DE202006004613U1

DE202006004613U1 - Antriebsvorrichtung für eine Verstelleinrichtung in Kraftfahrzeugen sowie Sitzverstelleinrichtung

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Publication number: DE202006004613U1
Application number: DE202006004613U
Authority: DE
Original assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Current assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date: 2005-10-18
Filing date: 2006-03-21
Publication date: 2007-03-01
Anticipated expiration: 2016-03-22

Abstract

Antriebsvorrichtung für eine Verstelleinrichtung in Kraftfahrzeugen, insbesondere für eine Sitzverstelleinrichtung, mit einem Elektromotor (3), einem Verstellgetriebe (4, 5) und einer zwischen dem Elektromotor (3) und dem Verstellgetriebe (4, 5) angeordneten Welle (10, 11), dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (10, 11) starr ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Antriebsvorrichtung für eine Verstelleinrichtung in Kraftfahrzeugen, insbesondere für eine Sitzverstelleinrichtung.
Hintergrund der Erfindung
Sitzverstelleinrichtungen für Kraftfahrzeugsitze können mit einem Elektromotor versehen sein. Mit einer Sitzverstelleinrichtung kann die Längsstellung des Sitzes, die Sitztiefe, die Höhe einer Sitzvorderkante, die Höhe der Sitzfläche, eine Neigung einer Rückenlehne, die Höhe einer Kopfstütze usw. verstellt werden.
Sitzverstelleinrichtungen für Kraftfahrzeugsitze werden relativ langsam verstellt. Die für den Antrieb verwendeten Elektromotoren drehen hingegen relativ schnell, typischerweise mit bis zu 3000 Umdrehungen pro Minute. Zur Kraftübertragung wird ein Verstellgetriebe verwendet, das so ausgelegt ist, dass mit möglichst gutem Wirkungsgrad eine starke Untersetzung erfolgt, um die benötigte langsame Verstellbewegung sowie das erforderliche Drehmoment zu erzielen.
Herkömmlich wird eine flexible Welle zur Kraftübertragung verwendet, die zwischen dem Elektromotor und dem Verstellgetriebe angeordnet ist. Eine solche herkömmliche Sitzverstelleinrichtung ist beispielhaft in der 3 dargestellt. Die allgemein mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnete Sitzverstelleinrichtung umfasst zwei karosseriefeste Spindeln 2. Auf den Spindeln 2 sitzt jeweils eine Spindelmutter 4, deren Innengewinde in das Außengewinde der Spindel 2 eingreift. Eine mit einer flexiblen Antriebswelle 6, 7 gekoppelte Antriebsschnecke 5 greift in eine Außenverzahnung der Spindelmutter 4, um diese drehanzutreiben und so die Verstellung der Spindelmutter 4 relativ zu der Spindel 2 zu bewirken. Der Elektromotor 3 ist an dem Sitzgestell gelagert bzw. mit einer Sitz-Oberschiene gekoppelt, um die Verstellung der Sitzoberschiene bzw. des Sitzgestells relativ zu der Sitzunterschiene in der bekannten Weise zu bewirken.
Die flexible Welle kann beispielsweise aus einer kraftübertragenden flexiblen Seele und einem ebenfalls flexiblen Hüllrohr bestehen. Beim Drehen der Seele gelangt diese bzw. das umgebende Hüllrohr häufig in unkontrollierte Schwingungen. Das Hüllrohr kann gar an benachbarte Bauteile anschlagen, was zu unerwünschten schlagartigen Geräuschen führt. Beim Drehen der Seele kann es gar zu resonanzähnlichen Phänomenen kommen, die ebenfalls aufgrund unerwünschter Geräuschentwicklung und erhöhtem Materialverschleiß zu vermeiden sind.
Zur Vermeidung der vorgenannten unerwünschten Geräuschentwicklung schlägt die DE 102 00 985 A1 eine flexible Welle für eine Verstellvorrichtung für Kraftfahrzeuge vor, mit einer rotierenden flexiblen Seele und mit einem diese umschließenden, ebenfalls flexiblen Hüllrohr, in das zwischen seinen Enden wenigstens eine Stützstelle für die rotierende Seele integriert ist, wobei das flexible Hüllrohr aus wenigstens zwei Bereichen unterschiedlicher Flexibilität besteht und in einem dieser Bereiche die Stützstellen integriert sind und/oder diese Bereiche durch wenigstens eine Stützstelle voneinander getrennt sind. Dieser Lösungsansatz ist vergleichsweise aufwendig.
Eine weitere Verstelleinrichtung für Kraftfahrzeuge, insbesondere für Sitzverstellungen, ist in der DE 198 15 283 C2 der Anmelderin offenbart.
DE 103 15 576 A1 offenbart eine Antriebsvorrichtung für eine Sitzverstelleinrichtung eines Kraftfahrzeugsitzes, mit einer zwischen dem Elektromotor und dem Verstellgetriebe angeordneten, biegsamen Welle, auf der eine Schwungmasse vorgesehen ist, die drehfest mit der biegsamen Welle verbunden ist. Damit kann zwar ein höheres Drehmoment in einfacher Weise erzielt werden, die unerwünschte Geräuschentwicklung bleibt jedoch bestehen.
Zusammenfassung der Erfindung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine einfache und kostengünstige Antriebsvorrichtung für Verstelleinrichtungen in Kraftfahrzeugen bereitzustellen, womit sich insbesondere die vorgenannte unerwünschte Geräuschentwicklung wirkungsvoll unterdrücken lässt. Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung soll ferner eine Sitzverstelleinrichtung für Kraftfahrzeuge mit einer solchen Antriebsvorrichtung bereitgestellt werden.
Diese und weitere Aufgaben werden gemäß der vorliegenden Erfindung durch eine Antriebsvorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 1 sowie durch eine Sitzverstelleinrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 10 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der rückbezogenen Unteransprüche.
Somit geht die vorliegende Erfindung aus von einer Antriebsvorrichtung für eine Verstelleinrichtung in Kraftfahrzeugen, mit einem Elektromotor, einem Verstellgetriebe und einer zwischen dem Elektromotor und dem Verstellgetriebe angeordneten Welle. Erfindungsgemäß zeichnet sich die Antriebsvorrichtung dadurch aus, dass die Welle starr ist, also im Betrieb nicht durch Verbiegen quer zur Längsachse verbogen wird. Dies führt erfindungsgemäß zu einem höheren Wirkungsgrad bei der Kraftübertragung und verhindert gleichzeitig, dass die rotierende Welle an angrenzenden Bauteilen unkontrolliert anschlägt und somit verschleißt und Geräusche verursacht.
Durch Verwendung eines starren, unbiegsamen Materials für die Welle lässt sich eine weitere Kosteneduzierung erzielen. Insbesondere bei Kraftfahrzeugsitzen lassen sich erfindungsgemäß identische Antriebsmotoren für sämtliche Sitzverstelloptionen verwenden, wie beispielsweise Länge, Höhe und Neigung wie vorstehend ausgeführt, sodass insgesamt ein einheitlicheres akustisches Gesamtbild der Sitzverstellung erzielt werden kann, was zu einem vorteilhafteren Gesamteindruck eines elektromotorisch verstellbaren Kraftfahrzeugsitzes beiträgt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Welle als Vierkantwelle ausgebildet, vorzugsweise als Stahl-Vierkantwelle. Solche Wellen zeichnen sich durch eine hohe Biegesteifigkeit aus und resultieren bei gleichen Abmessungen im Vergleich zu flexiblen Wellen zu einem höheren Drehmoment, was zur weiteren Schwingungsreduktion vorteilhaft beiträgt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Welle ferner ein Führungsrohr aus einem Kunststoff mit einer Innenverzahnung, wobei die Innenverzahnung mit dem Verstellgetriebe bzw. einem dem Elektromotor nachgeschalteten Untersetzungsgetriebe zusammen wirkt.
Um ein zu rasches Drehen der Welle zu vermeiden, ist gemäß einer weiteren Ausführungsform zwischen dem Elektromotor und der Welle ein Untersetzungsgetriebe vorgesehen. Durch die so erzielbare kleinere Drehzahl der Welle kann die Geräuschentwicklung noch weiter gemindert werden. Ein solches Untersetzungsgetriebe kann beispielsweise eine Antriebsschnecke und ein mit dieser zusammenwirkendes Schneckenrad umfassen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Verstellgetriebe als Übersetzungsgetriebe ausgelegt. Zweckmäßig kann das Übersetzungsverhältnis dieses Übersetzungsgetriebes auf das Untersetzungsverhältnis des Untersetzungsgetriebes abgestimmt sein, insbesondere gleich dem inversen Untersetzungsverhältnis sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Untersetzungsverhältnis des Untersetzungsgetriebes auch größer sein als das inverse Übersetzungsverhältnis des Übersetzungsgetriebes, was zu einer vergleichsweise raschen Sitzverstellung beiträgt.
Figurenübersicht
Nachfolgend wird die Erfindung in beispielhafter Weise unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden, woraus sich weitere Merkmale, Vorteile und zu lösende Aufgaben ergeben werden und worin:
1 in einer schematischen Draufsicht eine Antriebsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;
2 in einer teilperspektivischen Explosionsdarstellung eine Antriebsvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
3 eine Antriebsvorrichtung gemäß dem Stand der Technik darstellt.
In den Figuren bezeichnen identische Bezugszeichen identische oder im Wesentlichen gleich wirkende Elemente oder Elementgruppen.
Ausführliche Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen
Bei der Antriebsvorrichtung gemäß der 1 ist die Welle 10 als starre Welle ausgebildet, insbesondere als Stahl-Vierkantwelle und/oder als Führungsrohr aus Kunststoff mit einer Innenverzahnung. Dabei ist der Elektromotor 3 nahe der linken Spindel 2 angeordnet. Sofern die Kraftübertragung auf die linke Spindel 2 nicht unmittelbar über ein Getriebe erfolgt, kann auch eine mit dem Bezugszeichen 11 bezeichnete Welle als starre Welle im Sinne der vorliegenden Anmeldung ausgebildet sein. Gemäß der 1 ist der Elektromotor 3, insbesondere dessen Abtriebswelle, in Fahrzeuglängsrichtung und parallel zu den Spindeln 2 angeordnet. Dies kann Vorteile bei der Integration im Fahrzeug bzw. Fahrzeugsitz ergeben. Ein Vorgelege bzw. Getriebe 12 überträgt die Antriebskraft des Elektromotors 3 auf die Wellen 10, 11.
Weitere Einzelheiten eines Ausführungsbeispiels können der 2 entnommen werden, die sich auf eine Längsverstelleinrichtung für Kraftfahrzeugsitze bezieht. Diese umfasst eine mittels Befestigungsbolzen 21 an der Karosserie (nicht gezeigt) befestigte Unterschiene 20 und eine in dieser gleitbeweglich gelagerte Oberschiene 22. Unterschiene 20 und Oberschiene 22 bilden einen im wesentlichen rechteckförmigen Hohlraum aus, in dem die Spindel 2 karosseriefest gelagert ist. An der Oberseite der Oberschiene 22 ist mittels Nieten 24 eine aus einem Blech gestanzte und umgeformte U-förmige Halterung 23 befestigt, die an ihrem sitzeinwärts weisenden Ende eine quadratische Aufnahme 25 zum Aufnehmen des Getriebegehäuses 26 ausbildet. Genauer gesagt ist der ausgestanzte Bereich der Aufnahme 25 flügelartig umgeformt, um zwei seitliche im Wesentlichen quadratische Flansche auszubilden. Gemäß der 2 ist an dem hinteren Flansch der Motordeckel 29 mittels Schrauben oder vergleichbaren Befestigungselementen befestigt, die auch den Elektromotor 3 an dem Motordeckel 29 und dem Seitenflansch der Aufnahme 25 befestigen. Die Abtriebsachse des Elektromotors 3 verläuft parallel zu der Spindel 2. Gemäß der 2 durchragt die Abtriebswelle 31 mit der an deren vorderem, freiem Ende vorgesehenen Antriebsschnecke 32 die zylindrische Aussparung 30 in dem Motordeckel 29. Dabei bewirkt der Motordeckel 29 eine geeignete Abdichtung der Abtriebswelle 31 und des Elektromotors 3. Die Antriebsschnecke 32 kämmt mit der Außenverzahnung des Schneckenrads 33, das in dem Getriebegehäuse 26 untergebracht ist.
Gemäß der 2 ist auf der sitzeinwärts zeigenden Stirnseite des Getriebegehäuses 26 ein Deckel 27 befestigt, welcher die Antriebsschnecke 33 in dem Getriebegehäuse 26 sichert und von der starren Welle 10 durchragt wird. Die Befestigung des Deckels 27 an dem Getriebegehäuse 26 erfolgt mittels Schrauben 28 oder vergleichbaren Befestigungselementen.
Somit ist die Abtriebswelle des Elektromotors 3 parallel zur Verstellrichtung ausgerichtet und senkrecht zur sich quer erstreckenden starren Welle 10. Die Welle 10 bzw. das Getriebegehäuse 26 ist, die jeweilige Oberschiene 22 durchgreifend, mit einem von einer Schnecke und einer mit dieser zusammen wirkenden Spindelmutter gebildeten Verstellgetriebe gekoppelt (vgl. 1), was die Längsverstellung der Oberschiene 22 relativ zu der karosseriefesten Unterschiene 20 bewirkt.
Wie dem Fachmann beim Studium der vorstehenden Beschreibung ohne weiteres ersichtlich sein wird, kann die Abtriebswelle des Elektromotors auch parallel zur starren Welle und somit senkrecht zur Verstellrichtung ausgerichtet sein, beispielsweise im Falle der Verwendung eines Stirnradpaares für das Vorgelegegetriebe, sodass der Elektromotor dann parallel zur starren Welle ausgerichtet ist.
Die Anwendung der Erfindung beschränkt sich nicht auf die oben beschriebene Betätigung einer Sitzlängsverstellung. Es ist weiterhin möglich, die Erfindung für Spindel- oder Schneckenantriebe zum Verstellen der Sitzhöhe, der Sitzneigung, der Sitzkissentiefe, der Sitzlehne und der Verstellung der Kopfstütze usw. einzusetzen. Erfindungsgemäß ist auch die Anwendung für einen Fensterheberantrieb ausdrücklich angedacht.

1: Antriebsvorrichtung
2: Spindel
3: Motor
4: Spindelmutter
5: Schnecke
6: Antriebswelle
7: Flexible Antriebswelle
10: Starre Antriebswelle
11: Antriebswelle
12: Vorgelege/Getriebe
20: Unterschiene
21: Befestigungsbolzen
22: Oberschiene
23: Halterung
24: Befestigungselement/Niete
25: Aufnahme
26: Getriebegehäuse
27: Deckel
28: Befestigungselement/Schraube
29: Motordeckel
30: Zylindrische Aussparung
31: Abtriebswelle
32: Antriebsschnecke
33: Schneckenrad

Claims

Antriebsvorrichtung für eine Verstelleinrichtung in Kraftfahrzeugen, insbesondere für eine Sitzverstelleinrichtung, mit einem Elektromotor (3), einem Verstellgetriebe (4, 5) und einer zwischen dem Elektromotor (3) und dem Verstellgetriebe (4, 5) angeordneten Welle (10, 11), dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (10, 11) starr ist.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Welle (10, 11) als Vierkantwelle ausgebildet ist, vorzugsweise als Stahl-Vierkantwelle.
Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Welle (10, 11) als Führungsrohr aus einem Kunststoff mit einer Innenverzahnung ausgebildet ist oder diese weiterhin umfasst.
Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zwischen Elektromotor (3) und Welle (10, 11) ein Untersetzungsgetriebe (26) zur Übertragung der Antriebskraft des Elektromotors (3) auf die Welle (10, 11) vorgesehen ist.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 4, wobei das Untersetzungsgetriebe eine Antriebsschnecke (32) und ein mit dieser zusammenwirkendes Schneckenrad (33) umfasst.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 5, wobei das Verstellgetriebe (4, 5) als Übersetzungsgetriebe ausgelegt ist.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 6, wobei ein Untersetzungsverhältnis des Untersetzungsgetriebes (26) gleich einem inversen Übersetzungsverhältnis des Übersetzungsgetriebes ist.
Antriebsvorrichtung nach Anspruch 6, wobei ein Untersetzungsverhältnis des Untersetzungsgetriebes (26) größer einem inversen Übersetzungsverhältnis des Übersetzungsgetriebes ist.
Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Abtriebswelle (31) des Elektromotors (3) senkrecht zur Welle (10, 11) ausgerichtet ist.
Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei eine Abtriebswelle (31) des Elektromotors (3) parallel zur Welle (10, 11) ausgerichtet ist.
Sitzverstelleinrichtung für Kraftfahrzeuge, gekennzeichnet durch eine Antriebsvorrichtung (1) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche.
Sitzverstelleinrichtung nach Anspruch 9, wobei ein Gehäuse des Untersetzungsgetriebes (26) in einer durch Stanzen und Umformen eines Blechs ausgebildeten Aufnahme (25) einer mit einer Sitz-Oberschiene (22) verbundenen Halterung (23) aufgenommen ist.
Sitzverstelleinrichtung nach Anspruch 10, wobei der Elektromotor (3) über einen Motordeckel (29) mit dem Gehäuse (26) des Untersetzungsgetriebes oder einem Seitenflansch der Halterung (23) verbunden ist.
Sitzverstelleinrichtung nach Anspruch 11, wobei in dem Motordeckel (29) eine zylindrische Aussparung (30) ausgebildet ist, die von einer Abtriebswelle (31) des Elektromotors (3) durchragt wird.
Sitzverstelleinrichtung nach Anspruch 11 oder 12, wobei an dem Gehäuse (26) des Untersetzungsgetriebes ein Deckel (27) befestigt ist, der von der Welle (10) durchragt wird.
Sitzverstelleinrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, bei der eine Abtriebswelle (31) des Elektromotors (3) parallel zu Spindeln (2) der Sitzverstelleinrichtung (1) ausgerichtet ist bzw. eine Abtriebswelle (31) des Elektromotors (3) senkrecht zur Welle (10, 11) ausgerichtet ist.