DE10309083A1

DE10309083A1 - Vorrichtung zum Verstellen von Sitzteilen

Info

Publication number: DE10309083A1
Application number: DE10309083A
Authority: DE
Inventors: Manfred Winter; Willi Schmidt
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2003-03-03
Filing date: 2003-03-03
Publication date: 2004-09-16
Also published as: WO2004078516A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verstellen von Sitzteilen (12, 14), insbesondere eine Rückenlehne (14), mit mindestens zwei gegeneinander beweglich angeordneten Sitzelementen (12, 14), wobei an mindestens einem Sitzelement (12, 14) ein Elektromotor (30) mit einer Getriebeeinheit (26) angeordnet ist, wobei der Getriebeeinheit (26) eine Lastmomentensperre (28) nachgeschaltet ist.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verstellen von Sitzteilen mit mindestens zwei gegeneinander beweglich angeordneten Sitzelementen nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs.

Mit der G 9116485.0 ist eine Vorrichtung zum Anpassen des Verlaufs einer Rückenlehne im Kraftfahrzeug bekannt geworden, bei der Teile der Rückenlehne mittels elektromotorischen Stellantrieb um eine Achse gegeneinander verstellt werden. Dabei ist der Stellantrieb an einer der beiden Seitenwangen der Rückenlehne angeordnet, wobei über eine Welle Hilfsgetriebe in den beiden Seitenwangen angetrieben werden. Solch ein eine Verbindungswelle der beiden Getriebe in den sich gegenüberliegenden Seitenwangen erfordert Bauraum im Bereich des Lehnenkissens, wodurch der erzielbare Sitzkomfort aufgrund einer beschränkten Federungsmöglichkeit eingeschränkt ist. Desweiteren ist bei solch einer Ausführung der Fertigungsaufwand für zwei korrespondierende Getriebe und der Verbindungswelle recht hoch.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass die Selbsthemmung und die Minimierung des Verdrehspiels des Getriebes sowie die Aufnahme des relativ hohen Drehmomente bei einem Auffahrunfall nicht vom Getriebe direkt aufgenommen werden müssen, sondern von einer Lastmomentensperre, die dem Getriebe nachgeschaltet ist. Aus diesem Grunde kann auf ein zweites Getriebe in der gegenüberliegenden Seitenwange des Sitzteils verzichtet werden, insbesondere wenn der Rahmen des Sitzteils entsprechend stabiler ausgelegt ist. Das Getriebe dient dabei nur der Übertragung der Verstellkräfte, so dass durch den Entfall des zweiten Getriebes und der Verbindungswelle und einer Synchronisationsvorrichtung der beiden Seitenwangen sowohl die Anzahl der Bauteile als auch der Montageaufwand stark reduziert wird. Durch das Wegfallen zusätzlicher Bauteile ergeben sich Bauraumvorteile in den Sitzteilen, wodurch beispielsweise deren Federungskomfort gesteigert werden kann.

Durch die in der Unteransprüchen angegebenen Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen der Vorrichtung nach dem Anspruch 1 möglich. So ist es von Vorteil, wenn die Lastenmomentensperre eine gemeinsame Baueinheit mit dem Getriebe und mit dem Elektromotor bildet, da eine solche kompakte Einheit einfach in die Beschläge der Sitzteile montiert werden kann. Hat diese Baueinheit in etwa die Form eines Zylinders mit einem Durchmesser von beispielsweise < 100 mm, kann diese direkt als alternative zu einem manuell betätigten Getriebe in die Beschläge des Sitzteils eingebaut werden.

Die relative kleine Bauform des Getriebes und des Elektromotors wird dadurch ermöglicht, dass die bei einem crash auftretenden hohen crash-Momente über die Lastmomentensperre abgeleitet werden, so dass die Baueinheit lediglich für die weit geringeren Verstellmomente des Normalbetriebs ausgelegt werden muß. Somit kann auch bei der Verwendung nur einer Getriebeeinheit auf einer Seite des Sitzteils gewährleistet werden, dass die betreffenden Sitzteile auch bei einem Auffahrunfall in einer definierten Position verbleiben, damit wirksame Insassenschutzmaßnahmen angewendet werden können.

Besonders günstig ist, dass aufgrund der Lastmomentensperre das Spiel zwischen den Sitzteilen deutlich reduziert werden kann, und somit das Getriebe mit großzügigeren Toleranzen gefertigt werden kann oder auch Antriebe ohne Selbsthemmung verwendet werden können. Dadurch, dass das Spiels des Getriebes durch die Lastmomentensperre unterbunden wird, kann im Getriebe auf zusätzliche Federelemente zum Spielausgleich teilweise verzichtet werden. Beim Auftreten großer Crashkräfte können diese die Verzahnung des Getriebes nicht beschädigen, da diese Kräfte von der Lastmomentensperre aufgenommen werden.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform eines Antriebs ist ein elektrisch kommutierter EC-Motor, der besonders günstig in kompakter Zylinderform herstellbar ist. Dabei spielt es keine Rolle, dass der EC-Motor keine Selbsthemmung aufweist, weil die Selbsthemmung durch die nachgeschaltete integrierte Lastmomentensperre realisiert werden kann. Durch den Verzicht auf ein Schneckengetriebe verbessert sich der Wirkungsgrad für die Getriebeantriebseinheit deutlich, wodurch die aufzubringende maximale Leistung des Antriebs und damit dessen Bauvolumen reduziert werden kann.

Die Ansteuerung des Elektromotors mittels Pulsweitenmodulation ermöglicht eine Vielzahl von Komfortfunktionen für die Sitzverstellung, wie beispielsweise eine Reduzierung des Verstellgeräusches und/oder eine variable Verstellgeschwindigkeit.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Baueinheit von Elektromotorgetriebe und Lastmomentensperre an einer von zwei Seitenwangen einer Rückenlehne angeordnet, die gegenüber einem weiteren Sitzelement verkippt werden kann. Da durch die große Hebewirkung der Rückenlehne in Verbindung mit dem Körpergewicht eines Fahrzeugs Insassen sehr hohe Drehmomente auf das Getriebe einwirken, ist die Aufnahme dieser hohen Momente durch die integrierte Lastmomentensperre besonders vorteilhaft.

Wird der Baueinheit unmittelbar vor einem Auffahrunfall ein Signal beispielsweise einer Pre-Crash-Sensorik zugeführt, so kann die Rückenlehne oder andere Sitzelemente mittels eines beschleunigten Verstellvorgangs sehr schnell in eine vorbestimmte Position verstellt werden, die auf einen optimalen Insassenschutz im Falle eines Crashs optimiert ist.

Des weiteren kann solch eine Beschleunigung der Verstellung beispielsweise der Rückenlehne zum komfortableren Aus/Einstieg beispielsweise von Fondpassagieren verwendet werden, bei der die entsprechenden Sitzteile im Schnelllauf in eine vordefinierte Position gefahren werden.

Von Vorteil ist es, wenn die Antriebseinheit einen Einklemmschutz – insbesondere beim Schnelllauf – umfasst, bei dem das Einklemmen eines Passagiers oder eines Gegenstands auf dem vorderen oder hinteren Sitz wirksam verhindert wird.

Zeichnung

In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Verstellen von Sitzteilen, 2 einen Schnitt durch eine gemeinsame Baueinheit von Getriebe und Lastmomentsperre gemäß II-II, 3 und 4 zwei Schnitte. Ein weiteres Ausführungsbeispiel und 5 und 6 zwei Schnitte durch eine weitere Baueinheit mit integriertem EC-Motor.

Beschreibung

1 zeigt einen Fahrzeugsitz (10) mit einem ersten Sitzelement (12) und einem zweiten Sitzelement (14) das als Rückenlehne ausgebildet ist. Die Sitzelemente (12, 14) weisen jeweils zwei gegenüberliegende Seitenwangen (16, 18) auf. An Sitzelement (12) sind an den einer Seitenwange (16) ein Beschlag (20) und am Sitzteil (14) ein Beschlag (22) befestigt, die über ein Gelenk (24) miteinander verbunden sind, so dass die beiden Sitzelemente (12 und 14) gegeneinander verdreht werden können. An einer Seitenwange (16, 18) ist in dem Gelenk (24) eine Getriebeeinheit (26) mit einer integrierten Lastenmomentensperre (28) angeordnet, die zusammen eine Baueinheit 29 bilden. Die Getriebeeinheit (26) wird von einem Elektromotor (30) angetrieben, der in diesem Ausführungsbeispiel als DC-Motor ausgeführt ist, der über eine auf einer Ankerwelle 32 angeformten Schnecke (34) mit einem Schneckenrad (36) der Getriebeeinheit (26) wirkverbunden ist.

Wie in 2 dargestellt, ist das Schneckenrad (36) auf einer Welle (38) drehbar gelagert und treibt einen Exzenter (40) an, der ebenfalls drehbar auf der Welle (38) gelagert ist. Auf dem Exzenter (40) ist ein Exzenterrad (42) angeordnet, das axial versetzt zwei Außenverzahnungen (44) und (46) mit einer unterschiedlichen Anzahl von Zähnen aufweist. Die erste Außenverzahnung (44) verhält sich auf einer Innenverzahnung (48) eines ersten Zahnrads (50) ab, das mit dem Beschlag (20) des ersten Sitzelements (12) fest verbunden ist. Die zweite Außenverzahnung 46 wechselwirkt mit einer Innenverzahnung (52) eines zweiten Zahnrads (54) mit axial Ausformungen (56), die in Aussparungen (58) zweier Bremsbacken (60 der Lastenmomentensperre (28) greifen. Die Bremsbacken (60) sind wiederum über eine Halbwelle 64 mit dem Beschlag (22) des zweiten Sitzelements (14) verbunden, so dass mittels einer Untersetzung entsprechend der unterschiedlichen Zähneanzahl der Außenverzahnungen (44) und (46) eine Verdrehung der beiden Beschläge (20) und (22) mit den jeweiligen Sitzelementen (12 und 14) erzeugt wird. Das zweite Zahnrad 54 stützt sich axial gegenüber dem ersten Zahnrad 50, und radial über eine Scheibe 68 gegenüber der Welle 38. Auf der Welle 38 ist des weiteren die hülsenförmige Halbwelle 64 gelagert, die das Antriebsmoment und den Bremsbacken 60 auf den Beschlag 22 überträgt. Die Welle 38 ist in diesem Ausführungsbeispiel als Schraube ausgebildet, die ein Gehäuse 70 der Baueinheit 29 durchdringt und die Getriebeeinheit 26 sowie die Lastenmomentsperre 28 axial mittels einer Mutter 72 und einer Anlaufscheibe 74 sichert.

Ein Schnitt durch die Lastenmomentensperre gemäß V-V ist in 5 dargestellt, sind zwischen den Bremsbacken (60) Elemente (62) angeordnet, die bei einer antriebsseitigen Krafteinwirkung ein Verklemmen der Bremsbacken (60) gegenüber dem Beschlag (20) mit dem ersten Zahnrad (59 verhindert, wirken jedoch Kräfte vom Sitzteil (14) über den Beschlag 22 auf die Halbwelle (64) ein so verklemmt sich die Bremsbacken (60) gegenüber dem Beschlag (20) bzw. dem Zahnrad (50) wodurch von diesem direkt auf das Sitzteil 14 einwirkenden Kräfte aufgenommen werden, ohne die Verzahnung des Getriebes zu belasten (44), 46, 48, 52). Auf diese Weise ist unabhängig von der Kraftübertragung des Elektromotors (30) eine wirkungsvolle Selbsthemmung des Getriebes gewährleistet.

Die 3 und 4 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel bei dem Getriebeeinheit 26 entsprechend 2 ausgebildet ist und ebenfalls über ein Schneckengetriebe 34, 36 angetrieben wird. Das erste Zahnrad 50 ist hierbei mit dem Gehäuse 70 verbunden, das wiederum am Beschlag 20 des ersten Sitzteils 12 befestigt ist. Am zweiten Zahnrad 50 ist ein Mitnehmer 76 angeordnet, der wiederum mit axialen Ausformungen 56 in Aussparung 58 einer Bremsscheibe 78 eingreift. Die Bremsscheibe 78 weist Bremsbacken 60 auf, die mit dem Beschlag 22 des Sitzteils 14 verbunden sind und beim Einwirken eines Drehmoments vom Sitzteil 14 auf die Lastenmomentensperre 28 eine Verdrehung zwischen den Bremsbacken 60 (mit dem Beschlag 22) und dem Gehäuse 70 (mit dem Beschlag 20) verhindern. Wird hingegen ein Antriebsmoment vom Mitnehmer 76 auf die Bremsscheibe 78 übertragen, wird über die Betätigung eines Federmechanismus 80 zwischen der Bremsscheibe 78 und dem Gehäuse 70 eine Bremswirkung zwischen Bremsbacken 60 und Gehäuse 70 unterbunden. Die Welle 38 ist hierbei als Bolzen ausgeführt, der über eine Klemmscheibe 82 im Gehäuse 70 gehalten wird.

In den 5 und 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem die Lastmomentensperre 28 nach dem gleichen Prinzip wie in 2 ausgeführt ist. Das Zahnrad 50 ist über das Gehäuse 70 mit dem Beschlag 20 verbunden, das Zahnrad 54 greift über axiale Ausformungen 56 in die Bremsbacken 60, die über die Halbwelle 64 mit dem Beschlag 22 direkt verbunden sind. Der Elektromotor 30 ist hierbei als bürstenloser EC-Motor ausgeführt, der komplett in das Gehäuse 70 der gemeinsamen Baueinheit 29 von Getriebeeinheit 26 und der Lastmomentensperre 28 integriert ist. Dabei ist auf der Welle 38 drehbar ein Anker 84 innerhalb von Feldspulen 86 angeordnet, wobei der Anker 84 gleichzeitig als Planetenträger 88 für mindestens 1 Satz Planetenräder 90 mit den Verzahnungen 44 und 46 ausgebildet ist. Die Planetenräder 90 sind drehbar im Anker 84 gelagert und wälzen sich auf der Innenverzahnung 84 und 52 der Zahnräder 50 und 54 ab, die jeweils mit den Beschlägen 20 und 22 verbunden sind. Eine Untersetzung des EC-Motors 30 wird durch eine Differenz der Zähne der beiden Verzahnungen 44, 46 bestimmt, so dass sich die beiden Beschläge 20 und 22 entsprechend gegeneinander verdrehen. Bei dieser Ausführung weist der EC-Motor 30 mit der Getriebeeinheit 26 keine Selbsthemmung auf, die Eliminierung des Spiels und die Aufnahme von Momenten, die über das Sitzteil 14, insbesondere eine Sitzlehne, auf das Gelenk 24 eingeleitet werden, werden hierbei komplett von der Lastmomentensperre 28 übernommen.

Eine solche Verstellvorrichtung mit in das zylindrische Gehäuse 70 integriertem EC-Motor 30 ist so kompakt ausgestaltet, dass diese direkt als Alternative für eine manuelle Sitzlehnenverstellung eingebaut werden kann. Die Baueinheit 29 weist beispielsweise einen Durchmesser 92 von 70 bis 100 mm und eine Länge 94 von 50 bis 80 mm auf. Da die Lastmomentensperre 28 sehr hohe Kräfte auch beim Auftreten eines Auffahrunfalls aufnehmen kann, ist es ausreichend, wenn eine solche Baueinheit 29 nur auf einer Seite der Sitzelemente 12 und 14 eingebaut wird. Auf der gegenüberliegenden Seite der Sitzteile 12 und 14 ist dann lediglich ein Gelenk 24 ohne Getriebeeinheit 26 angeordnet. Dadurch entfällt auch eine Verbindungswelle zwischen den beiden Seitenwangen (20, 22), jedoch kann dafür der Rahmen der Sitzteile 12 und 14 entsprechend stabiler ausgeführt werden.

In einer Variation der Ausführungsbeispiele wird der Motor 30 mittels einer Pulsweiten-Modulation 95 angesteuert, die in einer Steuereinheit 96 angeordnet ist. Die Steuereinheit 96 kann Bestandteil eines zentralen Steuergeräts 98 sein, oder innerhalb des Gehäuses 70 der Baueinheit 29 integriert sein. Aufgrund der pulsmodulierten Ansteuerung kann die Verstellvorrichtung 10 in einem Schnelllaufmodus betrieben werden, mit dem beispielsweise die Rückenlehne 14 für die Funktion einer Einstieghilfe oder eines Insassenaufprallschutzes sehr schnell in eine vordefinierte Position verstellt werden kann. Zusätzlich kann die Verstellvorrichtung eine Einklemmschutzfunktion aufweisen, bei der die Bewegung des Sitzteils 14 gestoppt oder reversiert wird, sobald sie in ihrem Bewegungsweg (vor oder zurück) auf ein Hindernis trifft.

Die Erfindung findet vorzugsweise Anwendung für die Verstellung einer Rückenlehne eines Kraftfahrzeugsitzes, kann aber auch für andere Sitzteile wie Sitzuntergestell oder Kopfstütze oder andere im Kraftfahrzeug zu verstellende Teile verwendet werden. Die Erfindung ist nicht auf eine bestimmte Ausführungsform der Lastmomentensperre, des Untersetzungsgetriebes, oder des Elektromotors beschränkt, sondern es können beliebige Ausführungen dieser drei Baugruppen in beliebiger Weise kombiniert werden, daher umfasst die Erfindung auch einzelne Merkmale der Ausführungsbeispiele oder eine beliebige Kombination der Merkmale der unterschiedlichen Ausführungsbeispiele. Besonders günstig erweist sich jedoch die Verwendung eines EC-Motors, bei dem dieser zusammen mit der Getriebeeinheit und er Lastmomentsperre in einem kompakten zylindrischen Gehäuse angeordnet ist.

Claims

Vorrichtung (10) zum Verstellen von Sitzteilen (12, 14), insbesondere einer Rückenlehne (14), mit mindestens zwei gegeneinander beweglich angeordneten Sitzelementen (12, 14), wobei an mindestens einem der Sitzelemente (12, 14) ein Elektromotor (30) mit einer Getriebeeinheit (26) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Getriebeeinheit (26) eine Lastmomentensperre (28) nachgeschaltet ist.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeeinheit (26) und die Lastmomentensperre (28) eine gemeinsame Baueinheit (29) bilden, die näherungsweise zylinderförmig ausgebildet ist.
Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lastmomentensperre (28) derart ausgelegt ist, dass bei einem Aufprallunfall auftretende Crash-Kräfte aufgenommen werden können, ohne dass sich die beiden Sitzelemente (12, 14) gegeneinander bewegen.
Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lastmomentensperre (28) das Spiel der Getriebeeinheit (26) reduziert und eine Relativbewegung der beiden Sitzelemente (12, 14) verhindert, wenn der Elektromotor (30) stillsteht.
Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (30) bürstenlos kommutiert ist, und insbesondere in die gemeinsame Baueinheit (29) integriert ist.
Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (30) mittels Pulsweitenmodulation (95) angesteuert ist.
Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Sitzelement (12, 14) als Rückenlehnenelement (14) mit zwei Seitenwangen (16, 18, 20, 22) ausgebildet ist, wobei nur eine der beiden Seitenwangen (16, 18, 20, 22) eine Getriebeeinheit (26) aufweist.
Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückenlehnenelement (14) unmittelbar vor einem Aufprallunfall im Schnelllauf in eine crashoptimierte Position verstellbar ist.
Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das unbelastete Rückenlehnenelement (14) im Schnelllauf als Einstiegshilfe in eine vordere und hintere End-Position verstellbar ist.
Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückenlehnenelement (14) eine Einklemmschutzfunktion (98) aufweist, aufgrund derer die Bewegung des Rückenlehnenelements (14) beim Auftreten eines Einklemmfalls gestoppt oder reversiert wird.