DE19532257C2 - Einstellvorrichtung für Fahrzeugsitze - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einstellvorrichtung für Fahrzeugsitze, insbesondere Kraftfahrzeugsitze, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruches 1.

Eine gattungsgemäße Einstellvorrichtung ist durch die DE 94 12 155 U1 bekannt. Bei der bekannten Lösung weisen die in die Schnecke eingreifenden Zähne der Zahnstange einen Überzug aus Kunststoff auf, der die Aufgabe hat, eine flächenhaf­ te Berührung zwischen Zahnstange und Schnecke oder wenigstens eine linienhafte Berührung sicherzustellen, um einen hohen Wirkungsgrad, ein dauerhaft geringes Spiel zwischen den Verzahnungselementen und ein niedrigeres Geräuschniveau zu erzielen. Hierdurch ist eine Art Spielreduktionskörper realisiert, der das Spiel zwischen den Verzahnungselementen reduziert, wobei die mit Kunststoff umspritz­ ten Zähne elastisch deformierbar sind. Bei der bekannten Lösung erfolgt jedoch der Kraft­ fluß für die Bewegungsübertragung beim Verstellen des Sitzes über diese Verzah­ nung mit ihren deformierbaren Zähnen, was zu erhöhtem Verschleiß führen kann.

Durch die EP 0 549 082 A1 ist eine Einstellvorrichtung für Fahrzeugsitze bekannt, bei der eine Zahnstange, die mit einer korrespondierenden Schnecke in Eingriff ist, als Kunststoffeinlegeteil ausgebildet ist. Das dahingehende Verzahnungsprofil muß dann zur Aufnahme der Verstellkräfte entsprechend ausgelegt sein.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrun­ de, eine verschleißarme Einstellvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die ein normales Spiel zwischen den ineinandergreifenden Verzahnungen aufweist und gleichzeitig ein geringes Geräuschniveau sicherstellt. Diese Aufgabe löst eine Einstellvorrichtung mit der Gesamtheit der Merkmale des An­ spruches 1.

Dadurch, daß gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 die deformier­ baren Zähne des Spielreduktionskörpers zusätzlich zu den bewegungsübertragen­ den Zähnen des einen Elementes zwischen die Zähne des anderen Elementes eingreifen, werden, wenn die Antriebselemente nicht angetrieben werden, diese in einer bestimmten Lage relativ zueinander gehalten, so daß die einstellbaren Teile sich nicht relativ zueinander bewegen und weder sie noch die Einstellvorrichtung störende Geräusche erzeugen können. Bei der erfindungsgemäßen Einstellvorrich­ tung erfolgt der Kraftfluß für die Bewegungsübertragung beim Verstellen des Sitzes nicht über die Verzahnung mit den deformierbaren Zähnen, wie im nächstkom­ menden Stand der Technik, sondern mit den bewegungsübertragenden Zähnen des einen Elementes der Einstellvorrichtung. Ein wesentlicher Vorteil der erfindungs­ gemäßen Lösung besteht auch darin, daß das Spiel und damit die Toleranzen der Antriebselemente relativ groß sein können, weil der Spielreduktionskörper das Spiel unabhängig von seiner Größe zu beseitigen vermag.

Der Spielreduktionskörper kann die Form einer sich längs einer Verzahnung erstreckenden Leiste haben. Aber auch andere Formen einschließlich zahnrad­ artiger Scheiben kommen in Frage.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform greifen je zwei Zähne des Spielreduk­ tionskörpers in dieselbe Zahnlücke des Antriebselementes ein, wobei je einer an jeder der beiden die Zahnlücke begrenzenden Zahnflanken anliegt. Selbst­ verständlich wäre es aber auch möglich, nur jeweils einen Zahn des Spielre­ duktionskörpers in eine Zahnlücke eingreifen zu lassen und einen Teil dieser Zähne an der einen und die übrigen Zähne an der anderen Flanke jeder Zahn­ lücke anliegen zu lassen.

Vorzugsweise besteht der Spielreduktionskörper aus einem Kunststoff mit guten Gleiteigenschaften.

Sofern das eine der beiden Elemente eine Schnecke, eine Gewindespindel oder ein Ritzel und das andere eine Zahnstange ist, ist zweckmäßigerweise der Spielreduktionskörper in Form einer Leiste ausgebildet, die mit der Zahnstange verbunden ist. Vorteilhaft ist auch die Anordnung einer solchen Spielreduk­ tionsleiste zwischen zwei Zahnstangen.

Um während des Laufes der Schnecke ein periodisches Anschlagen des Ge­ windeganges an den Zähnen des Spielreduktionskörpers zu vermeiden, hat der Auslauf des Gewindeganges der Schnecke vorzugsweise eine zu seinem Ende hin abnehmende Höhe und eine abnehmende Breite.

Die Zahnstange und die zugehörige Spielreduktionsleiste können an einem Schenkel der einen Schiene eines Schienenpaares festgelegt sein. Im Hinblick auf einen optimalen Eingriff der Gewindegänge der Schnecke, der Spindel oder des Ritzels und der Spielreduktionsleiste in die Zahnstangen können die Zahn­ stange und die Spielreduktionsleiste um einen bestimmten Winkel in Drehrich­ tung der Spindel oder Schnecke versetzt angeordnet sein. Eine solche Verset­ zung ist auch dann vorteilhaft, wenn Zahnstangen in Eingriff mit der Schnecke oder Spindel stehen.

Im folgenden ist die Erfindung anhand von zwei in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen im einzelnen erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine Stirnansicht eines ersten Ausführungsbeispiels,

Fig. 2 eine unvollständig dargestellte Ansicht der das eine Antriebs­ element bildenden Schnecke,

Fig. 3 eine Stirnansicht der Schnecke,

Fig. 4 einen unvollständig dargestellten Längsschnitt der Schnecke sowie eine Ansicht einer mit der Schnecke zusammenwirken­ den Zahnstange und der zugeordneten Spielreduktionsleiste,

Fig. 5 eine Stirnansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels.

Ein Sitzschienenpaar für einen längseinstellbaren Kraftfahrzeugsitz weist eine im Querschnitt L-artige Unterschiene 1 sowie eine in dieser längsverschiebbar geführte, L-artige Oberschiene 2 auf, die im Ausführungsbeispiel beide aus Leichtmetall bestehen. Der im montierten Zustand liegende Schenkel 3 der Unterschiene 1 wird mit der Fahrzeugstruktur verbunden. Auf ihm stützt sich über Führungselemente 4, bei denen es sich um Gleitkörper oder Wälzkörper handeln kann, der liegende Schenkel 5 der Oberschiene 2 ab. Ferner stützen sich über Führungselemente 6, welche im Ausführungsbeispiel wie die Füh­ rungselemente 4 ausgebildet sind, die freien Endabschnitte der beiden im montierten Zustand vertikal angeordneten Schenkel 7 und 8 der Unterschiene bzw. der Oberschiene ab. Hakenförmige, mit Spiel einander hintergreifende Materialpartien 9 und 10 der Unterschiene 1 bzw. der Oberschiene 2, welche sich über die gesamte Schienenlänge erstrecken und an die Unterschiene 1 bzw. Oberschiene 2 angeformt sind, verhindern auch bei hohen Kräften, wie sie im Crashfall auftreten können, daß sich die Oberschiene 2 von der Unter­ schiene 1 löst.

An den liegenden Schenkel 5 der Oberschiene 2 ist im Bereich seines freien Endes eine Materialpartie in Form einer abgewinkelten Leiste 11 angeformt, deren einer Schenkel parallel zu der Oberseite 5' im Abstand von dieser ver­ läuft. Statt der im Ausführungsbeispiel auf diesen Schenkel ausgerichteten, an den vertikalen Schenkel 8 der Oberschiene 2 angeformten, leistenförmigen Materialpartie 12, könnte auch die mit gestrichelter Linie im Bereich des obe­ ren Endabschnittes des vertikalen Schenkels 8 angedeutete Materialpartie 12' vorgesehen sein. Die abgewinkelte Leiste 11 und die Materialpartien 12 sowie 12' dienen der Verbindung von Bauteilen des Fahrzeugsitzes, beispielsweise einem Höhenversteller und/oder einem Gelenkbeschlag, mit der Oberschiene 2.

Die Längseinstellung der Oberschiene 2 relativ zur Unterschiene 1 und ihre formschlüssige Blockierung in der gewählten Einstellage erfolgt mittels einer Schnecke 13 und einer als Ganzes mit 14 bezeichneten Zahnstange. Eine von einem nicht dargestellten Motor antreibbare Welle 15, auf welcher die Schnec­ ke 13 angeordnet und mit der sie fest verbunden ist, ist parallel zur Oberseite 5' des liegenden Schenkels 5 der Oberschiene 2 neben der dem vertikalen Schenkel 7 der Unterschiene 1 abgewandten Seite des vertikalen Schenkels 8 der Oberschiene 2 drehbar und axial unverschiebbar in einer nicht dargestell­ ten, mit der Oberschiene 2 verbundenen Lagerung gelagert. Im Bereich der Schnecke 13 ist der vertikale Schenkel 8 der Oberschiene 2 mit einem Fenster 20 versehen, durch das hindurch die Schnecke 13 in den Raum zwischen den beiden vertikalen Schenkeln 7 und 8 greift, wie Fig. 1 zeigt.

Die Zahnstange 14 weist zwei aus Stahl bestehende Flachschienen 16 und eine aus einem elastischen Kunststoff mit guten Gleiteigenschaften bestehende Spielreduktionsleiste 17 auf. Letztere ist zwischen den beiden Flachschienen 16 angeordnet und mit diesen verbunden. In Höhe der Welle 15 ist der vertikale Schenkel 7 der Unterschiene 1 mit parallel zur Welle 15 verlaufenden, in vertikaler Richtung übereinander angeordneten Reihen von Längsschlitzen versehen, die in Schienenlängsrichtung gegeneinander versetzt sind und sich über die gesamte Länge der Zahnstange 14 erstrecken. Deren Flachschienen 16 weisen je eine Reihe von korrespondierend zu den Längsschlitzen ausgebilde­ ten und angeordneten, parallelflankigen Zähnen auf, die spielfrei in die Längs­ schlitze eingreifen und dadurch in der Oberschiene 2 festgelegt sind. Im Ausführungsbeispiel stehen diese Zähne über die dem vertikalen Schenkel 8 abgekehrte Seite über. Letzteres ist aber nicht erforderlich. Die parallel zur Welle 15 liegenden Flachschienen 16 weisen längs der der Schnecke 13 zu­ gekehrten Randzone im Querschnitt trapezförmige Zähne 18 auf, welche in die Schnecke 13 eingreifen und deshalb an deren trapezförmiges Gewindeprofil angepaßt sind, wie dies Fig. 4 erkennen läßt. In Fig. 4 ist auch das Spiel dar­ gestellt, das zwischen den Zähnen 18 der Flachschienen 16 und den den Gewindegang der Schnecke 13 begrenzenden Flächen vorhanden ist, sofern die Schnecke 13 nicht angetrieben wird.

Dieses für ein reibungsarmes Zusammenwirken der Schnecke 13 mit den Zähnen 18 der Flachschienen 16 wichtige Spiel ist dann, wenn die Schnecke 13 stillsteht, störend, weil es geringfügige Bewegungen der Oberschiene 2 relativ zur Unterschiene 1 zuläßt, was beispielsweise zu Klappergeräuschen führen kann. Die Spielreduktionsleiste 17 dämpft und reduziert Bewegungen der Oberschiene 2 innerhalb des Spieles, während die Schnecke 13 stillsteht. Sie weist hierzu Zahnpaare auf, von denen je eines auf jeden Zahn 18 ausge­ richtet ist. Wie Fig. 4 zeigt, haben die beiden Zähne 19 jedes Zahnpaares die gleiche Höhe wie die Zähne 18, jedoch ein Querschnittsprofil, das rechteckig ist oder sich, wie im Ausführungsbeispiel, zum Zahnkopf hin etwas verbreitert. Wenn die Zahnpaare nicht in Eingriff mit der Schnecke 13 wären, würden die Zähne 19, wie Fig. 4 zeigt, gegen ihren Kopf hin in zunehmendem Maße über die beiden Flanken des zugeordneten Zahnes 18 hinausragen. Der Eingriff in die Schnecke 13 hat, wie Fig. 4 ebenfalls zeigt, zur Folge, daß die beiden Zähne 19 jedes Zahnpaares unter elastischer Deformierung gegeneinander gebogen sind. Die jeweils äußere Flanke der beiden Zähne 19 liegt daher mit Vorspannung an der einen bzw. anderen der beiden Flanken der Schnecke 13 an, zwischen welche sie zusammen mit dem zugeordneten Zahn 18 eingreifen. Die Zähne 19 halten deshalb dann, wenn die Schnecke 13 nicht angetrieben wird, die Flanken der Zähne 18 in geringem Abstand von den Flanken der Schnecke 13, zwischen die sie eingreifen. Deshalb sind das Spiel zwischen den Zähnen 18 und der Schnecke 13 beseitigt und spielbedingte Bewegungen sowie Geräusche ausgeschlossen. Dank der guten Gleiteigenschaften des Kunststoffmaterials, aus dem die Spielreduktionsleiste 17 besteht, wird durch die Anlage der Zähne 19 an den Flanken der Schnecke 13 die bei deren Antrieb zu überwindende Reibung nicht wesentlich erhöht.

Damit während des Laufes der Schnecke 13 der Auslauf 13'' ihres Gewinde­ ganges 13' nicht periodisch gegen die Zähne 19 der Spielreduktionsleiste 17 schlägt, hat der Auslauf 13'' des Gewindeganges 13' in beiden Endabschnitten eine gegen das Ende hin spiralförmig abnehmende Höhe, wie dies Fig. 3 für den einen Auslauf zeigt. Außerdem nähert sich, wie Fig. 2 zeigt, in beiden Ausläufen 13'' die außenliegende Flanke des Gewindeganges 13' gleichmäßig der innen liegenden Flanke, wodurch der Gewindegang 13' gegen seine Enden hin keilartig schmäler wird.

Das in Fig. 5 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von demjeni­ gen gemäß den Fig. 1 bis 3 im wesentlichen nur durch eine abgewandelte Anordnung und Ausbildung der Zahnstange. Deshalb kann wegen der übrigen Einzelheiten auf die Ausführungen zu dem ersten Ausführungsbeispiel Bezug genommen werden.

Bei dem ersten Ausführungsbeispiel hat die aus den beiden Flachschienen 16 und der zwischen ihnen liegenden Spielreduktionsleiste 17 bestehende Zahn­ stange 14 eine relativ große Breite, was dazu führt, daß der Eingriff der Zähne 18 der beiden Flachschienen 16 in die Schnecke 13 nicht mehr optimal ist. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 besteht deshalb die Zahnstange nur aus einer aus Stahl bestehenden Flachschiene 116 und der aus einem elastischen Kunststoff mit guten Gleiteigenschaften bestehenden Spielreduktionsleiste 117. Außerdem greifen die Zähne 118 der Flachschiene 116 sowie die Zähne 119 der Spielreduktionsleiste 117 an in Umfangsrichtung versetzten Stellen in die Schnecke 113 ein. Im Ausführungsbeispiel beträgt diese Versetzung etwa 120°. Die Flachschiene 116 und die Spielreduktionsleiste 117 sind auf der den Zähnen 118 bzw. 119 abgewandten Seite mit parallelflankigen Zähnen verse­ hen, die in je einen Längsschlitz des vertikalen Schenkels 107 der Unterschiene 101 spielfrei eingreifen. Die Längsschlitze bilden je eine sich über die Länge der Flachschiene 116 bzw. der Spielreduktionsleiste 117 erstreckende Reihe. Wie Fig. 5 zeigt, sind sowohl die Flachschiene 116 als auch die Spielreduk­ tionsleiste 117 kurz hinter dem Austritt aus dem vertikalen Schenkel 107 in eine radial zur Schnecke 113 verlaufende Richtung abgewinkelt, damit die Zähne 118 der Flachschiene 116 und die Zähne 119 der Spielreduktionsleiste 117 in radialer Richtung in die Schnecke 113 eindringen. Wie bei dem Aus­ führungsbeispiel gemäß den Fig. 1 bis 4 ist zwischen den Zähnen 118 und der Schnecke 113 ein Spiel vorhanden, das mit Hilfe der Spielreduktionsleiste 117 unwirksam gemacht wird, indem deren gegeneinander gebogene Zähne 119 mit Vorspannung an den Flanken der Schnecke 113 anliegen.

Claims (11)

1. Einstellvorrichtung für Fahrzeugsitze, insbesondere Kraftfahrzeugsitze, mit wenigstens zwei, ineinandergreifende Verzahnungen aufweisende An­ triebselemente, wobei dem einen Element (16; 116) ein Spielreduktions­ körper (17; 117) zugeordnet ist, der elastisch deformierbare Zähne (19; 119) aufweist, die zwischen die Zähne des anderen Elementes (13; 113) eingreifen und an deren Flanken mit einer durch eine Deforma­ tion erzeugten Vorspannung anliegen, dadurch gekennzeichnet, daß die deformierbaren Zähne (19; 119) des Spielreduktionskörpers (17; 117) zu­ sätzlich zu den bewegungsübertragenden Zähnen des einen Elementes (16; 116) zwischen die Zähne des anderen Elementes (13; 113) eingreifen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß je zwei Zähne (19; 119) des Spielreduktionskörpers in jede Zahnlücke des ande­ ren Elementes (13; 113) eingreifen und je einer dieser Zähne (19; 119) an jeder der beiden die Lücke begrenzenden Flanken anliegt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Spielreduktionskörper aus einem Kunststoff mit guten Gleiteigenschaften besteht.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Spielreduktionskörper als eine Leiste (17; 117) ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eines der beiden Elemente eine Gewindespindel oder Schnecke (13; 113) und das andere eine Zahnstange (14; 116, 118) ist und daß der Spielreduktionskörper (17; 117) mit der Zahnstange (14; 116, 118) ver­ bunden ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewin­ degang (13') der Gewindespindel oder Schnecke (13; 113) zumindest an seinem einen Ende einen Auslauf (13'') mit abnehmender Höhe aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewindegang (13') der Gewindespindel oder Schnecke (13; 113) zumin­ dest an seinem einen Ende einen Auslauf (13'') aufweist, in dem der Abstand der beiden Flanken gegen das Gangende hin abnimmt.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Spielreduktionsleiste (17) zwischen zwei je eine Reihe von Zäh­ nen (18) aufweisenden Schienen (16) angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnstange (14; 116, 118) am einen Schenkel (7; 107) der einen Schiene (1) eines Schienenpaares festgelegt ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß beide Schie­ nen (1, 2) des Schienenpaares zwei im Winkel zueinander angeordnete Schenkel (3, 7; 5, 8) aufweisen und die Schenkel (5, 8) der mit dem Sitz zu verbindenden Oberschiene (2) neben den entsprechenden Schenkeln (3, 7) der mit der Fahrzeugstruktur zu verbindenden Unterschiene (1) angeordnet sind und daß die Zahnreduktionsleiste (17) zwischen zwei den einen Schenkel (7) der Unterschiene (1) durchdringenden Zahnleisten (16, 18) liegt, die in eine ein Fenster (20) des neben ihm liegenden Schen­ kels (8) der Oberschiene (2) durchgreifende Schnecke (13) eingreifen.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne (118) der Zahnleiste (116) einerseits und die Zähne (119) der Spielre­ duktionsleiste (117) andererseits in unterschiedlichen, je radial bezüglich der Schnecke (113) verlaufenden Ebenen liegen.