DE4101470C1 - Car seat adjuster with threaded spindle - on whose oen end is fitted connector, with nut housing coupled to adjustable seat part - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine vorzugsweise selbsthemmende Ver­ stelleinheit für Kraftfahrzeugsitze, welche die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruches 1 aufweist.

Bei einer bekannten Verstelleinheit mit einer Gewindespindel und einer Spindelmutter (EP 03 96 771 A1) ist die Spindelmutter fest mit dem einen Ende einer gleichachsig zu ihr angeordneten, hülsenförmigen Nabe verbunden, deren der Spindelmutter abge­ kehrtes Ende in einem im Gehäuse der Verstelleinheit vorge­ sehenen Gleitlager gelagert ist, an das sich ein die Gewinde­ spindel umgebender, rohrförmiger Gehäusevorsprung anschließt, an dem die Verstelleinheit von einem Halter erfaßt werden kann. Zwischen dem Gleitlager und einem Wälzlager ist auf der Nabe eine mit ihr fest verbundene Riemenscheibe angeordnet, über die der Antrieb der Nabe und damit der Spindelmutter erfolgt. Der Elektromotor ist im Abstand von der Gewindespindel mit zu dieser paralleler Achse in einer Kammer des Gehäuses der Verstelleinheit untergebracht. Dies führt bereits zu einem erheblichen Platzbedarf. Vor allem ist aber der durch die Spindel bedingte Platzbedarf störend. Wenn nämlich an dem über den Gehäusevorsprung vorstehenden Ende der Gewindespindel ein Verbindungselement vorgesehen ist, das mit dem einen der relativ zueinander verstellbaren Teile zu verbinden ist, dann muß in der Stellung des minimalen Abstandes zwischen dem Gehäuse und dem genannten Verbindungselement die Gewindespindel über die dem Verbindungselement abgekehrte Seite des Gehäuses min­ destens um denjenigen Betrag überstehen, um den der Abstand zwischen dem Gehäuse und dem Verbindungselement vergrößert werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verstelleinheit der eingangs genannten Art zu schaffen, die einen geringeren Platzbedarf hat. Diese Aufgabe löst eine Verstelleinheit mit den Merkmalen des Anspruches 1.

Dadurch, daß die Spindelmutter eine sie im Abstand vom Gehäuse haltende, hülsenförmige Nabe aufweist, welche die Gewindespin­ del zumindest auf einem Teil von deren Länge aufzunehmen ver­ mag, kann die Länge der Gewindespindel um den Abstand der Spin­ delmutter vom Gehäuse kürzer gewählt werden als bei den bekann­ ten Verstelleinheiten. Wenn also beispielsweise der maximale Abstand zwischen dem Verbindungselement und dem Gehäuse nur doppelt so groß zu sein braucht wie der minimale Abstand, dann ist ein Überstand der Gewindespindel über das Gehäuse nicht erforderlich, weil die Gewindespindel bei dem minimalen Abstand auf ihrer gesamten Länge von der Nabe und dem Gehäuse aufgenommen werden kann. Wird der Abstand zwischen dem Verbindungselement und dem Gehäuse vergrößert, verkürzt sich der in der Nabe lie­ gende Abschnitt der Gewindespindel in demjenigen Maße, in dem der das Verbindungselement tragende, auf der dem Gehäuse abge­ kehrten Seite aus der Spindelmutter herausragende Abschnitt länger wird.

Die Nabe ist auch insofern vorteilhaft, als sie eine Führung der Gewindespindel gestattet, was immer dann von Vorteil ist, wenn die Führung der Gewindespindel durch die Gewindemutter unzureichend ist. Für eine solche Führung braucht nur am freien Ende der Gewindespindel ein Führungsring vorgesehen sein, der durch die Innenwand der Nabe eine Führung erfährt. Selbstver­ ständlich kann die Innenwand der Nabe der Gewindespindel auch ohne einen derartigen Führungsring eine gewisse Führung geben, wenn das Spiel zwischen der Innenwand der Nabe und der Gewinde­ spindel entsprechend klein gewählt wird.

Der Ring kann auch als Anschlag zur Begrenzung der Verschieb­ barkeit der Gewindespindel dienen. Er wirkt dann vorteilhafter­ weise gemäß Anspruch 3 mit einer Stirnfläche der Spindelmutter zusammen. Ein die Verschiebung der Gewindespindel in der ent­ gegengesetzten Richtung begrenzender mechanischer Anschlag kann durch das Verbindungselement und eine diesem zugekehrte Anschlagfläche der Spindelmutter gebildet sein.

Sofern das Verstellelement nicht nur eine Zugbelastung, sondern auch eine Druckbelastung erfahren kann, ist es vorteilhaft, das im Gehäuse liegende Ende der Nabe über ein Axialwälzlager am Gehäuse abzustützen. Die Reibungsverluste können dann sehr gering gehalten werden.

Der im Gehäuse gelagerte Endabschnitt der Nabe weist bei einer bevorzugten Ausführungsform eine ein Schneckenrad bildende Verzahnung auf, mit der eine im Gehäuse gelagerte, das Antriebs­ element bildende Schnecke in Eingriff steht. Dieses Schnecken­ getriebe ist zweckmäßigerweise selbsthemmend ausgebildet, damit die erforderliche Selbsthemmung nicht vom Antriebsmotor auf­ gebracht zu werden braucht. Allerdings ist es ohne weiteres auch möglich, die Selbsthemmung mittels einer Schlingfeder oder eines Klemmgesperres zu realisieren.

Vorzugsweise bestehen die Nabe, die Spindelmutter und das Schneckenrad aus Kunststoff. Sie können dann problemlos als ein einstückiges Bauteil ausgeführt sein. Sollte die Biege­ steifigkeit der Nabe dann, wenn sie aus Kunststoff besteht, nicht ausreichend sein, kann man, ohne den Platzbedarf zu ver­ größern, die erforderliche Versteifung durch ein metallisches Rohr erreichen, das auf die Nabe aufgebracht ist.

Die Schnecke ist vorzugsweise fest auf einer Antriebswelle angeordnet, die zu beiden Seiten der Schnecke in je einem aus­ tauschbar in das Gehäuse eingesetzten Lagerkörper gelagert ist. Die Antriebswelle kann dann wahlweise so eingesetzt werden, daß sie entweder auf der einen oder auf der gegenüberliegenden Seite des Gehäuses liegt und vorzugsweise über dieses übersteht. Da häufig bei Fahrzeugsitzen die Verstellelemente paarweise erforderlich und auf der einen bzw. anderen Sitzseite angeord­ net sind, kann durch die Austauschbarkeit der Lagerkörper bei beiden Verstellelementen eine zur Sitzmitte hin weisende Lage der Antriebswelle gewählt werden.

Im folgenden ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im einzelnen erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 eine Seitenansicht des Ausführungsbeispiels in der Einstellung minimaler Länge,

Fig. 2 einen Längsschnitt des Ausführungsbeispiels in der Einstellung minimaler Länge,

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 1.

Eine selbsthemmende Verstelleinheit für Fahrzeugsitze, mittels deren relativ zueinander verstellbare Teile des Fahrzeugsitzes bewegt und festgestellt werden, beispielsweise die Einstellung unterschiedlicher Höhen und/oder Neigungen der Sitzfläche vor­ genommen werden kann, weist ein im Ausführungsbeispiel aus Leichtmetall bestehendes, topfartiges Gehäuse 1 auf, dessen Boden­ teil mit einer zentralen Öffnung 2 versehen ist, deren Durch­ messer größer ist als derjenige einer aus Stahl bestehenden Gewindespindel 3. Das Gehäuse 1 ist mit einem im Ausführungs­ beispiel ebenfalls aus Leichtmetall bestehenden Deckel 4 ver­ schlossen. Dieser Deckel 4, den nicht dargestellte Schrauben mit dem Gehäuse 1 verbinden, ist mit einer mit der zentralen Öffnung 2 fluchtenden Durchgangsbohrung versehen, die ein Gleit­ lager für den in das Gehäuse 1 eingreifenden, freien Endab­ schnitt einer hohlzylindrischen Nabe 5 bildet.

Die im Ausführungsbeispiel aus einem Kunststoff mit guten Gleit­ eigenschaften bestehende Nabe 5 ist einstückig mit einer Spindel­ mutter 6 ausgebildet, an deren eine Stirnseite sich das außerhalb des Gehäuses 1 liegende Ende der Nabe 5 anschließt. Zur Ver­ größerung der Biegesteifigkeit der Nabe 5 ist auf diese eine metallische Hülse 7 spielfrei aufgeschoben, die im Ausführungs­ beispiel auch die Spindelmutter 6 übergreift und in einem rela­ tiv geringen Abstand vom Deckel 4 endet.

Mit der Spindelmutter 6 steht die Gewindespindel 3 in Eingriff, welche auf demjenigen Endabschnitt, der über die dem Gehäuse 1 abgekehrte Stirnfläche der Spindelmutter 6 übersteht, ein Ver­ bindungselement 9 in Form eines mit einer Querbohrung 9 versehe­ nen Kopfes 10 trägt. Da die Gewindespindel 3 sich während ihrer Verstellbewegung nicht dreht, kann der Kopf 10 mit der Gewinde­ spindel 3 verschweißt oder in anderer Weise fest verbunden sein.

Eine an der der Spindelmutter 6 zugekehrten Stirnfläche des Kopfes 10 anliegende Ringscheibe 11 bildet zusammen mit der ihr zugekehrten Stirnfläche der Spindelmutter 6 einen mecha­ nischen Anschlag zur Begrenzung des Verstellbereiches in der einen Richtung.

Auf dem anderen Endabschnitt der Gewindespindel 3 ist ein radial über die Gewindespindel 3 überstehender Führungsring 12 undrehbar und axial unverschiebbar angeordnet. Er wird von einer Mutter 13 gehalten, die auf einen im Durchmesser reduzierten Gewindeab­ schnitt der Gewindespindel 3 aufgeschraubt ist und den Füh­ rungsring 12 gegen eine Schulter preßt. Der Außendurchmesser des Führungsringes 12 ist an den Innendurchmesser der Nabe 5 so angepaßt, daß die Innenmantelfläche der Nabe 5 eine Gleit­ führung für den Führungsring 12 und damit die Gewindespindel 3 bildet.

Der Führungsring 12 hat auch die Aufgabe, die Verschiebbarkeit der Gewindespindel 3 im Sinne einer Vergrößerung des Abstandes zwischen dem Kopf 10 und dem Gehäuse 1 mechanisch zu begrenzen. Er bildet hierzu zusammen mit der ihm zugekehrten Stirnfläche der Spindelmutter 6 einen Anschlag.

Zur Verbindung mit dem Fahrzeugsitz ist das Gehäuse 1 mit zwei radial zur Gewindespindel 3 verlaufenden und diametral angeord­ neten Gewindebohrungen 15 versehen, in die beispielsweise je ein Schwenkzapfen eingeschraubt wird. Das Gehäuse 1 kann dann eine Schwenkbewegung um die Längsachse dieser Schwenkzapfen ausführen. Selbstverständlich sind auch Verbindungen zwischen dem Gehäuse 1 und dem Sitz möglich, die in anderer Weise aus­ geführt sind und beispielsweise eine starre Verbindung erge­ ben.

Die axiale Länge der Nabe 5 ist so gewählt, daß bei dem mini­ malen Abstand des Kopfes 10 vom Gehäuse 1 oder des Zentrums der Querbohrung 9 vom Zentrum der Gewindebohrungen 15 die Ring­ scheibe 11 an der Spindelmutter 6 anliegt. Ferner ist die Länge der Gewindespindel 3 so gewählt, daß bei maximalem Abstand des Kopfes 10 vom Gehäuse 1 der Führungsring 12 an der Spin­ delmutter 6 anliegt. Im Ausführungsbeispiel ist die Differenz zwischen dem maximalen und dem minimalen Abstand etwas größer als der minimale Abstand. Daher steht bei minimalem Abstand der den Führungsring 12 und die Mutter 13 tragende Endabschnitt der Gewindespindel 3 ein Stück weit über die dem Kopf 10 abge­ kehrte Stirnseite des Gehäuses 1 über. Dieser Überstand ist aber wesentlich kleiner als die Differenz zwischen dem maxima­ len und dem minimalen Abstand des Kopfes 10 vom Gehäuse 1, weil diese Differenz gleich dem Abstand ist, den der Führungsring 12 bei minimaler Länge der Verstelleinheit von der Spindelmutter 6 aufweist.

Wenn, ausgehend von der in den Fig. 1 und 2 dargestellten mini­ malen Länge der Verstelleinheit, diese dadurch verlängert wird, daß der Überstand der Gewindespindel 3 über die dem Gehäuse 1 abgekehrte Stirnfläche der Spindelmutter 6 vergrößert wird, ist oberhalb einer bestimmten Länge der Führungsring 12 in Anlage an der Innenmantelfläche der Nabe 5, wodurch die Gewinde­ spindel 3 eine Führung erfährt.

Der in das Gehäuse 1 ragende Endabschnitt der Nabe 5 ist im Gehäuse 1 und dem Deckel 4 drehbar gelagert. Außerdem ist dieser Endabschnitt der Nabe 5 auf dem Boden des Gehäuses 1 über ein Axialwälzlager 16 abgestützt, wodurch die Lagerung auch bei einer großen axialen Druckbelastung der Verstelleinheit rei­ bungsarm ist.

An den im Gehäuse 1 liegenden Endabschnitt der Nabe 5 ist eine Schneckenverzahnung 17 angeformt, welche zwischen das Axial­ wälzlager 16 und den Deckel 4 ragt, wodurch die Nabe 5 auch gegen eine Verschiebung aus dem Gehäuse 1 heraus gesichert ist. Mit der Schneckenverzahnung 17 steht eine Schnecke 18 aus Metall in Eingriff, die auf einer einseitig aus dem Gehäuse 1 herausragenden Antriebswelle 19 fest angeordnet ist. Die An­ triebswelle 19 kreuzt die Längsachse der Nabe 5 rechtwinklig.

Neben der Schnecke 18 ist die Antriebswelle 19 in je einem Lagerkörper 20 bzw. 21 gelagert. Beide Lagerkörper 20 und 21 haben im wesentlichen die Form eines Zylinders, der mit einer Querbohrung als Lagerbohrung für die Antriebswelle 19 versehen ist. Das Gehäuse 1 ist mit den entsprechenden Bohrungen verse­ hen, in welche die Lagerkörper 20 und 21 auswechselbar einge­ setzt sind. Für den Durchtritt der Antriebswelle 19 durch die Wand des Gehäuses 1 ist diese mit je einem Schlitz 22 versehen. Der eine dieser beiden Schlitze 22 gibt den Zugang zum Lager­ körper 20, der andere zum Lagerkörper 21 frei. Damit der nicht benötigte Schlitz 22 verschlossen ist, weist der eine Lager­ körper 21 einen angeformten Teil 21′ auf, der den Schlitz 22 verschließt.

Um die Antriebswelle 19 aus der in Fig. 3 rechten Seite des Gehäuses 1 herauszuführen, brauchen nur der Deckel 4 abgenommen zu werden, die beiden Lagerkörper 20 und 21 zusammen mit der Antriebswelle 19 aus dem Gehäuse 1 herausgezogen und in seiten­ verkehrter Lage wieder eingeführt zu werden.

Je nach der Drehrichtung der Antriebswelle 19 rotieren die Nabe 5 und die Gewindemutter 6 in der einen oder anderen Dreh­ richtung. Die durch ihre Verbindung mit dem Sitz mittels des Kopfes 10 an einer Drehung verhinderte Gewindespindel 3 wandert dabei in der einen oder anderen Richtung durch die Spindelmutter 6 hindurch.

Claims (10)

1. Verstelleinheit für Fahrzeugsitze mit relativ zueinander verstelbaren Teilen, mit

• a) einer Gewindespindel,
• b) einem Gehäuse, in dem drehbar eine auf der Gewinde­ spindel angeordnete Spindelmutter gelagert ist, die in Getriebeverbindung mit einem Antriebselement steht, und
• c) einer sich an die eine Stirnseite der Spindelmutter anschließenden, hülsenförmigen Nabe, deren von der Spindelmutter entfernt liegender Endabschnitt im Gehäuse gelagert und mit dem Antriebselement in Getriebever­ bindung steht,

dadurch gekennzeichnet, daß

• d) am einen Ende der Gewindespindel (3) ein Verbindungs­ element (8) vorgesehen ist und das Gehäuse (1) Mittel (15) zur Verbindung mit einem der relativ zueinander verstellbaren Teile des Fahrzeugsitzes aufweist,
• e) die axiale Länge der Nabe (5) auf den Kleinstwert der effektiven Länge der Verstelleinheit abgestimmt ist und
• f) die Länge der Gewindespindel (3) entsprechend der maxi­ malen Längenveränderbarkeit der vorzugsweise selbst­ hemmenden Verstelleinheit gewählt ist.

2. Verstelleinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Innendurchmesser der Nabe (5) größer als der Außen­ durchmesser der Gewindespindel (3) ist und an dem dem Verbin­ dungselement (10) abgewandten Ende der Gewindespindel (3) ein gleichachsig angeordneter Ring (12) vorgesehen ist, für den die Innenmantelfläche der Nabe (5) eine Führung bildet.

3. Verstelleinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der Ring (12) als ein mit der einen Stirnfläche der Spindelmutter (6) zusammenwirkender Anschlag ausgebildet ist.

4. Verstelleinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Gehäuse (1) abgewandte Stirnfläche der Spindelmutter (6) eine Endanschlagfläche für das Verbindungselement (8) oder einen sich an diesem abstützen­ den und auf der Gewindespindel (3) angeordneten Ring (11) bildet.

5. Verstelleinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der im Gehäuse (1) liegende Endab­ schnitt der Nabe (5) über ein eine Druckbelastung der Nabe (5) übertragendes Axialwälzlager (16) am Gehäuse (1) abgestützt ist.

6. Verstelleinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der im Gehäuse (1) gelagerte End­ abschnitt der Nabe (5) eine ein Schneckenrad bildende Verzahnung (17) aufweist, mit der eine im Gehäuse (1) gelagerte, vom An­ triebselement (19) antreibbare Schnecke (18) in Eingriff steht.

7. Verstelleinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe (5), die Spindelmutter (6) und die das Schneckenrad bildende Verzahnung (17) aus Kunst­ stoff bestehen und vorzugsweise ein einstückiges Bauteil bilden.

8. Verstelleinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Nabe (5) ein sich zumindest über einen Teil der Länge der Nabe (5) erstreckendes metalli­ sches Versteifungsrohr (7) aufgebracht ist.

9. Verstelleinheit nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnecke (18) fest auf der Antriebswelle (19) angeordnet ist, die zu beiden Seiten der Schnecke (18) in je einem austauschbar in das Gehäuse (1) einge­ setzten Lagerkörper (20, 21) gelagert ist.