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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft einen Spindelantrieb nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung einen Komfortantrieb, insbesondere einen Sitzverstellungsantrieb, mit einem erfindungsgemäßen Spindelantrieb.
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Aus der
DE 10 2016 203 639 A1 der Anmelderin ist ein Spindelantrieb mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 bekannt. Der als Bestandteil eines Komfortantriebs bzw. eines Sitzverstellungsantriebs dienende Spindelantrieb weist ein mit einem Antriebsmotor in Form eines Elektromotors verbundenes Getriebegehäuse auf, wobei innerhalb eines Gehäusegrundkörpers des Getriebegehäuses ein als Schneckenrad ausgebildetes Antriebselement drehbar gelagert ist. Das Antriebselement bzw. Schneckenrad ist mit einer Spindel drehfest verbunden, derart, dass bei einer Drehung der Spindel um ihre Längsachse eine auf einem Spindelgang der Spindel angeordnete Spindelmutter längsverschiebbar ist, um dadurch den Sitz zu verstellen. Die Spindel durchdringt das Getriebegehäuse im Bereich zweier Gehäusedeckel, welche wiederum den Aufnahmeraum für das Antriebselement (Schneckenrad) in dem Gehäusegrundkörper begrenzen. Innerhalb der Ausnehmung des Getriebegehäuses, in der das Antriebselement angeordnet ist, sind darüber hinaus zwei Lagerelemente in Form von Lagerringen zur axialen und/oder radialen Lagerung des Antriebselements bzw. der Spindel sowie ein Wellenring angeordnet. Der Wellenring dient dazu, auf das Antriebselement bzw. das Schneckenrad eine in Längsrichtung der Spindel wirkende axiale Kraft aufzubringen, derart, dass das Antriebselement innerhalb des Getriebegehäuses axialspielfrei angeordnet ist, um dadurch insbesondere einen geräuscharmen Betrieb des Spindelantriebs zu ermöglichen.
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Der Wellenring zur Sicherstellung der axialen Spielfreiheit des Antriebselements stellt ein zusätzliches Bauteil dar, das den Montageaufwand des Spindelantriebs erhöht. Weiterhin muss sichergestellt sein, dass bei der Montage des Spindelantriebs der Wellenring auch tatsächlich verbaut wurde, sodass eine entsprechende prozesstechnische Überwachung erfolgen muss. Weiterhin sei erwähnt, dass beim Stand der Technik die beiden, den Gehäusegrundkörper verschließenden Deckelelemente mittels zusätzlicher Befestigungselemente in Form von Befestigungsschrauben befestigt werden müssen, was einen zusätzlichen Montageaufwand bedeutet.
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Offenbarung der Erfindung
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Der erfindungsgemäße Spindelantrieb mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass er ein alternatives Konzept zum Aufbringen der axialen Kraft auf das Antriebselement ermöglicht und insbesondere auch einen Verzicht auf den beim Stand der Technik benötigten Wellenring ermöglicht. Darüber hinaus ermöglicht es das erfindungsgemäße Konzept zusätzlich, gleichzeitig mit dem Aufbringen der axialen Kraft auf das Antriebselement durch die entsprechenden Elemente des Getriebegehäuses das den Gehäusegrundkörper verschließende Deckelelement gleichzeitig durch die Elemente zu verschließen, die die Axialkraft auf das Antriebselement aufbringen.
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Hierzu ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Aufbringen der axialen Kraft auf das Antriebselement mittels zweier insbesondere stabförmiger Distanzelemente erfolgt, die beidseitig und senkrecht zur Längsrichtung bzw. zur Drehachse der Spindel angeordnet und form- und/oder klemmschlüssig im Gehäusegrundkörper befestigt sind, und die zumindest mittelbar auf insbesondere eine senkrecht zur Längsrichtung der Spindel angeordnete Stirnseite des Antriebselements wirken.
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Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Spindelantriebs sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
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In einer ersten konkreten konstruktiven Ausgestaltung des Spindelantriebs, die es insbesondere auch ermöglicht, das Deckelelement zum Aufbringen der benötigten axialen Kraft auf das Antriebselement zu verwenden, ist es vorgesehen, dass die beiden Distanzelemente auf der dem Antriebselement abgewandten Stirnseite des wenigstens einen Deckelelements angeordnet sind, dass das wenigstens eine Deckelelement auf der dem Antriebselement zugewandten Seite eine Stirnfläche aufweist, die zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Längsrichtung der Spindel verläuft, und dass das wenigstens eine Deckelelement bereichsweise in eine Öffnung des Gehäusegrundkörpers des Getriebegehäuses hineinragt. Mit anderen Worten gesagt ist bei dieser vorgesehenen konstruktiven Ausgestaltung das Deckelelement durch die das Deckelelement an ihrem Außenumfang bereichsweise umgebende Öffnung des Gehäusegrundkörpers mechanisch von dem Gehäusegrundkörper abgeschirmt bzw. durch diesen gegenüber äußeren mechanischen Belastungen geschützt.
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In bevorzugter Weiterbildung des zuletzt gemachten Vorschlags ist es vorgesehen, dass die beiden Distanzelemente an der Stirnseite des wenigstens einen Deckelelements zumindest linienförmig anliegen und in auf gegenüberliegenden Seiten des Deckelelements im Gehäusegrundkörper ausgebildete Aufnahmebohrungen hineinragen.
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Um insbesondere beim Auftreten eines relativ großen Axialspiels des Antriebselements in der Ausnehmung des Gehäusegrundkörpers dieses auf Null einstellen zu können, und darüber hinaus die Verwendung von gleichen Deckelelementen zu ermöglichen, ist es vorgesehen, dass zwei Deckelelemente vorgesehen sind, die auf gegenüberliegenden Seite des Gehäusegrundkörpers angeordnet sind.
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In einer konstruktiv von den zuletzt gemachten Vorschlägen grundsätzlich anders ausgestalteten Umsetzung des erfindungsgemäßen Grundgedankens ist es vorgesehen, dass die Ausnehmung in dem Gehäusegrundkörper eine Einführöffnung für die Spindel aufweist, über die die Spindel in einer senkrecht zur Längsrichtung der Spindel verlaufenden Richtung in die Ausnehmung einführbar ist, und dass das wenigstens eine Deckelelement die Einführöffnung überdeckt. Eine derartige Lösung hat insbesondere den Vorteil, dass von dem Antriebselement auf das Deckelelement keine Reaktionskräfte übertragen werden, sodass die benötigten axialen Kräfte ausschließlich über die Distanzelemente auf das Antriebselement übertragen werden.
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Um die Positionierung des Deckelelements zu dem Gehäusegrundkörper über die Distanzelemente zu ermöglichen, ist es in Weiterbildung des zuletzt gemachten Vorschlags vorgesehen, dass der Gehäusegrundkörper und das Deckelelement jeweils zueinander fluchtend angeordnete Aufnahmebohrungen für die Distanzelemente aufweist.
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Ganz besonders bevorzugt ist es, wenn das Deckelelement mittels der Distanzelemente an dem Gehäusegrundkörper befestigt ist. Insbesondere wird es durch eine derartige konstruktive Lösung ermöglicht, auf zusätzliche Bauteile bzw. Befestigungselemente wie Befestigungsschrauben oder ähnliches zu verzichten, die beim Stand der Technik erforderlich sind, um das Deckelelement mit dem Gehäusegrundkörper zu verbinden.
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In Weiterbildung des zuletzt gemachten Vorschlags kann es zur zusätzlichen Absicherung bzw. Befestigung des Deckelelements am Gehäusegrundkörper vorgesehen sein, dass zur Verbindung zwischen dem Deckelelement und dem Gehäusegrundkörper zusätzlich wenigstens eine Rastverbindung ausgebildet ist. Die Rastverbindung hat insbesondere den Vorteil, dass auf zusätzliche separate Befestigungselemente verzichtet werden kann, und dass das Fügen zwischen dem Deckelelement und dem Gehäusegrundkörper alleine durch eine Relativbewegung der beiden Elemente zueinander erfolgt.
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Hinsichtlich der Distanzelemente sind diese bevorzugt jeweils zylindrisch mit konstantem Durchmesser ausgebildet und bestehen aus Metall, wobei es zusätzlich vorgesehen ist, dass der Getriebegrundkörper und das wenigstens eine Deckelelement aus Kunststoff bestehen.
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Weiterhin umfasst die Erfindung auch einen Komfortantrieb, insbesondere einen Sitzverstellungsantrieb, mit einem erfindungsgemäß ausgebildeten Spindelantrieb.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung.
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Diese zeigt in:
- 1 einen Spindelantrieb in einer vereinfachten Seitenansicht,
- 2 einen Teilbereich des Spindelantriebs gemäß 1 in einer perspektivischen Darstellung bei einer ersten Ausführungsvariante und
- 3 Teile des Spindelantriebs gemäß 1 in einer gegenüber 2 abgewandelten Ausführungsvariante in einer perspektivischen Darstellung.
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Gleiche Elemente bzw. Elemente mit gleicher Funktion sind in den Figuren mit den gleichen Bezugsziffern versehen.
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In der 1 ist ein Spindelantrieb 10 als Bestandteil eines Komfortantriebs 100 zur Längsverstellung eines Sitzes 1 dargestellt. Der Spindelantrieb 10 weist einen als Elektromotor ausgebildeten Antriebsmotor 12 auf, der mit einem Getriebegehäuse 14 verbunden ist. In einer in der 2 erkennbaren Ausnehmung 16 des Getriebegehäuses 14 ist ein als Schneckenrad 18 im Spritzgußverfahren ausgebildetes, aus Kunststoff (POM) bestehendes Antriebselement 20 drehbar gelagert, dessen Außenverzahnung mit einem in den Figuren nicht erkennbaren Abtriebselement zusammenwirkt, das von dem Antriebsmotor 12 gedreht wird. Das Antriebselement 20 ist mit einer vorzugsweise aus Metall bestehenden Spindel 22 verbunden, die das Getriebegehäuse 14 durchdringt. Eine Schneckenverzahnung 24 bzw. ein gewindeartiger Schneckengang der Spindel 22 ist außerhalb des Getriebegehäuses 14 in Wirkverbindung mit einer lediglich in der 1 gezeigten Spindelmutter 26 angeordnet, die in Bezug zur Längs- bzw. Drehachse 28 der Spindel 22 drehfest angeordnet ist und dadurch bei einer Drehung der Spindel 22 um ihre Drehachse 28 in Richtung des Doppelpfeils 30 in Längsrichtung der Spindel 22 bewegt wird, um durch eine Kopplung der Spindelmutter 26 mit dem Sitz 1 für die gewünschte Längsverstellung des Sitzes 1 zu sorgen.
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Wie insbesondere anhand der 2 erkennbar ist, ist das Getriebegehäuse 14 mehrteilig, hier beispielhaft zweiteilig ausgebildet. Insbesondere besteht das Getriebegehäuse 14 aus einem Gehäusegrundkörper 32, in dem die Ausnehmung 16 ausgebildet ist, sowie einem Deckelelement 34, das den Gehäusegrundkörper 32 zumindest im Bereich der Ausnehmung 16 überdeckt und mit diesem verbunden ist. Weiterhin weist der Gehäusegrundkörper 32 einen beispielhaft einstückig angeformten Anschlussflansch 36 auf, über den das Getriebegehäuse 14 mit dem Antriebsmotor 12 mittels Schraubverbindungen verbunden ist. Sowohl der Gehäusegrundkörper 32, als auch das Deckelelement 34 bestehen bevorzugt aus Kunststoff und sind als Spritzgussteile ausgebildet.
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Der Gehäusegrundkörper 32 weist auf gegenüberliegenden Seiten beispielhaft U-förmig ausgebildete Aussparungen bzw. Öffnungen 38, 40 auf, in deren Bereich die Spindel 22 den Gehäusegrundkörper 32 durchdringt. Weiterhin ist erkennbar, dass es durch die Öffnungen 38, 40 ermöglicht wird, bei der Montage des Spindelantriebs 10 die Spindel 22 zusammen mit dem Antriebselement 20 in einer senkrecht zur Drehachse 28 der Spindel 22 verlaufenden Montagerichtung 42 in die Ausnehmung 16 des Gehäusegrundkörpers 32 einzuführen.
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Innerhalb der Ausnehmung 16 sind zusätzlich zum Antriebselement 20 bzw. zum Schneckenrad 18 zwei aus Metall bestehende (flache) Lagerringe 44, 46 angeordnet, deren beide Ebenen bzw. beide Stirnseiten senkrecht zur Drehachse 28 verlaufen. Während der eine Lagerring 46 in axialer Richtung, d.h. in Richtung der Drehachse 28 der Spindel 22 betrachtet, in Anlagekontakt sowohl mit der einen, senkrecht zur Drehachse 28 verlaufenden Stirnseite 47 des Antriebselements 20, als auch mit einer Innenwand 48 der Ausnehmung 16 angeordnet ist, liegt der andere Lagerring 44 an einer Stirnseite am Antriebselement 20 an, während zwischen der anderen Stirnseite des Lagerrings 44 und der Innenwand 48 der Ausnehmung 16 zwei, als Distanzelemente 50, 52 zur Axialspieleinstellung für das Antriebselement 20 dienende Bauteile angeordnet.
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Die beiden Distanzelemente 50, 52 bestehen vorzugsweise aus Metall und sind stiftförmig mit konstantem Durchmesser ausgebildet. Die Längsachsen 53 der Distanzelemente 50, 52 verlaufen parallel zueinander und senkrecht zur Drehachse 28 der Spindel 22. Weiterhin sind die beiden Distanzelemente 50, 52 beidseitig der Drehachse 28 der Spindel 22, vorzugsweise im gleichen Abstand zur Drehachse 28, angeordnet. Die Distanzelemente 50, 52 dienen dazu, den Lagerring 44 mit einer in Richtung der Drehachse 28 der Spindel 22 wirkenden axialen Kraft F zu beaufschlagen, sodass das Antriebselement 20 durch seinen Kontakt mit dem Lagerring 44 innerhalb der Ausnehmung 16 in Richtung zum anderen Lagerring 46 axialspielfrei angeordnet ist. Dabei kann eine elastische Verformung insbesondere des Lagerrings 44 stattfinden, um ggf. vorhandene Bauteiltoleranzen auszugleichen. Der Lagerring 44 ist bevorzugt als Scheibe mit einer zentralen Durchgangsöffnung für die Spindel ausgebildet. Diese Scheibe kann auch einen näherungsweise eckigen - insbesondere viereckigen -Umfang aufweisen.
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Weiterhin sind beispielsweise in einer Ebene oberhalb des Lagerrings 46 einstückig an dem Gehäusegrundkörper 32 angeformte, hülsenförmige Führungselemente 55 angeformt, durch die die Distanzelemente 50, 52 hindurchgeschoben werden können, derart, dass unterhalb der Führungselemente 55 die Distanzelemente 50, 52 in Anlagekontakt mit dem Lagerring 44 gelangen. Auch sind fluchtend zu den Führungselementen 55 in dem Deckelelement 34 Durchgangsöffnungen 57 ausgebildet, wobei die Passung zwischen dem Außendurchmesser der Distanzelemente 50, 52 und dem Innendurchmesser der Führungselemente 55 bzw. den Durchgangsöffnungen 57 insbesondere derart ist, dass eine Klemmverbindung ausgebildet ist.
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Zusätzlich sind an dem Gehäusegrundkörper 32 Rastöffnungen 58 erkennbar, die mit an dem Deckelelement 34 ausgebildeten Rasthaken 59 zusammenwirken, um jeweils eine Rastverbindung 60 auszubilden. Diese Rastverbindungen 60 werden automatisch beim Fügen des Deckelelements 34 mit dem Gehäusegrundkörper 32 ausgebildet, wobei die Fügerichtung des Deckelelements 34 der Montagerichtung 42 der Spindel 22 entspricht. Beim Verbinden des Deckelelements 34 mit dem Gehäusegrundkörper 32 überdeckt das Deckelelement 34 auch die Öffnungen 38, 40.
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Das in der 3 dargestellte Getriebegehäuse 14a weist einen Gehäusegrundkörper 32a mit einer in Längsrichtung, d.h. in Richtung der Drehachse 28 der Spindel 22 verlaufenden Durchgangsöffnung 62 auf. Die Durchgangsöffnung 62 begrenzt zusammen mit zwei, vorzugsweise identisch ausgebildeten Deckelelementen 34a, von denen in der 3 lediglich ein Deckelelement 34a erkennbar ist, die innerhalb des Gehäusegrundkörpers 32a ausgebildete Ausnehmung 16. Die beiden Deckelelemente 34a weisen jeweils einen Außenquerschnitt bzw. eine Außenform auf, die es ermöglicht, die Deckelelemente 34a mit möglichst geringem Spiel in axialer Richtung, d.h. in Richtung der Drehachse 28 in die Ausnehmung 16 des Gehäusegrundkörpers 32a axial einzuführen. Weiterhin erkennt man, dass das Deckelelement 34a einen ebenen bzw. plattenförmigen Bereich 64 aufweist, von dem auf der Ausnehmung 16 abgewandten Seite sich in axialer Richtung eine ringförmige Erhebung 65 erstreckt. Im Bereich der Erhebung 65 ist eine Durchgangsöffnung bzw. Durchgangsbohrung 66 zum Durchführen der in der 3 nicht dargestellten Spindel 22 ausgebildet. Die den ebenfalls nicht gezeigten Lagerringen 44, 46 zugewandten Stirnseiten der Deckelelemente 34a sind in Anlagekontakt mit den Lagerringen 44, 46 angeordnet, um das axiale Lagerspiel des Antriebselements 25 in Analogie zur Ausführungsform der 2 auf Null einzustellen. Hierzu ist es vorgesehen, dass an dem Gehäusegrundkörper 32a für jedes der Distanzelemente 50a, 52a entsprechende Durchgangsöffnungen 68, 70 ausgebildet sind. Die Distanzelemente 50a, 52a sind ebenfalls senkrecht zur Drehachse 28 der Spindel 22 angeordnet, derart, dass diese linienförmig an dem ebenen Bereich 64 der Deckelelemente 34a anliegen, der jeweils eine Stirnseite 71 des Deckelelements 34a ausbildet. Vorzugsweise sind die ebenen Bereiche 64 der Deckelelemente 34a in einer senkrecht zu deren Ebene verlaufenden Richtung elastisch deformierbar ausgebildet, um ggf. vorhandene Bauteiltoleranzen auszugleichen.
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Der soweit beschriebene Spindelantrieb 10 kann in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102016203639 A1 [0002]
