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Die Erfindung betrifft einen Verstellantrieb für eine zumindest in einer axialen Längsrichtung motorisch verstellbare Lenksäuleneinheit eines Kraftfahrzeugs, mit einer elektromotorischen Antriebseinheit. Die Lenksäuleneinheit ist insbesondere Teil eines Steer-by-Wire-Lenksystems, bei dem prinzipbedingt eine mechanische Kopplung zwischen den Rädern des Fahrzeugs und einem Lenkrad nicht existiert.
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Bei herkömmlichen Lenksystemen kann über den Verstellantrieb eine Verstellung in Längsrichtung und auch ein vertikales Verschwenken des Lenkrads erreicht werden. Der Längsverstellweg beträgt hierbei regelmäßig in einem Bereich um die 60mm und in besonderen Anwendungsfällen bis zu 11 0mm. Die Verfahrgeschwindigkeit während einer Verstellung in Längsrichtung liegt etwa bei 10 bis 12mm/s. Verstellantriebe für herkömmliche Lenksystem zeigen beispielsweise die Dokumente
DE 10 2017 206 551 A1 und
DE 10 2019 201 611 A1 .
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Für ein teilautonomes oder ein autonomes Fahren werden Lenksäuleneinheiten benötigt, deren Verstellantrieb einen größeren Verstellweg, insbesondere in Längsrichtung, und eine höhere Verfahrgeschwindigkeit ermöglichen. Ein höherer Verstellweg ist erforderlich, da bei teilautonom oder autonom fahrenden Fahrzeugen das Lenkrad im Armaturenbrett verstaut werden soll. Hierbei ist die Richtung in der in das Armaturenbrett verstaut wird im Wesentlichen gleich die axiale Längsrichtung, die durch die Lenkraddrehachse beschrieben wird. Der Verstellantrieb hat folglich in erster Linie eine lineare Verstellung auszuführen, so dass der axiale Bauraum im Armaturenbrett ausreichend dimensioniert sein muss, zumal aus Gründen der Crashsicherheit ein Sicherheitsabstand zur Spritzwand eingehalten werden muss und das Lenkrad aber auch vollständig in dem Armaturenbrett versenkt sein muss. Zudem kann auch gefordert sein, dass die Lenksäuleneinheit eine größere vertikale Höhenverstellung des Lenkrades bereitstellt, um beispielsweise Kollisionen des Lenkrades mit den unteren Extremitäten einer Bedienperson zu vermeiden. Als weitere Rahmenbedingung gilt hierbei insbesondere, dass die Lenksäuleneinheit bzw. der Verstellantrieb sich in einen unveränderten Bauraum in dem Armaturenbrett einfügen müssen. Es besteht hiervon ausgehend ein Bedürfnis einen Verstellantrieb hin zu einem größeren Verstellweg und einer höheren Verfahrgeschwindigkeit bei gleichbleibendem Bauraum auszulegen.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung Maßnahmen aufzuzeigen, die es ermöglichen einen Verstellantrieb mit größerem Verstellweg und höherer Verfahrgeschwindigkeit bereitzustellen.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch einen Verstellantrieb mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können.
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Eine Ausführungsform betrifft einen Verstellantrieb für eine zumindest in einer axialen Längsrichtung motorisch verstellbare Lenksäuleneinheit eines Kraftfahrzeugs, mit einer elektromotorischen Antriebseinheit und zwei parallel zueinander angeordneten und relativ zueinander entlang der axialen Längsrichtung verschiebbaren Zahnstangen, wobei in einem Kraftfluss von der Antriebseinheit zu jeder der Zahnstangen ein in axialer Längsrichtung verschiebbares Übersetzungsgetriebe vorgesehen ist, um eine Antriebsbewegung der Antriebseinheit in eine gegenläufige axiale Bewegung der beiden Zahnstangen in Längsrichtung zueinander zu übersetzen.
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Über die zueinander verschiebbaren Zahnstangen kann eine axialer Verstellweg bzw. Verstellbereich bereitgestellt werden. Eine der beiden Zahnstangen kann zumindest mittelbar das Lenkrad tragen bzw. führen. Die motorisch verstellbare Lenksäuleneinheit kann einen Force-Feedback-Aktuator umfassen, um hierüber ein für eine Bedienperson wahrnehmbares Gegenmoment am Lenkrad zu erzeugen. Die gesamte axiale Verstellweg kann eine Mittelstellung bzw. Grundstellung haben. Die Grundstellung braucht nicht zwingend in der geometrischen Mitte zwischen den jeweiligen Endstellungen liegen. Die Lenksäuleneinheit kann elektrisch bzw. steuerungstechnisch mit einem Lenkungsaktuator verbunden ein, der seinerseits in einem Radmodul des Kraftfahrzeugs aufgenommen sein kann. Der über die Lenksäuleneinheit, insbesondere über eine mit dem Lenkrad mittelbar verbundene Eingabeeinheit, sensierte Lenkbefehl kann über den Lenkungsaktuator in ein Lenkmoment zum winkligen Stellen des Radmoduls einschließlich des Rades übersetzt werden.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform des Verstellantriebs können in gleichem axialem Bauraum deutlich höhere Verstellwege und Verstellgeschwindigkeiten erreicht werden. Die beiden zueinander längsverschieblichen Zahnstangen bilden einen Doppelauszug innerhalb des Verstellantriebs. Hierdurch kann bei kurzer axialer Bauform ein deutlich vergrößerter Hub bzw. axialer Verstellweg des Lenkrads erreicht werden. Das Übersetzungsgetriebe kann zwischen beiden Zahnstangen einsitzen und mit jeder der Zahnstangen in einer entsprechenden Wirkverbindung stehen. Beide Zahnstangen und das Übersetzungsgetriebe stehen somit in einer kinematischen Kopplung.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass ein Rahmenelement vorgesehen ist, bezüglich dem eine der Zahnstangen ortsfest und die andere der Zahnstangen in axialer Längsrichtung verschiebbar ausgeführt ist, wobei es sich insbesondere um ein Rahmenelement der Lenksäuleneinheit handeln kann. Zweckmäßig ist es hierbei, wenn die verschiebbar ausgeführte Zahnstange zumindest mittelbar das Lenkrad trägt. Über das Rahmenelement kann die ortsfeste Zahnstange absolut ortsfest gegenüber dem Fahrzeug gehalten sein. Betrachtet man allerdings lediglich die beiden Zahnstangen, von denen eine Zahnstange ortsfest gehalten ist, und das mit diesen kinematisch gekoppelte Übersetzungsgetriebe und die zwischen diesen Bauteilen bewirkten Relativbewegungen, bewegt sich das Übersetzungsgetriebe entlang der ortsfesten Zahnstange mit einer einfachen Geschwindigkeit und übersetzt infolge der kinematischen Kopplung über das Übersetzungsgetriebe diese einfache Geschwindigkeit mit einem Faktor zwei auf die verschiebbar ausgeführte Zahnstange. Bezogen auf die Stellwege dieser kinematischen Einheit bestehend aus den Zahnstangen und dem Übersetzungsgetriebe bedeutet dies, dass das Übersetzungsgetriebe den Stellweg, den es entlang der ortsfesten Zahnstange macht, in einen verdoppelten Stellweg der verschiebbaren Zahnstange gegenüber der ortsfesten Zahnstange übersetzt. Das Übersetzungsgetriebe kann über eine Führung in axialer Längsrichtung verschieblich gehalten sein, wobei die Führung bevorzugt über das Rahmenelement absolut ortsfest gegenüber dem Fahrzeug gehalten ist. Die Antriebseinheit und gegebenenfalls auch Teile des Übersetzungsgetriebes können ortsfest gehalten sein, um die bewegte Masse und den benötigten Bauraum zu reduzieren. In einer alternativen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Antriebseinheit und das Übersetzungsgetriebe in axialer Längsrichtung mitbewegt werden.
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Für die in axialer Richtung erforderliche Führung der verschiebbaren Zahnstange als auch für die Führung des Übersetzungsgetriebes kann vorgesehen sein, dass diese Führung vorteilhafterweise in einer Linearführung der Lenkwelle integriert ist, wobei diese Führung beispielsweise eine Schlittenanordnung mit Führungsstangen umfassen kann.
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In einer weiterhin bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass in dem Kraftfluss von der Antriebseinheit zu jeder der Zahnstangen das Übersetzungsgetriebe eine erste Getriebestufe und eine zweite Getriebestufe aufweist. Indem der Kraftfluss zwei Getriebestufen durchläuft ist es in vorteilhafter Weise möglich, die Kinematik des Verstellantriebs selbsthemmend auszuführen. Zudem ist es hierdurch möglich das durch den Antriebsmotor bereitzustellende Drehmoment zu reduzieren und die abgegebene Drehzahl zu erhöhen.
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In einer konkret bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die erste Getriebestufe durch ein Schneckenradgetriebe oder ein Trapezgewindetrieb und die zweite Getriebestufe durch ein Ritzel und einen Verzahnungseingriff zwischen Ritzel und jeder der Zahnstangen ausgebildet ist. Durch diese Kombination ist es in vorteilhafter Weise möglich, die Anforderungen an Übersetzung und Grad der Selbsthemmung zu erfüllen. Der Einsatz eines Schneckenradgetriebes oder eines Trapezgewindetriebs bietet bevorzugt als erste Getriebestufe nach der Antriebseinheit die Möglichkeit, die Antriebsachse der Antriebseinheit achsparallel zu den Zahnstangen bzw. in Längsrichtung auszurichten. Dies ist wiederum unter dem Aspekt des begrenzt zur Verfügung stehenden Bauraums günstig. Der Einsatz eines Schneckenradgetriebes oder eines Trapezgewindetriebes ist insbesondere günstig im Hinblick auf geringe noisevibration-harshness-Em issionen.
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In einer weiterhin bevorzugten Ausgestaltung sind ein Schneckenrad des Schneckenradgetriebes und das Ritzel gegeneinander verdrehfest in einem in axialer Richtung verschiebbaren Gehäuse des Übersetzungsgetriebes aufgenommen. Hierdurch ergibt sich ein besonders kompakter Aufbau. Das Schneckenrad wiederum wird durch eine mit der Antriebseinheit antriebsmäßig verbundene Schnecke angetrieben.
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In einer alternativen Ausgestaltung des Verstellantriebs weist das Übersetzungsgetriebe in dem Kraftfluss von der Antriebseinheit zu der einen der Zahnstangen eine drehend angetriebene erste Schnecke und zu der anderen der Zahnstangen eine reversiert drehend angetriebene zweite Schnecke auf. Bei dieser Ausgestaltung ist von Vorteil, dass diese trotz der geringen Anzahl Bauteile aufgrund der großen Kontaktfläche zwischen den Schnecken und der jeweiligen Zahnstange die gleichen Axialkräfte übertragen kann. Die Übersetzung zwischen den Schnecken und der jeweiligen Zahnstange ist hoch genug, um auf das Schneckenradgetriebe verzichten zu können, verglichen mit der zuerst beschriebenen Ausgestaltung des Verstellantriebs.
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In einer insbesondere bevorzugten Ausgestaltung ist die reversiert angetriebene zweite Schnecke über eine Stirnradstufe mittelbar über die erste Schnecke angetrieben. Über die reversierende Stirnradstufe ist es in vorteilhafter Weise möglich, beide Zahnstange in entgegengesetzt axialer Richtung zu verfahren.
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Wiederum bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die erste Schnecke über eine Polygonwelle zumindest mittelbar von der Antriebseinheit drehend antreibbar ist. Die erste Schnecke kann dabei axial auf der Polygonwelle gleiten, während die Polygonwelle eine Drehbewegung in die Schnecke einleitet. Die Polygonwelle kann axial zu beiden Seiten gelagert sein. Zudem kann die Polygonwelle mittelbar über eine Flexwelle mit der Antriebseinheit verbunden sein. Hierdurch wird die Akustik verbessert und durch die Nachgiebigkeit der Flexwelle reduziert sich die Anforderung an die Achsparallelität der Antriebseinheit zu den Schnecken. In einer alternativen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Antriebseinheit zusammen mit den Schnecken in axialer Längsrichtung mitbewegt wird.
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Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die erste und die zweite Schnecke mit bezüglich des Winkels und der Richtung jeweils unterschiedlichen Schrägverzahnungen ausgeführt sind. Hierdurch kann ein Momentengleichgewicht der Schnecken um die Polygonwelle erreicht werden. Dadurch führt eine benötigte axiale Stellkraft nicht zu einem Moment, welches die Schnecken an einen Rand der jeweils angetrieben Zahnstange drückt. Unnötiger Verschleiß und die Gefahr eines Verklemmens werden vermieden.
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In einer weiteren alternativen Ausgestaltung des Verstellantriebs kann eine mit dem Schneckenrad in axialer Längsrichtung mitbewegte Schnecke vorgesehen sein. In dieser Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Schnecke axial auf einer an die Antriebseinheit angebundenen Polygonwelle gleitet. Die Polygonwelle ist durch die Antriebseinheit drehend angetrieben und leitet damit eine Rotationsbewegung in die Schnecke ein.
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Für alle Ausgestaltungen des Verstellantriebs kann vorgesehen sein, dass eine jeweilige Verzahnung der beiden Zahnstangen konkav ausgestaltet ist. Hierdurch können die Schnecken oder das Ritzel zu den Zahnstangen zentriert werden und können nicht aus diesen herauswandern.
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Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen:
- 1: eine schematische Darstellung einer ersten Ausgestaltung eines Verstellantriebs in eingefahrenem Zustand;
- 2: eine schematische Darstellung des Verstellantriebs gemäß 1 in ausgefahrenem Zustand;
- 3: eine Darstellung der Systemfunktion des Verstellantriebs gemäß 1 ;
- 4: eine schematische Darstellung einer weiteren Ausgestaltung eines Verstellantriebs in eingefahrenem Zustand;
- 5: eine schematische Darstellung des Verstellantriebs gemäß 4 in ausgefahrenem Zustand und
- 6: eine schematische Darstellung einer Abwandlung gegenüber dem Verstellantrieb gemäß 1.
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Die 1 und 2 zeigen in verschiedenen Darstellungen eine erste mögliche Ausgestaltung eines Verstellantriebs 10 für eine in axialer Längsrichtung A motorisch verstellbare Lenksäuleneinheit. Eine Lenksäuleneinheit an sich ist vorliegend nicht dargestellt, sondern es ist lediglich ein mit dem Bezugszeichen 16 versehenes Rahmenelement gezeigt, das als gemeinsames Bauteil der Lenksäuleneinheit und des betrachteten Verstellantriebs 10 fungieren kann. Die 1 zeigt den Verstellantrieb 10 in einer Draufsicht in einem linear eingefahrenen Zustand. Die 2 zeigt den Verstellantrieb 10 in einer Draufsicht in einem linear ausgefahrenen Zustand. Mit dem strichlinierten Doppelpfeil ist eine axiale Längsrichtung A bezeichnet, auf die insbesondere bei der nachfolgenden Beschreibung der Kinematik des Verstellantriebs 10 Bezug genommen wird.
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Der Verstellantrieb 10 umfasst eine elektromotorische Antriebseinheit 12, die beispielsweise einen um eine in der Längsrichtung A verlaufende Drehachse drehenden Elektromotor umfassen kann. Die Antriebseinheit 12 ist über das Rahmenelement 16 ortsfest bezüglich der Lenksäuleneinheit gehalten. Eine weiter detaillierte Beschreibung der Antriebeinheit 12 ist vorliegend nicht erforderlich. Außerdem sind zwei parallel zueinander angeordnete und relativ zueinander entlang der axialen Längsrichtung verschiebbare Zahnstangen 20, 22 vorgesehen. Hierbei ist bei der vorliegenden Ausgestaltung des Verstellantriebs 10 die erste Zahnstange 20 ortsfest gegenüber dem Rahmenelement 12 gehalten, wohingegen der zweite Zahnstange 22 über eine nicht dargestellte Schiebeführung gegenüber dem Rahmenelement 12, und folglich gegenüber der ersten Zahnstange 20, entlang der axialen Längsrichtung A verschiebbar ist. Hierüber sind beide Zahnstangen 20, 22 relativ zueinander verschiebbar. Es kann alternativ auch vorgesehen sein, dass jede der beiden Zahnstange 20, 20 entlang der axialen Längsrichtung A gegenüber dem Rahmenelement 12 verschiebbar ist.
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Weiterhin umfasst der Verstellantrieb 10 ein in axialer Längsrichtung A verschiebbares Übersetzungsgetriebe 14. Das Übersetzungsgetriebe 14 kann über eine in Längsrichtung A wirksame Führung 46 zumindest mittelbar gegenüber dem Rahmenelement 16 gehalten sein. Das Übersetzungsgetriebe 14 liegt in einem Kraftfluss von der Antriebseinheit 12 zu den beiden Zahnstangen 20, 22 bzw. ein Kraftfluss wird von der Antriebseinheit 12 über das Übersetzungsgetriebe 14 zu den beiden Zahnstangen 20, 22 geführt. Über diesen Kraftfluss wird eine Antriebsbewegung, bei der es sich zweckmäßigerweise um eine Drehbewegung um eine in Längsrichtung A orientierte Drehachse handelt, der Antriebseinheit 12 in eine gegenläufige axiale Bewegung der beiden Zahnstangen 20, 22 in Längsrichtung zueinander übersetzt.
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Das Übersetzungsgetriebe 14 weist ein Gehäuse 36 oder ein entsprechendes tragendes Element auf, über das das Übersetzungsgetriebe 14 beispielsweise gegenüber der Führung 46 längsgeführt sein kann. Das Übersetzungsgetriebe 14 weist in dem Kraftfluss von der Antriebseinheit 12 zu jeder der Zahnstangen 20, 30 eine erste Getriebestufe 24 und eine zweite Getriebestufe 26 auf. In der 1 ist das Übersetzungsgetriebe 14 in zwei unterschiedlichen Darstellungen gezeigt, nämlich zunächst zwischen den beiden Zahnstangen 20, 22 angeordnet und zudem als herausgehobene Einzeldarstellung. In der Darstellung zwischen den beiden Zahnstangen 20, 22 ist ein Ritzel 34 zu erkennen, das in einem Verzahnungseingriff 32 mit jeder der Zahnstangen 20, 22 steht. Über diesen Verzahnungseingriff 32 wird die zweite Getriebestufe 30 des Übersetzungsgetriebes 14 gebildet. Die erste Getriebestufe 30 wird gebildet durch ein Schneckenradgetriebe 26, welches in der herausgehobenen Einzeldarstellung gezeigt ist und eine in axialer Längsrichtung A verlaufende und von der Antriebseinheit 12 drehend angetriebene Schnecke 18 und ein Schneckenrad 28 aufweist. Das Schneckenrad 28 ist um eine Drehachse Ds drehbar beispielsweise gegenüber dem Gehäuse 36 ausgeführt. Die Drehachse Ds des Schneckenrad 28 verläuft vorliegend senkrecht zur Zeichenebene und damit orthogonal zu der Längsrichtung A. In der herausgehobenen Einzeldarstellung ist ferner auch das Ritzel 34 der ersten Getriebestufe 30 skizziert. Auch das Ritzel 34 ist um die Drehachse Ds drehbar beispielsweise gegenüber dem Gehäuse 36 ausgeführt. Zudem sind das Ritzel 34 und das Schneckenrad 28 zueinander derart ausgeführt, dass sie drehfest miteinander verbunden sind und immer gemeinsam um die Drehachse Ds rotieren.
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Die Beschreibung der Systemfunktion und der Kinematik des Verstellantriebs 10 erfolgt unter Hinzunahme der 3. Das Rahmenelement 16 kann als übergeordneten ortsfestes Bauteil bezeichnet werden. An dem Rahmenelement 16 sind in geeigneter Weise die Führung 46, die Antriebseinheit 12 und die Zahnstange 20 gehalten, so dass diese drei Bauteil ebenfalls als ortsfest anzusehen sind. Die Kinematik findet ihren Ausgangspunkt, indem die Antriebseinheit 12 zumindest mittelbar die Schnecke 18 um eine in Längsrichtung A gerichtete Drehachse drehend antreibt. Über die sich drehende Schnecke 18 wird das Schneckenrad 28 drehend angetrieben. Da das Ritzel 34 drehfest mit dem Schneckenrad 28 verbunden ist, ist das Ritzel 34 auch drehend angetrieben und rollt in axialer Längsrichtung A auf der ortsfesten Zahnstange 20 ab. Infolge der gegenseitigen Lagerung bewegen sich folglich das Schneckenrad 28, das Ritzel 34 und das gesamte Übersetzungsgetriebe 14 in axialer Längsrichtung A. In dem Maße, in dem nun allerdings das Ritzel 34 auf der ortsfesten Zahnstange 20 abrollt und sich axial bewegt, überträgt das Ritzel 34 diese axiale Bewegung auf die bewegliche Zahnstange 22, die sich gegenüber der ortsfeste Zahnstange 20 mit der doppelten Geschwindigkeit in axialer Längsrichtung A bewegt, mit der sich das Ritzel 34 axial entlang der ortsfesten Zahnstange 20 bewegt.
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Die 4 und 5 zeigen in verschiedenen Darstellungen eine weitere mögliche Ausgestaltung eines Verstellantriebs 10 für eine in axialer Längsrichtung A motorisch verstellbare Lenksäuleneinheit. Die 4 zeigt den Verstellantrieb 10 in einer Draufsicht in einem linear eingefahrenen Zustand. Die 5 zeigt den Verstellantrieb 10 in einer Draufsicht in einem linear ausgefahrenen Zustand. Die gezeigte Ausgestaltung umfasst ein Übersetzungsgetriebe 14, dass in dem Kraftfluss von der Antriebseinheit 12 zu der einen der Zahnstangen 20 eine drehend angetriebene erste Schnecke 38 und zu der anderen der Zahnstangen 20 eine reversiert drehend angetriebene zweite Schnecke 40 aufweist. Hierbei ist die erste Schnecke 38 von eine Polygonwelle 44 drehend angetrieben und die zweite Schnecke 40 ist über eine Stirnradstufe 42 mittelbar über die erste Schnecke 38 angetrieben. Die erste Schnecke 38 kann auf der Polygonwelle 44 in Längsrichtung A gleiten. Die Polygonwelle 44 kann zu beiden Seiten in zweckmäßiger Weise drehbar gelagert sein, was allerdings nicht dargestellt ist. Über die Stirnradstufe 42 wird der zweiten Schecke 40 eine gegenüber der Drehrichtung der ersten Schnecke 38 reversierte Drehrichtung aufgeprägt. Die jeweilige der Drehachse der erste Schnecke 38 und der zweiten Schnecke 40 verlaufen parallel zueinander und in axialer Längsrichtung A. Über die Stirnradstufe 42 und die Reversierung der zweiten Schnecken 40 ist es möglich die beiden Zahnstangen 20, 22 entlang der axialen Längsrichtung A entgegengesetzt zu verschieben. Die Polygonwelle 44 ist über eine Flexwelle 48 mit der Antriebseinheit 12 verbunden, um hierüber die Akustik zu verbessern. Auch ist hierdurch möglich, dass die Antriebseinheit 12 ein gewisses Maß gegenüber der Polygonwelle 44 verkippen kann.
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In der 6 ist ein gegenüber der Ausgestaltung des Verstellantriebs 10, wie er zu den 1 und 2 beschrieben wurde, eine Abwandlung bzw. Alternative gezeigt. Der abgewandelte Verstellantrieb 10 der 6 wird im Wesentlichen bezüglich seiner Unterschiede beschrieben. Es ist ebenfalls ein in axialer Längsrichtung A verschiebbares Übersetzungsgetriebe 14 vorgesehen, das über eine in Längsrichtung A wirksame Führung 46 zumindest mittelbar gegenüber dem Rahmenelement 16 gehalten sein kann. Das Übersetzungsgetriebe 14 liegt in einem Kraftfluss von der Antriebseinheit 12 zu den beiden Zahnstangen 20, 22 bzw. ein Kraftfluss wird von der Antriebseinheit 12 über das Übersetzungsgetriebe 14 zu den beiden Zahnstangen 20, 22 geführt. Das Übersetzungsgetriebe 14 weist auch eine erste Getriebestufe 24 und eine zweite Getriebestufe 26 auf. Die erste Getriebestufe 24 wird allerdings abgewandelt gebildet durch einen Trapezgewindetrieb 50, die eine in axialer Längsrichtung A verlaufende und von der Antriebseinheit 12 drehend angetriebene Trapezspindel 52 und eine Gewindemutter 54 aufweist. Die Gewindemutter 54 ist zusammen mit dem Ritzel 34 in der herausgehobenen Einzeldarstellung gezeigt, wobei diese Einzeldarstellung verglichen mit der Hauptdarstellung eine Draufsicht zeigt. Die Abwandlung gegenüber dem Verstellantrieb 10 der 1 und 2 besteht nun in dem Trapezgewindetrieb 50 als erste Getriebestufe 24 und in der Gewindemutter 54 des Trapezgewindetriebs 50, wobei die Gewindemutter 54 verdrehfest gegenüber dem Gehäuse 36 des Übersetzungsgetriebes 14 gehalten ist. Das Ritzel 34 ist gegenüber dem Gehäuse 36 ebenfalls drehbar um die Drehachse Ds gehalten. Zu den 1 und 2 wurde bereits beschrieben, dass bei dem dort gezeigten Verstellantrieb 10 das Ritzel 34 und das Schneckenrad 28 drehfest miteinander verbunden sind und gemeinsam um die Drehachse Ds rotieren. Die Kinematik bei dem abgewandelten Verstellantrieb 10 der 6 ergibt sich folglich daraus, dass über die drehend angetriebene Trapezspindel 52 die Gewindemutter 54 in axialer Längsrichtung A verschoben wird und diese Verschiebebewegung mittelbar über das Gehäuse 36 auf das Ritzel 34 übertragen wird. Das Ritzel 34 wird infolge der aufgeprägten Längsbewegung über den Verzahnungseingriff mit der ortsfesten Zahnstange 20 in Rotation versetzt und übersetzt diese Drehbewegung über den Verzahnungseingriff mit der beweglichen Zahnstange 22 in eine Längsbewegung dieser beweglichen Zahnstange 22. Die in 3 gezeigte Systemfunktion erfährt für den Verstellantrieb 10 mit dem Trapezgewindetrieb 50 eine Anpassung dahingehend, dass das die Schnecke 18 durch Trapezspindel 52, Schneckenrad 28 durch Gewindemutter 54 und der Doppelpfeil mit der Bezeichnung „drehfest gegeneinander“ durch „drehbar gegeneinander“ ersetzt werden. Auf eine eigene Darstellung wird vorliegend verzichtet.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Verstellantrieb
- 12
- Antriebseinheit
- 14
- Übersetzungsgetriebe
- 16
- Rahmenelement
- 18
- Schnecke
- 20
- Zahnstange
- 22
- Zahnstange
- 24
- Getriebestufe
- 26
- Schneckenradgetriebe
- 28
- Schneckenrad
- 30
- Getriebestufe
- 32
- Verzahnungseingriff
- 34
- Ritzel
- 36
- Gehäuse
- 38
- Schnecke
- 40
- Schnecke
- 42
- Stirnradstufe
- 44
- Polygonwelle
- 46
- Führung
- 48
- Flexwelle
- 50
- Trapezgewindetrieb
- 52
- Trapezspindel
- 54
- Gewindemutter
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102017206551 A1 [0002]
- DE 102019201611 A1 [0002]
