DE3927738C2 - Getriebevorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Getriebevorrichtung mit einem Ritzel und einer bogenförmigen Zahnstange, in deren Verzahnung das Ritzel eingreift, die in Richtung auf das Ritzel elastisch vorgespannt ist und die mit mindestens einer Auflagefläche, deren Gesamtlänge kleiner als die Länge der Zahnstange ist, mit einer Basis verbunden ist, insbesondere für eine Verstellvorrichtung zum Verstellen eines Kraftfahrzeugsitzes gegenüber einem Kraftfahrzeugboden.

Eine Getriebevorrichtung mit elastisch in Richtung auf ein Ritzel vorgespannter Zahnstange für eine Längsverstellvor­ richtung für Fahrzeugsitze ist aus der DE 35 01 442 A1 bekannt. Durch die elastische Vorbelastung der Zahnstange in Richtung zum Ritzel wird ein weitgehend gleichmäßiger, geräuschfreier Eingriff von Ritzel und Zahnstange gewährleistet. Die Verbindung der Zahnstange mit der Basis erfolgt über einen durch eine Paßausnehmung der Basis greifenden, mit der Zahnstange verbundenen Zapfen, während zur elastischen Vorbelastung der Zahnstange in Richtung zum Ritzel die Zahnstange bogenförmig, eigenelastisch ausgebildet oder durch eine oder mehrere Federn gegenüber der Basis abge­ stützt ist.

Auch aus der DE-OS 18 05 911 ist eine spielfreie Getriebe­ vorrichtung bekannt, bei der ein als Zahnrad oder Zahnstange ausgebildetes und mit einer Basis verbundenes Getriebe­ teil elastisch ausgebildet ist und in den Eingriffsstellen mit dem anderen Getriebeteil eine Federwirkung hervorruft, so daß ein spielfreier Zahneingriff beider Getriebeteile gewährleistet wird.

Eine weitere Getriebevorrichtung, bei der durch Eigenfederung eines Getriebeteils eine Spielbeseitigung im Zahnein­ griff bewirkt wird, ist aus der DE-OS 28 31 201 bekannt. Die bekannte Vorrichtung zum Verstellen zweier beweglicher Teile weist jeweils zwei Sektoren auf, die in ihrem Umfang eine Verzahnung aufweisen. Einer der beiden Sektoren weist eine längliche Aussparung auf, so daß ein kurvenförmiger, federelastischer Steg entsteht, der an seinen Enden fest mit der Basis verbunden ist. Bei einem Eingriff in die Verzahnung des anderen Sektors erfolgt eine elastische Verbiegung des Steges, so daß das Zahnspiel zwischen beiden Verzahnungen vermindert bzw. beseitigt wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Getriebevor­ richtung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, die sowohl einen spielfreien Eingriff des Ritzels in die Zahn­ stange als auch eine hohe Stabilität und Crashsicherheit gewährleistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das kennzeichnende Merkmal des Anspruchs 1 gelöst.

Die erfindungsgemäße Lösung vereinigt eine große Elastizität der elastisch zum Ritzel vorgespannten Zahnstange zur Beseitigung des Spiels zwischen Ritzel- und Zahnstangenver­ zahnung mit einer großen Stabilität und Crashsicherheit der Getriebevorrichtung durch eine große Anlagefläche zwischen Ritzel- und Zahnstangenverzahnung und stabiler Konstruktion und Lagerung der Zahnstange durch ausreichende Verbindungs­ punkte.

Die Auflagefläche kann zwischen den Enden der Zahnstange angeordnet werden, wobei mindestens eine Langlochführung an den Enden der Zahnstange vorgesehen ist. Zusätzlich können die Auflageflächen für die beiden federnden Zahnstangen zueinander versetzt angeordnet werden. Dadurch besteht auch ohne Federweg der beiden Zahnstangen eine Abfederung des Ritzels, da die jeweils beiden Zähne rechts und links von dem an dieser Stelle eintauchenden Zahn des Ritzels bereits wieder abgefedert werden.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Auflageflächen der beiden federnden Zahnstangen an den entgegengesetzten Enden der Zahnstange angeordnet und im Bereich der jeweiligen Auflagefläche mit der mittleren, ungefederten und nicht federnden Zahnstange verbunden sind und daß zwei Langlochführungen zwischen den Enden der Zahnstange zwischen den beiden federnden Zahnstangen und der mittleren, ungefederten Zahnstange vorgesehen sind.

Bei dieser Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung sind große Auflageflächen und damit ein verbessertes Crashverhalten der beiden parallel gefederten Zahnstangen gegeben, die ebenfalls an einer mittleren, ungefederten und nicht federnden Zahnstange in Langlöchern geführt werden. Durch die versetzte Anordnung der Auflagefläche wird erreicht, daß in der häufiger benutzten Gebrauchslage, d. h. in der mittleren Position des Fahrzeugsitzes, wieder ein doppelter Eingriff des Ritzels gegeben ist, wobei beide parallelen federnden Zahnstangen in diesem Bereich bereits Federwirkung zeigen.

Anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen soll der der Erfindung zugrundeliegende Gedanke näher erläutert werden. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Verstelleinrichtung für einen Kraftfahrzeugsitz und einer aus zwei parallelen federnden Zahnstangen und einer mittleren ungefederten und nicht federnden Zahnstange zusammengesetzten Zahn­ stange und einem in die Zahnstangenverzahnung eingreifenden Ritzel;

Fig. 2 einen Schnitt durch die Verstelleinrichtung gemäß Fig. 1 entlang der Linie A-A;

Fig. 3 eine Seitenansicht einer Sitzverstelleinrichtung mit ver­ setzten, an den Enden angeordneten Auflageflächen der parallelen, federnden Zahnstangen;

Fig. 4 eine Seitenansicht einer Verstelleinrichtung mit mittig versetzten Auflageflächen der parallelen, federnden Zahnstangen;

Fig. 5 eine vergrößerte Darstellung des Eingriffs des Ritzels in die Zahnstangenverzahnung bei einer Vorrichtung gemäß Fig. 4;

Fig. 6 eine Sitzverstelleinrichtung mit konvex gewölbter Zahn­ stange und an den Enden angeordneten Auflageflächen;

Fig. 7 einen Schnitt durch die Sitzverstelleinrichtung gemäß Fig. 6 entlang der Linie B-B.

Fig. 1 zeigt eine schematische Seitenansicht einer Sitz­ verstelleinrichtung für einen Kraftfahrzeugsitz mit einer Zahnstange 3, die in Fahrzeuglängsrichtung angeordnet und üblicherweise mit der am Fahrzeugboden befestigten Unter­ schiene der Sitzverstelleinrichtung verbunden ist. In die an der Oberkante der Zahnstange 3 vorgesehene Verzahnung 30 greift ein in Längsrichtung auf der Zahnstange 3 beweg­ liches Ritzel 2 mit seiner Verzahnung 20 ein, wobei das Ritzel 2 bei einer elektromotorischen Sitzverstellung mit einem Elektromotor verbunden ist.

Die Zahnstange 3 weist an ihrem vorderen und hinteren Ende einen Endanschlag 34, 35 auf, der die Bewegung des Ritzels 2 begrenzt. Mit dem Kraftfahrzeugboden 1 bzw. der nicht näher dargestellten Unterschiene ist die Zahnstange 3 über eine Auflagefläche 4 verbunden, deren Länge klein gegenüber der Länge der Zahnstange 3 ist. Die Auflagefläche 4 ist um einen Abstand a gegenüber der Unterseite der Zahn­ stange 3 erhöht, ebenso wie die Endauflagen 36, 37 am vor­ deren und hinteren Ende der Zahnstange 3.

Die Zahnstange 3 ist federnd ausgebildet und beschreibt eine gebogene Federbahn, deren Mittel- oder Drehpunkt 10 über der Auflagefläche 4 steht, so daß die Zahnstange 3 bei außermittiger Auflagefläche 4 wie in Fig. 1 darge­ stellt, unterschiedliche Federwege am vorderen und hinteren Ende aufweist. Dadurch wird eine geringe Federwirkung im vorderen Drittel VZ erzielt, so daß bei einer vorderen Sitzposition eine geringere Federwirkung gegeben ist als bei einer mittleren in Fahrtrichtung hinteren Sitzposition.

Diese unterschiedliche Federwirkung bezweckt, daß beim seltener benutzten vorderen Sitzeinstellbereich eine ge­ ringere Federwirkung auftritt als im hinteren Bereich HZ, der eine hohe Federwirkung im häufiger benutzten Sitzbe­ reich besitzt. Dadurch ist in diesem häufiger benutzten Bereich der Sitzverstelleinrichtung sichergestellt, daß das Ritzel optimal in die Zahnstange eingreift, auch wenn diese Stellung ständig eingenommen wird. Auf diese Weise wird das Spiel zwischen der Ritzelverzahnung 20 und der Zahnstangenverzahnung 30 auf ein absolutes Minimum auch bei längerem Gebrauch ein und derselben Sitzposition ge­ währleistet.

Wie insbesondere der in Fig. 2 dargestellte Schnitt durch die Zahnstange 3 entlang der Linie A-A gemäß Fig. 1 zeigt, setzt sich die Zahnstange 3 aus drei einzelne Zahn­ stangen 31, 32, 33 zusammen, wobei die beiden äußeren Zahnstangen 32, 33 als parallele, federnde Zahnstangen ausgebildet sind, die an einer mittleren, ungefederten und nicht federnden Zahnstange 31 in Langlöchern 61, 62, 63 gemäß Fig. 1 ge­ führt sind.

Im Bereich der Auflagefläche 4 sind die drei Zahnstangen 31, 32, 33 mit einem Bundbolzen 5 vernietet. Der in Fig. 2 dargestellte Schnitt ist stark vergrößert, da der Feder­ weg üblicherweise nur wenige Zehntelmillimeter, vorzugs­ weise 1/10 bis 3/10 mm beträgt.

Durch die spezielle Anordnung und Zusammensetzung der Zahnstange 3 aus zwei parallelen federnden Zahnstangen 32, 33 und einer mittleren, ungefederten und nicht federnden Zahnstange 31 wird sichergestellt, daß das Ritzel 2 mit seiner Verzah­ nung ständig in Eingriff mit der Verzahnung der Zahnstange 3 gehalten wird, so daß unabhängig von der Stellung des Fahrzeugsitzes ein mimimales Spiel zwischen der Verzahnung 20 des Ritzels 2 und der Verzahnung 30 der Zahnstange 3 gegeben ist.

Die Langlochführung der äußeren federnden Zahnstangen 32, 33 in der mittleren, ungefederten Zahnstange 31 erhöht die Stabilität der Verbindungsvorrichtung und bildet eine zu­ sätzliche Sicherheit gegen ein Abreißen der Sitzbefestigung im Falle eines Crashs.

Fig. 3 zeigt eine Variante einer Sitzverstellung mit einer Zahnstange 3 in Seitenansicht, bei der im Unterschied zur federnden Zahnstange 3 gemäß Fig. 1 große Auflageflä­ chen an den beiden parallelen, federnden Zahnstangen 32, 33 gemäß Fig. 3 vorgesehen sind, wobei die beiden fe­ dernden Zahnstangen 32, 33 wiederum an einer mittleren, un­ gefederten Zahnstange 31 gemäß Fig. 3 in Langlöchern 64, 65 geführt sind.

Die Auflageflächen 41, 42 der beiden parallelen, federnden Zahnstangen 32, 33 sind gegeneinander versetzt ange­ ordnet, wobei die Auflagefläche 41 der einen federnden Zahnstange 33 am vorderen Ende der Zahnstange 3 angeordnet ist, während die Auflagefläche 42 der anderen federnden Zahnstange 32 am hinteren Ende der Zahnstange 3 angeordnet ist und dort jeweils mit der mittleren ungefederten und nicht federnden Zahn­ stange mit einem Bundbolzen 51, 52 vernietet ist.

Diese Ausführungsform mit einer großen Auflagefläche bietet ein verbessertes Crashverhalten und stellt gleichzeitig sicher, daß das Ritzel 2 in jeder Stellung abgefedert ist, wobei die Abfederung im vorderen Bereich durch die eine federnde Zahnstange 32 und im hinteren Bereich durch die andere federnde Zahnstange 33 erfolgt.

In der häufig benutzten Gebrauchslage, nämlich in der mittleren Position des Fahrzeugsitzes ist ein doppelter Eingriff des Ritzels 2 in die Verzahnung der Zahnstange 3 gegeben, wobei die beiden parallelen, federnden Zahnstangen 32, 33 in diesem Bereich bereits Federwirkung zeigen.

Auch die Darstellung gemäß Fig. 3 zeigt die Federwirkung in übertriebener Darstellung, um den Funktionsmechanismus der Sitzverstelleinrichtung zu verdeutlichen. In Realität betragen die Federwege an den Enden jeweils nur wenige Zehntelmillimeter.

Fig. 4 zeigt eine weitere alternative Ausführungsform der Sitzverstelleinrichtung, bei der die Auflageflächen 43, 44 der beiden parallelen, federnden Zahnstangen 32, 33 gemäß Fig. 2 versetzt um den Niet- oder Verbindungspunkt 5 mit der mittleren, ungefederten Zahnstange 31 gemäß Fig. 2 angeordnet sind. Dabei ist die Auflagefläche 43 für die linke federnde Zahnstange 32 vor dem Nietpunkt 5 angeordnet, während die Auflagefläche 44 für die rechte federnde Zahnstange 33 in Fahrtrichtung hinter dem Nietpunkt 5 vor­ gesehen ist.

In dieser Ausführungsform sind die beiden parallelen, federnden Zahnstangen 32, 33 in Langlöchern 66, 67 an den Enden der Zahnstange 3 in der mittleren, ungefederten und nicht federnden Zahnstange 31 geführt.

Analog zur Ausführungsform gemäß Fig. 1 sind die Auflage­ flächen 43, 44 im vorderen Drittel der Zahnstange 3 vorge­ sehen, so daß unterschiedliche Federwirkungen im vorderen und hinteren Bereich der Zahnstange 3 gegeben sind. Dabei besteht im hinteren Bereich HZ der Zahnstange 3 auch ohne Federweg der beiden federnden Zahnstangen 32, 33 eine ausreichende Abfederung des Ritzels 2, da gemäß Fig. 5 die beiden Zähne 22, 23 rechts und links von dem an dieser Stelle eintauchenden Zahn 21 des Ritzels 2 bereits wieder abgefedert werden.

Fig. 5 verdeutlicht in einer vergrößerten Ansicht den Eingriff der Verzahnung 20 des Ritzels 2 in die Verzahnung 30 der Zahnstange 3, wobei die gebogene Federbahn der Zahnstange 3 um den Drehpunkt 10 Fig. 4 vergrößert dargestellt ist.

Das in Fig. 6 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt in Seitenansicht eine Sitzverstelleinrichtung mit einer Zahn­ stange 3 und einem Ritzel 2 mit einer konvex gebogenen Fe­ derbahn der Zahnstange 3.

In diesem Ausführungsbeispiel befindet sich der Drehpunkt 100 der gebogenen Federbahn der Zahnstange 3 auf der anderen Seite, d. h. unterhalb des Fahrzeugbodens 1 und damit auf der dem Ritzel 2 gegenüberliegenden Seite. Dabei sind die beiden äußeren federnden Zahnstangen 32, 33 mit der mittleren ungefederten Zahnstange 31 im Bereich der Auflage­ flächen 45, 46 vernietet. Durch die kleinen Auflageflächen 45, 46 wird ein längerer Federweg der beiden parallelen, federnden Zahnstangen 32, 33 gebildet, was eine leichte Herstellbarkeit bzw. Montierbarkeit gewährleistet, da die Nietpunkte 53, 54 gemäß Fig. 7, die einen Schnitt entlang der Linie B-B gemäß Fig. 6 zeigt, durch alle drei Zahnstangen 31, 32, 33 hindurchgehen.

Die Langlochverbindung der beiden äußeren federnden Zahn­ stangen 32, 33 mit der mittleren ungefederten und nicht federnden Zahnstange 31 bildet eine zusätzliche Verankerung für den Fall eines Crashs, wobei vier Verankerungspunkte im allgemeinen aus­ reichen, damit die Zahnstange 3 nicht aus ihrer Befestigung gerissen wird.

Auch die Darstellung gemäß Fig. 6 zeigt in übertriebener Darstellungsweise den gebogenen Federweg der Zahnstange 3.

Wie die vorstehend dargestellten Ausführungsbeispiele ver­ deutlichen, besteht die erfindungsgemäße Getriebevorrichtung der Sitzverstelleinrichtung aus wenigen Einzelteilen, so daß zum einen die Herstellung verbilligt und zum anderen ein geringes Eigen­ gewicht sichergestellt wird. Durch die Verminderung des Spiels zwischen der Verzahnung 20 des Ritzels 2 und der Verzahnung 30 der Zahnstange 3 wird ein geringer Verschleiß erzielt und damit gleich­ zeitig die Lebensdauer der Verbindung der beiden Getriebe­ teile deutlich erhöht.

Der Platzbedarf ist gegenüber konventionellen Vorrichtungen, die die vorbeschriebenen Nachteile in Kauf nehmen müssen, nicht erhöht. Die Montage gestaltet sich sehr ein­ fach, da keine zusätzlichen Montagehilfsmittel zum Herun­ terdrücken eines insgesamt gegenüber einer Basis abgefederten Getriebeteils erforderlich ist. Mit der Vereinfachung der Montage werden auch die Montagezeit und damit die Montagekosten deutlich verringert.

Claims (5)

1. Getriebevorrichtung mit einem Ritzel und einer bogenförmigen Zahnstange, in deren Verzahnung das Ritzel ein­ greift, die in Richtung auf das Ritzel elastisch vorge­ spannt ist und die mit mindestens einer Auflagefläche, deren Gesamtlänge kleiner als die Länge der Zahnstange ist, mit einer Basis verbunden ist, insbesondere für eine Verstellvorrichtung zum Verstellen eines Kraftfahr­ zeugsitzes gegenüber einem Kraftfahrzeugboden, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnstange (3) aus zwei parallel zueinander ange­ ordneten, federnden Zahnstangen (32, 33) und einer zwischen den federnden Zahnstangen (32, 33) angeordneten mittleren, ungefederten und nicht federnden Zahnstange (31) besteht, die im Bereich der mindestens einen Auflagefläche (4) miteinander verbunden sind, und daß die federnden Zahnstangen (32, 33) außerhalb der mindestens einen Auflagefläche (4) an der mittleren, ungefederten und nicht federnden Zahnstange (31) in mindestens einem, vorzugsweise zwei Langlöchern (61, 62, 63) in Richtung auf das Ritzel (2) beweglich geführt sind.

2. Getriebevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflagefläche (4) zwischen den Enden (34, 35) der Zahnstange (3) angeordnet ist, und daß mindestens eine Langlochführung (61, 63) an den Enden der Zahnstange (34, 35) vorgesehen ist.

3. Getriebevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Auflageflächen (41 bis 46) für die beiden federnden Zahnstangen (32, 33) zueinander ver­ setzt angeordnet sind.

4. Getriebevorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß beide Auflageflächen (43, 44) zu beiden Seiten der Zahnstangenverbindung (5) versetzt angeordnet sind.

5. Getriebevorrichtung nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflage­ flächen (41, 42) der beiden federnden Zahnstangen (32, 33) an den entgegengesetzten Enden der Zahnstange (3) angeordnet und im Bereich der jeweiligen Auflagefläche (41 bzw. 42) mit der mittleren, ungefederten und nicht federnden Zahnstange (31) verbunden sind und daß mindestens zwei Langlochfüh­ rungen (64, 65) zwischen den Enden der Zahnstange (3) zwischen den beiden federnden Zahnstangen (32, 33) und der mittleren, ungefederten und nicht federnden Zahnstange (31) vorgesehen sind.