WO2023007322A1 - Längseinsteller für einen fahrzeugsitz, sowie fahrzeugsitz - Google Patents
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- F16H2025/2075—Coaxial drive motors
Definitions
- the invention relates to a longitudinal adjuster for a vehicle seat, in particular a motor vehicle seat, the longitudinal adjuster having a pair of rails, which has a seat rail that can be connected to the vehicle seat and a floor rail that can be connected to a vehicle floor, on which the seat rail is slidably guided in a longitudinal direction, the Longitudinal adjuster has a drive device for adjusting the seat rail along the longitudinal direction relative to the floor rail, and the drive device has a motor, a gear unit, a spindle block which is fixed to the floor rail or to the seat rail and has an internal thread, and a spindle block which is operatively connected to the internal thread spindle having a standing external thread, and the spindle is rotatably mounted in the spindle block along a spindle axis.
- the invention also relates to a vehicle seat.
- the longitudinal adjuster has at least one pair of rails, which is formed from a first rail and a second rail that can be slid in the longitudinal direction relative to the first rail, the rails alternately encompassing one another to form an inner channel.
- a spindle nut mounted on the second rail and a spindle operatively connected to the spindle nut are arranged in the inner channel, with a gear that can be driven by a motor and interacts with the spindle being arranged at one end of the first rail.
- the spindle is at a front end portion of the spindle in the transmission and at a rear end portion of the spindle in a pivot bearing stored first rail.
- a first crossbar is accommodated in a slot in the first rail in the longitudinal direction in front of the spindle nut, with the spindle being passed through an opening in the first crossbar without contact, in particular with the formation of a circumferential gap, being spaced forwards in the longitudinal direction from the first
- a shoulder of the spindle is arranged on the crossbar, with the first crossbar jamming between the first rail and the shoulder in response to a predetermined force, for example in the event of a crash, in particular due to a displacement of the first rail, and as a result a force from the first rail via the first cross bar, the shoulder, the spindle and the spindle nut can be derived from the second rail.
- DE 102004049994 B3 discloses a gear stage for a vehicle seat, in particular for a motor vehicle seat.
- the gear stage having an input shaft and an output shaft, the gear stage reducing the speed of the input shaft to a lower speed of the output shaft, the gear stage having at least one row of gear balls, on which at least one drive surface, in particular two drive surfaces, of the drive shaft, at least one Output surface of the output shaft and at least one housing surface of a housing abut tangentially.
- the object of the invention is to improve a longitudinal adjuster of the type mentioned at the outset, in particular to propose an electrically drivable longitudinal adjuster with an integrated motorized transmission unit, and to provide a corresponding vehicle seat.
- a longitudinal adjuster for a vehicle seat in particular a motor vehicle seat, having the longitudinal adjuster Pair of rails, which has a seat rail that can be connected to the vehicle seat and a floor rail that can be connected to a vehicle floor and on which the seat rail is displaceably guided
- the longitudinal adjuster has a drive device for adjusting the seat rail relative to the floor rail
- the drive device has a motor , a gear unit, a spindle block fixed to the floor rail or to the seat rail and having an internal thread, and a spindle having an external thread actively connected to the internal thread of the spindle block, and the spindle is rotatably mounted in the spindle block along a spindle axis
- a motor shaft of the motor, an axis of rotation of the gear unit connecting the motor to the spindle and a spindle axis of the spindle del are arranged in axial alignment
- the gear unit comprises at least one gear ball bearing for torque transmission.
- Axially aligned means that the motor shaft of the motor, the axis of rotation (also called the drive axis) of the gear unit and the spindle axis (also called the output axis) are aligned as precisely as possible. Since perfect alignment is impossible in practice due to unavoidable angular misalignments and parallel misalignments, the term axially aligned also includes such unavoidable angular misalignments and parallel misalignments.
- the gear unit has the gear ball bearing.
- the gear unit is a planetary gear with balls as planets of the gear.
- Such a gear unit having a gear ball bearing is friction-optimized.
- the gear ball bearing can be designed as a gear ball row, in particular a gear ball ring.
- the gear ball bearing is arranged between a drive wheel and a driven wheel of the gear unit.
- the motor drives the drive wheel.
- the drive wheel has, for example, at least two contact surfaces with balls of the transmission ball bearing.
- the drive wheel driven by the motor exerts a compressive force on the balls via the contact surfaces.
- the motor and the gear unit are designed in particular as a geared motor.
- the axis of rotation (also called the drive axis) and the spindle axis (also called the output axis) are aligned axially. In other words: The drive axis and the output axis are largely aligned and resemble each other.
- the gear ball bearing can be arranged as a row of gear balls, in particular a gear ball ring, around the motor shaft.
- the gear ball bearing, in particular the gear ball row can have at least two balls, for example bearing balls.
- the balls can be distributed around the motor shaft.
- the balls of the gear ball row or the gear ball rings can be connected to each other.
- the gear ball row or the gear ball ring can have a ball cage.
- the drive wheel of the transmission unit can be arranged on the motor shaft.
- the drive wheel can be arranged in a rotationally fixed manner on the motor shaft.
- the motor shaft can be performed through an opening formed in the drive wheel and connected to it.
- the gear ball row or the Ge gear ball ring can be arranged on the drive wheel.
- the gear ball row or the gear ball ring may be arranged around the drive wheel.
- the drive wheel can have at least one recess in which at least one of the balls of the gear ball row or of the gear ball ring is arranged.
- the The drive wheel can have a circumferential groove which forms at least one, in particular two, drive surfaces on which the balls of the gear ball row are arranged.
- the row of gear balls or the gear ball ring can be arranged in a region between the drive wheel and a driven wheel of the gear unit.
- the output gear is aligned axially with the motor shaft. From the drive wheel can have a cutout or recess in which the row of gear balls is at least partially accommodated.
- the output wheel can have at least one output surface on which the gear ball row or the gear ball ring is arranged.
- the transmission unit and the motor can be arranged at least partially in a cavity formed between the seat rail and the floor rail. Sections of the motor can protrude upwards through a recess in the seat rail in the vertical direction. The motor can protrude parallel to the longitudinal direction from a section of a front or rear end portion of the seat rail. The transmission unit and the motor can be arranged entirely in a cavity formed between the seat rail and the floor rail.
- the motor and the gear unit can be attached, in particular together, to a front or rear end area of the seat rail.
- the motor and the gear unit can be designed as a geared motor with a common housing.
- the motor can be an electric motor.
- the motor can generate a torque in the range of 3 to 8 Ncm.
- the engine can generate a speed in the range of 8000 to 12,000 revolutions per minute.
- the motor can generate a torque in the range from 3 to 8 Ncm, preferably at a speed in the range from 8000 to 12,000 revolutions per minute.
- the transmission unit can have the drive wheel.
- the drive wheel can have a drive surface.
- the transmission unit can have the driven wheel. From the drive wheel can have a driven surface.
- the transmission unit can have a spring tensioner.
- the gear unit can have a spring element.
- the transmission unit can have a support element.
- the support element can have a support surface.
- the gear unit can have a spindle nut.
- the gear unit can have bearing balls.
- the transmission unit can have a transmission housing.
- the bearing balls can be arranged in the area of the spindle.
- the bearing balls can be arranged around the spindle.
- the spindle can be arranged in sections from a gear housing, with the bearing balls of the gear unit being able to be arranged in an area between the gear housing and the spindle.
- the spindle nut can record the spindle, in particular one end of the spindle.
- the bearing balls can be arranged around the spindle nut.
- the bearing balls can be arranged between the spindle nut and the transmission housing.
- the spindle nut can have a recess or receptacle in which the bearing balls are accommodated.
- the recess or receptacle can be designed as a groove surrounding the spindle nut.
- the bearing balls can be accommodated in a form-fitting manner in the recess or receptacle of the spindle nut.
- the bearing balls can be designed as a row of balls.
- the bearing balls are connected to each other.
- the bearing balls can be connected to one another via a ball cage.
- the transmission unit can translate a speed of the drive wheel into a speed of the drive wheel from.
- the gear unit can step down a speed of the drive wheel into a speed of the driven wheel.
- the gear unit can have a row of gear balls or a gear ball ring.
- the gear ball row or the gear ball ring can consist of at least three identical balls, each with an identical geometry.
- the balls of the gear ball row or the gear ball ring can each bear tangentially on at least one drive surface, in particular two drive surfaces, of the drive wheel, at least one driven surface of the driven wheel and at least one support surface of the support element.
- the transmission unit can have a compensating clutch, in particular a claw clutch.
- the compensating clutch can have a driver. With participants can be made of an elastomer.
- the driver can be directed to compensate for an offset that occurs between a drive axle and a spindle axle from the drive side.
- the compensating clutch can have a pressure surface and a counter-contour, which are in contact with one another.
- the compensating clutch can be set up to compensate for an angular error occurring in the transmission unit at a contact point between a pressure surface on the input side and a counter-contour on the output side.
- a vehicle seat in particular a motor vehicle seat, with a longitudinal adjuster as described above.
- the vehicle seat can have two longitudinal adjusters, each with a pair of rails, which can be arranged at a distance from one another on either side of a vehicle seat.
- the two longitudinal adjusters can each have their own drive device for adjusting the respective seat rail relative to the respective floor rail.
- the two drive devices can be operated synchronously by means of a controller.
- a friction-optimized planetary gear can be used with balls instead of gears.
- the motor can drive an inner ring.
- This inner ring can have two surfaces in contact with the balls surrounding the inner ring.
- the structure can resemble a ball bearing here.
- the balls can serve as a planetary gear unit.
- a non-rotatable support ring which can be preloaded with a spring element, can be supported on a larger first diameter of a pitch circle of the balls.
- the spring element can be, for example, a disc spring, helical compression spring or the like.
- the spring element can be supported on a transmission housing.
- the first diameter of the pitch circle of the balls on the non-rotatable support ring can be adjusted by a corresponding angular position of the contact surface of the support ring.
- the second diameter of the pitch circle of the balls on the mating ring can be adjusted by a corresponding angular position of the contact surface of the mating ring.
- the translation/reduction of the gear unit can be defined by the ratio of these two diameters.
- the entire gear unit can function via rolling friction of the balls, which means that a very high level of efficiency can be achieved.
- An overall system can be based on a rotating spindle, in particular a spindle which is rotatably mounted relative to the seat rail and which implements a longitudinal adjustment via a nut (spindle block) fastened to the floor rail.
- a necessary self-locking between the nut (spindle block) and the spindle for load transfer in the event of a crash can be achieved with a corresponding (low) pitch of a thread, in particular a trapezoidal thread (e.g. Tr8x2).
- the rotatable spindle can also be mounted relative to the floor rail.
- a nut (spindle nut), which is connected to the spindle in a torque-proof manner, can be mounted with additional balls to the gear housing for counter-support of a spring preload of the support ring.
- a compensating coupling can be fitted between the mating ring and the nut on the spindle be arrangeable.
- the spring preload can be transferrable via a pressure surface in the middle.
- the engine can be positioned in front of the gearbox. It can be arranged either completely inside the seat rail or partly or completely outside a seat rail profile.
- the motor and transmission can be arranged on the front or rear end area of the seat rail.
- Fig. 3 a front view of the longitudinal adjuster of Fig. 2,
- Fig. 4 a detail perspective view of one end of the longitudinal adjuster of Fig. 2
- Fig. 5 a fragmentary perspective view of a longitudinal section of the longitudinal adjuster of Fig. 2
- Fig. 6 a perspective view of a motor, a gear and sections of a spindle
- Fig. 7 a side view of the motor, the gear unit and sections of the spindle,
- Fig. 8 an exploded view of the gear unit with the motor and sections of the spindle
- Fig. 9 the exploded view of the gear unit with the motor and the spindle from Fig. 8 from a different perspective
- Fig. 10 a sectional view of the longitudinal adjuster in the area of the gear unit
- Fig. 11 a detail of a sectional view of the gear unit
- a vehicle seat 1 shown schematically in FIG. 1 is described below using three mutually perpendicular spatial directions.
- a longitudinal direction x runs largely horizontally and preferably parallel to a longitudinal direction of the vehicle, which corresponds to the usual direction of travel of the vehicle.
- a transverse direction running perpendicularly to the longitudinal direction x is likewise aligned horizontally in the vehicle and runs parallel to a transverse direction of the vehicle.
- a vertical direction z runs perpendicular to the longitudinal direction x and perpendicular to the transverse direction. In the case of a vehicle seat 1 installed in the vehicle, the vertical direction z runs parallel to the vertical axis of the vehicle.
- the position and direction information used such as front, rear, up and down, relates to a viewing direction of an occupant seated in a vehicle seat 1 in a normal seating position, with the vehicle seat 1 installed in the vehicle in a position of use suitable for passenger transport with the upright position Backrest 4 and, as usual, is aligned in the direction of travel.
- a vehicle seat 1 according to the invention can also be installed in a different alignment, for example transversely to the direction of travel.
- the vehicle seat 1 has a seat part 2 and the backrest 4 , whose inclination can be adjusted relative to the seat part 2 and can be pivoted forward in the direction of the seat part 2 .
- the vehicle seat 1 has a longitudinal adjuster 6 for the longitudinally displaceable and longitudinally adjustable mounting of the vehicle seat 1 in the vehicle.
- FIGS 2 to 4 show the longitudinal adjuster 6.
- the longitudinal adjuster 6 comprises a pair of rails 10, which has a seat rail 14 that can be connected to the vehicle seat 1 and a floor rail 12 that can be connected to a vehicle floor and on which the seat rail 14 is slidably guided.
- the vehicle seat 1 preferably has two longitudinal adjusters 6 of identical construction.
- the longitudinal adjuster 6 is used for longitudinal adjustment, i.e. setting a seat longitudinal position, of the vehicle seat 1.
- the vehicle seat 1 preferably has a longitudinal adjuster 6 on each side of the vehicle seat.
- One longitudinal adjuster 6 is arranged on a tunnel side and the other longitudinal adjuster 6 is arranged on a sill side.
- the two longitudinal adjusters 6 of the vehicle seat 1 run parallel to one another.
- Each longitudinal adjuster 6 has a pair of rails 10 with a floor rail 12 that can be connected to a vehicle floor and with a seat rail 14 that is guided by the same and can be connected to the vehicle seat 1 .
- the two longitudinal adjusters 6 can be adjusted in a manner that is synchronized with one another, in particular electronically. Only one of the two structurally identical longitudinal adjusters 6 is described below.
- the longitudinal adjuster 6 has a drive device for adjusting the seat rails 14 relative to the floor rail 12 .
- the drive device has a Motor 30 and a gear unit 40 on.
- the transmission unit 40 and the motor 30 are at least partially arranged in a cavity 18 formed between the seat rail 14 and the floor rail 12 .
- the motor 30 protrudes in sections through a recess 16 in the seat rail 14 in the vertical direction z upwards out of the latter or through it.
- the transmission unit 40 is arranged completely in a cavity 16 formed between the seat rail 14 and the floor rail 12 .
- the motor 30 and the Ge transmission unit 40 are present together in a front end portion of the seat rail 14 attached.
- the gear unit 40 can be connected to the seat rail 14, in particular in a material-to-material or form-fitting manner, in order to be able to transmit high forces.
- FIG. 5 shows a detail of a longitudinal section of the longitudinal adjuster 6.
- the drive device has a spindle block 24 which is fixed to the floor rail 12 or to the seat rail 14 and has an internal thread 26, and an external thread 22 which is operatively connected to the internal thread 26 of the spindle block 24 20, wherein the spindle 20 is screwed and supported in the spindle block 24 so as to be rotatable about a spindle axis A3.
- the spindle block 24 is stationary, the spindle 20 can be moved along the spindle axis A3.
- a motor shaft 32 acting as the output shaft of the motor 30, an axis of rotation A1 of the gear unit 40 connecting the motor 30 to the spindle 20 and a spindle axis A3 of the spindle 20 are arranged in axial alignment.
- Axially aligned means that the motor shaft 32 of the motor, an axis of rotation A1 of the gear unit 40 and the spindle axis A3 are aligned as precisely as possible. Since perfect alignment is impossible in practice due to unavoidable angular misalignments and parallel misalignments, the term axially aligned also includes such unavoidable angular misalignments and parallel misalignments.
- Figures 6 to 9 show the motor 30 and the gear unit 40 and the Spin del 20 of the drive device.
- the transmission unit 40 comprises at least one transmission ball bearing 41 for torque transmission, in particular from the motor 30 to the spindle 40.
- the gear ball bearing 41 is arranged in the area of the motor shaft 32 .
- the transmission unit 40 has a spring tensioner 42 .
- the transmission unit 40 has a spring element 44 .
- the transmission unit 40 has a support element 46 .
- the transmission unit 40 has a drive wheel 50 .
- the gear unit 40 has, for example, a gear ball row 54 (also referred to as a gear ball ring) as a gear ball bearing 41 .
- the transmission unit 40 has an output gear 58 .
- the gear ball bearing 41 is positioned between the drive gear 50 and the driven gear 58 for torque transmission, as shown in Figures 8-12.
- the gear unit 40 has the gear ball bearing 41 instead of gears.
- the gear unit 40 is a planetary gear with balls 41.1 as planets of the gear.
- Such a gear unit having a gear ball bearing 41 is friction-optimized.
- the drive wheel 50 driven by the motor 30 exerts a compressive force on the balls 41.1 via the contact surfaces, for example contact points P1, P3 (shown in FIGS. 10 to 11).
- This compressive force is transmitted through the balls 41.1 to the driven wheel 58 (as shown by the arrows in FIG. 10), so that a torque is generated on the axis of rotation A3 of the driven wheel 58 and a corresponding torque transmission takes place.
- the wheels (drive wheel 50 and driven wheel 58) rotate, the balls 41.1 roll in the transmission ball bearing 41 to transmit torque. In other words: the transmission of torque and the entire gear stage takes place via the rolling friction of the balls 41.1 of the gear ball bearing 41.
- the transmission unit 40 has a compensating clutch 60, in the present case in the form of a claw clutch, which has a driver 62.
- the gear unit 40 has a spindle nut 68 .
- the gear unit 40 has bearing balls 70 .
- the gear unit 40 has a gear housing 72 with a through opening 74 on.
- the spindle nut 68 has at least one assembly lock 76 in the form of a radially extending bore.
- the at least one assembly lock 76 of the spindle nut 68 can be aligned with the through opening 74 in the gear housing 72 by turning the spindle nut 68 about the axis of rotation A1 in such a way that, for example, a removable locking pin can be inserted from the outside into the assembly lock 76 of the spindle nut 68. to temporarily block rotation of the spindle nut 68 about the axis of rotation A1.
- a counter-torque required to screw the spindle 20 into the spindle nut 68 can be introduced directly into the spindle nut 68 without such a torque being transmitted through the entire transmission unit 40 to the spindle nut 68 transferred to.
- the drive wheel 50 is connected to the motor shaft 32 in a torque-proof manner.
- the drive wheel 50 has a drive surface 52 .
- the driven wheel 58 has a driven surface 56 .
- the support element 46 has a support surface 48 .
- the transmission unit 40 can step up or step down a speed of the drive wheel 50 into a speed of the driven wheel 58 .
- the gear ball row 54 is located on the drive surface 52, vorlie quietly on two drive surfaces 52, the drive wheel 50, a driven surface 56 of the driven gear 58 and a support surface 48 of the support member 46 tangentially.
- the compensating clutch 60 also has a pressure surface 64 and a counter-con ture 66, which are in contact with each other.
- the pressure surface 64 is arranged in a radially inner section of the output gear 58 .
- the pressure surface 64 has a flat shape on an end face of a cylindrical section.
- the counter-contour 66 is arranged in a radially inner section of the spindle nut 68 .
- the counter-contour 66 has the shape of a spherical cap.
- the compensating clutch 60 is set up to compensate for an angular and/or parallel offset that may occur in the transmission unit 40 between the rotational axis A1 of the drive wheel 50 and the spindle axis A3 at a contact point P5.
- the driver 62 of the compensating clutch 60 is set up to compensate for any misalignment that may occur between an axis of rotation A1 of the drive wheel 50 and an output-side spindle axis A3.
- FIG. 10 shows a detail of a sectional view of the longitudinal adjuster 6 in the area of the gear unit 40.
- the gear ball row 54 of the gear ball bearing 41 comprises at least three identical balls 41.1.
- the contact points P1 to P4 realize the translation or reduction of the gear unit 40.
- the contact point P5 between the pressure surface 64 of the output gear 58 and the counter-contour 66 of the spindle nut 68 serves to support forces acting axially to the longitudinal direction x within the compensating clutch 60 and to correct angle errors and/or an offset.
- About the driver 62 is a set Axialver compensated between the axis of rotation A1 and the spindle axis A3.
- the friction required for transmission of a rotational movement of the drive wheel 50 driven by the motor 30 to the balls 41.1 of the gear ball row 54 and from there to the driven wheel 58 is achieved by means of the spring element 44.
- a spring force F1 of the spring element 44 can be adjusted by means of the spring tensioner 42 bar.
- the spring element 44 is supported on the one hand on the spring tensioner 42 and on the other hand on the support element 46 .
- the support element 46 is secured against twisting and is supported in the gear housing 72 so that it can be displaced axially with respect to the axis of rotation A1.
- the spring force F1 is designed in such a way that even maximum torques do not lead to sliding friction at the contact point P4. If the maximum torque is exceeded, the motor 30 is stopped.
- the friction that occurs at the contact points P1, P2, P3 avoids uncontrolled rotation of the individual balls 41.1 of the gear ball row 54.
- the balls 41.1 the gear ball rows 54 each rotate in a controlled manner about a ball axis A2, which is oriented parallel to the axis of rotation A1, in particular the drive axis of the motor 30.
- the respective angles of the drive surfaces 52 in the contact points P1, P2 and the support surface 48 in the contact point P3 are matched to one another in such a way that a radial distance between the ball axis A2 and the respective contact points P1, P2, P3 corresponds to a first radius r2, which is identical in the contact points P1, P2, P3. This results in a uniform rolling circle through the contact points P2 and P1.
- a respective angle of the output surface 56 in the contact point P4 is selected such that a radial distance between the ball axis A2 and the contact point P4 corresponds to a second radius r4. This results in a second rolling circle through the contact point P4.
- Figure 12 shows a detail of a sectional view of the longitudinal adjuster 6 in the area of the gear unit 40 with a superimposed sketch of the operating principle of the gear unit 40.
- the operating principle follows the "systematics of simple returning planetary gears" in an implementation as a friction gear with balls 41.1.
- the sche matically indicated gears are realized in the friction gear by balls 41.1.
- a drive-side central wheel D1 corresponds to the drive wheel 50.
- a stationary ring gear D3 corresponds to the support element 46, which is mounted in the transmission housing 72 in a rotationally fixed manner.
- a drive-side, between the central gear D1 and the stationary ring gear D3 rolling planetary gear D2 corresponds in particular to a first stage of a stepped planet and is realized by means of the balls 41.1 of the gear ball row 54.
- a corresponding second stage of this stepped planet, which is realized by means of the balls 41.1 of the gear ball row 54, is represented by a planet gear D4 on the output side, which is coupled to the planet gear D2.
- a web S coupling the planet wheel D2 to the planet wheel D4 is only shown in dashed lines, since the web S is only theoretically present.
- the central gear D5 on the output side can also be designed as a ring gear.
- the respective radii of the planet gears D2, D4, and thus the reduction or transmission ratio of the gear unit 40 depend significantly on an angle of the respective contact surfaces (optional support surface 48, drive surface 52, output surface 56) in the contact points P1, P2, P3, P4 away.
- an angle of approx. 45° for example for the contact points P1, P2 and optionally P3 contact points P1, P2 between drive wheel 50 and balls 41.1 and optional contact point P3 between support element 46 and balls 41.1
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Längseinsteller (6) für einen Fahrzeugsitz (1), insbesondere Kraftfahrzeugsitz, der Längseinsteller (6) aufweisend ein Schienenpaar (10), das eine mit dem Fahrzeugsitz (1) verbindbare Sitzschiene (14) und eine mit einem Fahrzeugboden verbindbare Bodenschiene (12), an der die Sitzschiene (14) verschiebbar geführt ist, aufweist, wobei der Längseinsteller (6) eine Antriebseinrichtung zum Verstellen der Sitzschiene (14) relativ zu der Bodenschiene (12) aufweist, und die Antriebsvorrichtung einen Motor (30), eine Getriebeeinheit (40), einen zur Bodenschiene (12) oder zur Sitzschiene (14) fixierten, ein Innengewinde (26) aufweisenden Spindelblock (24), und eine ein mit dem Innengewinde (26) des Spindelblocks (24) in Wirkverbindung stehendes Außengewinde (22) aufweisende Spindel (20), aufweist, und die Spindel (20) entlang einer Spindelachse (A3) drehbar in dem Spindelblock (24) gelagert ist, wobei eine Motorwelle (32) des Motors (30), eine Drehachse (A1) der den Motor (30) mit der Spindel (20) verbindenden Getriebeeinheit (40) und eine Spindelachse (A3) der Spindel (20) axial fluchtend angeordnet sind, wobei im Bereich der Motorwelle (32) wenigstens eine Getriebekugelreihe (54) der Getriebeeinheit (40) angeordnet ist. Die Erfindung betrifft ferner einen Fahrzeugsitz (1), insbesondere Kraftfahrzeugsitz, aufweisend einen solchen Längseinsteller (6).
Description
Adient US LLC, Plymouth, Ml (US)
LANGSEINSTELLER FÜR EINEN FAHRZEUGSITZ, SOWIE FAHRZEUGSITZ
Die Erfindung betrifft einen Längseinsteller für einen Fahrzeugsitz, insbesondere Kraftfahrzeugsitz, der Längseinsteller aufweisend ein Schienenpaar, das eine mit dem Fahrzeugsitz verbindbare Sitzschiene und eine mit einem Fahrzeugboden ver bindbare Bodenschiene, an der die Sitzschiene entlang einer Längsrichtung ver schiebbar geführt ist, aufweist, wobei der Längseinsteller eine Antriebseinrichtung zum Verstellen der Sitzschiene entlang der Längsrichtung relativ zu der Bodenschie ne aufweist, und die Antriebsvorrichtung einen Motor, eine Getriebeeinheit, einen zur Bodenschiene oder zur Sitzschiene fixierten, ein Innengewinde aufweisenden Spin delblock, und eine ein mit dem Innengewinde des Spindelblocks in Wirkverbindung stehendes Außengewinde aufweisende Spindel, aufweist, und die Spindel entlang einer Spindelachse drehbar in dem Spindelblock gelagert ist. Die Erfindung betrifft ferner einen Fahrzeugsitz.
Stand der Technik
Aus der DE 102017218492 A1 ist ein Längseinsteller, insbesondere für einen Fahr zeugsitz, bekannt. Der Längseinsteller weist mindestens ein Schienenpaar, welches aus einer ersten Schiene und einer relativ zur ersten Schiene in Längsrichtung ver schiebbaren zweiten Schiene gebildet ist, auf, wobei die Schienen unter Bildung eines Innenkanals einander wechselseitig umgreifen. In dem Innenkanal sind eine mit der zweiten Schiene gelagerte Spindelmutter und eine mit der Spindelmutter wirkverbundene Spindel angeordnet, wobei an einem Ende der ersten Schiene ein mittels eines Motors antreibbares und mit der Spindel zusammenwirkendes Getriebe angeordnet ist. Die Spindel ist an einem vorderen Endabschnitt der Spindel in dem Getriebe und an einem hinteren Endabschnitt der Spindel in einem Drehlager der
ersten Schiene gelagert. In Längsrichtung vor der Spindelmutter ist ein erster Quer riegel in einem Schlitz der ersten Schiene aufgenommen, wobei die Spindel kontakt frei, insbesondere unter Bildung eines umlaufenden Spaltes, durch eine Öffnung des ersten Querriegels hindurchgeführt ist, wobei in Längsrichtung nach vorne beabstan- det zum ersten Querriegel ein Absatz der Spindel angeordnet ist, wobei in Reaktion auf eine vorgegebene Krafteinwirkung, beispielsweise im Crashfall, insbesondere durch eine Verschiebung der ersten Schiene, der erste Querriegel zwischen der ersten Schiene und dem Absatz verklemmt, und hierdurch eine Kraft von der ersten Schiene über den ersten Querriegel, den Absatz, die Spindel und die Spindelmutter zur zweiten Schiene ableitbar ist.
Aus der DE 102004049994 B3 ist eine Getriebestufe für einen Fahrzeugsitz, insbe sondere für einen Kraftfahrzeugsitz, bekannt. Die Getriebestufe aufweisend eine An triebswelle und eine Abtriebswelle, wobei die Getriebestufe die Drehzahl der An triebswelle in eine geringere Drehzahl der Abtriebswelle untersetzt, wobei die Getrie bestufe wenigstens eine Getriebekugelreihe aufweist, an welcher wenigstens eine Antriebsfläche, insbesondere zwei Antriebsflächen, der Antriebswelle, wenigstens eine Abtriebsfläche der Abtriebswelle und wenigstens eine Gehäusefläche eines Gehäuses tangential anliegen.
Aufgabe
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Längseinsteller eingangs genann ter Art zu verbessern, insbesondere einen elektrisch antreibbaren Längseinsteller mit einer integrierten Motorgetriebeeinheit vorzuschlagen, sowie einen entsprechenden Fahrzeugsitz bereitzustellen.
Lösung
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, durch einen Längseinsteller für einen Fahrzeugsitz, insbesondere Kraftfahrzeugsitz, der Längseinsteller aufweisend ein
Schienenpaar, das eine mit dem Fahrzeugsitz verbindbare Sitzschiene und eine mit einem Fahrzeugboden verbindbare Bodenschiene, an der die Sitzschiene verschieb bar geführt ist, aufweist, wobei der Längseinsteller eine Antriebseinrichtung zum Ver stellen der Sitzschiene relativ zu der Bodenschiene aufweist, und die Antriebsvorrich tung einen Motor, eine Getriebeeinheit, einen zur Bodenschiene oder zur Sitzschiene fixierten, ein Innengewinde aufweisenden Spindelblock, und eine ein mit dem Innen gewinde des Spindelblocks in Wirkverbindung stehendes Außengewinde aufweisen de Spindel, aufweist, und die Spindel entlang einer Spindelachse drehbar in dem Spindelblock gelagert ist, wobei eine Motorwelle des Motors, eine Drehachse der den Motor mit der Spindel verbindenden Getriebeeinheit und eine Spindelachse der Spin del axial fluchtend angeordnet sind, und wobei die Getriebeeinheit mindestens ein Getriebekugellager zur Drehmomentübertragung umfasst. Im Bereich der Motorwelle ist wenigstens ein Getriebekugellager der Getriebeeinheit angeordnet.
Axial fluchtend bedeutet, dass die Motorwelle des Motors, die Drehachse (auch An triebsachse genannt) der Getriebeeinheit und die Spindelachse (auch Abtriebsachse genannt) möglichst präzise in einer Flucht liegen. Da eine perfekte Ausrichtung in der Praxis aufgrund von unvermeidbaren Winkelversätzen und Parallelversätzen unmög lich ist, umfasst der Begriff axial fluchtend auch solche unvermeidbaren Winkelver sätze und Parallelversätze.
Anstelle von Zahnrädern weist die Getriebeeinheit das Getriebekugellager auf. Bei spielsweise ist die Getriebeeinheit ein Planetengetriebe mit Kugeln als Planeten des Getriebes. Eine solche ein Getriebekugellager aufweisende Getriebeeinheit ist rei bungsoptimiert. Das Getriebekugellager kann als eine Getriebekugelreihe, insbeson dere ein Getriebekugelring, ausgebildet sein. Das Getriebekugellager ist zwischen einem Antriebsrad und einem Abtriebsrad der Getriebeeinheit angeordnet. Der Motor treibt das Antriebsrad an. Das Antriebsrad weist beispielsweise mindestens zwei Kontaktflächen zu Kugeln des Getriebekugellagers auf. Durch das vom Motor ange triebene Antriebsrad wird über die Kontaktflächen eine Druckkraft auf die Kugeln ausgeübt. Diese Druckkraft wird durch die Kugeln über weitere Kontaktflächen auf das Abtriebsrad übertragen, so dass sich ein Drehmoment auf der Drehachse des Abtriebsrads ausbildet und eine entsprechende Drehmomentübertragung erfolgt.
Während sich die Räder (Antriebsrad und Abtriebsrad drehen) drehen, rollen die Kugeln im Getriebekugellager zur Drehmomentübertragung. Mit anderen Worten: Die Drehmomentenübertragung und die gesamte Getriebestufe erfolgt über die Roll reibung der Kugeln des Getriebekugellagers.
Der Motor und die Getriebeeinheit sind insbesondere als ein Getriebemotor ausgebil det. Die Drehachse (auch Antriebsachse genannt) und die Spindelachse (auch Abtriebsachse genannt) sind axial fluchtend angeordnet. Mit anderen Worten: Die Antriebsachse und die Abtriebsachse liegen weitgehend in einer Flucht und gleichen einander.
Dadurch, dass eine Motorwelle des Motors, eine Drehachse der den Motor mit der Spindel verbindenden Getriebeeinheit und eine Spindelachse der Spindel axial fluch tend angeordnet sind, lassen bei entsprechender Auslegung der Getriebeeinheit kleinere und kostengünstigere Motoren einsetzten. Flierdurch lassen sich erfindungs gemäße Längseinsteller leichter und wirtschaftlicher hersteilen.
Beispielsweise kann das Getriebekugellager als Getriebekugelreihe, insbesondere ein Getriebekugelring, um die Motorwelle herum angeordnet sein. Das Getriebe kugellager, insbesondere die Getriebekugelreihe, kann zumindest zwei Kugeln, bei spielsweise Lagerkugeln, aufweisen. Die Kugeln können um die Motorwelle herum verteilt angeordnet sein. Die Kugeln der Getriebekugelreihe oder des Getriebekugel rings können miteinander verbunden sein. Die Getriebekugelreihe oder der Getriebe kugelring kann einen Kugelkäfig aufweisen.
An der Motorwelle kann das Antriebsrad der Getriebeeinheit angeordnet sein. Bei spielsweise kann das Antriebsrad an der Motorwelle drehfest angeordnet sein. Bei spielsweise kann die Motorwelle durch eine im Antriebsrad gebildete Öffnung hin durchgeführt und mit diesem verbunden sein. Die Getriebekugelreihe oder der Ge triebekugelring kann am Antriebsrad angeordnet sein. Die Getriebekugelreihe oder der Getriebekugelring kann um das Antriebsrad herum angeordnet sein. Das An triebsrad kann zumindest eine Aussparung aufweisen, in dem zumindest eine der Kugeln der Getriebekugelreihe oder des Getriebekugelrings angeordnet ist. Das An-
triebsrad kann eine umlaufende Nut aufweisen, welche zumindest eine, insbeson dere zwei, Antriebsflächen ausbildet, an denen die Kugeln der Getriebekugelreihe angeordnet sind.
Die Getriebekugelreihe oder der Getriebekugelring kann in einem Bereich zwischen dem Antriebsrad und einem Abtriebsrad der Getriebeeinheit angeordnet sein. Zum Beispiel ist das Abtriebsrad axial fluchtend zur Motorwelle ausgerichtet. Das Ab triebsrad kann eine Aussparung oder Ausnehmung aufweisen, in der oder dem die Getriebekugelreihe zumindest bereichsweise aufgenommen ist. Das Abtriebsrad kann zumindest eine Abtriebsfläche aufweisen, an der die Getriebekugelreihe oder der Getriebekugelring angeordnet ist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen, welche einzeln oder in Kombination miteinander einge setzt werden können, sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die Getriebeeinheit und der Motor können wenigstens teilweise in einem zwischen der Sitzschiene und der Bodenschiene gebildeten Hohlraum angeordnet sein. Der Motor kann abschnittsweise durch eine Ausnehmung in der Sitzschiene in Vertikal richtung nach oben herausragen. Der Motor kann parallel zur Längsrichtung ab schnittsweise aus einem vorderen oder hinteren Endbereich der Sitzschiene heraus ragen. Die Getriebeeinheit und der Motor können vollständig in einem zwischen der Sitzschiene und der Bodenschiene gebildeten Hohlraum angeordnet sein.
Der Motor und die Getriebeeinheit können, insbesondere gemeinsam, an einem vorderen oder hinteren Endbereich der Sitzschiene angebracht sein. Der Motor und die Getriebeeinheit können als ein Getriebemotor mit einem gemeinsamen Gehäuse ausgestaltet sein.
Der Motor kann ein Elektromotor sein. Der Motor kann ein Drehmoment im Bereich von 3 bis 8 Ncm erzeugen. Der Motor kann eine Drehzahl im Bereich von 8000 bis 12.000 Umdrehungen pro Minute erzeugen. Der Motor kann ein Drehmoment im Be reich von 3 bis 8 Ncm, bevorzugt bei einer Drehzahl im Bereich von 8000 bis 12.000 Umdrehungen pro Minute, erzeugen.
Die Getriebeeinheit kann das Antriebsrad aufweisen. Das Antriebsrad kann eine An triebsfläche aufweisen. Die Getriebeeinheit kann das Abtriebsrad aufweisen. Das Ab triebsrad kann eine Abtriebsfläche aufweisen. Die Getriebeeinheit kann einen Feder spanner aufweisen. Die Getriebeeinheit kann ein Federelement aufweisen. Die Ge triebeeinheit kann ein Stützelement aufweisen. Das Stützelement kann eine Stützflä che aufweisen. Die Getriebeeinheit kann eine Spindelmutter aufweisen. Die Getrie beeinheit kann Lagerkugeln aufweisen. Die Getriebeeinheit kann ein Getriebegehäu se aufweisen.
Die Lagerkugeln können im Bereich der Spindel angeordnet sein. Die Lagerkugeln können um die Spindel herum angeordnet sein. Beispielsweise kann die Spindel ab schnittsweise in einem Getriebegehäuse angeordnet sein, wobei die Lagerkugeln der Getriebeeinheit in einem Bereich zwischen dem Getriebegehäuse und der Spindel angeordnet sein können.
Beispielsweise kann die Spindelmutter die Spindel, insbesondere ein Ende der Spin del, aufnehmen. Die Lagerkugeln können um die Spindelmutter herum angeordnet sein. Beispielsweise können die Lagerkugeln zwischen der Spindelmutter und dem Getriebegehäuse angeordnet sein. Die Spindelmutter kann eine Aussparung oder Aufnahme aufweisen, in der oder dem die Lagerkugeln aufgenommen sind. Bei spielsweise kann die Aussparung oder Aufnahme als eine die Spindelmutter umlau fende Nut ausgebildet sein. Die Lagerkugeln können in der Aussparung oder Aufnah me der Spindelmutter formschlüssig aufgenommen sein.
Die Lagerkugeln können als Kugelreihe ausgebildet sein. Beispielsweise sind die Lagerkugeln miteinander verbunden. Die Lagerkugeln können über einen Kugelkäfig miteinander verbunden sein.
Die Getriebeeinheit kann eine Drehzahl des Antriebsrades in eine Drehzahl des Ab triebsrades übersetzen. Die Getriebeeinheit kann eine Drehzahl des Antriebsrades in eine Drehzahl des Abtriebsrades untersetzen. Die Getriebeeinheit kann eine Getrie bekugelreihe oder einen Getriebekugelring aufweisen. Die Getriebekugelreihe oder
der Getriebekugelring kann aus wenigstens drei gleichen Kugeln mit jeweils identi scher Geometrie bestehen. Die Kugeln der Getriebekugelreihe oder des Getriebe kugelrings können jeweils an wenigstens einer Antriebsfläche, insbesondere zwei Antriebsflächen, des Antriebsrads, wenigstens einer Abtriebsfläche des Abtriebsrads und wenigstens einer Stützfläche des Stützelements tangential anliegen.
Die Getriebeeinheit kann eine Ausgleichskupplung, insbesondere eine Klauenkupp lung, aufweisen. Die Ausgleichskupplung kann einen Mitnehmer aufweisen. Der Mit nehmer kann aus einem Elastomer gefertigt sein. Der Mitnehmer kann dazu einge richtet sein, einen auftretenden Versatz zwischen einer Antriebsachse und einer ab triebsseitigen Spindelachse auszugleichen.
Die Ausgleichskupplung kann eine Druckfläche und eine Gegenkontur aufweisen, welche miteinander in Kontakt sind. Die Ausgleichskupplung kann dazu eingerichtet sein, einen in der Getriebeeinheit auftretenden Winkelfehler in einem Kontaktpunkt zwischen einer antriebsseitigen Druckfläche und einer abtriebsseitigen Gegenkontur auszugleichen.
Die zugrundeliegende Aufgabe wird ferner erfindungsgemäß gelöst durch einen Fahrzeugsitz, insbesondere Kraftfahrzeugsitz, mit einem zuvor beschriebenen Längseinsteller.
Der Fahrzeugsitz kann zwei Längseinsteller mit jeweils einem Schienenpaar aufwei sen, welche voneinander beabstandet an je einer Seite eines Fahrzeugsitzes anor denbar sind. Die zwei Längseinsteller können jeweils eine eigene Antriebseinrichtung zum Verstellen der jeweiligen Sitzschiene relativ zu der jeweiligen Bodenschiene auf weisen. Die beiden Antriebseinrichtungen können mittels einer Steuerung synchron betreibbar sein.
Zusammenfassend und mit anderen Worten ausgedrückt, kann ein reibungsoptimier tes Planetengetriebe mit Kugeln anstelle von Zahnrädern einsetzbar sein.
Der Motor kann einen Innenring antreiben. Dieser Innenring kann zwei Kontaktflä chen zu den Kugeln aufweisen, welche den Innenring umgeben. Der Aufbau kann hier einem Kugellager gleichen. Die Kugeln können als Planeten einer Getriebeein heit dienen.
Auf einem größeren ersten Durchmesser eines Wälzkreises der Kugeln kann ein drehfester Abstützring, der mit einem Federelement vorspannbar ist, abgestützt sein. Das Federelement kann beispielsweise eine Tellerfeder, Schraubendruckfeder oder ähnliches sein. Das Federelement kann sich zu einem Getriebegehäuse abstützen. Auf einer dem Abstützring gegenüberliegenden Seite der Kugeln kann ein Gegenring angeordnet sein, welcher die Kugeln auf einem kleineren Wälzkreis mit einem zwei ten Durchmesser kontaktiert. Der erste Durchmesser des Wälzkreises der Kugeln an dem drehfesten Abstützring ist durch eine entsprechende Winkelstellung der Kon taktfläche des Abstützrings einstellbar. Der zweite Durchmesser des Wälzkreises der Kugeln an dem Gegenring ist durch eine entsprechende Winkelstellung der Kontakt fläche des Gegenrings einstellbar. Durch das Verhältnis dieser beiden Durchmesser kann die Übersetzung/Untersetzung der Getriebeeinheit definierbar sein. Die gesam te Getriebeeinheit kann über eine Rollreibung der Kugeln funktionieren, hierdurch kann ein sehr hoher Wirkungsgrad erreichbar sein.
Ein Gesamtsystem kann auf einer drehenden Spindel, insbesondere eine relativ zur Sitzschiene drehbar gelagerten Spindel, basieren, welche eine Längsverstellung über eine zur Bodenschiene befestigten Mutter (Spindelblock) umsetzt. Eine benötig te Selbsthemmung zwischen Mutter (Spindelblock) und Spindel für die Lastableitung im Crashfall kann durch eine entsprechende (geringe) Steigung eines Gewindes, ins besondere eines Trapezgewindes (z. B. Tr8x2), erreichbar sein. Die drehbare Spin del kann in einerweiteren Ausführungsform auch zur Bodenschiene gelagert sein.
Zu einer Gegenabstützung einer Federvorspannung des Abstützrings kann eine drehfest mit der Spindel verbundene Mutter (Spindelmutter) mit weiteren Kugeln zum Getriebegehäuse gelagert sein. Um Fluchtungsfehler ausgleichen zu können, kann eine Ausgleichskupplung zwischen dem Gegenring und der Mutter auf der Spindel
anordenbar sein. Die Federvorspannung kann über eine Druckfläche in der Mitte übertragbar sein.
Der Motor kann vor dem Getriebe positioniert sein. Er kann entweder komplett Inner halb der Sitzschiene, als auch teilweise oder vollständig außerhalb eines Sitzschie nenprofils angeordnet sein. Motor und Getriebe können am vorderen oder hinteren Endbereich der Sitzschiene anordenbar sein.
Figuren und Ausführungsformen der Erfindung
Bevor nachfolgend Ausgestaltungen der Erfindung eingehender an Hand von Zeich nungen beschrieben werden, ist zunächst festzuhalten, dass die Erfindung nicht auf die beschriebenen Komponenten oder die beschriebenen Verfahrensschritte be schränkt ist. Weiterhin stellt auch die verwendete Terminologie keine Einschränkung dar, sondern hat lediglich beispielhaften Charakter. Soweit nachfolgend in der Be schreibung und den Ansprüchen der Singular verwendet wird ist dabei jeweils der Plural mitumfasst, soweit der Kontext dies nicht explizit ausschließt.
Im Folgenden ist die Erfindung anhand eines in den Figuren dargestellten vorteilhaf ten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Erfindung ist jedoch nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt. Es zeigen:
Fig. 1: schematisch einen erfindungsgemäßen Fahrzeugsitz mit einem erfindungsgemäßen Längseinsteller,
Fig. 2: eine perspektivische Darstellung des erfindungsgemäßen Längseinstellers,
Fig. 3: eine Ansicht von vorne auf den Längseinsteller von Fig. 2,
Fig. 4: ausschnittsweise eine perspektivische Ansicht auf ein Ende des Längseinstellers von Fig. 2,
Fig. 5: ausschnittsweise eine perspektivische Ansicht eines Längsschnitts des Längseinstellers von Fig. 2,
Fig. 6: eine perspektivische Darstellung eines Motors, eines Getriebes und abschnittsweise einer Spindel,
Fig. 7: eine Seitenansicht des Motors, der Getriebeeinheit und abschnittsweise der Spindel,
Fig. 8: eine Explosionsdarstellung der Getriebeeinheit mit dem Motor und abschnittsweise der Spindel,
Fig. 9: die Explosionsdarstellung der Getriebeeinheit mit dem Motor und der Spindel von Fig. 8 aus einem abweichenden Blickwinkel,
Fig. 10: ausschnittsweise eine Schnittdarstellung des Längseinstellers im Bereich der Getriebeeinheit,
Fig. 11 : ausschnittsweise eine Schnittdarstellung der Getriebeeinheit, und
Fig. 12: ausschnittsweise eine Schnittdarstellung der Getriebeeinheit mit einer überlagerten Skizze eines Wirkprinzips.
Ein in Figur 1 schematisch dargestellter Fahrzeugsitz 1 ist nachfolgend unter Ver wendung von drei senkrecht zueinander verlaufenden Raumrichtungen beschrieben. Eine Längsrichtung x verläuft bei einem im Fahrzeug eingebauten Fahrzeugsitz 1 weitgehend horizontal und vorzugsweise parallel zu einer Fahrzeuglängsrichtung, die der gewöhnlichen Fahrtrichtung des Fahrzeuges entspricht. Eine zu der Längsrich tung x senkrecht verlaufende Querrichtung ist im Fahrzeug ebenfalls horizontal aus gerichtet und verläuft parallel zu einer Fahrzeugquerrichtung. Eine Vertikalrichtung z verläuft senkrecht zu der Längsrichtung x und senkrecht zu der Querrichtung. Bei einem im Fahrzeug eingebauten Fahrzeugsitz 1 verläuft die Vertikalrichtung z parallel zu der Fahrzeughochachse.
Die verwendeten Positions- und Richtungsangaben, wie beispielsweise vorne, hinten, oben und unten beziehen sich auf eine Blickrichtung eines in einem Fahr zeugsitz 1 sitzenden Insassen in normaler Sitzposition, wobei der Fahrzeugsitz 1 im Fahrzeug eingebaut, in einer zur Personenbeförderung geeigneten Gebrauchsposi tion mit aufrechtstehender Lehne 4 und wie üblich in Fahrtrichtung ausgerichtet ist. Ein erfindungsgemäßer Fahrzeugsitz 1 kann jedoch auch in abweichender Ausrich tung, beispielsweise quer zur Fahrtrichtung verbaut werden.
Der Fahrzeugsitz 1 weist ein Sitzteil 2 und die relativ zum Sitzteil 2 in ihrer Neigung einstellbare und nach vorn in Richtung des Sitzteils 2 verschwenkbare Lehne 4 auf. Für die längsverschiebbare und längseinstellbare Anbringung des Fahrzeugsitzes 1 im Fahrzeug weist der Fahrzeugsitz 1 einen Längseinsteller 6 auf.
Die Figuren 2 bis 4 zeigen den Längseinsteller 6. Der Längseinsteller 6 umfasst ein Schienenpaar 10, das eine mit dem Fahrzeugsitz 1 verbindbare Sitzschiene 14 und eine mit einem Fahrzeugboden verbindbare Bodenschiene 12, an der die Sitzschie ne 14 verschiebbar geführt ist, aufweist. Vorzugsweise weist der Fahrzeugsitz 1 zwei baugleiche Längseinsteller 6 auf.
Der Längseinsteller 6 dient zur Längseinstellung, d.h. der Einstellung einer Sitzlängs position, des Fahrzeugsitzes 1. Bevorzugt weist der Fahrzeugsitz 1 auf jeder Fahr zeugsitzseite jeweils einen Längseinsteller 6 auf. Ein Längseinsteller 6 ist auf einer Tunnelseite und der andere Längseinsteller 6 auf einer Schwellerseite angeordnet. Die zwei Längseinsteller 6 des Fahrzeugsitzes 1 verlaufen parallel zueinander. Jeder Längseinsteller 6 weist ein Schienenpaar 10 mit einer mit einem Fahrzeugboden verbindbaren Bodenschiene 12 und mit einer mittels derselben geführten und mit dem Fahrzeugsitz 1 verbindbaren Sitzschiene 14 auf. Die beiden Längseinsteller 6 können, insbesondere elektronisch, zueinander synchronisiert einstellbar sein. Nachfolgend ist nur einer der beiden baugleichen Längseinsteller 6 beschrieben.
Der Längseinsteller 6 weist eine Antriebseinrichtung zum Verstellen der Sitzschie ne 14 relativ zu der Bodenschiene 12 auf. Die Antriebseinrichtung weist einen
Motor 30 und eine Getriebeeinheit 40 auf. Die Getriebeeinheit 40 und der Motor 30 sind wenigstens teilweise in einem zwischen der Sitzschiene 14 und der Bodenschie ne 12 gebildeten Hohlraum 18 angeordnet. Der Motor 30 ragt vorliegend abschnitts weise durch eine Ausnehmung 16 in der Sitzschiene 14 in Vertikalrichtung z nach oben aus dieser hinaus, beziehungsweise durch diese hindurch. Die Getriebeein heit 40 ist vorliegend vollständig in einem zwischen der Sitzschiene 14 und der Bodenschiene 12 gebildeten Hohlraum 16 angeordnet. Der Motor 30 und die Ge triebeeinheit 40 sind vorliegend gemeinsam in einem vorderen Endbereich der Sitz schiene 14 angebracht. Dies ermöglicht eine einfache Zugänglichkeit des Motors 30 beziehungsweise der Getriebeeinheit 40, so dass diese Komponenten auch bei einem in einem Fahrzeug verbauten Längseinsteller 6 gegebenenfalls leicht aus tauschbar oder reparierbar sind. Die Getriebeeinheit 40 ist mit der Sitzschiene 14 verbindbar, insbesondere stoffschlüssig oder formschlüssig verbindbar, um hohe Kräfte übertragen zu können.
Figur 5 zeigt ausschnittsweise einen Längsschnitt des Längseinstellers 6. Die An triebsvorrichtung weist einen zur Bodenschiene 12 oder zur Sitzschiene 14 fixierten, ein Innengewinde 26 aufweisenden Spindelblock 24, und eine ein mit dem Innenge winde 26 des Spindelblocks 24 in Wirkverbindung stehendes Außengewinde 22 auf weisende Spindel 20, auf, wobei die Spindel 20 um eine Spindelachse A3 drehbar in dem Spindelblock 24 eingeschraubt und gelagert ist. Bei feststehendem Spindel block 24 ist die Spindel 20 entlang der Spindelachse A3 beweglich.
Eine als Ausgangswelle des Motors 30 wirkende Motorwelle 32, eine Drehachse A1 der den Motor 30 mit der Spindel 20 verbindenden Getriebeeinheit 40 und eine Spindelachse A3 der Spindel 20 sind axial fluchtend angeordnet. Axial fluchtend bedeutet, dass die Motorwelle 32 des Motors, eine Drehachse A1 der Getriebeeinheit 40 und die Spindelachse A3 möglichst präzise in einer Flucht liegen. Da eine perfekte Ausrichtung in der Praxis aufgrund von unvermeidbaren Winkelversätzen und Parallelversätzen unmöglich ist, umfasst der Begriff axial fluchtend auch solche unvermeidbaren Winkelversätze und Parallelversätze.
Die Figuren 6 bis 9 zeigen den Motor 30 und die Getriebeeinheit 40 sowie die Spin del 20 der Antriebseinrichtung. Die Getriebeeinheit 40 umfasst mindestens ein Getriebekugellager 41 zur Drehmomentübertragung, insbesondere vom Motor 30 auf die Spindel 40.
Das Getriebekugellager 41 ist im Bereich der Motorwelle 32 angeordnet.
Die Getriebeeinheit 40 weist einen Federspanner 42 auf. Die Getriebeeinheit 40 weist ein Federelement 44 auf. Die Getriebeeinheit 40 weist ein Stützelement 46 auf. Die Getriebeeinheit 40 weist ein Antriebsrad 50 auf. Die Getriebeeinheit 40 weist als Getriebekugellager 41 beispielsweise eine Getriebekugelreihe 54 (auch als Getriebekugelring bezeichnet) auf. Die Getriebeeinheit 40 weist ein Abtriebsrad 58 auf. Das Getriebekugellager 41 ist zur Drehmomentübertragung zwischen dem Antriebsrad 50 und dem Abtriebsrad 58 angeordnet, wie in Figuren 8 bis 12 gezeigt.
Anstelle von Zahnrädern weist die Getriebeeinheit 40 das Getriebekugellager 41 auf. Beispielsweise ist die Getriebeeinheit 40 ein Planetengetriebe mit Kugeln 41.1 als Planeten des Getriebes. Eine solche ein Getriebekugellager 41 aufweisende Getriebeeinheit ist reibungsoptimiert. Durch das vom Motor 30 angetriebene Antriebsrad 50 wird über die Kontaktflächen, zum Beispiel Kontaktpunkte P1, P3 (dargestellt in Figuren 10 bis 11) eine Druckkraft auf die Kugeln 41.1 ausgeübt. Diese Druckkraft wird durch die Kugeln 41.1 auf das Abtriebsrad 58 (wie anhand der Pfeile in Figur 10 gezeigt) übertragen, so dass sich ein Drehmoment auf der Drehachse A3 des Abtriebsrads 58 ausgebildet und eine entsprechende Drehmomentübertragung erfolgt. Während sich die Räder (Antriebsrad 50 und Abtriebsrad 58) drehen, rollen die Kugeln 41.1 im Getriebekugellager 41 zur Drehmomentübertragung. Mit anderen Worten: Die Drehmomentenübertragung und die gesamte Getriebestufe erfolgt über die Rollreibung der Kugeln 41.1 des Getriebekugellagers 41.
Die Getriebeeinheit 40 weist eine Ausgleichskupplung 60, vorliegend in Form einer Klauenkupplung, auf, welche einen Mitnehmer 62 aufweist. Die Getriebeeinheit 40 weist eine Spindelmutter 68 auf. Die Getriebeeinheit 40 weist Lagerkugeln 70 auf.
Die Getriebeeinheit 40 weist ein Getriebegehäuse 72 mit einer Durchgangsöff-
nung 74 auf. Die Spindelmutter 68 weist wenigstens eine Montagesicherung 76 in Form einer sich radial erstreckenden Bohrung auf. Die wenigstens eine Montage sicherung 76 der Spindelmutter 68 ist durch Drehen der Spindelmutter 68 um die Drehachse A1 mit der Durchgangsöffnung 74 im Getriebegehäuse 72 derart aus- richtbar, dass beispielsweise ein entnehmbarer Sperrstift von außen in die Montage sicherung 76 der Spindelmutter 68 eingesteckt werden kann, um eine Rotation der Spindelmutter 68 um die Drehachse A1 zeitweise zu sperren. Dadurch, dass die Spindelmutter 68 zeitweise gegen eine Rotation um die Drehachse A1 sperrbar ist, kann ein zum Einschrauben der Spindel 20 in die Spindelmutter 68 benötigtes Gegenmoment unmittelbar in die Spindelmutter 68 einleitbar sein, ohne ein solches durch die gesamte Getriebeeinheit 40 auf die Spindelmutter 68 zu übertragen.
Das Antriebsrad 50 ist drehfest mit der Motorwelle 32 verbunden. Das Antriebsrad 50 weist eine Antriebsfläche 52 auf. Das Abtriebsrad 58 weist eine Abtriebsfläche 56 auf. Das Stützelement 46 weist eine Stützfläche 48 auf. Die Getriebeeinheit 40 kann eine Drehzahl des Antriebsrads 50 in eine Drehzahl des Abtriebsrads 58 übersetzen oder untersetzen. Die Getriebekugelreihe 54 liegt an der Antriebsfläche 52, vorlie gend an zwei Antriebsflächen 52, des Antriebsrads 50, einer Abtriebsfläche 56 des Abtriebsrads 58 und einer Stützfläche 48 des Stützelements 46 tangential an.
Die Ausgleichskupplung 60 weist ferner eine Druckfläche 64 und eine Gegenkon tur 66 auf, welche miteinander in Kontakt sind. Die Druckfläche 64 ist vorliegend in einem radial inneren Abschnitt des Abtriebsrads 58 angeordnet. Die Druckfläche 64 weist vorliegend eine ebene Form an einer Stirnseite eines zylindrischen Abschnitts auf. Die Gegenkontur 66 ist in einem radial inneren Abschnitt der Spindelmutter 68 angeordnet. Die Gegenkontur 66 weist vorliegend eine Form einer Kugelkalotte auf. Die Ausgleichskupplung 60 ist dazu eingerichtet, einen in der Getriebeeinheit 40 möglicherweise auftretenden Winkel- und/oder Parallelversatz zwischen dem Dreh achse A1des Antriebsrads 50 und der Spindelachse A3 in einem Kontaktpunkt P5 auszugleichen.
Der Mitnehmer 62 der Ausgleichskupplung 60 ist dazu eingerichtet, einen möglicher weise auftretenden Versatz zwischen einer Drehachse A1 des Antriebsrads 50 und einer abtriebsseitigen Spindelachse A3 auszugleichen.
Figur 10 zeigt ausschnittsweise eine Schnittdarstellung des Längseinstellers 6 im Be reich der Getriebeeinheit 40. Die Getriebekugelreihe 54 des Getriebekugellagers 41 umfasst wenigstens drei gleiche Kugeln 41.1. In Figur 10 sind auftretende Kräfte in Kontaktpunkten P1 , P2 einer Kugel 41.1 der Getriebekugelreihe 54 mit den zwei An triebsflächen 52 des Antriebsrads 50, in einem Kontaktpunkt P3 der Kugeln 41.1 der Getriebekugelreihe 54 mit der Stützfläche 48 des Stützelements 46 und in einem Kontaktpunkt P4 der Kugel 41.1 der Getriebekugelreihe 54 mit der Abtriebsfläche 56 des Abtriebsrads 58 schematisch dargestellt. Die Kontaktpunkte P1 bis P4 realisieren die Übersetzung oder Untersetzung der Getriebeeinheit 40.
Der Kontaktpunkt P5 zwischen der Druckfläche 64 des Abtriebsrads 58 und der Gegenkontur 66 der Spindelmutter 68 dient einer Abstützung von axial zur Längs richtung x wirkenden Kräften innerhalb der Ausgleichskupplung 60 und zur Korrektur von Winkelfehlern und/oder einem Versatz. Über den Mitnehmer 62 ist ein Axialver satz zwischen der Drehachse A1 und der Spindelachse A3 ausgleichbar.
Die für eine Übertragung einer Rotationsbewegung des von dem Motor 30 angetrie benen Antriebsrads 50 auf die Kugeln 41.1 der Getriebekugelreihe 54 und von dort auf das Abtriebsrad 58 notwendige Reibung ist mittels des Federelements 44 erzielt. Eine Federkraft F1 des Federelements 44 ist mittels des Federspanners 42 einstell bar. Das Federelement 44 stützt sich einerseits an dem Federspanner 42 und ande rerseits an dem Stützelement 46 ab. Das Stützelement 46 ist gegen ein Verdrehen gesichert und axial zur Drehachse A1 verschiebbar in dem Getriebegehäuse 72 ge lagert. Die Federkraft F1 ist hierbei derart ausgelegt, dass selbst Maximaldrehmo mente nicht zu einer gleitenden Reibung im Kontaktpunkt P4 führen. Bei einem Über schreiten des Maximaldrehmoments wird der Motor 30 gestoppt.
Die auftretende Reibung in den Kontaktpunkten P1, P2, P3 vermeidet eine unkontrol lierte Rotation der einzelnen Kugeln 41.1 der Getriebekugelreihe 54. Die Kugeln 41.1
der Getriebekugelreiche 54 rotieren kontrolliert um jeweils eine Kugelachse A2, welche parallel zu Drehachse A1, insbesondere der Antriebsachse des Motors 30, orientiert ist.
Die jeweiligen Winkel der Antriebsflächen 52 in den Kontaktpunkten P1, P2 sowie der Stützfläche 48 in dem Kontaktpunkt P3 sind derart aufeinander abgestimmt, dass ein radialer Abstand zwischen der Kugelachse A2 und den jeweiligen Kontaktpunk ten P1, P2, P3 einem ersten Radius r2 entspricht, welcher in den Kontaktpunkten P1, P2, P3 identisch ist. Somit ergibt sich ein einheitlicher Wälzkreis durch die Kontakt punkte P2 beziehungsweise P1. Ein jeweiliger Winkel der Abtriebsfläche 56 in dem Kontaktpunkt P4 ist derart gewählt, dass ein radialer Abstand zwischen der Kugel achse A2 und dem Kontaktpunkt P4 einem zweiten Radius r4 entspricht. Somit ergibt sich ein zweiter Wälzkreis durch den Kontaktpunkt P4.
Die so erzielte Rotation der einzelnen Kugeln 41.1 der Getriebekugelreihe 54 wird im Kontaktpunkt P4 über Reibung an der Abtriebsfläche 56 vorliegend mit Untersetzung an das Abtriebsrad 58 übertragen.
Figur 12 zeigt ausschnittsweise eine Schnittdarstellung des Längseinstellers 6 im Be reich der Getriebeeinheit 40 mit einer überlagerten Skizze des Wirkprinzips der Ge triebeeinheit 40. Das Wirkprinzip folgt der „Systematik der einfachen rückkehrenden Planetengetriebe“ in einer Umsetzung als Reibradgetriebe mit Kugeln 41.1. Die sche matisch angedeuteten Zahnräder werden in dem Reibradgetriebe durch Kugeln 41.1 realisiert.
Ein antriebsseitiges Zentralrad D1 entspricht dem Antriebsrad 50. Ein feststehendes Hohlrad D3 entspricht dem rotationsfest in dem Getriebegehäuse 72 gelagerten Stützelement 46.
Ein antriebsseitiges, zwischen dem Zentralrad D1 und dem feststehenden Hohl rad D3 abwälzendes Planetenrad D2, entspricht insbesondere einer ersten Stufe eines Stufenplaneten und ist mittels der Kugeln 41.1 der Getriebekugelreihe 54 realisiert.
Eine entsprechende zweite Stufe dieses mittels der Kugeln 41.1 der Getriebekugel reihe 54 realisierten Stufenplaneten ist durch ein abtriebsseitiges Planetenrad D4 dargestellt, welches mit dem Planetenrad D2 gekoppelt ist. Ein das Planetenrad D2 mit dem Planetenrad D4 koppelnder Steg S ist lediglich gestrichelt dargestellt, da der Steg S nur theoretisch vorhanden ist. Das ferner abtriebsseitige Zentralrad D5 kann auch als Hohlrad ausgestaltet sein.
Die jeweiligen Radien der Planetenräder D2, D4, und somit die Untersetzung oder Übersetzung der Getriebeeinheit 40, hängen maßgeblich von einem Winkel der je weiligen Kontaktflächen (optionaler Stützfläche 48, Antriebsfläche 52, Abtriebs fläche 56) in den Kontaktpunkten P1, P2, P3, P4 ab. Unter Beibehaltung eines Winkels von ca. 45° für beispielsweise die Kontaktpunkte P1 , P2 und optional P3 (Kontaktpunkte P1 , P2 zwischen Antriebsrad 50 und Kugeln 41.1 und optional Kontaktpunkt P3 zwischen Stützelement 46 und Kugeln 41.1 ) ist allein durch Variation des weiteren Winkels beispielsweise im Kontaktpunkt P4 zwischen Kugeln 41.1 und Abtriebsrad 58 eine Übersetzung im Bereich von 3 bis 50 für das Getriebekugellager 40 möglich.
Die in der vorstehenden Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen offen barten Merkmale können sowohl einzeln als auch in Kombination für die Verwirkli chung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein.
Obwohl die Erfindung in den Zeichnungen und der vorausgegangenen Darstellung im Detail beschrieben wurde, sind die Darstellungen illustrativ und beispielhaft und nicht einschränkend zu verstehen. Insbesondere ist die Wahl der zeichnerisch darge stellten Proportionen der einzelnen Elemente nicht als erforderlich oder beschrän kend auszulegen. Weiterhin ist die Erfindung insbesondere nicht auf die erläuterten Ausführungsbeispiele beschränkt. Weitere Varianten der Erfindung und ihre Ausfüh rung ergeben sich für den Fachmann aus der vorangegangenen Offenbarung, den Figuren und den Ansprüchen.
ln den Ansprüchen verwendete Begriffe wie „umfassen“, „aufweisen“, „beinhalten“, „enthalten“ und dergleichen schließen weitere Elemente oder Schritte nicht aus. Die Verwendung des unbestimmten Artikels schließt eine Mehrzahl nicht aus. Eine einzelne Einrichtung kann die Funktionen mehrerer in den Ansprüchen genannten Einheiten beziehungsweise Einrichtungen ausführen.
Bezugszeichenliste Fahrzeugsitz Sitzteil Lehne Längseinsteller Schienenpaar Bodenschiene Sitzschiene Ausnehmung Hohlraum Spindel Außengewinde Spindelblock Innengewinde Motor Motorwelle Getriebeeinheit Getriebekugellager Kugel Federspanner Federelement Stützelement Stützfläche Antriebsrad Antriebsfläche
54 Getriebekugelreihe
56 Abtriebsfläche
58 Abtriebsrad
60 Ausgleichskupplung
62 Mitnehmer
64 Druckfläche
66 Gegenkontur
68 Spindelmutter
70 Lagerkugeln
72 Getriebegehäuse
74 Durchgangsöffnung
76 Montagesicherung
A1 Drehachse
A2 Kugelachse
A3 Spindelachse
D1 Zentralrad (Antrieb)
D2 Planetenrad (1. Stufe eines Stufenplaneten)
D3 Hohlrad (feststehend)
D4 Planetenrad (2. Stufe eines Stufenplaneten)
D5 Zentralrad (Abtrieb)
F1 Federkraft
F2 Gegenkraft
P1 Kontaktpunkt
P2 Kontaktpunkt
P3 Kontaktpunkt
P4 Kontaktpunkt
P5 Kontaktpunkt r2 erster Radius r4 zweiter Radius
S Steg
x Längsrichtung y Querrichtung z Vertikalrichtung
Claims
1. Längseinsteller (6) für einen Fahrzeugsitz (1 ), insbesondere Kraftfahrzeugsitz, wobei der Längseinsteller (6) zumindest ein Schienenpaar (10) aufweist, das eine mit dem Fahrzeugsitz (1) verbindbare Sitzschiene (14) und eine mit einem Fahrzeugboden verbindbare Bodenschiene (12), an der die Sitzschiene (14) verschiebbar geführt ist, aufweist, wobei der Längseinsteller (6) eine Antriebseinrichtung zum Verstellen der
Sitzschiene (14) relativ zu der Bodenschiene (12) aufweist, und wobei die Antriebsvorrichtung einen Motor (30), eine Getriebeeinheit (40), einen zur Bodenschiene (12) oder zur Sitzschiene (14) fixierten, ein
Innengewinde (26) aufweisenden Spindelblock (24), und eine ein mit dem
Innengewinde (26) des Spindelblocks (24) in Wirkverbindung stehendes
Außengewinde (22) aufweisende Spindel (20), aufweist, und wobei die Spindel (20) entlang einer Spindelachse (A3) drehbar in dem
Spindelblock (24) gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Motorwelle (32) des Motors (30), eine Drehachse (A1) der den Motor (30) mit der Spindel (20) verbindenden Getriebeeinheit (40) und eine Spindelach se (A3) der Spindel (20) axial fluchtend angeordnet sind, wobei die Getriebeeinheit (40) mindestens ein Getriebekugellager (41) zur Drehmomentübertragung umfasst.
2. Längseinsteller (6) nach Anspruch 1 , wobei das Getriebekugellager (54) im Bereich der Motorwelle (32) angeordnet ist.
3. Längseinsteller (6) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Getriebeeinheit (40) ein Antriebsrad (50) und ein Abtriebsrad (58) aufweist, zwischen denen das Getriebekugellager (41) angeordnet ist.
4. Längseinsteller (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Getriebekugellager (41) als eine Getriebekugelreihe (54) ausgebildet ist.
5. Längseinsteller (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Getriebeeinheit (40) und der Motor (30) wenigstens teilweise in einem zwischen der Sitzschiene (14) und der Bodenschiene (12) gebildeten Hohlraum (18) angeordnet sind.
6. Längseinsteller (6) nach Anspruch 5, wobei die Getriebeeinheit (40) und der Motor (30) vollständig in einem zwischen der Sitzschiene (14) und der Bodenschiene (12) gebildeten Hohlraum (18) angeordnet sind.
7. Längseinsteller (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Motor (30) und die Getriebeeinheit (40) in einem vorderen oder hinteren End bereich der Sitzschiene (14) angeordnet, insbesondere an der Sitzschiene (14) befestigt sind.
8. Längseinsteller (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Motor (30) ein Drehmoment im Bereich von 3 bis 8 Ncm, bevorzugt bei einer Drehzahl im Bereich von 8000 bis 12.000 Umdrehungen pro Minute, erzeugt.
9. Längseinsteller (6) nach einem der Ansprüche 3 bis 8, wobei die Getriebeein heit (40) eine Drehzahl des Antriebsrades (50) in eine Drehzahl des Abtriebsrades (58) übersetzt oder untersetzt.
10. Längseinsteller (6) nach einem der Ansprüche 3 bis 9, wobei an dem Getriebekugellager (41) wenigstens eine Antriebsfläche (52), insbesondere zwei Antriebsflächen (52), des Antriebsrads (50), wenigstens eine Abtriebsfläche (56) des Abtriebsrads (58) und wenigstens eine Stützfläche (48) eines Stützelements (46) tangential anliegen.
11. Längseinsteller (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Getriebeeinheit (40) eine Ausgleichskupplung (60) aufweist.
12. Längseinsteller (6) nach Anspruch 11 , wobei die Ausgleichskupplung (60) einen Mitnehmer (62) aus einem Elastomer aufweist, welcher insbesondere dazu eingerichtet ist, einen Versatz zwischen der Drehachse (A1 ) und der Spindelachse (A3) auszugleichen.
13. Längseinsteller (6) nach einem der Ansprüche 11 oder 12, wobei die Ausgleichskupplung (60) dazu eingerichtet ist, einen in der Getriebeeinheit (40) auftretenden Winkelfehler in einem Kontaktpunkt (P5) zwischen einer antriebsseitigen Druckfläche (64) und einer abtriebsseitigen Gegenkontur (66) auszugleichen.
14. Fahrzeugsitz (1), insbesondere Kraftfahrzeugsitz, aufweisend wenigstens einen Längseinsteller (6) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13.
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