einer Ausgangswelle (22), die um eine Ausgangsachse (34) rotiert,
– mit einem Ritzel (20), das mit der Ausgangswelle (22) verbunden ist,
– mit einem Gehäuse, das ein Gehäuseteil (26) aufweist, welches Gehäuseteil (26) sich in unmittelbarer Nähe des Ritzels (20) befindet und einen Durchlass (28) für die Ausgangswelle (22) hat,
– mit einem ersten, stationären Zahnrad (30) mit Außenverzahnung, das mit dem Gehäuseteil (26) verbunden ist und das eine Lageröffnung (32) aufweist, die zentrisch zur Ausgangsachse (34) ist,
– mit einem zweiten Zahnrad (36) mit Außenverzahnung, das mit dem Ritzel (20) verbunden ist und das einen Lagervorsprung (38) aufweist, der der Lageröffnung (32) angepasst ist,
– wobei das Ritzel (20), das Gehäuseteil (26), das erste, stationäre Zahnrad (30) und das zweite Zahnrad (36) in dieser Reihenfolge auf der Ausgangsachse (34) angeordnet sind,
– mit...

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Untersetzungsgetriebe, das insbesondere für eine Verstellvorrichtung eines Kraftfahrzeugsitzes geeignet ist.
Bei dem aus der DE 197 09 852 A1 vorbekannten Untersetzungsgetriebe rotiert eine Ausgangswelle 37 um eine Ausgangsachse. Ein Ritzel 39 ist mit der Ausgangswelle 37 verbunden, es ist ein Gehäuse 13–17 vorgesehen, das ein Gehäuseteil aufweist, welches sich in einer gewissen Entfernung von dem Ritzel 39 befindet und das einen Durchlass für die Ausgangswelle 37 hat. Ein erstes, stationäres Zahnrad 19 ist mit einer Innenverzahnung versehen, es ist mit dem Gehäuse verbunden, hierzu hat es ein Verbindungsauge 19', das mit einem Verbindungsauge 18 des Gehäuses verschraubt ist. Das Untersetzungsgetriebe hat zudem eine Lageröffnung, die als Zentralbohrung 23 bezeichnet ist, und die zentrisch zur Ausgangsachse 37 ist. Es hat weiterhin ein zweites Zahnrad 32 mit Innenverzahnung, das mit dem Ritzel 39 verbunden ist und das mit seinem Außenrand in eine Vertiefung des ersten Zahnrads eingesetzt und dort gelagert ist. Entlang der Ausgangsachse sind die beschriebenen Teile Gehäuse, erstes Zahnrad, zweites Zahnrad und Ritzel in der angegebenen Reihenfolge hintereinander angeordnet. Das vorbekannte Untersetzungsgetriebe hat weiterhin ein Exzenterrad 28 mit Außenverzahnung, das sowohl mit dem ersten Zahnrad 19 als auch mit dem zweiten Zahnrad 30 in Eingriff ist, das eine Radachse hat, die um ein Exzentermaß gegenüber der Ausgangsachse versetzt ist und das eine Bohrung hat, die der Ausgangswelle 37 angepasst ist und gleichachsig mit dieser Ausgangswelle 37 ist, und eine Eingangswelle, die direkt oder indirekt, nämlich über eine Schnecke 12, ein Schneckenrad 27 und eine Hohlwelle 24 in Drehverbindung mit dem Exzenterrad 28 ist. Alle Bezugsziffern, die in diesem Absatz angegeben sind, beziehen sich auf die DE 197 09 852 A1 .
Untersetzungsgetriebe dieser Art sind in Verstellvorrichtungen für Kraftfahrzeugsitze vielfach im Einsatz. Sie haben sich bewährt. Sie bilden ein Taumelgetriebe aus. Ein derartiges Getriebe hat eine hohe Untersetzungszahl. Dies ist insbesondere für Untersetzungsgetriebe vorteilhaft, die mittels eines Elektromotors angetrieben werden. Zum Stand der Technik wird zudem verwiesen auf US 6,543,850 B1 .
Ein Problem bei Untersetzungsgetrieben dieser Art besteht in der Herstellungsgenauigkeit und Spielfreiheit. Untersetzungsgetriebe werden häufig für Verstellvorrichtungen eingesetzt, bei denen trotz längerer Hebelarme, den das eine und/oder das andere zu verstellende Teil ausbildet, möglichst geringes Spiel auftreten soll. Als Beispiel sei eine Verstellvorrichtung für die Neigung der Rückenlehne genommen. Bei dieser bildet die Rückenlehne einen relativ langen Hebel, auch an der Oberkante der Rückenlehne darf kein merkliches Spiel einer Verstellvorrichtung zu spüren sein, die im unteren Bereich, nämlich im Bereich der Achse der Rückenlehne, angeordnet ist.
Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, ein Untersetzungsgetriebe anzugeben, bei dem sich die herstellungsbedingten, unvermeidbaren Toleranzen der Einzelbauteile möglichst wenig auf das gesamte Getriebe auswirken und eine möglichst präzise Zuordnung einer Ausgangsachse zum Gehäuse erreicht wird.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Untersetzungsgetriebe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Bei diesem Untersetzungsgetriebe sind alle oben beschriebenen, sich drehenden Teile auf der Ausgangswelle angeordnet bzw. dieser zugeordnet. Die Ausgangswelle ist präzise in dem Lager, das zwischen dem Lagervorsprung des zweiten Zahnrades und der Lageröffnung des ersten Zahnrades ausgebildet ist, gelagert. Diese Lagerung findet in unmittelbarer Nähe des Gehäu seteils statt, in dem auch das erste Zahnrad fest angeordnet ist, vorzugsweise innerhalb des Durchlasses. Das erste Zahnrad ist entweder einstückig mit dem Gehäuseteil verbunden, beispielsweise sind die Zähne aus dem Gehäuseteil herausgeprägt, oder es ist mit dem Gehäuseteil präzise verbunden. Hierzu hat das erste Zahnrad in einer Weiterbildung einen Passvorsprung, der dem Durchlass angepasst ist und es ist vorzugsweise in den Durchlass eingepresst.
Das zweite Zahnrad greift mit seinem Lagervorsprung in die Lageröffnung des ersten Zahnrades. Bevorzugt ist diese Lageröffnung axial länger als das erste Zahnrad. Dies ist gegeben, wenn das erste Zahnrad den Passvorsprung aufweist oder so aus dem Material des Gehäuseteils geprägt ist, dass sich die Lageröffnung in das Gehäuseteil fortsetzt. Damit findet die Lagerung des zweiten Zahnrades unmittelbar auch im Gehäuseteil statt. Wenn man von dieser bevorzugten Ausführung abweicht und einen axialen Versatz zulässt, ist er klein.
Das Exzenterrad hat eine Radachse, die im Abstand e auf einem Kreis um die Ausgangsachse herum läuft. Mit jeder Drehung des Exzenterrades wer den die beiden Zahnräder gegeneinander gedreht, und zwar um ein Maß, das durch den Unterschied der Zahnzahl gegeben ist.
Das erfindungsgemäße Untersetzungsgetriebe weist eine sehr präzise Zuordnung zwischen dem Gehäuseteil, den beiden Zahnrädern und dem Exzenterrad zur Ausgangswelle mit ihrem Ritzel auf. Es wird eine sehr kompakt bauende Einheit geschaffen, die auf das Gehäuseteil bezogen ist. Alle Reaktionskräfte werden in das Gehäuseteil eingeleitet. Die restlichen Teile des Gehäuses, falls überhaupt notwendig, hängen am Gehäuseteil und haben keinen Einfluss auf die Präzision, sie sind rein passiv.
In einer besonders bevorzugten Weiterbildung ist das Taumelgetriebe einer Untersetzungsstufe mit Schnecke und Schneckenrad vorgeschaltet. Hierzu ist in der bevorzugten Weiterbildung das Exzenterrad mit einem Schneckenrad verbunden, das seinerseits zentrisch zur Ausgangswelle ist. Mit dem Schneckenrad ist eine Schnecke in Eingriff, die ggf. über eine biegsame Welle von einem Elektromotor angetrieben wird. Vorteilhafterweise befindet sich das Schneckenrad radial außerhalb des Exzenterrades.
Das erfindungsgemäße Getriebe hat den Vorteil, dass die einzelnen Bauteile aus unterschiedlichen, jeweils für sie besonders geeigneten Werkstoffen hergestellt werden können. So kann bei dem soeben erwähnten Schneckengetriebe die Schnecke als Sinterkörper, das Schneckenrad aus Kunststoff hergestellt sein. Die ersten und zweiten Zahnräder sind vorzugsweise als Sinterteile ausgeführt. In diesem Fall ist es möglich, das Gehäuseteil aus einem anderen Material als, beispielsweise Stahlblech, zu fertigen. Das Gehäuseteil ist vorzugsweise ein plattenförmiges Bauteil. Es hat Bohrungen oder andere Anschlussbereiche für die Befestigung an einem Teil einer Verstellvorrichtung.
Mit dem Schneckengetriebe wird typischerweise eine Untersetzung von etwa 47 erreicht, die Untersetzung kann in weitem Bereich verändert werden, sie kann beispielsweise auch deutlich tiefer, beispielsweise bei 20, und deutlich höher, z.B. 60 liegen. Mit dem Taumelgetriebe wird eine Übersetzung von typischerweise 25 erreicht, auch hier ist eine breite Spanne von z.B. ± 10 möglich, insbesondere durch Wahl der Zahnzahldifferenz. Insgesamt wird daher eine Untersetzung im Bereich von etwa 1200 erzielt.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen und aus der nun folgenden Beschreibung von nicht einschränkend zu verstehenden Ausführungsbeispielen der Erfindung, die im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert werden. In dieser Zeichnung zeigen:
1: eine perspektivische Darstellung in Form eines Montagebildes eines Untersetzungsgetriebes mit flexibler Welle und antreibendem Elektromotor,
2: eine perspektivische Darstellung ähnlich 1, jedoch nunmehr mit dem restlichen Teil des Gehäuses und getrennten Bauteilen für ein Exzenterrad und für ein Schneckenrad,
3: eine schnittbildliche Darstellung eines Gehäuseteils mit erstem Zahnrad und eines zweiten Zahnrades, das im Abstand davon dargestellt ist und
4: eine perspektivische Darstellung eines Bauteils, das einstückig die Ausgangswelle, das Ritzel und das zweite Zahnrad mit seinem Lagervorsprung ausbildet.
Das in den Figuren dargestellte Untersetzungsgetriebe ist insbesondere für eine Verstellvorrichtung eines Kraftfahrzeugsitzes geeignet und ausgebildet. Hierfür ist ein Ritzel 20 vorgesehen, das mit einer Ausgangswelle 22 verbunden ist und rotiert. Es ist typischerweise im Eingriff mit einer Zahnleiste der einer (hier nicht dargestellten da bekannten Verstellvorrichtung. Diese Zahnleiste wird gegenüber einem anderen Teil verstellt, das andere Teil der Verstellvorrichtung ist mit dem Gehäuse des Untersetzungsgetriebes verbunden, hier im konkreten Fall mit einem Gehäuseteil 26 in Form einer flachen Platte aus Stahlblech oder einem ähnlichen Material.
Dieses Gehäuseteil 26 befindet sich in unmittelbarer Nähe des Ritzels 20 und hat einen Durchlass 28 für die Ausgangswelle. Auf diesen Durchlass wird im Folgenden noch eingegangen.
In unmittelbarer Nähe und möglichst ohne Abstand vom Gehäuseteil ist ein erstes, stationäres Zahnrad mit Außenverzahnung vorgesehen. Es ist mit dem Gehäuseteil 26 verbunden. Es hat eine Lageröffnung 32, die zentrisch zu einer Ausgangsachse 34 ist, welche das Zentrum der Ausgangswelle 22 bildet.
Unmittelbar in Kontakt mit diesem ersten Zahnrad 30 befindet sich ein zweites Zahnrad 36, das ebenfalls eine Außenverzahnung hat. Es hat den gleichen Außendurchmesser wie das erste Zahnrad 30. Vom ersten Zahnrad 30 unterscheidet sich das zweite Zahnrad 36 dadurch, dass das zweite Zahnrad 36 eine Gesamtzahl von Zähnen hat, die mindestens um eins unterschiedlich ist zur Gesamtzahl der Zähne des ersten Zahnrades 30. Da beide Zahnräder 30, 36 eine Vielzahl von Zähnen, beispielsweise 30 bis 40 Zähne haben, fällt in den 1 und 2 ein Unterschied in der Zahnzahl nicht auf. Vorzugsweise beträgt der Unterschied in der Zahnzahl eins, in diesem Fall wird eine größere Untersetzung des Getriebes erreicht auch bei anderen Differenzen.
Das zweite Zahnrad 36 hat einen Lagervorsprung 38, der der Lageröffnung 32 angepasst ist im montierten Zustand greift der Lagervorsprung 38 möglichst passgenau in die Lageröffnung 32.
Die beiden Zahnräder 30 und 36 werden von einem Exzenterrad 40 umgriffen. Es hat eine Innenverzahnung und steht sowohl mit dem ersten Zahnrad 30 als auch mit dem zweiten Zahnrad 36 in Eingriff. Es hat eine Radachse 40, die um das Exzentermaß e gegenüber der Ausgangsachse 34 versetzt ist. Die Radachse 40 läuft auf einem Kreis um die Ausgangsachse 34, der den Radius e hat.
Während in den 1 und 2 das Ritzel 20 mit seiner Ausgangswelle 22, das Gehäuseteil 26 und die beiden Zahnräder 30, 36 übereinstimmen, unterscheiden sich die beiden Ausführungen hinsichtlich des Exzenterrades 39. Hierauf und auf die weiteren Unterschiede wird im Folgenden eingegangen.
In der Ausführung nach 1 ist das Exzenterrad 39 einstückig mit einem Schneckenrad 42 verbunden. Das Exzenterrad 39 ist aus Metall, beispielsweise Sintermetall, hergestellt, während das Schneckenrad 42 aus Kunststoff gefertigt ist. Vorzugsweise ist das Schneckenrad 42 direkt an das Metallteil angespritzt. Das Schneckenrad 42 hat eine Lagerbohrung 44, die der Ausgangswelle 22 angepasst ist und diese aufnimmt. Die Lagerbohrung befindet sich in einem Ansatz, der zum Ritzel 20 hin vorspringt und sich damit innerhalb des Exzenterrades 39 mit Innenverzahnung befindet. In der Darstellung gemäß 1 befindet sich das Schneckenrad 42 axial versetzt zum Exzenterrad 39, wobei ihre aneinander zugewandten Ränder etwa auf derselben Radialebene liegen. In einer Alternative ist es auch möglich, das Schneckenrad 42 radial außerhalb des Exzenterrades 39 anzuordnen, also ohne axialen Versatz.
In der Ausbildung nach 2 sind Exzenterrad 39 und Schneckenrad 42 separate Teile. Das Exzenterrad 39 ist ein in sich zentrisches Teil. Es hat eine Aufnahme 46 für einen Exzentervorsprung 48, der vom Schneckenrad 42 vorspringt. In diesem Exzentervorsprung 49 befindet sich die Lagerbohrung 44 für die Ausgangswelle 22. Die Exzentrizität des Exzentervorsprungs 48 zur zentrischen Lagerbohrung 44 ist in 2 gut zu erkennen.
In den weiteren Merkmalen, auf die nun eingegangen wird, stimmen die Ausführungen nach den 1 und 2 wieder überein:
Mit dem Schneckenrad 42 ist eine Schnecke 50 in Eingriff. Sie ist mit einer Eingangswelle 52 verbunden, welche quer zur Ausgangswelle 22 verläuft. In bekannter Weise ist die Eingangswelle 52 mit einem Innenvielkant versehen, in die ein entsprechender Vielkant einer flexiblen Welle 54 eingreift. Über sie erfolgt eine Verbindung mit einem Elektromotor 56.
In 2 ist eine Abdeckung 58 gezeigt, die Teil des Gehäuses ist. Sie hat eine Aufnahmefläche für den Elektromotor 56, der mittels zweier dargestellter Schrauben befestigt werden kann. Sie hat weiterhin einen Durchlass für die flexible Welle 54. Schließlich lagert sie das in 1 und 2 rechte freie Ende der Ausgangswelle 22. Es sind drei Schrauben 60 vorgesehen, mit denen die beiden Teilstücke des Gehäuses, nämlich Gehäuseteil 26 und Abdeckung 58, zu einem geschlossenen Gehäuse verbunden werden können.
Grundsätzlich können mehrere Einzelteile des Getriebes einstückig zusammengefasst werden, wie bereits oben anhand des Unterschiedes zwischen 1 und 2 dargelegt wurde. So können auch das Ritzel 20, die Ausgangswelle 22 und das zweite Zahnrad 36 mit seinem Lagervorsprung 38 einteilig ausgeführt sein, wie die 3 zeigt. In der Ausbildung gemäß den 1 und 2 sind Ritzel 20 und Ausgangswelle 22 einstückig miteinander verbunden. Unmittelbar hinter dem Ritzel ist ein Mitnehmer 62 vorgese hen, der eine Fortsetzung des Ritzels ist, allerdings mit abgetragenen, beispielsweise abgedrehten Zahnspitzen. Diesem Mitnehmer 62 ist eine Passausnehmung 64 im zweiten Zahnrad 36, insbesondere in dessen Lagervorsprung 44, zugeordnet. Mitnehmer 62 und Passausnehmung 64 werden fest zusammengefügt, beispielsweise verpresst oder verklebt. Diese Ausbildung ermöglicht es, das zweite Zahnrad 36 als Sinterteil auszuführen, während Ritzel 20, Ausgangswelle 22 und Mitnehmer 62 jeweils ein normales Metall bzw. -Stahlteil sind.
In 1 und 2 ist der Durchlass 28 im Gehäuseteil 26 unrund ausgebildet. Ein Passvorsprung 66 des ersten Zahnrads 30 ist ihm genau angepasst und kann in ihn eingefügt werden. Gehäuseteil 26 und erstes Zahnrad 30 sind fest miteinander verbunden. Das Zentrum der Lageröffnung ist der Bezugspunkt für das Gehäuseteil 26 und bestimmt dessen Zuordnung zu dem zweiten Zahnrad 36 und damit auchzur Ausgangswelle 22.
4 zeigt, dass das Gehäuseteil 26 und das erste Zahnrad 30 einstückig ausgebildet sein können. Dies erübrigt es, am ersten Zahnrad 30 einen Passvorsprung auszubilden. Im gezeigten Ausführungsbeispiel nach 4 ist das erste Zahnrad 30 in an sich bekannter Weise aus dem flachen Blechmaterial herausgeprägt. Der Durchlass 28 fällt dadurch mit der Lageröffnung 32 zusammen.

20: Ritzel
22: Ausgangswelle
26: Gehäuseteil
28: Durchlass
30: 1. Zahnrad
32: Lageröffnung
34: Ausgangsachse
36: 2. Zahnrad
38: Lagervorsprung
39: Exzenterrad
40: Radachse
42: Schneckenrad
44: Lagerbohrung (des Schneckenrads, im Schneckenrad)
46: Aufnahme
48: Exzentervorsprung
50: Schnecke
52: Eingangswelle
54: flexible Welle
56: Elektromotor
58: Abdeckung
60: Schraube
62: Mitnehmer
64: Passausnehmung
66: Passvorsprung
e: Exzentermaß

Claims

Untersetzungsgetriebe, insbesondere für eine Verstellvorrichtung eines Kraftfahrzeugsitzes, – mit einer Ausgangswelle (22), die um eine Ausgangsachse (34) rotiert, – mit einem Ritzel (20), das mit der Ausgangswelle (22) verbunden ist, – mit einem Gehäuse, das ein Gehäuseteil (26) aufweist, welches Gehäuseteil (26) sich in unmittelbarer Nähe des Ritzels (20) befindet und einen Durchlass (28) für die Ausgangswelle (22) hat, – mit einem ersten, stationären Zahnrad (30) mit Außenverzahnung, das mit dem Gehäuseteil (26) verbunden ist und das eine Lageröffnung (32) aufweist, die zentrisch zur Ausgangsachse (34) ist, – mit einem zweiten Zahnrad (36) mit Außenverzahnung, das mit dem Ritzel (20) verbunden ist und das einen Lagervorsprung (38) aufweist, der der Lageröffnung (32) angepasst ist, – wobei das Ritzel (20), das Gehäuseteil (26), das erste, stationäre Zahnrad (30) und das zweite Zahnrad (36) in dieser Reihenfolge auf der Ausgangsachse (34) angeordnet sind, – mit einem Exzenterrad (39) mit Innenverzahnung, das sowohl mit dem ersten Zahnrad (30) als auch mit dem zweiten Zahnrad (36) in Eingriff ist, das eine Radachse (40) hat, die um ein Exzentermaß e gegenüber der Ausgangsachse (34) versetzt ist, das eine Lagerbohrung (44) hat, die der Ausgangswelle (22) angepasst ist und gleichachsig mit der Ausgangswelle (22) ist, und – mit einer Eingangswelle (52), die direkt oder indirekt in Drehverbindung mit dem Exzenterrad (39) ist.
Untersetzungsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Exzenterrad (39) mit einem Schneckenrad (42) verbunden ist, dass das Schneckenrad (42) zentrisch zur Ausgangsachse (34) ist, und dass eine Schnecke (50) vorgesehen ist, die mit der Eingangswelle (52) verbunden ist und mit dem Schneckenrad (42) in Eingriff ist.
Untersetzungsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Zahnrad (30) einstückig mit dem Gehäuseteil (26) verbunden ist.
Untersetzungsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Zahnrad (30) einen Passvorsprung (66) aufweist, dass der Durchlass (28) des Gehäuseteils (26) dem Passvorsprung (66) angepasst ist und diesen aufnimmt.
Untersetzungsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Zahnrad (36) einstückig mit der Ausgangswelle (22) verbunden ist, und dass vorzugsweise der Durchlass (28) so groß ist, dass das Ritzel (20) durch den Durchlass (28) gesteckt werden kann.
Untersetzungsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Zahnrad (36) eine Passausnehmung (64) hat, dass an der Ausgangswelle (22) ein Mitnehmer (62) ausgebildet ist, der dieser Passausnehmung (64) angepasst ist und der in die Passausnehmung (64) eingreift.
Untersetzungsgetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneckenrad (42) aus Kunststoff hergestellt ist.
Untersetzungsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangswelle (22) einstückig mit dem Ritzel (20) verbunden ist.
Untersetzungsgetriebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Mitnehmer (62) einstückig mit dem Ritzel (20) verbunden ist und sich unmittelbar an das Ritzel (20) anschließt.
Untersetzungsgetriebe nach einer der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneckenrad (42) axial so zum Exzenterrad (39) versetzt ist, dass eine Seitenfläche eines Elektromotors (56) mit einer Frontfläche des Gehäuseteils (26) fluchtet.