DE2831314A1

DE2831314A1 - Motorisch verstellbarer sitz, insbesondere kraftfahrzeugsitz

Info

Publication number: DE2831314A1
Application number: DE19782831314
Authority: DE
Inventors: Willibald Strowik; Paul Werner
Original assignee: Keiper Automobiltechnik GmbH and Co KG
Current assignee: Keiper Automobiltechnik GmbH and Co KG
Priority date: 1978-07-17
Filing date: 1978-07-17
Publication date: 1980-02-07
Also published as: US4278290A; DE2831314C3; FR2431390A1; DE2831314B2; FR2431390B1

Description

DiPL.-iNG. LUDEWIG · dipl.-phys. BUSE - dipl.-phys. MENTZEL

5600 WUPPERTAL 2, den

37 Kennwort: "Poti-Stelltrieb"

Firma Keiper Automobiltechnik GmbH & Co. KG, 5630 Remscheid-Hasten, Büchelstr. 54 - 58

Motorisch verstellbarer Sitz, insbesondere Kraftfahrzeugsitz.

Die Erfindung bezieht sich auf einen motorisch verstellbaren Sitz, insbesondere Kraftfahrzeugsitz, mit einem die Sitzeinstellung steuernden Mikoprozessor und als Meßwertgeber zur abrufbaren Speicherung der Sitzlage fungierenden Potentiometer, das mit dem Stellmotor über ein Vorschaltgetriebe gekuppelt ist.

Zum Einstellen eines motorisch verstellbaren Sitzes ist es bekannt, mit dem Stellmotor ein Potentiometer zu kuppeln, das als Meßwertgeber eine der Sitzstellung entsprechenden Teilspannung an den Speicher eines Seuergerätes wie beispielsweise einen Mikroprozessor, abgibt. Dadurch ist es möglich, die bei einer Ersteinstellung des Sitzes gewählte Sitzstellung selbst nach anschließender Verstellung des Sitzes jederzeit wieder exakt anzusteuern, wenn der der Ersteinstellung des Sitzes zugehörige Meßwert - welcher in diesem Fall eine bestimmte potentiometrische Teilspannung darstellt - gespeichert ist. Da jedoch zur Verstellung des Sitzes ein bestimmter Verstellbereich gehört, für den normalerweise eine Vielzahl von Umdrehungen der Abtriebswelle des Motors erforderlich sind und der Verstellweg des Potentiometers relativ klein ist, so ist es notwendig, die Drehzahl der Motor-

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abtriebswelle zum Potentiometer hin zu untersetzen. Diesem Zweck dient ein.Untersetzungsgetriebe, welches zwischen dem Potentiometer und der Motorabtriebsweile angeordnet ist. Derartige Vorschaltgetriebe benötigen einerseits einen Einbauraum und sind andererseits an mit dem Sitz verbundenen Konsolen od.dgl. zu haltern. Außerdem wird es in vielen Fällen erforderlich sein, das Untersetzungsgetriebe und das Potentiometer mit einem Schutzgehäuse zu versehen, um äußere, etwa schädigende, Einflüsse fernhalten zu können.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen motorisch verstell- ^J baren Sitz der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem das dem Potentiometer vorgeschaltete Untersetzungsgetriebe zusammen mit dem Potentiometer auf kleinstem Raum bei gegebenenfalls hohen Untersetzungsverhältnissen angeordnet werden kann.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst, indem das Potentiometer und das Vorschaltgetriebe zu einer Baueinheit integriert sind. Durch;die Bildung einer aus dem Potentiometer und dem Vorschaltgetriebe zusammengesetzten Baueinheit lassen sich die Kuppelglieder zwischen dem Vorschaltgetriebe und dem Motor einerseits und zwischen dem Vorschaltgetriebe und dem Potentiometer" anderer-seits platzsparend ineinander schachteln. Dabei bildet vorzugs-

^ weise der mit einem Schleifring, einem Ringwiderstand und einen

diese brückenartig verbindenden, an einer Trägerscheibe festgelegten Schleifer versehene, als Drehpotenziometer ausgebildete Meßwertgeber mit seiner den Ringwiderstand und den Schleifring tragenden Wandung einen Gehäusedeckel der.Potentiometer-Getriebe-Baueinheit.

Eine raumsparende Ausbildung des Vorschaltgetriebes läßt sich erzielen, indem nach einem Ausgestaltungsmerkmal der Erfindung das Vorschaltgetriebe eine mit dem Motor drehverbundene Aufsteckhülse mit einem Exzenterabschnitt aufweist, auf welchem ein Stirnrad drehbar gelagert ist, das in die Innenverzahnung eines mit

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dem Getriebegehäuse fest verbundenen Zahnkranzes eingreift und mittels stirnseitig austretender Mitnehmerzapfen in Bohrungen einer auf der Aufsteckhülse zentrisch gelagerten, mit der Trägerscheibe des Schleifers drehverbundenen Abtriebscheibe drehmomentübertragend verbunden ist. Da einerseits das Erfordernis besteht, die maximalen Stellwege des Sitzes ausnutzen zu können und andererseits günstigstenfalls ein Stellweg von etwa 300° bei einem Drehpotentiometer vorhanden ist, sollte zwischen der Abtiebsdrshzahl des Motors und der Drehbewegung der Potentiometerscheibe ein großes Untersetzungsverhältnis ausgewählt werden können. Aus diesem Grund ist nach einem weiteren Ausgestaltungsmerkmal der w Erfindung der Durchmesser des Kopfkreises des Stirnrades um wenigstens eine Zahnhöhe kleiner als der Durchmesser des Fußkreises des innenverzahnten Zahnkranzes, wobei sich die Zähnezahlen des Stirnrades und des innenverzahnten Zahnkranzes um wenigstens eins unterscheiden und die Exzentrizität des Exzenterabschnitts der Aufsteckhülse etwa der Differenz zwischen dem Radius des Fußkreises des innenverzahnten Zahnkranzes und dem Radius des Kopfkreises des Stirnrades entspricht.

Um jedoch bei einem Drehen des Motors über den Stellweg der die Schleifer tragenden Trägerscheibe hinaus vom Potentiometer Zerstörungen fernhalten zu können, ist die mit dem Stirnrad dreh-/"> verbundene Abtriebscheibe vorzugsweise mit der die Schleifer aufweisenden Trägerscheibe in Form einer Rutschkupplung verbunden. Eine derartige Rutschkupplung läßt sich auf einfache Weise vorteilhaft nach einem Ausgestaltungsmerkmal der Erfindung dadurch bilden, daß die Abtriebscheibe auf ihrem Umfang eine Nut aufweist, in welche am Umfang der Trägerscheibe angeordnete Federzungen eine Rastverbindung bildend federnd eingreifen.

Damit der Zahnkranz des mit einer Aufsteckhülse auf dem Abtriebswellenstumpf des Motors angeordneten Vorschaltgetriebes in einer ortsfesten Lage verbleibt, weisen nach einem weiteren Ausgestalgungsmerkmal der Erfindung sowohl das Getriebegehäuse als auch der

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damit fest verbindbare Gehäusedeckel stirnseitig einen nach außen gerichteten, gleich weit von der Längsachse der Aufsteckhülse angeordneten Zapfen zur Drehsicherung des Getriebegehäuses auf..-..--"

Zur Stellwegbegrenzung der die Schleifer tragenden Trägerscheibe weist nach einem weiteren Ausgestaltungsmerkmal der Erfindung der Gehäusedeckel einen Anschlagnocken für einen Anschlagfinger der Trägerscheibe auf, wobei der Anschlagnocken gleichfalls die den Ringwiderstand und den Schleifring kontaktierenden Stromleitungen haltert. Dabei sind die Stromleitungen vorzugsweise in den Anschlagnocken des Gehäusedeckels eingegossen und ragen mit Steckerstiften aus diesem nach außen heraus, so daß ein an der Verbindungsleitung angeformter Stecker auf die in den Gehäuseinnenraum einragenden Stromleitungen aufgesteckt werden kann.

Die Erfindung ist in einem Ausführungsbeispiel auf der Zeichnung dargestellt, welches nachfolgend näher erläutert wird. Es zeigen:

Fig.1 einen Stellmotor mit einer auf seinen Abtriebswellenstumpf aufgesteckten Potentiometer-Getriebe-Baueinheit in einer Ansicht,

Fig.2 die aus Fig.1 ersichtliche Potentiometer-Getriebe-Baueinheit in einem Vertikalschnitt in gegenüber der Fig.1 vergrößertem Maßstab und mit einem in strichpunktierten Linien dargestellten Ausschnitt des unteren Motorbereiches,

Fig.3 die Potentiometer-Getriebe-Baueinheit in einem . Schnitt nach der Linie III-III von Fig.2,

Fig.4 die Potentiometer-Getriebe-Baueinheit in einem Schnitt nach der Linie IV-IV von Fig.2,

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Fig. 5 einen weiteren,den Zahneingriff des auf dem Exzenterabschnitt der Aufsteckhülse angeordneten Stirnrades in die Innenverzahnung des Getriebegehäuses darstellenden Schnitt der Potentiometer-Getriebe-Baueinheit nach der Linie V-V von Fig. 2.

Der in Fig. 1 dargestellte, mit einem Schneckengetriebe versehene Getriebemotor 10, mag zur Verstellung der Rückenlehne oder des Sitzteiles eines nicht dargestellten Kraftfahrzeugsitzes benutzt werden. Dabei weist der Schneckentrieb an der dem Antriebsritzel· 11 gegenüberliegenden Seite einen Abtriebswellenstumpf 12 auf. Auf diesen Abtriebswellenstumpf 12 ist eine Potentiometer-Getriebe-Baueinheit 13 aufgesteckt und durch einen Sicherungsring 14 in axialer Richtung auf dem Abtriebswellenstumpf 12 gesichert. Die Baueinheit 13 besteht aus einem als Drehpotentiometer ausgebildeten Potentiometer 15 und aus einem die Abtriebsdrehzahl des Getriebemotors 10 untersetzenden Vorschaltgetriebe 16. Dieses Vorschaltgetriebe 16 sitzt mit einer Aufsteckhülse 17 auf dem Abtriebswellenstumpf 12 des Getriebemotors 10, wobei sowohl der Abtriebswellenstumpf als auch die Aufsteckhülse 17 bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel zur Drehmomentübertragung mit einer Kerbverzahnung versehen sind. Außerdem weist die Aufsteckhülse einen Exzenterabschnitt 18 auf, auf welchem ein Stirnrad 19 drehbar gelagert ist. Dieses Stirnrad 19 weist neben seiner Außenverzahnung 20 drei auf gleichem Umfang gleichmäßig verteilt angeordnete und aus einer Stirnseite austretende Mitnehmerzapfen 21 auf, welche von elastischen Ringen 22 umfaßt in Bohrungen 23 einer auf dem Außenmantel der Aufsteckhülse 17 zentrisch gelagerten Abtriebsscheibe 24 des Vorschaltgetriebes 16 eingreifen. Die Außenverzahnung 20 des Stirnrades 19 kämmt mit der Innenverzahnung 25 eines Zahnkranzes 26, der bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel _rwie insbesondere der Fig. 2 entnommen werden kann, Bestandteil eines topfartigen Getriebegehäuses 27 ist, welches sich zen-

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trisch auf dem Außenmantel der Aufsteckhülse 17 abstützt. Dieses Getriebegehäuse 27 weist an seiner Stirnseite einen von der Längsmitte der Aufsteckhülse 17 entfernt angeordneten Zapfen 28 auf, der in eine Ausnehmung 29 in der angrenzenden Seitenwand des Getriebemotors 10 eingreift und das Getriebegehäuse 27 gegen Verdrehung sichert.

Die Abtriebsscheibe 24 weist an ihrer äußeren ümfangsfläche eine bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel V-förmige Nut 30 auf, die der Befestigung einer brückenartig verbundenen Schleifer 31 aufweisenden Trägerscheibe 32 des Potentiometers 15 dient, in "N dem die Trägerscheibe 32 mit drei auf ihrem Umfang gleichmäßig verteilten Federzungen 33 in die Nut 30 eine Rutschkupplung bildend verrastend eingreift, über den Schleifer 31 ist ein Schleifring 34 mit einem Ringwiderstand 35 stromleitend verbunden, wobei sowohl der Schleifring 34 als auch der Ringwiderstand 35 an einer einen Gehäusedeckel 36 bildenden Stirnwand der Potentiometereinheit 15 befestigt sind. Dieser Gehäusedeckel 36 stützt sich einerseits zentrisch auf dem Außenmantel der Aufsteckhülse 17 ab und ist andererseits drehfest mit dem topfartigen Getriebegehäuse 27 verbunden, so daß sowohl das Potentiometer 15 als auch das Vorschaltgetriebe 16 in einem Gehäuse abgekapselt untergebracht sind. Auch der Gehäusedeckel 36 weist einen Zapfen 37 auf, der gleichweit vom Dr'ehmittelpunkt der Aufsteckhülse 17 entfernt ist wie der am Getriebegehäuse 27 angeordnete Zapfen 28. Demnach ist es unerheblich, ob die Potentiometer-Getriebe-Baueinheit mit der Stirnseite des Getriebegehäuses 27 oder der Stirnseite des Gehäusedeckels 36 am Getriebemotor 10 anliegend auf die Aufsteckhülse 17 aufgesteckt ist. Der Gehäusedeckel 36 weist an einem Umfangsab- , schnitt einen Anschlagnocken 38 für die Drehbegrenzung der Trägerscheibe 32 auf, die ihrerseits mit einem Anschlagfinger 39 gegen den Anschlagnocken 38 des Gehäusedeckels 36 anstoßen kann. Dadurch wird die Drehbewegung der die Schleifer 31 aufweisenden Trägerscheibe auf etwa 300 ° begrenzt. Der Anschlagnocken 38 dient außerdem

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der Halterung der Stromleitungen 40 und 41, wobei die Stromleitung 40 mit dem Schleifring 34 und die Stromleitungen 41 mit dem Ringwiderstand 35 verbunden sind. Die Stromleitungen 40 und 41 können im Anschlagnocken 38 beispielsweise vergossen sein und mit ihren herausragenden Enden Steckerstifte zum Anschluß eines Verbindungskabels mit dem Mikroprozessor bilden. Um den maximalen Stellweg der Rückenlehne oder den Verstellweg des Sitzteiles durchfahren zu können, muß das Antriebsritzel 11 eine Vielzahl von Umdrehungen ausführen können, während gleichzeitig die Trägerscheibe 32 zusammen mit dem daran befestigten Schleifer 31 maximal einen Verstellweg, der einem Drehwinkel von etwa 300 ° entspricht, zurücklegen darf. Aus diesem Grund ist die Drehzahl des Abtriebswellenstumpfes entsprechend zu untersetzen. Zu diesem Zweck ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel der Durchmesser des Kopfkreises des Stirnrades 19 um wenigstens eine Zahnhöhe kleiner als der Durchmesser des Fußkreises des innenverzahnten Zahnkranzes 26. Eine größtmögliche Untersetzung wird erhalten, wenn sich die Zähnezahlen des Stirnrades 19 und des innenverzahnten Zahnkranzes 26 um nur eine Zähnezahl unterscheiden. Die Wahl der maximalen Zähnezahl ist abhängig von dem für den Verwendungsfall erforderlichen Untersetzungsverhältnis. Dabei entspricht die Exzentrizität des Exzenterabschnittes 18 der Aufsteckhülse 17 etwa der Differenz zwischen dem Radius des Fußkreises des innenverzahnten Zahnkranzes 2 6 \: ü dem Radius des Kopf kreises des Stirnrades 19. Bei einer Umdrehung der Aufsteckhülse 17 dreht sich das Stirnrad 19 mit einer taumelnden Bewegung um jeweils nur einen Zahn weiter, wodurch auch die Abtriebsscheibe 24 nur um den Zahnteilungswinkel weitergedreht wird. Um der taumelnden Bewegung des Stirnrades 19 die erforderliche Freiheit zu lassen, sind die Bohrungen 23 in der Abtriebsscheibe 2 4 um die doppelte Exzentrizität des Exzenterabschnittes 18 größer als die Außendurchmesser der auf dem Mitnehmerzapfen 21 angeordneten elastischen Ringe 22.

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Wenn nun der Sitz in einem dem Sitzbenutzer genehme Lage verstellt wird, so nimmt nach dem Verstellvorgang der Schleifer 31 eine bestimmte Stellung auf dem Ringwiderstand 35 ein, so daß eine bestimmte Spannungsteilung erzielt ist. Diese Teilspannung wird als Speicherwert in den Mikroprozessor eingegeben und kann dort bedarfsweise gespeichert werden, so daß nach einer Verstellung der Sitzposition jederzeit die einmal gespeicherte Sitzlage wieder erneut angefahren und eingestellt werden kann.

Wie bereits erwähnt wurde, ist die dargestellte Ausführung lediglich eine beispielsweise Verwirklichung der Erfindung, die keinesfalls allein darauf beschränkt ist. Es sind vielmehr noch manche andere Ausführungen und Ausgestaltungen' der Erfindung möglich. So ist es beispielsweise denkbar, statt der Aufsteckhülse 17 einen Exzenterbolzen zu verwenden, der seitlich die Potentiometer-Getriebe-Baueinheit überragt und mit dem Getriebemotor gekuppelt sein kann. Außerdem läßt sich die Potentiometer-Getriebe-Baueinheit als einseitig offene Gehäuseanordnung ausbilden, die an einen passenden Motorflansch angeschlossen werden kann. Auch ließe sich statt des vorbeschriebenen, als Planetengetriebe ausgebildeten Vorschaltgetriebes 16 ein solches verwenden, welches als Stirnradgetriebe oder als Schneckengetriebe ausgebildet sein kann.

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Claims

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Patentanwälte: : -

DIPL-ING. LÜDEWIG · DIPL.-PHYS. BUSE . DIPL-PHYS. MENTZEL

5600 WUPPERTAL 2, den

.37 Kennwort: "Poti-Stelltrieb"

Ansprüche :

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Motorisch verstellbarer Sitz, insbesondere Kraftfahrzeugsitz :

mit einem die Sitzeinstellung steuernden Mikroprozessor \

J und als Meßwertgeber zur abrufbaren Speicherung der Sitz- !

lage fungierenden Potentiometer, das mit dem Stellmotor ; über ein Vorschaltgetriebe gekuppelt ist,

dadurch gekennzeichnet, daß das ■

Potentiometer (15) und das Vorschaltgetriebe (16) zu " .j

einer Baueinheit (13) integriert sind. I
2. Sitz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der i mit einem Schleifring (34) einen Ringwiderstand (35) und i einen diese brückenartig verbindenden, an einer Träger- ί scheibe (32) festgelegten Schleifer (31) versehene, als
Drehpotentiometer (15) ausgebildete Meßwertgeber mit seiner I

._N den Ringwiderstand (35) und den Schleifring (34) tragenden I

" Wandung einen Gehäusedeckel (36) der Potentiometer-Getriebe- i

Baueinheit (13) bildet. ,ί
3. Sitz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ■■ das Vorschaltgetriebe (16) eine mit dem Motor (10) dreh- f verbundene Aufsteckhülse (17) mit einem Exzenterabschnitt ? (18) aufweist, auf welchem ein Stirnrad (19) drehbar gelagert ist, das in die Innenverzahnung (25) eines mit dem
Getriebegehäuse (27) fest verbundenen Zahnkranzes (26) :;

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eingreift und mittels stirnseitig austretender Mitnehmerzapfen (21) in Bohrungen (23) einer auf der Aufsteckhülse (17) zentrisch gelagerten, mit der Trägerscheibe (32) des Schleifers (31) drehverbundenen Abtriebsscheibe (24) drehmomentübertragend verbunden ist.
4. Sitz nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet/ daß der Durchmesser des Kopfkreises des Stirnrades (19) um wenigstens eine Zahnhöhe kleiner ist als der Durchmesser des Fußkreises des innenverzahnten Zahnkranzes (26), wobei sich die Zähnezahlen des Stirnrades (19) und des innen-

''«-*' ■ verzahnten Zahnkranzes um wenigstens eins unterscheiden und die Exzentrizität des Exzenterabschnittes (18) der Aufsteckhülse (17) etwa der Differenz zwischen dem Radius des Fußkreises des innenverzahnten Zahnkranzes (26) und dem Radius des Kopfkreises des Stirnrades (19) entspricht.
5. Sitz nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Stirnrad (19) drehverbundene Abtriebscheibe (24) mit der die Schleifer (31) aufweisenden Trägerscheibe (32) in Form einer Rutschkupplung verbunden ist.
f^ 6. Sitz nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtriebscheibe (24) auf ihrem Umfang eine Nut (30) aufweist, in welche am Umfang der Trägerscheibe (32) angeordnete Federzungen (33) eine Rastverbindung bildend federnd eingreifen.
7. Sitz nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl das Getriebegehäuse (27) als auch der damit fest verbindbare Gehäusedeckel (36) stirnseitig einen nach außen gerichteten, gleich weit von der Längsachse der Aufsteckhülse (17) angeordneten Zapfen (28, 37) zur Drehsicherung des Getriebegehäuses aufweisen.

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8. Sitz nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäusedeckel einen Anschlagnocken (38) für einen Anschlagfinger (39) der Trägerscheibe (32) aufweist, wobei der Anschlagnocken (38) gleichfalls die den Ringwiderstand (35) und den Schleifring (34) kontaktierenden Stromleitungen (40, 41) haltert.

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