DE10340997B3

DE10340997B3 - Drehantrieb für einen Einsteller eines Fahrzeugsitzes

Info

Publication number: DE10340997B3
Application number: DE10340997A
Authority: DE
Inventors: Jürgen STEMMER; Tobias Ewald; Rolf Schüler; Rainer Messerschmidt
Original assignee: Keiper GmbH and Co
Current assignee: Johnson Controls Components GmbH and Co KG
Priority date: 2003-09-05
Filing date: 2003-09-05
Publication date: 2005-01-13
Anticipated expiration: 2023-09-06
Also published as: WO2005023582A1; PL1660346T3; JP2007503895A; EP1660346A1; EP1660346B1; DE502004002036D1; US20060125300A1; JP4336714B2; US7201079B2

Abstract

Bei einem Drehantrieb für einen Einsteller eines Fahrzeugsitzes, insbesondere eines Kraftfahrzeugsitzes, mit einem manuell betätigbaren Bedienelement (7), einem Übersetzungsgetriebe (11), auf welches das Bedienelement (7) bei Betätigung einwirkt, und einem vom Übersetzungsgetriebe (11) wenigstens zeitweise gedrehten Abtriebselement (9), welches bei einer Drehung den Einsteller (3) antreibt, wobei das Übersetzungsgetriebe (11) während der Betätigung durch das Bedienelement (7) von einem größeren Übersetzungsverhältnis zu einem kleineren Übersetzungsverhältnis wechselt, durchläuft das Übersetzungsgetriebe (11) während der Betätigung durch das Bedienelement (7) zwei Phasen, während derer die Übersetzungsverhältnisse jeweils konstant sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen Drehantrieb für einen Einsteller eines Fahrzeugsitzes, insbesondere eines Kraftfahrzeugsitzes, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruches 1.

Bei einem aus der DE 100 57 377 C1 bekannten Drehantrieb dieser Art mit aneinander abwälzenden Hebeln ist ein Getriebe vorgesehen, welches bei einem Anstieg des antreibenden Drehmoments, beispielsweise aufgrund einer erhöhten Gegenkraft des anzutreibenden Einstellers, zur Vermeidung einer Überlast eine kontinuierliche Reduktion des Übersetzungsverhältnisses vorsieht. Wenn der Einsteller, den der Drehantrieb antreiben soll, mit spielfreistellenden Elementen, beispielsweise Federn, versehen ist, muß vor der eigentlichen Einstellbewegung der von den spielfreistellenden Mitteln zurückgelegte Weg entgegen deren Kraft durchfahren werden, was wie ein Leerweg empfunden wird. Wenn kein großer Betätigungsweg für das Bedienelement zur Verfügung steht, kann diese anfänglich subjektiv als gering empfundene Effizienz des Drehantriebs vom Benutzer als unkomfortabel angesehen werden.

In der DE 196 53 722 C2 wird für einen geringen Leerweg ein Kupplungseinrichtung aus einem zylinderförmigen Mitnehmer und einer Antriebsfeder vorgeschlagen, wobei letztere bei Betätigung des Bedienelementes reibschlüssig am Mitnehmer anliegt und eine Drehbewegung des Bedienelementes auf den Mitnehmer überträgt, welcher eine Bremsfeder löst.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Drehantrieb der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß der Leerweg oder der als solcher empfundene Bedienweg möglichst gering ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Drehantrieb mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Dadurch, daß das Übersetzungsgetriebe während der Betätigung durch das Bedienelement zwei Phasen durchläuft, während denen die Übersetzungsverhältnisse jeweils konstant sind, kann in der ersten Phase, d.h. während der anfänglichen Bewegung des Bedienelementes, mit der größeren Übersetzung rasch und ohne großen Bedienweg der Leerweg oder der als solcher empfundene Weg durchfahren werden, wie er durch Toleranzen, Spiel und spielfreistellende Elemente bedingt auftritt, so daß vorzugsweise der Einsteller intern spielfrei wird. In der zweiten Phase, d.h. während der weiteren Bewegung des Bedienelementes, kann dann mit der kleineren Übersetzung, für die ein größerer Anteil des Bedienweges zur Verfügung steht, die volle Antriebskraft übertragen werden, um vorzugsweise die eigentliche Einstellbewegung zu bewirken. Der subjektive Eindruck eines großen Betätigungsweges mit geringer Effizienz wird deutlich reduziert. Der Betätigungsweg für die Einstellbewegung ist nicht auf einen kleinen Winkelbereich beschränkt.

Das Übersetzungsgetriebe weist Bauteile auf, die während der ersten Phase eine Bewegung relativ zueinander ausführen, um das größere Übersetzungsverhältnis zu verwirklichen, und während der zweiten Phase gemeinsam um eine Hauptachse schwenken, um die Antriebskraft zu übertragen. Eines dieser Bauteile ist eine Trägerplatte, welche während der ersten Phase in einer definierten Ruhelage bleibt, vorzugsweise durch die Vorspannung einer Drehmomentendefinitionsfeder gehalten, wobei die zweite Phase beginnt, wenn die Antriebskraft die Vorspannung der Drehmomentendefinitionsfeder überwindet. Ein weiteres Bauteil ist ein Zahnsegment, welches vorzugsweise relativ zur Trägerplatte radial verschieblich und schwenkbar ist, beispielsweise durch eine Langloch-Bolzen-Feder-Kombination.

Wenn das Zahnsegment vom Bedienelement beaufschlagt wird, kann es während der ersten Phase mit der Radialverschiebung beim Abtriebselement einkuppeln und mit der Schwenkbewegung dieses antreiben. Zum Einkuppeln kann ein am Abtriebselement angeformter Zahnkranz oder ein drehfest verbundenes Zahnrad oder ein vergleichbares Bauteil vorgesehen sein, welches mit dem Zahnsegment zusammenwirken kann. Durch unterschiedliche Krümmungsradien wird das größere Übersetzungsverhältnis geschaffen. Die Schwenkbewegung des Zahnsegmentes während der ersten Phase erfolgt vorzugsweise um einen auf der Trägerplatte angeordneten, festen Schwenkpunkt, beispielsweise einen Bolzen, der zugleich der Führung für die Radialverschiebung dienen kann. Wenn in der zweiten Phase dann die Trägerplatte um die Hauptachse zu schwenken beginnt, ergibt sich automatisch eine gemeinsame Schwenkbewegung aller Bauteile des Übersetzungsgetriebes um die Hauptachse.

Der erfindungsgemäße Drehantrieb, der als Schnittstelle zwischen dem Benutzer und dem Einsteller dient, kann in Abhängigkeit des Anwendungsfalles unterschiedlich ausgestaltet werden, beispielsweise rein rotatorisch kontinuierlich mit beispielsweise einem Handrad oder diskontinuierlich als Schrittschaltwerk.

Im folgenden ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen
1 eine teilweise schematisierte Explosionsansicht des Ausführungsbeispiels,
2 eine schematisierte Ansicht eines Fahrzeugsitzes,
3 eine teilweise geschnitten dargestellte Ansicht eines Übersetzungsgetriebes in der Ruhestellung,
4 eine 3 entsprechende Ansicht des Übersetzungsgetriebes beim Einkuppeln zu Beginn einer ersten Phase,
5 eine 4 entsprechende Ansicht des Übersetzungsgetriebes am Ende der ersten Phase, und
6 eine 5 entsprechende Ansicht des Übersetzungsgetriebes während einer zweiten Phase.
Ein manueller Drehantrieb 1 für einen Einsteller 3 eines Fahrzeugsitzes 5 in einem Kraftfahrzeug weist ein manuell betätigbares Bedienelement 7, vorliegend einen Handhebel, und ein durch das Bedienelement 7 mittelbar drehbares, als Rad ausgebildetes Abtriebselement 9 auf, welches mit der Drehbewegung den Einsteller 3 antreibt. Im Drehantrieb 1, der im Ausführungsbeispiel als Schrittschaltwerk ausgebildet ist und auf einen Höheneinsteller wirkt, ist in Wirkungsrichtung zwischen dem Bedienelement 7 und dem Abtriebselement 9 ein Übersetzungsgetriebe 11 angeordnet, welches erfindungsgemäß bei einer anfänglichen Bewegung des Bedienelementes 7, im folgenden auch als erste Phase bezeichnet, eine große Übersetzung zur Verfügung stellt, wobei während der ersten Phase das Spiel im Einsteller 3 eliminiert wird. Bei der weiteren Bewegung des Bedienelementes 7, im folgenden als zweite Phase bezeichnet, sorgt das Übersetzungsgetriebe 11 für eine direkte Übersetzung 1:1, wobei während der zweiten Phase der Einsteller 3 abtriebsseitig bewegt wird.
Im einzelnen ist der Drehantrieb 1 mit einem Gehäuse 13 versehen, der einen eine Hauptachse A definierenden Zagerzapfen 15 aufweist und ein mit dem Bedienelement 7 verbundenes Außenevolventenelement 17 lagert, welches um eine zur Hauptachse A parallele Nebenachse B schwenkbar ist und den Lagerzapfen 15 weiträumig umschließt. Auf dem Lagerzapfen 15 sind nacheinander ein vom Außenevolventenelement 17 bewegtes Innenevolventenelement 19, ein Schubelemententräger 21, welcher ein Schubelement 23 führt, eine Trägerplatte 25 und das mit dem Einsteller 3 in drehfester Verbindung stehende Abtriebselement 9 gelagert. Zwi schen der Trägerplatte 25 und dem Abtriebselement 9 ist ein Zahnsegment 27 angeordnet. Die Trägerplatte 25, das Zahnsegment 27 und ein am Abtriebselement 9 angeformter Zahnkranz 29 definieren das Übersetzungsgetriebe 11. 3 zeigt die Ruhestellung des Übersetzungsgetriebes 11.
Bei einer Schwenkbewegung des Bedienelementes 7 schwenkt das Außenevolventenelement 17, welches mit einer Abwälzbewegung das Innenevolventenelement 19 schwenkt. Das Innenevolventenelement 19 beaufschlagt – je nach Schwenkrichtung – mittels eines von zwei Armen 19' mit einer Antriebskraft F einen von zwei Zapfen 31 des Zahnsegmentes 27. In der ersten Phase wird das Zahnsegment 27 entgegen der Kraft einer ersten Rückstellfeder 33 radial verschoben, wobei es durch einen in ein Langloch 35 des Zahnsegmentes 27 greifenden Lagerbolzen 37 der in Ruhe bleibenden Trägerplatte 25 und durch eine Führungsfeder 38 geführt wird. Eine Verzahnung 39 des Zahnsegmentes 27 gelangt in Eingriff mit dem Zahnkranz 29 des Abtriebselementes 9, d.h. das Zahnsegment 27 kuppelt ein. Mit der weiteren Bewegung des Zahnsegmentes 27, welche entgegen der Kraft einer zugleich als zweite Rückstellfeder dienenden Führungsfeder 38 erfolgt, schwenkt das Zahnsegment 27 um den als Schwenkstelle dienenden Lagerbolzen 37, welcher versetzt zur Hauptachse A angeordnet ist. Dabei wälzt sich die Verzahnung 39 am Zahnkranz 29 ab, wodurch sich das Abtriebselement 9 dreht. Ein durch internes Spiel im Einsteller 3 bedingter Leerweg wird durchfahren, bis der Einsteller 3 intern spielfrei ist. Der Krümmungsradius der Verzahnung 39, d.h. ihres Fußkreises, ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel viermal so groß wie der Krümmungsradius des Zahnkranzes 29, so daß ein Übersetzungsverhältnis von 4:1 vorliegt. Der Leerweg des Einstellers 3 wird dadurch bereits mit einem kleinen Schwenkwinkel vollständig durchfahren.
Die zweite Phase beginnt, wenn – ausgelöst durch die vom Einsteller 3 nach Durchfahren des Leerwegs aufgebaute Gegenkraft – die Antriebskraft F die Vorspannung einer als dritte Rückstellfeder wirkenden Drehmomentendefinitionsfeder 43 übersteigt, welche am Gehäuse 13 abgestützt ist und die Trägerplatte 25 während der ersten Phase in Ruhe hält. Die Trägerplatte 25 dreht sich dann mit um die Hauptachse A, wobei durch einen von zwei axial abstehenden, angeformten Stiften 45 der Trägerplatte 25 das Schubelement 23 radial nach außen gedrückt wird, bis es in eine Innenverzahnung des Abtriebrades 9 greift. Nun erfolgt bei hohem Drehmomentenübertrag mittels des Abtriebrades 9 der Antrieb des Einstellers 3, d.h. es findet die Einstellbewegung des Einstellers 3 statt. Läßt die Kraft auf das Bedienelement 7 nach oder kehrt sie sich um, beispielsweise nach dem der Endanschlag erreicht ist und das Bedienelement 7 zurückgeführt ist, sorgen die verschiedenen Rückstellfedern 33, 38 und 43 dafür, daß die Bauteile – bis auf das Abtriebselement 9 – wieder ihre Ausgangsposition einnehmen. Insbesondere sorgt die Rückstellfeder 33 dafür, daß das Zahnsegment 27 mit dem Zahnkranz 29 wieder außer Eingriff gelangt, so daß das Abtriebselement 9 keine Rückstellbewegung erfährt.

1: Drehantrieb
3: Einsteller
5: Fahrzeugsitz
7: Bedienelement
9: Abtriebselement
11: Übersetzungsgetriebe
13: Gehäuse
15: Lagerzapfen
17: Außenevolventenelement
19: Innenevolventenelement
19': Arm
21: Schubelemententräger
23: Schubelement
25: Trägerplatte
27: Zahnsegment
29: Zahnkranz
31: Zapfen
33: Rückstellfeder
35: Langloch
37: Lagerbolzen
38: Führungsfeder
39: Verzahnung
43: Drehmomentendefinitionsfeder
45: Stift
A: Hauptachse
B: Nebenachse
F: Antriebskraft

Claims

Drehantrieb für einen Einsteller eines Fahrzeugsitzes, insbesondere eines Kraftfahrzeugsitzes, mit einem manuell betätigbaren Bedienelement (7), einem Übersetzungsgetriebe (11), auf welches das Bedienelement (7) bei Betätigung einwirkt, und einem vom Übersetzungsgetriebe (11) wenigstens zeitweise gedrehtes Abtriebselement (9), welches bei einer Drehung den Einsteller (3) antreibt, wobei das Übersetzungsgetriebe (11) während der Betätigung durch das Bedienelement (7) von einem größeren Übersetzungsverhältnis zu einem kleineren Übersetzungsverhältnis wechselt, dadurch gekennzeichnet, daß das Übersetzungsgetriebe (11) während der Betätigung durch das Bedienelement (7) zwei Phasen durchläuft, während derer die Übersetzungsverhältnisse jeweils konstant sind, und das Übersetzungsgetriebe (11) Bauteile (25, 27, 29) aufweist, die während der ersten Phase eine Bewegung relativ zueinander ausführen und während der zweiten Phase gemeinsam um eine Hauptachse (A) schwenken, wobei eines dieser Bauteile (25, 27, 29) eine Trägerplatte (25) ist, welche während der ersten Phase in Ruhe bleibt, und ein anderes dieser Bauteile (25, 27, 29) ein Zahnsegment (27) ist, welches während der ersten Phase – vom Bedienelement (7) beaufschlagt – beim Abtriebselement (9) einkuppelt und dieses antreibt.
Drehantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnsegment (27) zum Einkuppeln eine Radialverschiebung relativ zur Trägerplatte (25) und zum Antrieb des Abtriebselementes (9) eine Schwenkbewegung um einen zur Hauptachse (A) versetzten Lagerbolzen (37) durchführt.
Drehantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerbolzen (37) in ein Langloch (35) greift, um das Zahnsegment (27) für die Radialverschiebung zu führen.
Drehantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Übersetzungsgetriebe (11) als eines dieser Bauteile (25, 27, 29) einen mit dem Abtriebselement (9) verbundenen Zahnkranz (29) aufweist, in den das Zahnsegment (27) mit einer Verzahnung (39) beim Einkuppeln eingreift, wobei die Verzahnung (39) einen größeren Krümmungsradius als der Zahnkranz (29) aufweist.
Drehantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Drehmomentendefinitionsfeder (43) durch ihre Vorspannung die Trägerplatte (25) während der ersten Phase in Ruhe hält, und daß die zweite Phase beginnt, wenn die Antriebskraft die Vorspannung der Drehmomentendefinitionsfeder (43) überwindet.
Drehantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehantrieb (1) während der ersten Phase das Spiel im Einsteller (3) beseitigt und während der zweiten Phase den Einsteller (3) für die Einstellbewegung antreibt.