DE202007018455U1

DE202007018455U1 - Motorischer Stellantrieb für einen Fahrzeugsitz

Info

Publication number: DE202007018455U1
Application number: DE202007018455U
Authority: DE
Original assignee: Keiper GmbH and Co
Current assignee: Adient Luxembourg Holding SARL
Priority date: 2006-03-07
Filing date: 2007-02-21
Publication date: 2008-09-04
Anticipated expiration: 2017-02-22
Also published as: DE102007009171A1

Abstract

Motorischer Stellantrieb (1) für ein Fahrzeug, insbesondere für einen Fahrzeugsitz (2), zwischen zwei relativ zueinander beweglichen Komponenten (58, 59) des Fahrzeuges oder Fahrzeugsitzes (2), mit einem insbesondere elektronisch kommutierten Motor (6, 11), welcher einen Stator (11) und einen relativ zu diesem um eine Rotordrehachse (A) drehbaren Rotor (6) aufweist, wenigstens einer abtriebsseitig am Motor (6, 11) angeordneten ersten Getriebestufe (21) und einer abtriebsseitig an der ersten Getriebestufe (21) angeordneten, als lastaufnehmendes Getriebe dienenden zweiten Getriebestufe (41), welche in ein gemeinsames Gehäuse (3, 17, 37, 55) integriert sind und um die Rotordrehachse (A) oder parallel versetzte Achsen (B, C) drehbare Bauteile aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Getriebestufe (21) einen vom Motor (6, 11) angetriebenen ersten Exzenter (24), ein vom ersten Exzenter (24) angetriebenes erstes Ritzel (27) und ein relativ zum gemeinsamen Gehäuse (3, 17, 37, 55) um die Rotordrehachse (A) drehbares, mit dem ersten Ritzel (27) kämmendes erstes Getrieberad...

Description

Die Erfindung betrifft einen motorischen Stellantrieb für einen Fahrzeugsitz, insbesondere einen Kraftfahrzeugsitz, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruches 1.
Aus der DE 10 2004 019 466 A1 ist ein motorischer Stellantrieb dieser Art bekannt, bei welchem ein elektronisch kommutierter Motor und ein Differentialgetriebe als erste Getriebestufe räumlich und funktionell in ein lastaufnehmendes Getriebe als zweite Getriebestufe integriert sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen motorischen Stellantrieb der eingangs genannten Art zu verbessern. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen motorischen Stellantrieb mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Der erfindungsgemäße motorische Stellantrieb bildet eine kleine, kompakte, untrennbare, vormontierbare Einheit mit einem Motor, welcher mit einem geringen Antriebsmoment einen geringen Strombedarf und einen kleinen Bauraumbedarf besitzt, und einer wenigstens zweistufigen hohen Getriebeuntersetzung, in welche das lastaufnehmende (= im Kraftfluss liegende, vorliegend im Kraftfluss zwischen den beiden relativ zueinander beweglichen Komponenten liegende) Getriebe integriert ist. Dadurch, dass die erste Getriebestufe einen vom Motor angetriebenen ersten Exzenter, ein vom ersten Exzenter angetriebenes erstes Ritzel und ein relativ zum gemeinsamen Gehäuse um die Rotordrehachse drehbares, mit dem ersten Ritzel kämmendes erstes Getrieberad aufweist, wird ein guter Wirkungsgrad bei kleinem Bauraumbedarf erreicht. Aufgrund der hohen Untersetzung kann, falls notwendig, ein Ablaufen des lastaufnehmenden Getriebes durch eine Schlingfederbremse oder dergleichen am Rotor verhindert werden. Die erste Getriebestufe bildet in baulicher Hinsicht vorzugsweise eine scheibenförmige Einheit. Das gemeinsame Gehäuse kann abdichtend aufgebaut werden, was eine problemlose Behandlung des motorischen Stellantriebs in einem Tauchbad erlaubt. In allen Ausführungen der vorliegenden Erfindung kann der Motor bürsten- oder elektronisch kommutiert sein.
Die erste Getriebestufe ist vorzugsweise als Kreisschubgetriebe (Flächendruckgetriebe) mit gehäusefesten Führungselementen für das Ritzel und einfacher Drehung des Getrieberades ausgebildet, wie es beispielsweise in der US 4,228,698 A offenbart ist, kann aber auch als Oldham-Kupplung (Kreuzkurbelgetriebe) ausgebildet sein, wie sie beispielsweise in der EP 0 450 324 B1 beschrieben ist. Aufgrund der Kreisschubbewegung brauchen die Zähne keine Evolventen zur Erzeugung einer Linienberührung aufweisen, sondern können flächig tragen und damit wesentlich höhere Lasten aushalten. Der Eingriff mehrerer Zähne und somit eine Reduzierung des Verdrehflankenspiels ist diesbezüglich ebenfalls vorteilhaft. Bei eventuellen Unwuchten in der Getriebestufe kann ein Massenausgleich vorgesehen werden, so dass ein harmonischer Lauf gewährleistet ist.
Die zweite Getriebestufe ist vorzugsweise in gleicher Weise wie die erste Getriebestufe ausgebildet, hat also die gleichen Vorteile, und ist vorzugsweise zugleich die Schnittstelle zu den Komponenten des Fahrzeugsitzes, die mittels des motorischen Stellantriebs relativ zueinander zu bewegen sind.
Die zweite Getriebestufe kann aber in alternativer Ausführung entsprechend dem lastaufnehmenden Getriebe der DE 10 2004 019 466 A1 aufgebaut sein, d. h. zwei durch ein (vorzugsweise selbsthemmendes) Exzenterumlaufgetriebe (zum Feststellen und Verstellen) miteinander verbundene Beschlagteile umfassen, die relativ zueinander eine Drehbewegung mit überlagerter Taumelbewegung ausführen. Die durch das Exzenterumlaufgetriebe verbundene Beschlagteile bilden in baulicher Hinsicht vorzugsweise eine scheibenförmige Einheit. Durch die Scheibenform können die Beschlagteile von einem gehäusefesten Umklammerungsring übergriffen werden. Soweit die Beschlagteile aber keine Scheibenform aufweisen, ist allenfalls ein kleiner Teil der zweiten Getriebestufe in das Gehäuse integrierbar.
Es ist auch eine Mischform möglich, indem die zweite Getriebestufe zwar als Kreisschubgetriebe oder Kreuzkurbelgetriebe ausgebildet ist, jedoch anstelle eines Festexzenters ein Keilsystem wie in bei dem bekannten Exzenterumlaufgetriebe vorgesehen ist. Dieses Keilsystem sperrt und stellt die Getriebestufe spielfrei.
Es ist bei allen Varianten der zweiten Getriebestufe denkbar, eine weitere Getriebestufe vorzusehen, beispielsweise zwischen der ersten und der zweiten Getriebestufe oder abtriebsseitig an der zweiten Getriebestufe angeschlossen. Diese dritte Getriebestufe kann wieder ein Kreisschubgetriebe oder Kreuzkurbelgetriebe sein, gegebenenfalls mit Keilsystem, ist aber vorzugsweise ein Exzenterumlaufgetriebe entsprechend der vorgenannten DE 10 2004 019 466 A1 .
Gleichachsige Drehungen des Antriebs und Abtriebs der Getriebestufen benötigen keine Ausgleichselemente und ermöglichen einfache Lagerverhältnisse. Entsprechend können die Exzenter an den jeweiligen Abtrieben der vorgehenden Stufen angeformt sein, also einstückig mit diesen ausgebildet sein, was ebenfalls die Anzahl der benötigten Bauteile reduziert.
Eine Hohlwellenbauweise erlaubt einen einfachen Anschluss einer Übertragungsstange zwischen beiden Fahrzeugsitzseiten, vorzugsweise durch eine profilierte zentrale Aufnahme in dem Antriebsbauteil für das lastaufnehmende Getriebe, also vorliegend dem die zweite Getriebestufe antreibenden ersten Getrieberad.
Im folgenden ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen
1 einen Längsschnitt durch das Ausführungsbeispiels,
2 eine schematische Seitenansicht eines Fahrzeugsitzes, und
3 eine Explosionsdarstellung des Ausführungsbeispiels.
Ein motorischer Stellantrieb 1 für einen Fahrzeugsitz 2, beispielsweise eines Kraftfahrzeuges, weist ein weitgehend rotationssymmetrisches Motorgehäuse 3 auf. Im Zentrum des Motorgehäuses 3 ist mittels eines ersten Lagers 4, beispielsweise eines Kugellagers, ein Rotor 6 drehbar gelagert, dessen Drehachse als Rotordrehachse A bezeichnet ist und die nachfolgend verwendeten Richtungsangaben definiert. Zudem bildet die Rotordrehachse A die Symmetrieachse des Motorgehäuses 3.
Der als Hohlwelle ausgebildete Rotor 6 weist auf seiner Außenseite in Umfangsrichtung mehrere Permanentmagnete 8 auf. Radial außerhalb der Permanentmagnete 8 ist ein Stator 11 mit mehreren Statorpolen und Wicklungspaketen angeordnet, der von einem Statorring 13 gehalten wird, welcher wiederum fest im Motorgehäuse 3 angeordnet ist. Der Rotor 6 und der Stator 11 bilden zusammen einen in den motorischen Stellantrieb 1 integrierten, elektronisch kommutierten Motor. Zur elektronischen Kommutierung des Stators 11 ist eine Platine 15 vorgesehen, welche axial versetzt zum Stator 11 im Motorgehäuse 3 angeordnet ist. Der Motor kann auch bürstenkommutiert sein. Ein Gehäusedeckel 17 verschließt das Motorgehäuse 3 an einer Stirnseite und lagert in seinem Inneren mittels eines zum ersten Lager 4 axial versetzten zweiten Lagers 19, beispielsweise ebenfalls eines Kugellagers, den Rotor 3 ein weiteres Mal.
Der motorische Stellantrieb 1 weist zwei integrierte Getriebestufen nach dem Funktionsprinzip eines Kreisschubgetriebes (Flächendruckgetriebes) auf. Eine am Motor abtriebsseitig angeordnete erste Getriebestufe 21 wird von einem Bauraum aufgenommen, welcher auf der vom Gehäusedeckel 17 abgewandte Stirnseite des Motorgehäuses 3 ausgebildet ist. Innerhalb dieses Bauraumes stehen vom Körper des Motorgehäuses 3 wenigstens zwei, vorliegend sechs, näherungsweise zy lindrische erste Führungselemente 23 axial ab, beispielsweise ausgeprägte Nocken. Den Rotor 6 axial verlängernd ist ein erster Exzenter 24 am Rotor 6 angeformt oder angebracht, welcher eine zur Rotordrehachse A parallel versetzte erste Exzenterachse B definiert. Der erste Exzenter 24 ist zwar vorliegend ein Festexzenter, könnte aber in abgewandelter Ausführung ein Keilsystem zum Sperren und Spielfreistellen aufweisen, wie es beispielsweise in der DE 10 2004 019 466 A1 für das lastaufnehmende Getriebe offenbart ist. Der erste Exzenter 24 lagert mittels eines dritten Lagers 26 ein erstes Ritzel 27. Das erste Ritzel 27 weist um die erste Exzenterachse B herum wenigstens zwei, entsprechend der Anzahl der ersten Führungselemente 23 vorliegend sechs, erste Öffnungen 29 auf, in welche die ersten Führungselemente 23 mit Spiel greifen. Das Spiel ist etwas größer als der doppelte Abstand der ersten Exzenterachse B zur Rotordrehachse A.
Das mit einer Außenverzahnung versehene erste Ritzel 27 kämmt mit einem als Hohlrad mit einer Innenverzahnung ausgebildeten ersten Getrieberad 32. Am ersten Getrieberad 32 ist auf der vom ersten Ritzel 27 abgewandten Stirnseite ein axial abstehender Lagerabschnitt 34 angeformt, welcher mittels eines vierten Lagers 35 in einem Getriebegehäuse 37 gelagert ist. Das Getriebegehäuse 37 ist plattenförmig ausgebildet. An seinem äußeren Rand ist das Getriebegehäuse 37 fest mit dem Motorgehäuse 3 verbunden. Eine durch den Motor bewirkte Drehung des ersten Exzenters 24 führt zu einer Kreisschubbewegung des ersten Ritzels 27 und dadurch zu einer Drehung des ersten Getrieberades 32 um die Rotordrehachse A relativ zu Motorgehäuse 3 und Getriebegehäuse 37.
Das erste Getrieberad 32 und das Getriebegehäuse 37 sind nicht nur Bestandteile der ersten Getriebestufe 21, sondern bereichsweise auch Bestandteile einer zweiten Getriebestufe 41. Die abtriebsseitig an der ersten Getriebestufe 21 angeordnete zweite Getriebestufe 41 dient als lastaufnehmendes Getriebe. Auf der vom ersten Getrieberad 32 abgewandten Stirnseite stehen vom Getriebegehäuses 37 wenigstens zwei, vorliegend sechs, näherungsweise zylindrische zweite Führungselemente 43 axial ab, beispielsweise ausgeprägte Nocken. Den Lagerabschnitt 34 des ersten Getrieberades 32 axial verlängernd ist ein zweiter Exzenter 44 am ersten Getrieberad 32 angeformt oder angebracht, welcher eine zur Rotordrehachse A parallel versetzte zweite Exzenterachse C definiert. Entsprechend dem ersten Exzenter 24 könnte der zweite Exzenter 44 ebenfalls in abgewandelter Ausführung ein Keilsystem aufweisen. Der zweite Exzenter 44 lagert mittels eines fünften Lagers 46 ein zweites Ritzel 47. Das zweite Ritzel 47 weist um die zweite Exzenterachse C herum wenigstens zwei, entsprechend der Anzahl der zweiten Führungselemente 43 vorliegend sechs, zweite Öffnungen 49 auf, in welche die zweiten Führungselemente 43 mit Spiel greifen. Das Spiel ist etwas größer als der doppelte Abstand der zweiten Exzenterachse C zur Rotordrehachse A.
Das mit einer Außenverzahnung versehene zweite Ritzel 47 kämmt mit einem als Hohlrad mit einer Innenverzahnung ausgebildeten zweiten Getrieberad 52. Das zweite Getrieberad 52 wird radial außen unter Zwischenlage eines das Gleiten verbessernden Lagerrings 53 von einem Umklammerungsring 55 übergriffen. Der Umklammerungsring 55 ist fest mit dem Getriebegehäuse 37 und damit mit dem Motorgehäuse 3 und dem Gehäusedeckel 17 verbunden. Dadurch definieren diese Bauteile ein gemeinsames Gehäuse des motorischen Stellantriebs 1, in welches der Motor und die Getriebestufen 21 und 41 integriert sind. Eine durch die erste Getriebestufe 21 bewirkte Drehung des zweiten Exzenters 44 führt zu einer Kreisschubbewegung des zweiten Ritzels 47 und dadurch zu einer Drehung des zweiten Getrieberades 52 um die Rotordrehachse A relativ zu Motorgehäuse 3 und Getriebegehäuse 37. Insgesamt führt also eine Drehung des Rotors 6 zu einer – stark untersetzten – Drehung des zweiten Getrieberades 52, welches als Abtrieb dient.
Das erste Getrieberad 32 weist um die Rotordrehachse A herum eine profilierte zentrale Aufnahme 56 auf, welche auch den Lagerabschnitt 34 und den zweiten Exzenter 44 durchdringt und mit einer zentralen Öffnung des zweiten Getrieberades 52 und/oder des Rotors 6 und/oder des Gehäusedeckels 17 fluchtet. Diese zentrale Aufnahme 56 kann drehfest eine Übertragungsstange aufnehmen, um eine einzelne zweite Getriebestufe 41 auf der anderen Fahrzeugsitzseite synchron anzutreiben. Eine Synchronisation der beiden Fahrzeugsitzseiten kann auch durch die elektronische Kommutierung erfolgen.
Der erfindungsgemäße motorische Stellantrieb 1 kann beispielsweise zur Neigungseinstellung einer Lehne 58 des Fahrzeugsitzes 2 relativ zu einem Sitzteil 59 des Fahrzeugsitzes 2 eingesetzt werden. Die zweite Getriebestufe 41 als lastaufnehmendes Getriebe liegt dann im Kraftfluss zwischen der Lehne 58 und dem Sitzteil 59. Beispielsweise ist das Getriebegehäuse 37 mit der Struktur des Sitzteils 59 verbunden, gegebenenfalls zusammen mit dem Motorgehäuse 3 und/oder dem Umklammerungsring 55 in einem Fügevorgang, während das zweite Getrieberad 52 als Abtrieb mit der Struktur der Lehne 58 verbunden ist.
Der motorische Stellantrieb 1 kann aber auch zur Höheneinstellung des Sitzteils 59 eingesetzt werden, indem der motorische Stellantrieb 1 beispielsweise zwischen einer Schwinge einerseits und einem Sitzrahmen oder einer Sitzschiene andererseits wirksam ist. Es sind weitere Einsatzmöglichkeiten des motorischen Stellantriebs zwischen weiteren, relativ zueinander beweglichen Komponenten des Fahrzeugsitzes 2 möglich.

1: motorischer Stellantrieb
2: Fahrzeugsitz
3: Motorgehäuse
4: erstes Lager
6: Rotor
8: Permanentmagnet
11: Stator
13: Statorring
15: Platine
17: Gehäusedeckel
19: zweites Lager
21: erste Getriebestufe
23: erstes Führungselement
24: erster Exzenter
26: drittes Lager
27: erstes Ritzel
29: erste Öffnung
32: erstes Getrieberad
34: Lagerabschnitt
35: viertes Lager
37: Getriebegehäuse
41: zweite Getriebestufe
43: zweites Führungselement
44: zweiter Exzenter
46: fünftes Lager
47: zweites Ritzel
49: zweite Öffnung
52: zweites Getrieberad
53: Lagerring
55: Umklammerungsring
56: zentrale Aufnahme
58: Lehne
59: Sitzteil
A: Rotordrehachse
B: erste Exzenterachse
C: zweite Exzenterachse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 102004019466 A1 [0002, 0007, 0009, 0018]
- US 4228698 A [0005]
- EP 0450324 B1 [0005]

Claims

Motorischer Stellantrieb (1) für ein Fahrzeug, insbesondere für einen Fahrzeugsitz (2), zwischen zwei relativ zueinander beweglichen Komponenten (58, 59) des Fahrzeuges oder Fahrzeugsitzes (2), mit einem insbesondere elektronisch kommutierten Motor (6, 11), welcher einen Stator (11) und einen relativ zu diesem um eine Rotordrehachse (A) drehbaren Rotor (6) aufweist, wenigstens einer abtriebsseitig am Motor (6, 11) angeordneten ersten Getriebestufe (21) und einer abtriebsseitig an der ersten Getriebestufe (21) angeordneten, als lastaufnehmendes Getriebe dienenden zweiten Getriebestufe (41), welche in ein gemeinsames Gehäuse (3, 17, 37, 55) integriert sind und um die Rotordrehachse (A) oder parallel versetzte Achsen (B, C) drehbare Bauteile aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Getriebestufe (21) einen vom Motor (6, 11) angetriebenen ersten Exzenter (24), ein vom ersten Exzenter (24) angetriebenes erstes Ritzel (27) und ein relativ zum gemeinsamen Gehäuse (3, 17, 37, 55) um die Rotordrehachse (A) drehbares, mit dem ersten Ritzel (27) kämmendes erstes Getrieberad (32) aufweist.
Motorischer Stellantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Getriebestufe (41) einen von der ersten Getriebestufe (21) angetriebenen zweiten Exzenter (44), ein vom zweiten Exzenter (44) angetriebenes zweites Kitzel (47) und ein relativ zum gemeinsamen Gehäuse (3, 17, 37, 55) um die Rotordrehachse (A) drehbares, mit dem zweiten Ritzel (27) kämmendes zweites Getrieberad (52) als Abtrieb aufweist.
Motorischer Stellantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das gemeinsame Gehäuse (3, 17, 37, 55) einerseits und das zweite Getrieberad (52) als Schnittstellen zu den zwei relativ zueinander beweglichen Komponenten (58, 59) des Fahrzeugsitzes (2) dienen.
Motorischer Stellantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Exzenter (24) am Rotor (6) angeformt ist.
Motorischer Stellantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Exzenter (44) am ersten Getrieberad (32) angeformt ist.
Motorischer Stellantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ritzel (27, 47) drehbar auf dem Exzenter (24, 44) gelagert ist.
Motorischer Stellantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das gemeinsame Gehäuse (3, 17, 37, 55) während des Betriebs des motorischen Stellantriebs (1) das Ritzel (27, 47) mit Spiel festhält.
Motorischer Stellantrieb nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das gemeinsame Gehäuse (3, 17, 37, 55) axial abstehende Führungselemente (23, 43) aufweist, welche mit Spiel in Öffnungen (29, 49) des Ritzels (27, 47) greifen.
Motorischer Stellantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das gemeinsame Gehäuse (3, 17, 37, 55) ein Motorgehäuse (3) umfasst, welches den Rotor (6) drehbar lagert und den Stator (11) aufnimmt.
Motorischer Stellantrieb nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Motorgehäuse (3) eine Platine (15) für die elektronische Kommutierung des Stators (11) aufnimmt.
Motorischer Stellantrieb nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das gemeinsame Gehäuse (3, 17, 37, 55) einen Gehäusedeckel (17) umfasst, der das Motorgehäuse (3) stirnseitig schließt und/oder den Rotor (6) lagert.
Motorischer Stellantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das gemeinsame Gehäuse (3, 17, 37, 55) ein Getriebegehäuse (37) umfasst, welches das erste Getrieberad (32) drehbar lagert.
Motorischer Stellantrieb nach Anspruch 2 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass das gemeinsame Gehäuse (3, 17, 37, 55) einen Umklammerungsring (55) umfasst, welcher das zweite Getrieberad (52) teilweise übergreift, wobei der Umklammerungsring (55) mit dem Getriebegehäuse (37) fest verbunden ist.
Motorischer Stellantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Getrieberad (32) eine profilierte zentrale Aufnahme (56) zur drehfesten Aufnahme einer Übertragungsstange aufweist.