WO2013107617A1 - Getrieberad eines verstellgetriebes zum verstellen eines verstellteils in einem fahrzeug - Google Patents

Getrieberad eines verstellgetriebes zum verstellen eines verstellteils in einem fahrzeug Download PDF

Info

Publication number
WO2013107617A1
WO2013107617A1 PCT/EP2013/000043 EP2013000043W WO2013107617A1 WO 2013107617 A1 WO2013107617 A1 WO 2013107617A1 EP 2013000043 W EP2013000043 W EP 2013000043W WO 2013107617 A1 WO2013107617 A1 WO 2013107617A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
gear
toothing
force introduction
spindle
power output
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2013/000043
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Stefan Schulze
Michael Morrow
Wolgang WACHTER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Original Assignee
Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Brose Fahrzeugteile SE and Co KG filed Critical Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Publication of WO2013107617A1 publication Critical patent/WO2013107617A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60NSEATS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES; VEHICLE PASSENGER ACCOMMODATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60N2/00Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles
    • B60N2/02Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles the seat or part thereof being movable, e.g. adjustable
    • B60N2/04Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles the seat or part thereof being movable, e.g. adjustable the whole seat being movable
    • B60N2/06Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles the seat or part thereof being movable, e.g. adjustable the whole seat being movable slidable
    • B60N2/067Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles the seat or part thereof being movable, e.g. adjustable the whole seat being movable slidable by linear actuators, e.g. linear screw mechanisms
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60NSEATS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES; VEHICLE PASSENGER ACCOMMODATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60N2/00Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles
    • B60N2/90Details or parts not otherwise provided for
    • B60N2/919Positioning and locking mechanisms
    • B60N2/929Positioning and locking mechanisms linear
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60NSEATS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES; VEHICLE PASSENGER ACCOMMODATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60N2/00Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles
    • B60N2/24Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles for particular purposes or particular vehicles
    • B60N2/42Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles for particular purposes or particular vehicles the seat constructed to protect the occupant from the effect of abnormal g-forces, e.g. crash or safety seats
    • B60N2/4207Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles for particular purposes or particular vehicles the seat constructed to protect the occupant from the effect of abnormal g-forces, e.g. crash or safety seats characterised by the direction of the g-forces
    • B60N2/4214Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles for particular purposes or particular vehicles the seat constructed to protect the occupant from the effect of abnormal g-forces, e.g. crash or safety seats characterised by the direction of the g-forces longitudinal
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H55/00Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
    • F16H55/02Toothed members; Worms
    • F16H55/14Construction providing resilience or vibration-damping
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H1/00Toothed gearings for conveying rotary motion
    • F16H1/02Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion
    • F16H1/04Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving only two intermeshing members
    • F16H1/12Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving only two intermeshing members with non-parallel axes
    • F16H1/16Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving only two intermeshing members with non-parallel axes comprising worm and worm-wheel
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H25/00Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
    • F16H25/18Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • F16H25/20Screw mechanisms

Definitions

  • the invention relates to a gear of an adjusting gear for adjusting an adjusting part in a vehicle according to the preamble of claim 1.
  • a gear is rotatable about a longitudinal axis to be arranged and includes a first toothing for engagement with an adjusting force introducing a drive element and a second toothing for engagement a to be adjusted relative to the gear output element.
  • the invention relates, for example, to a gear wheel realizing a spindle nut of a spindle gear, in which the spindle nut is arranged on an output element in the form of a spindle and is driven during operation of the spindle gear by a drive element realizing drive screw such that the spindle nut in a rotational movement relative to the spindle is offset, as a result of which the spindle nut rolls on the spindle and is adjusted relative to the elongate spindle.
  • Such adjusting as they are realized for example by spindle gear, represent speed-reducing transmission, in which a (high) speed of the drive element in a (low) speed at which rotates the gear relative to the output element, and thus reduces the speed and the Torque be converted.
  • the first toothing of the gear, which is associated with the drive element, and the second toothing of the gear, which is assigned to the output element thereby meet completely different requirements.
  • the meshing engagement between the drive element and the gear should therefore be designed such that a noise excitation during operation of the variable speed is damped if possible.
  • the meshing engagement between the gear and the output element must have a high mechanical strength, because - for example, when using the variable speed as part of a WeglNicolsverstell adopted a motor vehicle seat - via the engagement between the gear and the output element crash forces must be derived.
  • the secure hold of the variable when used in a Wegldicasverstell sexually is essentially determined by the support of the gear on the output element. If, for example, a spindle gear of a WeglssensverstellINA in a crash, the spindle nut is not reliably held due to a tooth fracture of the meshing engagement between the gear and the output element on the spindle, there may be a sudden movement and a tearing of the vehicle seat, which involves significant injury to a vehicle occupant ,
  • screw or spindle gear teeth of a screw or a spindle nut is formed in sections with a power transmission area having a larger tooth width than other areas of the toothing.
  • DE 199 1 1 432 A1 does not relate to a gear wheel which has a first toothing and a second toothing.
  • a spindle drive for a seat-length adjustment of a motor vehicle seat is known, which has a designed as a hybrid spindle nut spindle nut.
  • the spindle nut has a functional part arranged in the frictional connection between a drive worm and a spindle and at least one crash force of the adjusting rail in the spindle, which is not arranged in the power flow for power transmission between the drive worm and the spindle, but as a starting part to replace a thrust washer and for supporting under exceptional load z.
  • B. is used in a crash case.
  • Object of the present invention is to provide a gear available that allows operation of a variable with low acoustic excitation and at the same time ensures a high mechanical strength for supporting gear parts together even with large mechanical loads, for example in a crash.
  • the gear has a first toothing carrying force introduction part and a different from the force introduction part, the second toothing supporting power output part, wherein the force introduction part and the power output part are made of materials with different damping behavior.
  • the force introduction part may be made of a first plastic material and the force output part of a second plastic material, wherein the first plastic material has a lower stiffness than the second plastic material.
  • Such a manufacture of the gear made of different plastic materials is for example in one piece by means of plastic injection molding in the so-called two-component technology (also referred to as "2K technology") possible, in which the gear in one operation in an injection molding tool using and injection of different materials becomes.
  • the force introduction part from a plastic material and the power output part from a metal or a metal core encapsulated with plastic.
  • the force introduction part made of plastic has a lower rigidity than the power output part made of metal or of a metal core encapsulated with plastic.
  • the fact that the force introduction part and the force output part are made of materials with different damping behavior is understood here to mean that the materials in particular have a different modulus of elasticity (also referred to as tensile modulus, elasticity coefficient or Young's modulus).
  • the Young's modulus is a material characteristic that describes the relationship between stress and strain in the deformation of a solid body with linear elastic behavior. A material of high stiffness has a large modulus of elasticity, a material of low stiffness, which is thus relatively flexible and thus has a good damping behavior, however, has a small modulus of elasticity.
  • a good damping behavior is to be understood in particular that the excitation of acoustic vibrations is damped due to a meshing engagement.
  • the force introduction part it is particularly important here that only a slight noise excitation occurs in the case of a dynamic load.
  • the force introduction part is advantageously made of a material of low stiffness, so that the force introduction part has a reduced stiffness relative to the power output part and accordingly can act to dampen a dynamic load. This dampens the noise when the drive element moves relative to the gear wheel.
  • the force introduction part can be configured for example from a Hydrell or POM (polyoxymethylene) without fiber reinforcement.
  • the plastic material from which the force introduction part is made may additionally be tribologically modified, for example by incorporation of PTFE particles (PTFE: polytetrafluoroethylene, also known as "Teflon”)
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • the power output member engaged with the output member is advantageously made of a high-strength material.
  • This material may be a plastic material such as a fiber reinforced plastic (POM or PEEK with fiber reinforcement) or a metal.
  • the power output part thus has a high strength, which in particular ensures a reliable hold of the gear on the output element even at high loads and thus, for example, when using the adjusting device on a safety-relevant part in a motor vehicle, for example on a motor vehicle seat, a release of the engagement of the gear reliably prevented with the output element in a crash.
  • the dynamic strength of a plastic made dispensing part may be beneficial.
  • variable speed gearbox incorporating the gear wheel is a speed reducing gear
  • the speed at which the gear wheel moves relative to the driven element during operation is low (namely, reduced by the speed of the drive screw relative to the gear wheel). , so that there is only a slight noise excitation at the point of engagement between the gear and the output element.
  • the mechanical strength is in the foreground, which is adjusted by specific adaptation of the choice of material of the power output in the desired manner.
  • the basic idea of the present invention is therefore based on the idea of separating the gear wheel functionally and material-technically into the force introduction part and the power output part, so that the different parts are specifically adapted to the specific requirements with regard to a static and dynamic load or a high mechanical strength can.
  • the force introduction part may in particular have a radial height which exceeds the tooth height of the first toothing.
  • the total radial height of the force introduction part (measured between the radially innermost point and the radially outermost point, relative to the longitudinal axis of the gear) is thus greater than the tooth height, ie the measured between the tooth base and the tooth tip of each tooth radial height of the toothing.
  • the force introduction part is thus not designed as a simple coating, but represents a structurally independent part, which is attached to the power output part.
  • the force introduction part and the power output part can be connected to each other, for example, positively and / or materially.
  • the power output part may have a connection section carrying a connection toothing, wherein the force introduction part is connected in a form-fitting manner to the power output part in the circumferential direction about the longitudinal axis via the connection toothing.
  • the force introduction member for mounting on the connecting portion along the longitudinal axis about which the gear is rotatable, plugged to bring a connection of the power delivery part associated toothing of the force introduction part positively with the connecting toothing of the power take-off.
  • the force introduction part can be molded onto the connecting portion of the power output part, so that in the molded state results in a material and positive connection of the force introduction part with the power output part.
  • connection of the force introduction part and of the force output part can also be produced by material engagement, for example by welding the force introduction part and the force output part together, in particular using laser welding.
  • the first toothing of the gear wheel is preferably designed as an outer toothing on a radially outer circumference of the gear, while the second toothing is formed as an internal toothing on a bore extending along the longitudinal axis.
  • the gear wheel as a spindle nut becomes possible, the first toothing of which is configured to engage with a drive screw forming the drive element and whose second toothing is designed to engage with a spindle forming the output element.
  • the gear in the form of the spindle nut is thus on the one hand via its first toothing (external toothing) with the drive element in the form of the drive screw and on its second toothing (internal toothing) with an external thread of the output element realized spindle engaged, so that in operation Adjusting the drive screw the spindle nut can put in a rotational movement about the spindle, as a result of which the spindle nut rolls on the spindle and thus causes an adjustment relative to the spindle.
  • the gear wheel in addition to the force introduction part and the force output part, may have a strength part which is designed for axially supporting the gear wheel in a direction along the longitudinal axis and is in communication with the force introduction part and / or the power output part.
  • the strength member may be formed, for example, of metal or a plastic core overmolded metal and serves to increase the strength of the gear in particular against unusual, for example, crash-induced loads.
  • the strength member may for example be formed as a bush which connects axially to the force introduction part or the power output part and is firmly connected to at least one of these parts.
  • the strength member may for example serve as a contact surface on an associated bearing portion of a housing and thus make, for example, a thrust washer superfluous.
  • the strength member may be used as a bearing for a bearing such. B. serve a ball bearing.
  • the strength member may in particular serve to provide an additional support of the gear relative to the output member in a case of exceptional load, especially in a crash. This may be particularly useful if both the force introduction part and the power output part are made of plastic, so that over the e.g. made of metal strength member, the strength of the gear overall can be further increased.
  • the strength part may additionally have a toothing assigned to the output element, which is designed not to engage the output element in a normal operating state during normal use of the variable speed gear.
  • the strength member thus does not affect the adjustment movement of the gear relative to the output member and in particular does not increase the friction, because there is no frictional engagement of the teeth of the strength member to the output member.
  • the toothing is, however, preferably designed such that in an exceptionally loaded state it comes into engagement with the driven element in order to provide additional support of the gear wheel on the driven element in this way. In the normal operating state, the toothing of the strength part is thus spaced from a toothing of the output element.
  • the first toothing of the force introduction part can be designed in particular as straight toothing, as helical toothing or else as globoid toothing. It is also conceivable here to combine different types of teeth with each other.
  • the first toothing of the force introduction part which serves for coupling with the drive element, be configured for example in an axially central portion of the toothing as cylindrical straight or helical toothing whose tooth root is at a constant radius (measured from the longitudinal axis of the gear) and the Teeth depth in the axial direction is approximately constant.
  • the toothing In axially outer sections, which connect on both sides to the axially central portion, the toothing, however, can be designed as a globoid toothing with axially decreasing tooth depth to the outside.
  • a cylindrical toothing can be provided in the central central portion of the toothing, which allows tolerances in the toothing engagement of the drive element in the toothing of the force introduction part.
  • a favorable system for example a worm toothing of the drive element, is provided on the individual tooth flanks of the toothing of the force introduction part in order to achieve a favorable introduction of force.
  • the gear is preferably part of an adjusting for adjusting an adjustment in a vehicle.
  • the adjusting gear has a drive element and an output element, wherein the gear wheel is designed to transmit an adjusting force from the drive element to the output element.
  • the adjusting mechanism can be designed, in particular, as a speed-reducing transmission in which a first rotational speed with which the drive element rotates relative to the gear during operation of the adjusting gear is greater than a second rotational speed with which the gear wheel moves relative to the output element.
  • a first rotational speed with which the drive element rotates relative to the gear during operation of the adjusting gear is greater than a second rotational speed with which the gear wheel moves relative to the output element.
  • the adjusting mechanism is preferably designed as a spindle gear, in which the drive element is realized as a drive worm with a worm toothing and the driven element as a spindle with an external thread.
  • the drive worm is in this case in the operation of the variable speed gear about an associated, from the longitudinal axis of the gear wheel realizing spindle nut different rotation axis and serves to initiate an adjusting force in the spindle nut.
  • the rotational movement of the spindle nut is in this case reduced to the rotational movement of the drive screw, so that a high speed of the drive screw is converted into a low speed of the spindle nut.
  • the output member realizing the spindle in turn is about its external thread with the gear realized in the spindle nut in engagement such that the spindle nut rolls on the spindle when it is placed on the drive screw in a rotary motion.
  • the spindle nut is moved longitudinally along the spindle, so that an adjusting part coupled to the spindle nut can be adjusted relative to an adjusting part coupled to the spindle.
  • Conceivable here are different embodiments of the spindle gear.
  • the spindle nut can be coupled to a fixed adjusting part, relative to which an adjusting part carrying the spindle is adjusted.
  • the spindle can be arranged stationary and stationary, so that in operation, the spindle nut is supported on the spindle and an adjusting part carrying the spindle nut is moved relative to the spindle.
  • FIG. 1 shows a schematic sectional view of an adjusting gear in the form of a
  • Fig. 2 is a schematic view of a vehicle seat; 3 is a perspective view of a power output of a gear;
  • Fig. 4 is a perspective view of a gear, the component of which
  • Fig. 5 is a schematic sectional view of another embodiment of a gear wheel
  • Fig. 6 is an enlarged view of the gear in the cutout A according to
  • Fig. 7 is a schematic view of another embodiment of a
  • 8A, 8B are schematic views of an asymmetric spindle nut in a
  • Gearbox housing when installed on different sides on a vehicle seat. 1 shows a schematic sectional view of an adjusting mechanism 1 which is designed as a spindle drive with a spindle 4 extended along a longitudinal axis L and a spindle nut 3 arranged rotatably on the spindle 4 about the longitudinal axis L and, for example, in a seat longitudinal adjustment device in a vehicle seat 5, as shown schematically in Fig. 2, can be used.
  • the vehicle seat 5 essentially formed by a backrest 51 and a seat part 50 is arranged on guide rails 52, 53 so as to be longitudinally adjustable on a vehicle floor of a vehicle.
  • the spindle 4 of the variable transmission 1 may for example be arranged fixed to a lower guide rail 53, while the spindle nut 3 is connected to a longitudinally adjustable on the lower guide rail 53 mounted upper guide rail 52 such that the spindle nut 3 about the longitudinal axis L rotatable , while axially but firmly held on the upper guide rail 52.
  • the adjusting gear 1, the spindle nut 3, driven by a rotational movement V1 of a drive screw 2, in a rotational movement V2 about the steering axis L is offset, so that the spindle nut 3 rolls on the spindle 4 and a Performs adjusting V along the spindle 4.
  • the spindle nut 3, driven by the drive worm 2, due to the threaded engagement on the spindle 4 rolls the spindle nut 3 is moved along the longitudinal axis L to the spindle 4 during operation of the variable transmission 1 and thus directs an adjusting force in the with her coupled adjustment (ie, for example, in the upper guide rail 52 and above in the vehicle seat 5) a.
  • the drive screw 2 forming a drive element has an outer toothing 20 in the form of a worm toothing, via which the drive worm 2 engages with a first toothing 300 in the form of an external toothing of the spindle nut 3.
  • the spindle nut 3 has a central, along the longitudinal axis L extended bore 31 1, on which a second toothing 310 is arranged in the form of an internal thread via which the spindle nut 3 is in engagement with a toothing 40 in the form of an external thread of the spindle 4.
  • the adjusting gear 1 realized in the form of the spindle gear, a speed-reducing transmission, in which a high speed of the drive screw 2 is converted into a lower speed of the spindle nut 3.
  • the adjusting mechanism 1 is designed as a speed-reducing transmission, the relative speed between the drive screw 2 and the spindle nut 3 in operation of the variable speed gear 1 is large compared to the relative speed between the spindle nut 3 to the spindle 4, because the rotational movement V2 of the spindle nut 3 against the Rotary movement V1 of the drive screw 2 is stocky.
  • the engagement between the drive screw 2 and the spindle nut 3 should be designed so that excessive noise excitation during operation despite the great dynamics of the movement of the drive screw 2 is avoided.
  • the spindle gear 2 is an adjustment (for example, the upper guide rail 52 of the vehicle seat 5) with the spindle nut 3 and the other adjustment part (for example, the guide rail 53 of the vehicle seat 5) coupled to the spindle 4 such that due to the adjustment movement V of the spindle nut 3 along the longitudinal axis L relative to the spindle 4, the adjustment parts are adjusted to each other.
  • the support of the adjustment parts to each other thus takes place via the spindle nut 3 and the spindle 4, which are held on the threaded engagement between the teeth 310, 40 to each other.
  • the adjusting parts ie in the illustrated embodiment, the vehicle seat 5 to the vehicle floor
  • the adjusting parts are thus held in position on the engagement of the spindle nut 3 with the spindle 4.
  • the engagement between the spindle nut 3 and the spindle 4 must therefore be designed crash-proof.
  • the spindle nut 3 of the illustrated variable transmission 1 is so functionally and materially separated, on the one hand, to provide the engagement between the drive worm 2 and the spindle nut 3, a force introduction part 30 and, on the other hand, to provide the engagement between the spindle nut 3 and the spindle 4, a force output part 31 is provided which is made of materials of different damping behavior.
  • the force introduction part 30 is configured from a material of low stiffness with a comparatively small modulus of elasticity, so that the force introduction part 30 acts damping and thus attenuates a noise excitation at the point of engagement between the drive screw 2 and the force introduction part 30.
  • the force introduction part 30 carries the first toothing 300 and engages via the first toothing 300 with the toothing 20 of the drive worm 2.
  • the power output part 31 is formed of a material of high strength and has a large modulus of elasticity.
  • the force introduction part 30 and the power output part 31 may each be formed, for example, from a plastic.
  • the force introduction part 30 can be formed, for example, from a plastic such as POM or PEEK without fiber reinforcement, while the power output part 31 is formed from a fiber-reinforced plastic, for example glass fiber reinforced POM or PEEK.
  • the force introduction member 30 made of plastic, such as POM or PEEK
  • the power output member 31 from a metal (eg steel) or from a molded plastic with metal core to manufacture such that the power output member 31 and In particular, the teeth 310 of the power output part 31 have a high strength compared to the force introduction part 30.
  • the power output part 31 made of a high-strength material, for example metal, with different materials, so that the power output part 31 is made use of the same material regardless of the application, the force introduction part 30 is made of different materials depending on the application and the force introduction part 30 is the one used in each case Requirements can be adjusted.
  • FIG. 3 and 4 show a first concrete embodiment of a spindle nut 3 which has a force output part 31 made of a solid material (see in a separate view in FIG. 3) and a force introduction part 30 formed of a material of lower stiffness (see FIG. 4 in FIG a state connected to the power output member 31).
  • the power output part 31 which may be formed, for example, from metal or a high-strength plastic, has a body 312 with a central bore 31 1, to which the second toothing 310 is formed in the form of an internal thread.
  • the body 312 carries a central peripheral connecting portion 313 which projects radially outward from the body 312 and to which a connecting toothing 314 for the positive connection of the power output member 31 is arranged with the force introduction member 30.
  • the connecting portion 313 runs around the body 312 in an annular manner.
  • the connecting toothing 314 is formed in the illustrated embodiment as a helical toothing. Axial on both sides of the connecting portion 313 frets 315, 316 are formed, to the z. B.
  • the force introduction part 31 is connected via the connecting teeth 314 of the connecting portion 313 in a form-fitting manner along the circumferential direction about the longitudinal axis L to the power output part 31.
  • the force introduction member 30 may be made, for example, as a separate part and subsequently pushed onto the power output member 31, wherein the force introduction member 30 at a central inner opening one of the connecting teeth 314 of the power output member 31 complementary internal teeth, which upon pushing the force introduction member 30 to the power output member 31st positively engages the connecting teeth 314 into engagement.
  • the force introduction member 30 and the power output member 31 in a common injection molding tool by plastic injection molding in 2K technology to manufacture such that the force introduction member 30 is injection molded from a first plastic and the power output member 31 made of a second plastic and the force introduction member 30 and the force introduction part 31 already enter into a positive connection in the injection molding tool.
  • the force introduction part 30 and the force output part 31 can also be connected to one another in a material-locking manner, for example by means of laser welding.
  • the spindle nut 3 an additional strength member 32 in the form of a made of metal or a particularly hard plastic bush, which is axially attached to the power output part 31 and by means of a collar 321st connected to this.
  • the strength member 32 serves for axial one-sided support of the spindle nut 3, for example, with respect to a housing and can replace a thrust washer.
  • the strength member 32 is in this case arranged in particular on the side of the spindle nut 3, which is exposed to high loads in a crash and therefore is firmly supported on a housing of the variable transmission 1, so that the spindle nut 3 is securely and reliably held on the housing.
  • a toothing 320 may be formed, which is designed such that it is not in a normal operating state of the variable transmission 1 with the toothing 40th the spindle 4 is in engagement, but is spaced therefrom. During normal operation of the adjusting gear 1, the toothing 320 thus does not contribute to the transmission of power and thus also to the friction.
  • FIG 7 shows a further exemplary embodiment of a spindle nut 3, in which the first toothing 300 of the force introduction part 30 has a crowning in the axial direction (so-called “crowning") marked by a radius R.
  • the force introduction part 30 is connected to the cylindrical, annular connecting section 313 of FIG Power delivery 31 arranged, wherein the outer peripheral surface of the force introduction part 30, on which the toothing 300 is arranged, a slightly curved in the axial direction, spherical shape, which compensates for tolerances at the location of engagement of the drive screw 2 in the teeth 300 of the spindle nut. 3 allows.
  • FIG. 8A and 8B show an embodiment of an adjusting gear 1 with a gear wheel in the form of a spindle nut 3, which is designed axially along the longitudinal axis L asymmetrically with pin-shaped collars 315, 316 of different axial length.
  • FIG. 8A shows the adjusting gear 1 in this case when installed on a first side of a vehicle seat 5, FIG. 8B, however, the adjusting gear 1 when installed on an opposite, second side of the vehicle seat. 5
  • the background is that using the same components, the adjusting gear 1 on different sides of a vehicle seat 5, so on the door to the vehicle, so-called door side and the center of the vehicle located, so-called tunnel side of a vehicle seat 5, should be mountable.
  • the spindle nut 3 has an asymmetry in the axial direction along the longitudinal axis L by their pin-shaped collars 315, 316 are formed with different axial length.
  • the collars 315, 316 serve to engage in bearing receivers 60, 61 of a transmission housing 6, so that the spindle nut 3 is rotatably mounted on the transmission housing 6 via the collars 315, 316 in the assembled state of the variable transmission 1 about the longitudinal axis L.
  • the collar 316 has an axially greater length than the collar 315. Due to its greater length, the collar 316 can accommodate a ball bearing 7, which serves for low-friction mounting of the spindle nut 3 to the transmission housing 6.
  • the gear housing 6 is arranged depending on an installation of the variable transmission 1 on the door side or the tunnel side in different orientations on the vehicle seat 5.
  • the spindle nut 3 is to be inserted into the transmission housing 6 such that the ball bearing 7 comes to lie in each case on the so-called force side facing the toothing 300, the operation of the variable transmission 1 side of the toothing 300, the largest force in a frontal crash subject, is averted.
  • the orientation of the spindle nut 3 is therefore always the same regardless of the installation orientation of the variable speed gear 1, so that - due to the different orientation of the gear housing 6 - the spindle nut 3 comes to rest in a different orientation in the gear housing 6 (see synopsis of FIGS. 8A and 8B) ,
  • the spindle nut 3 is supported via the ball bearing 7 with respect to a left wall 63 of the gear housing 6 in the illustration and via a thrust washer 8 with respect to a right wall 62 of the gear housing 6 in the illustration.
  • the spindle nut 3 is reversed axially relative to the gear housing 6, the spindle nut 3, however, is supported by the thrust washer 8 against the wall 63 and the ball bearing 7 on the wall 62.
  • the ball bearing 7 can be readily arranged on the collar 316 and the collar 316 thereby readily engage in the respectively associated bearing seat 61, 60.
  • the engagement depth of the collar 316 in the respective associated bearing seat 61, 60 is approximately equal to the depth of engagement of the collar 315 in the associated bearing seat 60, 61st
  • the engagement of the driving worm 2 arranged on the gearbox housing 6 with the serration 300 of the spindle nut 3 takes place in an engagement plane E which is perpendicular to the longitudinal axis L through the rotational axis D of the drive worm 2. Because the spindle nut 3 is asymmetrically shaped in the axial direction, depending on the arrangement of the spindle nut 3 in the Gear housing 6 and the arrangement of the teeth 300 relative to the drive screw 2, but the engagement plane E is approximately always at the same axial position of the spindle nut 3 comes to rest and corresponds approximately to the axial center plane of the spindle nut 3.
  • a gear according to the type described here can also be used in completely different types of adjusting gear and is not limited to spindle gear and in particular also not on adjusting the vehicle seats.
  • the force introduction part has previously been described as a radially outer part with an outer toothing
  • the power output part as a radially inner part with an internal toothing
  • any other designs of the gear are conceivable in which introduced via a force introduction part of force and a force output part an adjusting force is derived, which are adapted to different, special requirements by different choice of material of the individual parts.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Gear Transmission (AREA)

Description

Getrieberad eines Verstellgetriebes zum Verstellen eines Verstellteils in einem
Fahrzeug
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Getrieberad eines Verstellgetriebes zum Verstellen eines Verstellteils in einem Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein derartiges Getrieberad ist um eine Längsachse drehbar anzuordnen und umfasst eine erste Verzahnung zum Eingriff mit einem eine Verstellkraft einleitenden Antriebselement und eine zweite Verzahnung zum Eingriff mit einem relativ zu dem Getrieberad zu verstellenden Abtriebselement. Die Erfindung betrifft beispielsweise eine ein Getrieberad verwirklichende Spindelmutter eines Spindelgetriebes, bei dem die Spindelmutter an einem Abtriebselement in Form einer Spindel angeordnet ist und im Betrieb des Spindelgetriebes von einer ein Antriebselement verwirklichenden Antriebsschnecke angetrieben wird derart, dass die Spindelmutter in eine Drehbewegung relativ zu der Spindel versetzt wird, infolge derer die Spindelmutter an der Spindel abrollt und so relativ zu der längserstreckten Spindel verstellt wird. Solche Verstellgetriebe, wie sie beispielsweise durch Spindelgetriebe verwirklicht sind, stellen drehzahlreduzierende Getriebe dar, bei denen eine (hohe) Drehzahl des Antriebselements in eine (niedrige) Drehzahl, mit der sich das Getrieberad relativ zu dem Abtriebselement dreht, untersetzt und somit die Drehzahl und das Drehmoment gewandelt werden.
Bei Einsatz beispielsweise bei einem Fahrzeugsitz müssen die erste Verzahnung des Getrieberads, die dem Antriebselement zugeordnet ist, und die zweite Verzahnung des Getrieberads, die dem Abtriebselement zugeordnet ist, dabei gänzlich unterschiedliche Anforderungen erfüllen.
Weil das Antriebselement sich mit hoher Drehzahl dreht und diese hohe Drehzahl infolge des Verzahnungseingriffs des Antriebselements mit der ersten Verzahnung des Getrieberads untersetzt wird, kommt es zwischen dem Antriebselement und dem Getrieberad zu einer Relativbewegung großer Dynamik, die zu einer Geräuschanregung führen kann. Der Verzahnungseingriff zwischen dem Antriebselement und dem Getrieberad sollte daher derart ausgestaltet sein, dass eine Geräuschanregung im Betrieb des Verstellgetriebes nach Möglichkeit gedämpft ist. Der Verzahnungseingriff zwischen dem Getrieberad und dem Abtriebselement hingegen muss eine hohe mechanische Festigkeit aufweisen, weil - beispielsweise bei Verwendung des Verstellgetriebes im Rahmen einer Sitzlängsverstelleinrichtung eines Kraftfahrzeugsitzes - über den Eingriff zwischen dem Getrieberad und dem Abtriebselement Crashkräfte abgeleitet werden müssen. Der sichere Halt des Verstellgetriebes bei Verwendung in einer Sitzlängsverstelleinrichtung ist wesentlich bestimmt durch die Abstützung des Getrieberads an dem Abtriebselement. Wird beispielsweise bei einem Spindelgetriebe einer Sitzlängsverstelleinrichtung in einem Crashfall die Spindelmutter infolge eines Zahnbruchs des Verzahnungseingriffs zwischen dem Getrieberad und dem Abtriebselement nicht zuverlässig an der Spindel gehalten, kann es zu einer plötzlichen Bewegung und einem Losreißen des Fahrzeugsitzes kommen, was erhebliche Verletzungsgefahren für einen Fahrzeuginsassen birgt.
Bei einem aus der DE 199 1 1 432 A1 bekannten Schnecken- oder Spindelgetriebe ist die Verzahnung einer Schnecke oder einer Spindelmutter abschnittsweise mit einem Kraftübertragungsbereich ausgebildet, der eine größere Zahnbreite als andere Bereiche der Verzahnung aufweist. Die DE 199 1 1 432 A1 bezieht sich nicht auf ein Getrieberad, das eine erste Verzahnung und eine zweite Verzahnung aufweist. Aus der WO 2010/09 21 20 A2 ist ein Spindelantrieb für eine Sitzlängsverstellung eines Kraftfahrzeugsitzes bekannt, der eine als Hybridspindelmutter ausgebildete Spindelmutter aufweist. Die Spindelmutter weist ein im Kraftschluss zwischen einer Antriebsschnecke und einer Spindel angeordnetes Funktionsteil sowie mindestens ein Crashkräfte von der Verstellschiene in die Spindel ableitendes Festigkeitsteil auf, das jedoch nicht im Kraftfluss zur Kraftübertragung zwischen der Antriebsschnecke und der Spindel angeordnet ist, sondern als Anlaufteil zum Ersatz für eine Anlaufscheibe und zum Abstützen bei außergewöhnlicher Belastung z. B. in einem Crash-Fall dient. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Getrieberad zur Verfügung zu stellen, das einen Betrieb eines Verstellgetriebes mit geringer akustischer Anregung ermöglicht und gleichzeitig eine hohe mechanische Festigkeit zum Abstützen von Getriebeteilen aneinander auch bei großen mechanischen Belastungen z.B. in einem Crashfall gewährleistet.
Diese Aufgabe wird durch einen Gegenstand mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Demnach ist bei einem Getrieberad vorgesehen, dass das Getrieberad ein die erste Verzahnung tragendes Krafteinleitungsteil und ein von dem Krafteinleitungsteil unterschiedliches, die zweite Verzahnung tragendes Kraftabgabeteil aufweist, wobei das Krafteinleitungsteil und das Kraftabgabeteil aus Werkstoffen mit unterschiedlichem Dämpfungsverhalten gefertigt sind.
Insbesondere können das Krafteinleitungsteil aus einem ersten Kunststoffmaterial und das Kraftabgabeteil aus einem zweiten Kunststoffmaterial gefertigt sein, wobei das erste Kunststoffmaterial eine geringere Steifheit als das zweite Kunststoffmaterial aufweist. Eine solche Fertigung des Getrieberads aus unterschiedlichen Kunststoffmaterialien ist beispielsweise einstückig mittels Kunststoffspritzgießen in der sogenannten Zwei- Komponenten-Technologie (auch bezeichnet als„2K-Technologie") möglich, bei der das Getrieberad in einem Arbeitsgang in einem Spritzgusswerkzeug unter Verwendung und Einspritzung unterschiedlicher Materialen gefertigt wird.
Alternativ ist auch denkbar, das Krafteinleitungsteil aus einem Kunststoffmaterial und das Kraftabgabeteil aus einem Metall oder einem mit Kunststoff umspritzten Metallkern zu fertigen. In diesem Fall weist das aus Kunststoff gefertigte Krafteinleitungsteil eine geringere Steifheit als das aus Metall oder einem mit Kunststoff umspritzten Metallkern gefertigte Kraftabgabeteil auf. Darunter, dass das Krafteinleitungsteil und das Kraftabgabeteil aus Werkstoffen unterschiedlichen Dämpfungsverhaltens- gefertigt sind, ist vorliegend zu verstehen, dass die Werkstoffe insbesondere ein unterschiedliches Elastizitätsmodul (auch bezeichnet als Zugmodul, Elastizitätskoeffizient oder Youngsches Modul) aufweisen. Bei dem Elastizitätsmodul handelt es sich um einen Materialkennwert, der den Zusammenhang zwischen Spannung und Dehnung bei der Verformung eines festen Körpers bei linearelastischem Verhalten beschreibt. Ein Werkstoff großer Steifheit hat ein großes Elastizitätsmodul, ein Werkstoff geringer Steifheit, der somit vergleichsweise nachgiebig ist und damit ein gutes Dämpfungsverhalten aufweist, hingegen hat ein kleines Elastizitätsmodul.
Unter einem guten Dämpfungsverhalten ist insbesondere zu verstehen, dass die Anregung akustischer Schwingungen aufgrund eines Verzahnungseingriffs gedämpft ist. Dadurch, dass das Krafteinleitungsteil und das Kraftabgabeteil aus unterschiedlichen Werkstoffen unterschiedlichen Dämpfungsverhaltens gefertigt sind, wird die Möglichkeit geschaffen, das Krafteinleitungsteil einerseits und das Kraftabgabeteil andererseits ihren spezifischen Anforderungen anzupassen. Bei dem Krafteinleitungsteil kommt es hierbei insbesondere darauf an, dass bei einer dynamischen Belastung es zu einer nur geringen Geräuschanregung kommt. Dementsprechend ist das Krafteinleitungsteil vorteilhafterweise aus einem Werkstoff geringer Steifheit ausgebildet, so dass das Krafteinleitungsteil eine gegenüber dem Kraftabgabeteil reduzierte Steifigkeit aufweist und dementsprechend bei einer dynamischen Belastung dämpfend wirken kann. Dies dämpft die Geräuschentwicklung bei Bewegung des Antriebselements relativ zu dem Getrieberad.
Das Krafteinleitungsteil kann hierzu beispielsweise aus einem Hydrell oder POM (Polyoxymethylen) ohne Faserverstärkung ausgestaltet sein.
Zur Verminderung der Reibung kann der Kunststoffwerkstoff, aus dem das Krafteinleitungsteil gefertigt ist, zusätzlich tribologisch modifiziert sein, beispielsweise durch Inkorporation von PTFE-Partikeln (PTFE: Polytetrafluorethylen, auch bekannt als „Teflon"). Dies ermöglicht eine Verbesserung der Reibungs- und Verschleißeigenschaften des Krafteinleitungsteils. Durch diese Reibungsverminderung wird auch die innere Geräuschanregung reduziert. Das Kraftabgabeteil, das mit dem Abtriebselement in Eingriff steht, ist hingegen vorteilhafterweise aus einem Werkstoff großer Festigkeit gefertigt. Bei diesem Werkstoff kann es sich um ein Kunststoffmaterial, beispielsweise einen faserverstärkten Kunststoff (POM oder PEEK mit Faserverstärkung) oder ein Metall handeln. Das Kraftabgabeteil weist damit eine große Festigkeit auf, die insbesondere einen zuverlässigen Halt des Getrieberads an dem Abtriebselement auch bei hohen Belastungen gewährleistet und somit beispielsweise bei Einsatz der Versteileinrichtung an einem sicherheitsrelevanten Teil in einem Kraftfahrzeug, beispielsweise an einem Kraftfahrzeugsitz, ein Lösen des Eingriffs des Getrieberads mit dem Abtriebselement in einem Crashfall zuverlässig verhindert. Hier kann die dynamische Festigkeit eines aus Kunststoff gefertigten Abgabeteils von Vorteil sein.
Handelt es sich bei dem Verstellgetriebe, dessen Bestandteil das Getrieberad ist, um ein drehzahlreduzierendes Getriebe, so ist die Geschwindigkeit, mit der sich das Getrieberad im Betrieb relativ zu dem Abtriebselement bewegt, gering (nämlich untersetzt zu der Geschwindigkeit der Antriebsschnecke relativ zu dem Getrieberad), so dass es am Orte des Eingriffs zwischen Getrieberad und Abtriebselement nur zu einer geringen Geräuschanregung kommt. Bei dem Eingriff des Getrieberads mit dem Abtriebselement steht somit die mechanische Festigkeit im Vordergrund, die durch spezifische Anpassung der Materialwahl des Kraftabgabeteils in gewünschter Weise eingestellt wird.
Die grundlegende Idee der vorliegenden Erfindung geht somit von dem Gedanken aus, das Getrieberad funktionell und werkstofftechnisch in das Krafteinleitungsteil und das Kraftabgabeteil zu trennen, so dass die unterschiedlichen Teile spezifisch auf die konkreten Anforderungen hinsichtlich einer statischen und dynamischen Belastung oder einer hohen mechanischen Festigkeit angepasst werden können.
Das Krafteinleitungsteil kann insbesondere eine radiale Höhe aufweisen, die die Zahnhöhe der ersten Verzahnung übersteigt. Die radiale Gesamthöhe des Krafteinleitungsteils (gemessen zwischen dem radial innersten Punkt und dem radial äußersten Punkt, bezogen auf die Längsachse des Getrieberads) ist somit größer als die Zahnhöhe, also die zwischen dem Zahngrund und der Zahnspitze eines jeden Zahns gemessene radiale Höhe der Verzahnung. Das Krafteinleitungsteil ist somit nicht als einfache Beschichtung ausgebildet, sondern stellt ein strukturell eigenständiges Teil dar, das an das Kraftabgabeteil angesetzt ist.
Das Krafteinleitungsteil und das Kraftabgabeteil können beispielsweise formschlüssig und/oder stoffschlüssig miteinander verbunden sein. Zur formschlüssigen Verbindung kann das Kraftabgabeteil beispielsweise einen eine Verbindungsverzahnung tragenden Verbindungsabschnitt aufweisen, wobei über die Verbindungsverzahnung das Krafteinleitungsteil in Umfangsrichtung um die Längsachse formschlüssig mit dem Kraftabgabeteil verbunden ist.
Über den Verbindungsabschnitt wird ein formschlüssiger Halt des Krafteinleitungsteils an dem Kraftabgabeteil bereitgestellt. Bei zweistückiger Fertigung des Getrieberads wird das Krafteinleitungsteil zur Montage auf den Verbindungsabschnitt entlang der Längsachse, um die das Getrieberad drehbar ist, aufgesteckt, um eine der Verbindungsverzahnung des Kraftabgabeteils zugeordnete Verzahnung des Krafteinleitungsteils formschlüssig mit der Verbindungsverzahnung des Kraftabgabeteils in Eingriff zu bringen. Bei einstückiger Fertigung des Getrieberads hingegen kann das Krafteinleitungsteil an den Verbindungsabschnitt des Kraftabgabeteils angespritzt werden, so dass sich in angespritztem Zustand eine stoff schlüssige und formschlüssige Verbindung des Krafteinleitungsteils mit dem Kraftabgabeteil ergibt.
Denkbar ist in diesem Zusammenhang beispielsweise auch, das Kraftabgabeteil aus Metall oder einem hochfesten Kunststoff und das Krafteinleitungsteil als Kunststoffbeschichtung an dem Verbindungsabschnitt auszuführen, wobei die erste Verzahnung des Getrieberads in ihrer Form bereits durch die Verbindungsverzahnung des Kraftabgabeteils vorgegeben ist.
Zusätzlich oder alternativ zu einem Formschluss kann die Verbindung des Krafteinleitungsteils und des Kraftabgabeteils auch stoffschlüssig hergestellt werden, indem das Krafteinleitungsteil und das Kraftabgabeteil beispielsweise miteinander verschweißt werden, insbesondere unter Einsatz von Laserschweißen.
Die erste Verzahnung des Getrieberads ist vorzugsweise als Außenverzahnung an einem radial äußeren Umfang des Getrieberads ausgeführt, während die zweite Verzahnung als Innenverzahnung an einer sich entlang der Längsachse erstreckenden Bohrung ausgebildet ist. Auf diese Weise wird insbesondere ein Einsatz des Getrieberads als Spindelmutter möglich, deren erste Verzahnung zum Eingriff mit einer das Antriebselement ausbildenden Antriebsschnecke und deren zweite Verzahnung zum Eingriff mit einer das Abtriebselement ausbildenden Spindel ausgestaltet ist. Das Getrieberad in Form der Spindelmutter steht somit einerseits über ihre erste Verzahnung (Außenverzahnung) mit dem Antriebselement in Form der Antriebsschnecke und über ihre zweite Verzahnung (Innenverzahnung) mit einem Außengewinde der das Abtriebselement verwirklichenden Spindel in Eingriff, so dass im Betrieb des Verstellgetriebes die Antriebsschnecke die Spindelmutter in eine Drehbewegung um die Spindel versetzen kann, infolge derer die Spindelmutter an der Spindel abrollt und somit eine Verstellung relativ zu der Spindel bewirkt. In weiterer Ausgestaltung kann das Getrieberad zusätzlich zu dem Krafteinleitungsteil und dem Kraftabgabeteil ein Festigkeitsteil aufweisen, das zum axialen Abstützen des Getrieberads in eine Richtung entlang der Längsachse ausgebildet ist und mit dem Krafteinleitungsteil und/oder den Kraftabgabeteil in Verbindung steht. Das Festigkeitsteil kann beispielsweise aus Metall oder einem mit Kunststoff umspritzten Metallkern ausgebildet sein und dient dazu, die Festigkeit des Getrieberads insbesondere gegenüber außergewöhnlichen, beispielsweise crashbedingten Belastungen zu erhöhen. Das Festigkeitsteil kann beispielsweise als Buchse ausgebildet sein, die axial an das Krafteinleitungsteil oder das Kraftabgabeteil anschließt und fest mit zumindest einem dieser Teile verbunden ist. Das Festigkeitsteil kann beispielsweise als Anlagefläche an einem zugeordneten Lagerabschnitt eines Gehäuses dienen und somit beispielsweise eine Anlaufscheibe überflüssig machen. Ebenso kann das Festigkeitsteil als Lagerabschnitt für ein Lager wie z. B. ein Kugellager dienen.
Das Festigkeitsteil kann insbesondere dazu dienen, in einem Fall außergewöhnlicher Belastung, insbesondere in einem Crashfall, eine zusätzliche Abstützung des Getrieberads relativ zu dem Abtriebselement zur Verfügung zu stellen. Dies kann insbesondere dann sinnvoll sein, wenn sowohl das Krafteinleitungsteil als auch das Kraftabgabeteil aus Kunststoff hergestellt sind, so dass über das z.B. aus Metall gefertigte Festigkeitsteil die Festigkeit des Getrieberads insgesamt weiter erhöht werden kann.
Hierzu kann das Festigkeitsteil zusätzlich eine dem Abtriebselement zugeordnete Verzahnung aufweisen, die ausgebildet ist, in einem normalen Betriebszustand bei normalem Gebrauch des Verstellgetriebes nicht mit dem Abtriebselement in Eingriff zu treten. In einem normalen Betriebszustand beeinträchtigt das Festigkeitsteil die Verstellbewegung des Getrieberads relativ zu dem Abtriebselement somit nicht und erhöht insbesondere auch nicht die Reibung, weil keine reibende Anlage der Verzahnung des Festigkeitsteils an dem Abtriebselement besteht. Die Verzahnung ist dabei aber vorzugsweise so ausgestaltet, dass in einem außergewöhnlich belasteten Zustand sie in Eingriff mit dem Abtriebselement gelangt, um auf diese Weise eine zusätzliche Abstützung des Getrieberads an dem Abtriebselement bereitzustellen. In dem normalen Betriebszustand ist die Verzahnung des Festigkeitsteils somit von einer Verzahnung des Abtriebselements beabstandet. Erst bei außergewöhnlichen Belastungen beispielsweise infolge eines Crashs wird dieser Abstand überwunden, und die Verzahnung gelangt in Anlage mit der zugeordneten Verzahnung des Abtriebselements, so dass eine direkte Abstützung zwischen Festigkeitsteil und Abtriebselement geschaffen wird. Auf diese Weise kann die Crashsicherheit des Verstellgetriebes insgesamt weiter erhöht werden.
Die erste Verzahnung des Krafteinleitungsteils kann insbesondere als Geradverzahnung, als Schrägverzahnung oder aber auch als Globoidverzahnung ausgebildet sein. Denkbar ist hierbei auch, unterschiedliche Verzahnungsarten miteinander zu kombinieren. So kann die erste Verzahnung des Krafteinleitungsteils, die zur Kopplung mit dem Antriebselement dient, beispielsweise in einem axial mittleren Abschnitt der Verzahnung als zylindrische Gerad- oder Schrägverzahnung ausgestaltet sein, deren Zahngrund auf einem konstanten Radius (gemessen von der Längsachse des Getrieberads) liegt und deren Zahntiefe in axialer Richtung näherungsweise konstant ist. In axial äußeren Abschnitten, die beidseitig an den axial zentralen Abschnitt anschließen, kann die Verzahnung hingegen als Globoidverzahnung mit axial nach außen hin abnehmender Zahntiefe ausgestaltet sein. Durch das Vorsehen unterschiedlicher axialer Verzahnungsabschnitte kann in dem zentral mittleren Abschnitt der Verzahnung eine zylindrische Verzahnung bereitgestellt werden, die Toleranzen beim Verzahnungseingriff des Antriebselements in die Verzahnung des Krafteinleitungsteils zulässt. Über die globoidartige Verzahnung in den axial äußeren Abschnitten hingegen wird eine günstige Anlage beispielsweise einer Schneckenverzahnung des Antriebselements an den einzelnen Zahnflanken der Verzahnung des Krafteinleitungsteils zum Erreichen einer günstigen Krafteinleitung bereitgestellt.
Das Getrieberad ist vorzugsweise Bestandteil eines Verstellgetriebes zum Verstellen eines Verstellteils in einem Fahrzeug. Das Verstellgetriebe weist hierzu ein Antriebselement und ein Abtriebselement auf, wobei das Getrieberad ausgebildet ist, eine Verstellkraft von dem Antriebselement auf das Abtriebselement zu übertragen.
Das Verstellgetriebe kann insbesondere als drehzahlreduzierendes Getriebe ausgebildet sein, bei dem eine erste Drehzahl, mit der sich das Antriebselement im Betrieb des Verstellgetriebes relativ zu dem Getrieberad dreht, größer ist als eine zweite Drehzahl, mit der sich das Getrieberad relativ zu dem Abtriebselement bewegt. Zwischen dem Antriebselement und dem Getrieberad kommt es somit zu einer vergleichsweise dynamischen Bewegung, der gegenüber die Bewegung des Getrieberads relativ zu dem Abtriebselement in ihrer Drehzahl reduziert ist. Um hierbei eine übermäßige Geräuschentwicklung aufgrund der dynamischen Bewegung des Antriebselements relativ zu dem Getrieberad zu verhindern, ist das Krafteinleitungsteil des Getrieberads in seinem Werkstoff vorzugsweise entsprechend angepasst. Demgegenüber ist das Kraftabgabeteil des Getrieberads aus einem Werkstoff gefertigt, der eine hohe Festigkeit der Verbindung des Getrieberads mit dem Abtriebselement bereitstellt.
Das Verstellgetriebe ist vorzugsweise als Spindelgetriebe ausgestaltet, bei dem das Antriebselement als Antriebsschnecke mit einer Schneckenverzahnung und das Abtriebselement als Spindel mit einem Außengewinde verwirklicht ist. Die Antriebsschnecke ist hierbei im Betrieb des Verstellgetriebes um eine ihr zugeordnete, von der Längsachse der das Getrieberad verwirklichenden Spindelmutter unterschiedliche Drehachse drehbar und dient dazu, eine Verstellkraft in die Spindelmutter einzuleiten. Die Drehbewegung der Spindelmutter ist hierbei untersetzt zu der Drehbewegung der Antriebsschnecke, so dass eine hohe Drehzahl der Antriebsschnecke in eine niedrige Drehzahl der Spindelmutter umgesetzt wird.
Die das Abtriebselement verwirklichende Spindel wiederum steht über ihr Außengewinde mit der das Getrieberad verwirklichenden Spindelmutter in Eingriff derart, dass die Spindelmutter an der Spindel abrollt, wenn sie über die Antriebsschnecke in eine Drehbewegung versetzt wird. Auf diese Weise wird die Spindelmutter längs entlang der Spindel verstellt, so dass ein mit der Spindelmutter gekoppeltes Verstellteil relativ zu einem mit der Spindel gekoppelten Verstellteil verstellt werden kann. Denkbar sind hierbei unterschiedliche Ausgestaltungen des Spindelgetriebes. Einerseits kann die Spindelmutter mit einem feststehenden Verstellteil gekoppelt sein, relativ zu dem ein die Spindel tragendes Verstellteil verstellt wird. Andererseits kann auch die Spindel feststehend und ortsfest angeordnet sein, so dass sich im Betrieb die Spindelmutter an der Spindel abstützt und ein die Spindelmutter tragendes Verstellteil relativ zu der Spindel bewegt wird.
Der der Erfindung zugrundeliegende Gedanke soll nachfolgend anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Schnittansicht eines Verstellgetriebes in Form eines
Spindelgetriebes;
Fig. 2 eine schematische Ansicht eines Fahrzeugssitzes; Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines Kraftabgabeteils eines Getrieberads;
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines Getrieberads, dessen Bestandteil das
Kraftabgabeteil gemäß Fig. 3 ist;
Fig. 5 eine schematische Schnittansicht eines anderen Ausführungsbeispiels eines Getrieberads; Fig. 6 eine vergrößerte Ansicht des Getrieberads im Ausschnitt A gemäß
Fig. 5;
Fig. 7 eine schematische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines
Getrieberads; und
Fig. 8A, 8B schematische Ansichten einer asymmetrischen Spindelmutter in einem
Getriebegehäuse bei Einbau an unterschiedlichen Seiten an einem Fahrzeugsitz. Fig. 1 zeigt in einer schematischen Schnittansicht ein Verstellgetriebe 1 , das als Spindelgetriebe mit einer entlang einer Längsachse L erstreckten Spindel 4 und einer um die Längsachse L drehbar an der Spindel 4 angeordneten Spindelmutter 3 ausgebildet ist und beispielsweise in einer Sitzlängsverstelleinrichtung bei einem Fahrzeugsitz 5, wie er schematisch in Fig. 2 dargestellt ist, zum Einsatz kommen kann.
Der im Wesentlichen durch eine Rückenlehne 51 und ein Sitzteil 50 gebildete Fahrzeugsitz 5 ist über Führungsschienen 52, 53 längsverstellbar an einem Fahrzeugboden eines Fahrzeugs angeordnet. Im Rahmen der Sitzlängsverstelleinrichtung kann die Spindel 4 des Verstellgetriebes 1 beispielsweise feststehend an einer unteren Führungsschiene 53 angeordnet sein, während die Spindelmutter 3 mit einer längsverstellbar an der unteren Führungsschiene 53 gelagerten oberen Führungsschiene 52 verbunden ist derart, dass die Spindelmutter 3 um die Längsachse L drehbar, dabei axial aber fest an der oberen Führungsschiene 52 gehalten ist.
Im Betrieb des Verstellgetriebes 1 wird die Spindelmutter 3, angetrieben durch eine Drehbewegung V1 einer Antriebsschnecke 2, in eine Drehbewegung V2 um die Lenkachse L versetzt, so dass die Spindelmutter 3 an der Spindel 4 abrollt und eine Verstellbewegung V entlang der Spindel 4 ausführt. Dadurch, dass die Spindelmutter 3, angetrieben durch die Antriebsschnecke 2, aufgrund des Gewindeeingriffs an der Spindel 4 abrollt, wird die Spindelmutter 3 im Betrieb des Verstellgetriebes 1 längs entlang der Längsachse L zu der Spindel 4 verstellt und leitet somit eine Verstellkraft in das mit ihr gekoppelte Verstellteil (also z.B. in die obere Führungsschiene 52 und darüber in den Fahrzeugsitz 5) ein.
Die ein Antriebselement ausbildende Antriebsschnecke 2 weist eine Außenverzahnung 20 in Form einer Schneckenverzahnung auf, über die die Antriebsschnecke 2 mit einer ersten Verzahnung 300 in Form einer Außenverzahnung der Spindelmutter 3 in Eingriff steht. Die Spindelmutter 3 weist eine zentrale, entlang der Längsachse L erstreckte Bohrung 31 1 auf, an der eine zweite Verzahnung 310 in Form eines Innengewindes angeordnet ist, über das die Spindelmutter 3 mit einer Verzahnung 40 in Form eines Außengewindes der Spindel 4 in Eingriff steht. Auf diese Weise verwirklicht das Verstellgetriebe 1 in Form des Spindelgetriebes ein drehzahlreduzierendes Getriebe, bei dem eine hohe Drehzahl der Antriebsschnecke 2 in eine niedrigere Drehzahl der Spindelmutter 3 umgesetzt wird.
Weil das Verstellgetriebe 1 als drehzahlreduzierendes Getriebe ausgebildet ist, ist die Relativgeschwindigkeit zwischen der Antriebsschnecke 2 und der Spindelmutter 3 im Betrieb des Verstellgetriebes 1 groß im Vergleich zu der Relativgeschwindigkeit zwischen der Spindelmutter 3 zu der Spindel 4, weil die Drehbewegung V2 der Spindelmutter 3 gegenüber der Drehbewegung V1 der Antriebsschnecke 2 untersetzt ist. Der Eingriff zwischen der Antriebsschnecke 2 und der Spindelmutter 3 sollte dabei so ausgelegt sein, dass eine übermäßige Geräuschanregung im Betrieb trotz der großen Dynamik der Bewegung der Antriebsschnecke 2 vermieden wird.
Bei dem Spindelgetriebe 2 ist ein Verstellteil (beispielsweise die obere Führungsschiene 52 des Fahrzeugssitzes 5) mit der Spindelmutter 3 und das andere Verstellteil (beispielsweise die Führungsschiene 53 des Fahrzeugsitzes 5) mit der Spindel 4 gekoppelt derart, dass aufgrund der Verstellbewegung V der Spindelmutter 3 entlang der Längsachse L relativ zu der Spindel 4 die Verstellteile zueinander verstellt werden. Die Abstützung der Verstellteile zueinander erfolgt somit über die Spindelmutter 3 und die Spindel 4, die über den Gewindeeingriff zwischen den Verzahnungen 310, 40 aneinander gehalten werden. In einer gerade eingestellten Stellung werden die Verstellteile (also im dargestellten Ausführungsbeispiel der Fahrzeugsitz 5 zu dem Fahrzeugboden) somit über den Eingriff der Spindelmutter 3 mit der Spindel 4 in Position gehalten. Dies führt dazu, dass der Eingriff zwischen der Spindelmutter 3 und der Spindel 4 so ausgelegt sein muss, dass insbesondere auch in einem Crashfall die Spindelmutter 3 sicher an der Spindel 4 gehalten ist und es nicht beispielsweise aufgrund eines Zahnbruchs zu einem Lösen der Verbindung und infolgedessen zu einer plötzlichen Verstellung des Fahrzeugsitzes 5 kommen kann. Der Eingriff zwischen der Spindelmutter 3 und der Spindel 4 muss somit crashsicher ausgelegt sein.
Um diese beiden Anforderungen - einerseits eine geringe Geräuschanregung am Orte des Eingriffs der Antriebschnecke 2 mit der Spindelmutter 3 und andererseits ein sicherer Halt der Spindelmutter 3 an der Spindel 4 - zu erfüllen, ist die Spindelmutter 3 des dargestellten Verstellgetriebes 1 funktional und werkstofftechnisch derart getrennt, dass einerseits zur Bereitstellung des Eingriffs zwischen der Antriebsschnecke 2 und der Spindelmutter 3 ein Krafteinleitungsteil 30 und andererseits zur Bereitstellung des Eingriffs zwischen der Spindelmutter 3 und der Spindel 4 ein Kraftabgabeteil 31 vorgesehen ist, die aus Werkstoffen unterschiedlichen Dämpfungsverhaltens gefertigt sind.
Vorteilhafterweise ist das Krafteinleitungsteil 30 dabei aus einem Werkstoff geringer Steifheit mit einem vergleichsweise kleinen Elastizitätsmodul ausgestaltet, so dass das Krafteinleitungsteil 30 dämpfend wirkt und somit eine Geräuschanregung am Orte des Eingriffs zwischen der Antriebsschnecke 2 und dem Krafteinleitungsteil 30 gedämpft. Das Krafteinleitungsteil 30 trägt die erste Verzahnung 300 und steht über die erste Verzahnung 300 mit der Verzahnung 20 der Antriebsschnecke 2 in Eingriff.
Das Kraftabgabeteil 31 hingegen ist aus einem Werkstoff großer Festigkeit ausgebildet und weist ein großes Elastizitätsmodul auf. Durch feste Ausbildung des Kraftabgabeteils 31 sind auch die Zähne der Verzahnung 310 mit großer Festigkeit ausgebildet, so dass die Verzahnung 310 in sicherer und zuverlässiger Weise auch große in einem Crashfall wirkende Kräfte ableiten kann. Das Krafteinleitungsteil 30 und das Kraftabgabeteil 31 können beispielsweise jeweils aus einem Kunststoff ausgebildet sein. Das Krafteinleitungsteil 30 kann hierzu beispielsweise aus einem Kunststoff wie POM oder PEEK ohne Faserverstärkung ausgebildet sein, während das Kraftabgabeteil 31 aus einem faserverstärkten Kunststoff, beispielsweise glasfaserverstärktem POM oder PEEK ausgebildet ist.
Ebenso ist denkbar, das Krafteinleitungsteil 30 aus Kunststoff, beispielsweise POM oder PEEK, das Kraftabgabeteil 31 hingegen aus einem Metall (z.B. Stahl) oder aus einem mit Kunststoff umspritzten Metallkern zu fertigen derart, dass das Kraftabgabeteil 31 und insbesondere die Verzahnung 310 des Kraftabgabeteils 31 eine große Festigkeit im Vergleich zu dem Krafteinleitungsteil 30 aufweisen.
Denkbar ist auch, das aus einem hochfesten Werkstoff, beispielsweise Metall gefertigte Kraftabgabeteil 31 mit unterschiedlichen Materialen zu kombinieren, so dass das Kraftabgabeteil 31 verwendungsunabhängig aus dem gleichen Material, das Krafteinleitungsteil 30 verwendungsabhängig aus unterschiedlichen Materialien gefertigt ist und das Krafteinleitungsteil 30 somit verwendungsspezifisch den jeweils bestehenden Anforderungen angepasst werden kann.
Fig. 3 und 4 zeigen ein erstes konkretes Ausführungsbeispiel einer Spindelmutter 3, die ein aus einem festen Werkstoff gefertigtes Kraftabgabeteil 31 (siehe in einer gesonderten Ansicht in Fig. 3) und ein aus einem Werkstoff geringerer Steifheit geformtes Krafteinleitungsteil 30 (siehe Fig. 4 in einem mit dem Kraftabgabeteil 31 verbundenen Zustand) aufweist.
Das Kraftabgabeteil 31 , das beispielsweise aus Metall oder einem hochfesten Kunststoff geformt sein kann, weist einen Körper 312 mit einer zentralen Bohrung 31 1 auf, an die die zweite Verzahnung 310 in Form eines Innengewindes angeformt ist. Der Körper 312 trägt einen zentral umlaufenden Verbindungsabschnitt 313, der radial nach außen hin von dem Körper 312 vorsteht und an dem eine Verbindungsverzahnung 314 zur formschlüssigen Verbindung des Kraftabgabeteils 31 mit dem Krafteinleitungsteil 30 angeordnet ist. Der Verbindungsabschnitt 313 läuft ringförmig um den Körper 312 um. Die Verbindungsverzahnung 314 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Schrägverzahnung ausgebildet. Axial beidseits des Verbindungsabschnitts 313 sind Bünde 315, 316 ausgebildet, an die z. B. ein Lagerabschnitt eines Kugellagers angesetzt werden kann, um die Spindelmutter 3 gegenüber einem Gehäuse des Verstellgetriebes 1 abzustützen. Das Krafteinleitungsteil 31 ist über die Verbindungsverzahnung 314 des Verbindungsabschnitts 313 formschlüssig entlang der Umfangsrichtung um die Längsachse L mit dem Kraftabgabeteil 31 verbunden. Das Krafteinleitungsteil 30 kann dabei beispielsweise als separates Teil gefertigt sein und nachträglich auf das Kraftabgabeteil 31 aufgeschoben werden, wobei das Krafteinleitungsteil 30 an einer zentralen inneren Öffnung eine der Verbindungsverzahnung 314 des Kraftabgabeteils 31 komplementäre Innenverzahnung aufweist, die beim Aufschieben des Krafteinleitungsteils 30 auf das Kraftabgabeteil 31 formschlüssig mit der Verbindungsverzahnung 314 in Eingriff gelangt. Möglich ist aber auch, das Krafteinleitungsteil 30 und das Kraftabgabeteil 31 in einem gemeinsamen Spritzgusswerkzeug mittels Kunststoffspritzgießen in der 2K-Technologie zu fertigen derart, dass das Krafteinleitungsteil 30 aus einem ersten Kunststoff und das Kraftabgabeteil 31 aus einem zweiten Kunststoff spritzgegossen wird und das Krafteinleitungsteil 30 und das Krafteinleitungsteil 31 bereits im Spritzgusswerkzeug eine formschlüssige Verbindung eingehen.
Denkbar ist beispielsweise auch, das Kraftabgabeteil 31 aus Metall und das Krafteinleitungsteil 30 als Kunststoffbeschichtung an dem Verbindungsabschnitt 314 auszuführen, wobei die Verzahnung 300 in ihrer Form bereits durch die Verbindungsverzahnung 314 des Kraftabgabeteils 31 vorgegeben ist.
Zusätzlich oder alternativ zur formschlüssigen Verbindung können das Krafteinleitungsteil 30 und das Kraftabgabeteil 31 auch stoffschlüssig beispielsweise mittels Laserschweißen miteinander verbunden sein.
Ein modifiziertes Ausführungsbeispiel einer Spindelmutter 3 zeigen Fig. 5 und 6. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist die Spindelmutter 3 ein zusätzliches Festigkeitsteil 32 in Form einer aus Metall oder einem besonders harten Kunststoff gefertigten Buchse auf, die axial an das Kraftabgabeteil 31 angesetzt und mittels eines Bunds 321 mit dieser verbunden ist. Das Festigkeitsteil 32 dient zum axial einseitigen Abstützen der Spindelmutter 3 beispielsweise gegenüber einem Gehäuse und kann eine Anlaufscheibe ersetzen. Das Festigkeitsteil 32 ist hierbei insbesondere an der Seite der Spindelmutter 3 angeordnet, die in einem Crashfall besonders hohen Belastungen ausgesetzt ist und daher fest an einem Gehäuse des Verstellgetriebes 1 abzustützen ist, damit die Spindelmutter 3 sicher und zuverlässig an dem Gehäuse gehalten ist.
Zusätzlich kann, wie in der den Ausschnitt A gemäß Fig. 5 vergrößernden Darstellung gemäß Fig. 6 dargestellt, an dem Festigkeitsteil 32 eine Verzahnung 320 ausgebildet sein, die derart gestaltet ist, dass sie in einem normalen Betriebszustand des Verstellgetriebes 1 nicht mit der Verzahnung 40 der Spindel 4 in Eingriff steht, sondern von dieser beabstandet ist. Im normalen Betrieb des Verstellgetriebes 1 trägt die Verzahnung 320 somit nicht zur Kraftübertragung und damit auch nicht zur Reibung bei. In einem außergewöhnlich belasteten Zustand, beispielsweise in einem Crashfall, kann die Verzahnung 320 des Festigkeitsteils 32 jedoch mit der Verzahnung 40 der Spindel 4 in Anlage gelangen, so dass über das Festigkeitsteil 32 eine zusätzliche AbStützung der Spindelmutter 3 gegenüber der Spindel 4 geschaffen und die Spindelmutter 3 zuverlässig an der Spindel 4 gehalten wird.
Fig. 7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Spindelmutter 3, bei der die erste Verzahnung 300 des Krafteinleitungsteils 30 eine durch einen Radius R gekennzeichnete Balligkeit in axialer Richtung (sogenannte „Breitenballigkeit") aufweist. Das Krafteinleitungsteil 30 ist an den zylindrischen, ringförmigen Verbindungsabschnitt 313 des Kraftabgabeteils 31 angeordnet, wobei die äußere Umfangsfläche des Krafteinleitungsteils 30, an der die Verzahnung 300 angeordnet ist, eine in axialer Richtung leicht gekrümmte, ballige Form aufweist, die einen Ausgleich von Toleranzen am Orte des Eingriffs der Antriebsschnecke 2 in die Verzahnung 300 der Spindelmutter 3 ermöglicht.
Aufgrund der Balligkeit kann eine Geräuschanregung durch den Eingriff der Antriebsschnecke 2 in die Verzahnung 300 des Krafteinleitungsteils 30 auch bei lagebedingter Abweichung gegenüber der Ideallage der Antriebschnecke 2 relativ zu der Spindelmutter 3 reduziert werden, so dass eine kostengünstige Herstellung von die Spindelmutter 3 und die Antriebsschnecke 2 lagernden Gehäuseteilen aufgrund geringerer Genauigkeitsanforderungen möglich ist.
Fig. 8A und 8B zeigen ein Ausführungsbeispiel eines Verstellgetriebes 1 mit einem Getrieberad in Form einer Spindelmutter 3, die axial entlang der Längsachse L asymmetrisch mit zapfenförmigen Bünden 315, 316 unterschiedlicher axialer Länge ausgestaltet ist. Fig. 8A zeigt das Verstellgetriebes 1 hierbei bei Einbau an einer ersten Seite eines Fahrzeugsitzes 5, Fig. 8B hingegen das Verstellgetriebe 1 bei Einbau an einer gegenüberliegenden, zweiten Seite des Fahrzeugsitzes 5.
Hintergrund ist, dass unter Verwendung gleicher Bauteile das Verstellgetriebe 1 an unterschiedlichen Seiten eines Fahrzeugsitzes 5, also an der zur Fahrzeugtür hin gelegenen, sogenannten Türseite und der zur Fahrzeugmitte hin gelegenen, sogenannten Tunnelseite eines Fahrzeugsitzes 5, montierbar sein soll.
Die Spindelmutter 3 weist eine Asymmetrie in axialer Richtung entlang der Längsachse L auf, indem ihre zapfenförmigen Bünde 315, 316 mit unterschiedlicher axialer Länge ausgebildet sind. Die Bünde 315, 316 dienen dazu, in Lageraufnahmen 60, 61 eines Getriebegehäuses 6 einzugreifen, so dass über die Bünde 315, 316 die Spindelmutter 3 in montiertem Zustand des Verstellgetriebes 1 um die Längsachse L drehbar an dem Getriebegehäuse 6 gelagert ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Bund 316 eine axial größere Länge auf als der Bund 315. Durch seine größere Länge kann der Bund 316 ein Kugellager 7 aufnehmen, das zur reibungsarmen Lagerung der Spindelmutter 3 an dem Getriebegehäuse 6 dient.
Das Getriebegehäuse 6 wird abhängig von einem Einbau des Verstellgetriebes 1 an der Türseite oder der Tunnelseite in unterschiedlichen Orientierungen an dem Fahrzeugsitz 5 angeordnet. Die Spindelmutter 3 ist dabei derart in das Getriebegehäuse 6 einzusetzen, dass das Kugellager 7 in jedem Fall an der sogenannten kraftabgewandten Seite der Verzahnung 300 zu liegen kommt, die im Betrieb des Verstellgetriebes 1 der Seite der Verzahnung 300, die der größten Krafteinleitung bei einem Frontcrash unterliegt, abgewandt ist. Die Orientierung der Spindelmutter 3 ist daher unabhängig von der Einbauorientierung des Verstellgetriebes 1 immer gleich, so dass - aufgrund der unterschiedlichen Orientierung des Getriebegehäuses 6 - die Spindelmutter 3 in unterschiedlicher Orientierung im Getriebegehäuse 6 zu liegen kommt (vergleiche Zusammenschau von Fig. 8A und 8B).
Bei der Anordnung gemäß Fig. 8A ist die Spindelmutter 3 über das Kugellager 7 gegenüber einer in der Abbildung linken Wandung 63 des Getriebegehäuses 6 und über eine Anlaufscheibe 8 gegenüber einer in der Abbildung rechten Wandung 62 des Getriebegehäuses 6 abgestützt. Bei der Anordnung gemäß Fig. 8B, bei der die Spindelmutter 3 axial gegenüber dem Getriebegehäuse 6 umgedreht ist, ist die Spindelmutter 3 hingegen über die Anlaufscheibe 8 gegenüber der Wandung 63 und über das Kugellager 7 an der Wandung 62 abgestützt.
Dadurch, dass die zapfenförmigen Bünde 315, 316 unterschiedliche axiale Längen aufweisen, kann das Kugellager 7 ohne weiteres an dem Bund 316 angeordnet werden und der Bund 316 dabei ohne weiteres in die jeweils zugeordnete Lageraufnahme 61 , 60 eingreifen. Die Eingriffstiefe des Bunds 316 in die jeweils zugeordnete Lageraufnahme 61 , 60 ist jeweils ungefähr gleich der Eingriffstiefe des Bunds 315 in die zugeordnete Lageraufnahme 60, 61 .
Wie in Fig. 8A und 8B dargestellt, erfolgt der Eingriff der an dem Getriebegehäuse 6 angeordneten Antriebsschnecke 2 in die Verzahnung 300 der Spindelmutter 3 in einer Eingriffsebene E, die senkrecht zur Längsachse L durch die Drehachse D der Antriebsschnecke 2 weist. Weil die Spindelmutter 3 in axialer Richtung asymmetrisch geformt ist, ändert sich abhängig von der Anordnung der Spindelmutter 3 in dem Getriebegehäuse 6 auch die Anordnung der Verzahnung 300 relativ zu der Antriebsschnecke 2, wobei jedoch die Eingriffsebene E näherungsweise immer an der axial gleichen Position der Spindelmutter 3 zu liegen kommt und in etwa der axialen Mittenebene der Spindelmutter 3 entspricht.
Der der Erfindung zugrundeliegende Gedanke ist nicht auf die vorangehend geschilderten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere kann ein Getrieberad nach der hier geschilderten Art auch bei gänzlich anders gearteten Verstellgetrieben zum Einsatz kommen und ist nicht auf Spindelgetriebe und insbesondere auch nicht auf Verstellgetriebe an Fahrzeugsitzen beschränkt.
Obwohl das Krafteinleitungsteil vorangehend als radial äußeres Teil mit einer Außenverzahnung beschrieben worden ist, das Kraftabgabeteil hingegen als radial inneres Teil mit einer Innenverzahnung, ist es grundsätzlich auch möglich, die Kraftflussrichtung umzudrehen und das Krafteinleitungsteil als radial inneres Teil mit einer Innenverzahnung und das Kraftabgabeteil als radial äußeres Teil mit einer Außenverzahnung auszugestalten. Insofern sind auch beliebige andere Bauformen des Getrieberads denkbar, bei dem über ein Krafteinleitungsteil Kraft eingeleitet und über ein Kraftabgabeteil eine Verstellkraft abgeleitet wird, wobei durch unterschiedliche Materialwahl der einzelnen Teile diese den besonderen, unterschiedlichen Anforderungen angepasst sind.
Bezugszeichenliste
1 Verstellgetriebe
2 Antriebsschnecke
20 Schneckenverzahnung
3 Getrieberad (Spindelmutter)
30 Krafteinleitungsteil
300 Verzahnung
301 Körper
31 Kraftabgabeteil
310 Verzahnung
31 1 Bohrung
312 Körper
313 Verbindungsabschnitt
314 Verbindungsverzahnung
315, 316 Bund
32 Festigkeitsteil
320 Verzahnung
321 Bund
4 Spindel
40 Außenverzahnung
5 Fahrzeugsitz
50 Sitzteil
51 Rückenlehne
52, 53 Führungsschiene
6 Getriebegehäuse
60, 61 Lageraufnahme
62, 63 Wandung
7 Kugellager
8 Anlaufscheibe
D Drehachse
E Eingriffsebene
L Längsachse
R Radius
V Verstellbewegung
V1 , V2 Drehbewegung

Claims

Patentansprüche
Getrieberad eines Verstellgetriebes zum Verstellen eines Verstellteils in einem Fahrzeug, mit
- einer ersten Verzahnung zum Eingriff mit einem eine Verstellkraft einleitenden Antriebselement zum Verdrehen des Getrieberads um eine Längsachse, um die das Getrieberad drehbar anzuordnen ist, und
einer zweiten Verzahnung zum Eingriff mit einem relativ zu dem Getrieberad zu verstellenden Abtriebselement, dadurch gekennzeichnet, dass das Getrieberad (3) ein die erste Verzahnung (300) tragendes Krafteinleitungsteil (30) und ein von dem Krafteinleitungsteil (30) unterschiedliches, die zweite Verzahnung (310) tragendes Kraftabgabeteil (31 ) aufweist, wobei das Krafteinleitungsteil (30) und das Kraftabgabeteil (31 ) aus Werkstoffen mit unterschiedlichem Dämpfungsverhalten gefertigt sind.
Getrieberad nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Krafteinleitungsteil (30) aus einem ersten Kunststoffmaterial und das Kraftabgabeteil (31 ) aus einem zweiten Kunststoffmaterial gefertigt sind, wobei das erste Kunststoffmaterial eine geringere Steifheit als das zweite Kunststoffmaterial aufweist.
Getrieberad nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Getrieberad (3) mit dem Krafteinleitungsteil (30) und dem Kraftabgabeteil (31 ) einstückig mittels Zwei-Komponenten-Kunststoffspritzgießen gefertigt ist.
Getrieberad nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Krafteinleitungsteil (30) aus einem Kunststoffmaterial und das Kraftabgabeteil (31 ) aus einem Metall oder einem mit Kunststoff umspritzten Metallkern gefertigt sind.
5. Getrieberad nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Krafteinleitungsteil (30) eine radiale Höhe aufweist, die die Zahnhöhe der ersten Verzahnung (300) übersteigt.
6. Getrieberad nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Krafteinleitungsteil (30) und das Kraftabgabeteil (31 ) formschlüssig und/oder stoffschlüssig miteinander verbunden sind.
7. Getrieberad nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftabgabeteil (31 ) einen eine Verbindungsverzahnung (314) tragenden Verbindungsabschnitt (313) zur Verbindung des Kraftabgabeteile (31 ) mit dem Krafteinleitungsteil (30) aufweist, wobei über die Verbindungsverzahnung (314) das Krafteinleitungsteil (30) in Umfangsrichtung um die Längsachse (L) formschlüssig mit dem Kraftabgabeteil (31 ) verbunden ist.
Getrieberad nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Verzahnung (300) als Außenverzahnung an einem radial äußeren Umfang des Getrieberads (3) und die zweite Verzahnung (310) als Innenverzahnung an einer sich entlang der Längsachse (L) erstreckenden Bohrung (31 1 ) ausgebildet ist.
Getrieberad nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Getrieberad als Spindelmutter (3) ausgebildet ist, deren erste Verzahnung (300) zum Eingriff mit einer das Antriebselement ausbildenden Antriebsschnecke (2) und deren zweite Verzahnung (310) zum Eingriff mit einer das Abtriebselement ausbildenden Spindel (4) ausgestaltet ist.
10. Getrieberad nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Getrieberad (3) ein zusätzliches Festigkeitsteil (32) zum axialen Abstützen des Getrieberads (3) in eine Richtung entlang der Längsachse (L) aufweist, das mit dem Krafteinleitungsteil (30) und/oder dem Kraftabgabeteil (31) verbunden ist.
1 1 . Getrieberad nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Festigkeitsteil (32) aus Metall ausgebildet ist.
12. Getrieberad nach Anspruch 10 oder 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Festigkeitsteil (32) eine dem Abtriebselement (4) zugeordnete Verzahnung (320) aufweist, die ausgebildet ist, in einem normalen Betriebszustand bei normalem Gebrauch des Verstellgetriebes (1 ) nicht mit dem Abtriebselement (4) in Anlage zu treten, in einem außergewöhnlich belasteten Zustand hingegen in Eingriff mit dem
Abtriebselement (4) zum Bereitstellen einer zusätzlichen Abstützung des Getrieberads (3) relativ zu dem Abtriebselement (4) zu gelangen.
13. Getrieberad nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Verzahnung (300) des Krafteinleitungsteils (30) als Geradverzahnung, als Schrägverzahnung oder als Globoidverzahnung ausgebildet ist.
14. Verstellgetriebe zum Verstellen eines Verstellteils in einem Fahrzeug, mit einem Getrieberad nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Antriebselement (2) und ein Abtriebselement (3), wobei das Getrieberad (3) ausgebildet ist, eine Verstellkraft von dem Antriebselement (2) auf das Abtriebselement (3) zu übertragen.
15. Verstellgetriebe nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstellgetriebe (1 ) als drehzahlreduzierendes Getriebe ausgebildet, bei dem eine erste Drehzahl, mit der sich das Antriebselement (2) im Betrieb des Verstellgetriebes (1 ) relativ zu dem Getrieberad (3) dreht, größer ist als eine zweite Drehzahl, mit der sich das Getrieberad (3) relativ zu dem Abtriebselement (4) dreht.
16. Verstellgetriebe nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebselement als Antriebsschnecke (2) ausgebildet ist, die im Betrieb des
Verstellgetriebes sich um eine ihr zugeordnete, von der Längsachse (L) unterschiedliche Drehachse (D) dreht und eine Verstellkraft in das als Spindelmutter (3) ausgebildete Getrieberad einleitet.
17. Verstellgetriebe nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Abtriebselement als entlang der Längsachse (L) erstreckte, drehfest angeordnete Spindel (4) ausgebildet ist, an der das Getrieberad (3) im Betrieb des Verstellgetriebes (1 ) abrollt derart, dass die Spindelmutter (3) längs entlang der Längsachse (L) relativ zur Spindel (4) verstellt wird.
PCT/EP2013/000043 2012-01-20 2013-01-10 Getrieberad eines verstellgetriebes zum verstellen eines verstellteils in einem fahrzeug Ceased WO2013107617A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102012200834A DE102012200834A1 (de) 2012-01-20 2012-01-20 Getrieberad eines Verstellgetriebes zum Verstellen eines Verstellteils in einem Fahrzeug
DE102012200834.9 2012-01-20

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2013107617A1 true WO2013107617A1 (de) 2013-07-25

Family

ID=47563403

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2013/000043 Ceased WO2013107617A1 (de) 2012-01-20 2013-01-10 Getrieberad eines verstellgetriebes zum verstellen eines verstellteils in einem fahrzeug

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102012200834A1 (de)
WO (1) WO2013107617A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11407437B2 (en) 2018-07-23 2022-08-09 Thyssenkrupp Presta Ag Gear wheel of an adjustment drive mechanism for a steering column and steering column for a motor vehicle
CN116512998A (zh) * 2023-05-25 2023-08-01 无锡威孚智行座椅有限公司 一种汽车滑轨中的自锁装置

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013218993A1 (de) * 2013-09-20 2015-03-26 Brose Fahrzeugteile Gmbh & Co. Kommanditgesellschaft, Coburg Sitzverstelleinrichtung
DE102014211402A1 (de) * 2014-06-13 2015-12-17 Robert Bosch Gmbh Kraftfahrzeugstell- oder -wischerantrieb mit einem Schneckengetriebe oder einem Schneckenschraubradgetriebe
US9840167B2 (en) * 2015-06-30 2017-12-12 AISIN Technical Center of America, Inc. Power seat with complete walk-in system
WO2018068778A1 (de) * 2016-10-10 2018-04-19 Grammer Ag Getriebe sowie kopfstütze mit wenigstens einem elektrischen antrieb, umfassend ein getriebe
DE102022203224B4 (de) 2021-10-13 2024-09-26 Adient Us Llc Getriebeeinheit und Getriebemotor und Verwendung dieser für einen Längseinsteller
DE102024104132A1 (de) * 2024-02-14 2025-08-14 Brose Fahrzeugteile SE & Co. Kommanditgesellschaft, Coburg Verstelleinrichtung mit einer Hybridspindelmutter

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19911432A1 (de) 1999-03-05 2000-09-21 Brose Fahrzeugteile Schnecken- oder Spindelgetriebe
EP1101652A1 (de) * 1998-05-25 2001-05-23 Delta Kogyo Co., Ltd. Fahrzeugsitzreduktionsgetriebe
WO2010092120A1 (de) 2009-02-11 2010-08-19 Brose Fahrzeugteile Gmbh & Co. Kg, Coburg Spindelantrieb für eine sitzlängsverstellung eines kraftfahrzeugsitzes

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008025643A (ja) * 2006-07-19 2008-02-07 Advics:Kk 回転伝達部材およびその製造方法
DE202006017591U1 (de) * 2006-11-17 2007-02-08 Kiekert Ag Kraftübertragungseinrichtung
DE102010001844B4 (de) * 2010-02-11 2023-06-01 Brose Fahrzeugteile SE & Co. Kommanditgesellschaft, Coburg Spindelgetriebe

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1101652A1 (de) * 1998-05-25 2001-05-23 Delta Kogyo Co., Ltd. Fahrzeugsitzreduktionsgetriebe
DE19911432A1 (de) 1999-03-05 2000-09-21 Brose Fahrzeugteile Schnecken- oder Spindelgetriebe
WO2010092120A1 (de) 2009-02-11 2010-08-19 Brose Fahrzeugteile Gmbh & Co. Kg, Coburg Spindelantrieb für eine sitzlängsverstellung eines kraftfahrzeugsitzes

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11407437B2 (en) 2018-07-23 2022-08-09 Thyssenkrupp Presta Ag Gear wheel of an adjustment drive mechanism for a steering column and steering column for a motor vehicle
CN116512998A (zh) * 2023-05-25 2023-08-01 无锡威孚智行座椅有限公司 一种汽车滑轨中的自锁装置

Also Published As

Publication number Publication date
DE102012200834A1 (de) 2013-07-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2505424B1 (de) Spindelantrieb für eine Sitzlängsverstellung eines Kraftfahrzeugsitzes
WO2013107617A1 (de) Getrieberad eines verstellgetriebes zum verstellen eines verstellteils in einem fahrzeug
EP3492312A1 (de) Längsverstelleinheit eines sitzes, insbesondere eines sitzes in einem kraftfahrzeug
EP3235679B1 (de) Getriebe für eine verstelleinrichtung in fahrzeugen zum verstellen zweier zueinander verstellbarer fahrzeugteile
EP1103411B2 (de) Verstellvorrichtung für einen Fahrzeugsitz mit einer Spindel und einer zugeordneten Spindelmutter
EP1987270A1 (de) Spindelantrieb, insbesondere zum verstellen eines beweglichen teils im kraftfahrzeug und verfahren zur herstellung dieses spindelantriebs
DE102010001844B4 (de) Spindelgetriebe
EP2547547B1 (de) Verstellvorrichtung, insbesondere höhen- oder längsverstellvorrichtung für kraftfahrzeugsitze
EP3820762A1 (de) Verstellantrieb für eine lenksäule, motorisch verstellbare lenksäule für ein kraftfahrzeug, und verfahren zur einstellung einer lageranordnung eines verstellantriebs
DE112016002670T5 (de) Getriebeanordnung für elektrische Servolenkung
EP1931534B1 (de) Getriebe-antriebseinheit mit einem aufnahmemodul, insbesondere zum verstellen eines beweglichen teils im kraftfahrzeug
EP2841817B1 (de) Getriebespindel sowie spindelgetriebe, sowie verfahren zum herstellen einer getriebespindel
DE102018202157A1 (de) Lenksäule für ein Kraftfahrzeug
EP3700802B1 (de) Vorspanneinrichtung
EP1917157B1 (de) Getriebestufe
EP1899628B1 (de) Getriebe-antriebseinheit
EP1373763A1 (de) Getriebe-antriebseinheit
EP1833699B1 (de) Haltevorrichtung
DE19861278B4 (de) Spindel- oder Schneckenantrieb für Verstelleinrichtungen in Kraftfahrzeugen
WO2012089418A1 (de) Lagereinrichtung für eine antriebseinheit und verstellantrieb mit einer lagereinrichtung
WO2012041468A1 (de) Verstelleinrichtung mit einem spindelgetriebe
DE102018218914A1 (de) Getriebebaugruppe für eine Verstelleinrichtung eines Fahrzeugs
WO2009027303A1 (de) Antriebseinheit für eine verstelleinrichtung eines kraftfahrzeugs

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 13700454

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 13700454

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1