DE102007013521A1

DE102007013521A1 - Sitzverstellvorrichtung

Info

Publication number: DE102007013521A1
Application number: DE102007013521A
Authority: DE
Inventors: Hans-Juergen Oberle
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2007-03-21
Filing date: 2007-03-21
Publication date: 2008-09-25
Also published as: JP2008230600A

Abstract

Sitzverstellvorrichtung (10) insbesondere zum Verstellen von Sitzteilen im Kraftfahrzeug, wobei an einem ersten Sitzelement (12) ein Elektromotor (30) befestigt ist, der über eine Getriebeeinheit (26) mit einem zweiten Sitzelement (14) drehbar verbunden ist, wobei die Getriebeeinheit (26) genau eine einzige Getriebestufe aufweist, mittels derer ein Drehmoment vom Elektromotor (30) auf eine Drehachse (24) des zweiten Sitzelements (14) übertragbar ist.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Sitzverstellvorrichtung zum Verstellen von Sitzteilen mittels eines Elektromotors und einer Getriebeeinheit nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs.
Mit der DE 103 09 083 A1 ist eine Vorrichtung zum Verstellen von Sitzteilen bekannt geworden, bei dem zwei gegeneinander beweglich angeordnete Sitzelemente mittels einer von einem Elektromotor angetriebenen Getriebeeinheit gegeneinander verstellbar sind. Dabei treibt der Elektromotor über ein Schneckengetriebe ein Schneckenrad an, das wiederum einen Exzenter eines Exzentergetriebes antreibt. Das Exzentergetriebe weist ein festes Außenzahnrad auf, das mit einem ersten Sitzbeschlag verbunden ist, und ein zweites gegenüber dem ersten Innenzahnrad verdrehbares zweites Innenzahnrad, das mit einem zweiten Beschlag eines zweiten Sitzteils verbunden ist. Eine solche Getriebevorrichtung weist eine sehr große axiale Bauhöhe auf, so dass diese aus Bauraumgründen nicht an einer Außenseite des Sitzes zwischen diesem und der Fahrzeugkarosserie angeordnet werden kann.
Des Weiteren sind andere Sitzverstellantriebe bekannt, bei denen beispielsweise als zweite Getriebestufe ein Stirnradgetriebe verwendet wird. Auch eine solche Getriebeeinheit weist eine große axiale Bauhöhe auf, die für eine Montage an der Außenseite einer Rückenlehne ungeeignet ist.
Offenbarung der Erfindung
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Sitzverstellvorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass aufgrund der einstufigen Ausbildung der Getriebeeinheit die Sitzverstellvorrichtung sehr flach baut und daher vorteilhaft an der Außenseite einer Rücklehne eines Kraftfahrzeugsitzes angeordnet werden kann. Eine solche elektromotorische Sitzverstellvorrichtung mit nur einer einzigen Getriebestufe beansprucht kaum mehr Bauraum, als ein gewöhnliches Handrad einer manuellen Rückenlehnenverstellung.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Sitzverstellvorrichtungen möglich. Zweckmäßigerweise ist die genau eine Getriebestufe der Sitzverstellvorrichtung als Schneckengetriebe ausgebildet. Die Ankerwelle des Elektromotors kämmt dabei über eine Schnecke mit einem Schneckenrad, das verglichen mit mehrstufig ausgebildeten Sitzverstellgetrieben einen wesentlich größeren Durchmesser aufweist, der näherungsweise 80–100 mm erreichen kann.
Um den Bauraum zu mininieren, ist die Kontur des Getriebegehäuses dem Schneckenrad angepasst, so dass das Getriebegehäuse eine im wesentlichen kreisförmige Grundfläche aufweist, an den sich ein Bauraum für die Schnecke anschließt.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Schneckenrad eine zentrale Hohlwelle aufweist, die das Abtriebselement für eine korrespondierende Profilwelle bildet, die als Drehachse des zweiten Sitzelements ausgebildet ist.
Besonders günstig ist es, das Schneckenrad mit den axialen Fortsätzen der Hohlwelle direkt in den quer zur Hohlwelle angeordneten Seitenwänden des Getriebegehäuses zu lagern.
Dabei ist beispielsweise in der Bodenfläche und im Deckel des Getriebegehäuses eine nabenförmige Öffnung ausgebildet, in der die Hohlwelle des Schneckenrads drehbar aufgenommen ist. Die Hohlwelle ist vorzugsweise mit einer durchgängigen zentralen Durchgangsöffnung ausgebildet, in die die entsprechende Profilwelle des zweiten Sitzelements einschiebbar ist.
Sowohl das Schneckenrad als auch das Getriebegehäuse werden kostengünstig mittels Kunststoff-Spritzgussverfahren hergestellt, wobei eine solche Materialkombination wählbar ist, dass die Hohlwelle direkt ohne Verwendung zusätzlicher Lagermittel in den nabenförmigen Öffnungen des Getriebegehäuses drehbar gelagert werden kann.
Um den Elektromotor möglichst flach bauend auszubilden, weist dieser als Erregermagnet einen ringförmigen Permanentmagneten auf, der aus seltenen Erden-Elementen, insbesondere aus Neobdym-Eisen-Bor-Material (NdFeB) hergestellt sind. Dadurch kann der Außendurchmesser des Polgehäuses und das Gewicht gegenüber der Verwendung gewöhnlicher Ferrit-Magnete entscheidend reduziert werden.
Durch die Verwendung eines Schneckenrads mit einem sehr großen Durchmesser (verglichen mit einer 2-stufigen Getriebeeinheit) kann ein Elektromotor mit einer geringeren maximalen Drehzahl, beispielsweise 2.000 bis 3.000 Umdrehungen pro Minute verwendet werden. Dadurch wird das Betriebsgeräusch der Sitzverstellvorrichtung deutlich verringert, wodurch der Verstellkomfort gesteigert wird. Das Schneckenrad, das in etwa der Größe eines Handrads einer manuellen Sitzverstellung entspricht, bildet zusammen mit der Schnecke der Ankerwelle eine Übersetzung von etwa 80 bis 120, womit für die Rückenlehnenverstellung notwendig Anzugsmomente von ungefähr 25 Nm +/– 10 Nm erzielbar sind.
Die erfindungsgemäße Sitzverstellvorrichtung eignet sich vorzugsweise für die elektromotorische Verstellung einer Rückenlehne eines Kraftfahrzeugsitzes, weil der Elektromotor mit der einstufigen Getriebeeinheit an den Beschlag der Rückenlehne befestigt wird, wobei eine Profilwelle eines Beschlags eines zweiten Sitzelements – beispielsweise der Sitzfläche – in die Hohlwelle eingreift. Durch die besonders flache Bauweise der Sitzverstellvorrichtung kann diese besonders montagegünstig an der Außenseite des Beschlags der Rückenlehne angeordnet werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
1 ein Ausschnitt eines Fahrzeugsitzes mit einer fertig montierten erfindungsgemäßen Sitzverstellvorrichtung,
2 eine erfindungsgemäße Sitzverstellvorrichtung mit geöffnetem Getriebegehäuse und
3 die Sitzverstellvorrichtung aus 2 in einer Ansicht von unten.
1 zeigt einen Fahrzeugsitz 10 mit einem ersten Sitzelement 12 und einem zweiten Sitzelement 14. Dabei ist das erste Sitzelement 12 beispielsweise als Rückenlehne und das zweite Sitzelement 14 als Sitzfläche ausgebildet. Die Sitzelemente 12, 14 weisen jeweils zwei gegenüberliegende Seitenwangen 16, 18 auf. An dem Sitzelement 12 sind an dessen einen Seitenwange 18 ein Beschlag 22 und am zweiten Sitzelement 14 ein Beschlag 20 befestigt, die über eine Drehachse miteinander verbunden sind, so dass die beiden Sitzelemente 12 und 14 gegeneinander verdreht werden können. Als Sitzverstellvorrichtung 10 ist an einer Außenseite 19 der Seitenwange 18 ein Elektromotor 30 mit einer daran gekoppelten Getriebeeinheit 26 befestigt. Die Getriebeeinheit 26 weist ein Abtriebselement 28 auf, das in Eingriff mit einer Welle 32 des zweiten Sitzelements 14 steht, die auf der Drehachse 24 angeordnet ist. Beispielsweise ist die Welle 32 als durchgängige Profilwelle 34 ausgebildet, die die beiden gegenüberliegenden Seitenwangen 16 des Sitzelements 14 miteinander verbindet. Der Elektromotor 30 bildet zusammen mit der Getriebeeinheit 26 die Antriebseinheit 29, die mittels Befestigungselementen 36, die durch entsprechende Aufnahmen 38 der Antriebseinheit 29 ragen, an dem Beschlag 22 befestigt ist.
Eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Antriebseinheit 29 ist in 2 mit geöffneter Getriebeeinheit 26 dargestellt. Der Elektromotor 30 weist ein Polgehäuse 40 auf, das vorzugsweise aus magnetisch leitfähigem Metall hergestellt ist. Innerhalb des Polgehäuses 40 ist ein ringförmiger Erregermagnet 42 angeordnet, der im magnetischen Zusammenspiel mit dem bestromten Anker die Rotorwelle 44 antriebt. Der ringförmige Erregermagnet 42 ist vorzugsweise aus einem Seltenen-Erden-Material hergestellt und beispielsweise in das Polgehäuse 40 eingepresst. Auf der Rotorwelle 44 ist eine Schnecke 46 drehfest angeordnet, die mit einem Schneckenrad 48 kämmt. Das Schneckenrad 48 ist über eine zentrale Hohlwelle 50 in einem Getriebegehäuse 52 der Getriebeeinheit 26 gelagert. Das Getriebegehäuse 52 weist eine untere Gehäuseschale 53 mit einer Bodenfläche 54 auf, auf die in axialer Richtung 55 entlang der Hohlwelle 50 ein Gehäusedeckel 56 montierbar ist. Am Getriebegehäuse 52 sind nabenartige Öffnungen 57 ausgeformt, in denen die Hohlwelle 50 drehbar gelagert ist. Die Hohlwelle 50 weist eine durchgängige Durchgangsöffnung 58 mit einem Innenprofil 59 auf. Die Hohlwelle 50 bildet das Abtriebselement 28, in die die Profilwelle 34 drehfest eingreifbar ist. Das Innenprofil 59 der Hohlwelle 50 ist beispielsweise als Vierkant (1) oder als Vielkant/Vielzahn (2) ausgebildet, wobei die Profilwelle 34 entsprechend mit dem Innenprofil 59 korrespondiert.
In 3 ist das Getriebegehäuse 52 mit dem Gehäusedeckel 56 verschlossen, so dass die Hohlwelle 50 an beiden axialen Enden direkt ohne zusätzliche Lagermittel in den Wänden des Getriebegehäuses 52 gelagert ist. Hierzu weist das Getriebegehäuse 52 und das Schneckenrad 48 eine entsprechende Materialpaarung auf, wobei vorzugsweise sowohl das Schneckenrad 48 als auch das Getriebegehäuse 52 mittels Spritzgießen hergestellt wird. Das Getriebegehäuse 52 weist eine im wesentlichen kreisförmige Grundfläche 60 auf, in deren Mittelpunkt die Hohlwelle 50 angeordnet ist. An die kreisförmige Grundfläche 60 schliesst sich zur Schnecke 46 eine weitere Ausformung des Getriebegehäuses 52 an, die die Schnecke 46 umschließt. Der Gehäusedeckel 56 wird beispielsweise mittels Schrauben 61 und Clips-Elementen 62 mit der unteren Gehäuseschale 53 verbunden. Am Getriebegehäuse 52 ist einstückig mit diesem eine Aufnahme 38 ausgebildet, in die Befestigungselemente 36 zur Befestigung der Antriebseinheit 29 am ersten Sitzelement 12 ausgebildet sind. Vorzugsweise weist die Antriebseinheit 29 nur exakt eine einzige Aufnahme 38 auf. Das Schneckenrad 48 und das nur unwesentlich größere Getriebegehäuse 52 weisen bevorzugt einen Durchmesser 63 von 90 bis 110 mm auf. Dabei sind im Außenumfang des Schneckenrads 48 näherungsweise 100 bis 120 Zähne ausgebildet, die zusammen mit der Schnecke 46 ein Übersetzungsverhältnis von näherungsweise 100 bis 120 bilden. Mit der erfindungsgemäßen Sitzverstellvorrichtung 10 kann dadurch mit einer einzigen Getriebestufe, die als Schneckengetriebe ausgebildet ist, bei einem Elektromotors 30 mit einer maximalen Drehzahl von 2.000 bis 3.000 Umdrehungen pro Minute und einem Drehmement von ca. 0,5 Nm ein Anzugsmoment für die Sitzverstellung von näherungsweise 25 Nm +/– 10 Nm zur Verfügung gestellt werden. Aufgrund der flachbauenden Getriebestufe mit nur einem einzigen Schneckenrad 48 kann die Antriebseinheit 29 den relativ kleinen Bauraum zwischen der Außenseite 19 des ersten Sitzelements 12 und der Karosserie eingebaut werden. Aufgrund der Verwendung von Permanentmagneten 42 aus Seltenen-Erden-Material kann auch das Polgehäuse 40 mit einem geringeren Durchmesser ausgebildet werden, als ein konventioneller Elektromotor 30 mit vergleichbarer Leistung. So weist das zylinderförmige Polgehäuse 40 beispielsweise einen Außendurchmesser 64 von näherungsweise 36 mm auf.
Es sei angemerkt, dass hinsichtlich der in den Figuren und der Beschreibung dargestellten Ausführungsbeispiele vielfältige Kombinationsmöglichkeiten der einzelnen Merkmale untereinander möglich sind. So kann beispielsweise die konkrete Ausbildung des Getriebegehäuses 52 und des Abtriebselements 28 der entsprechenden Anwendung angepasst werden. Wesentlich ist, dass gegenüber den konventionellen elektrischen Sitzlehnenverstellungen auf eine zweite Getriebestufe verzichtet wird. Das Drehmoment wird vom Elektromotor 30 über eine einzige Getriebestufe direkt auf die Welle 32 des zweiten Sitzelements 14 übertragen. Dies schließt nicht aus, dass innerhalb der Sitzbeschläge 20, 22 zwischen diesen und der Welle 32 ein in die Beschläge 20, 22 integriertes Taumelgetriebe (als so genannte Taumelbeschläge) integriert ist. Die Welle 32 ist vorzugsweise als durchgängige Profilwelle 34 ausgebildet, die die gegenüberliegenden Seitenwangen 16 des zweiten Sitzteils 14 miteinander verbindet. Die erfindungsgemäße Sitzverstellvorrichtung 10 findet speziell Anwendung für elektrische Verstellungen von Rückenlehnen 13 von Kraftfahrzeugsitzen, ist jedoch nicht auf diese Anwendung beschränkt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10309083 A1 [0002]

Claims

Sitzverstellvorrichtung (10) insbesondere zum Verstellen von Sitzteilen im Kraftfahrzeug, wobei an einem ersten Sitzelement (12) ein Elektromotor (30) befestigt ist, der über eine Getriebeeinheit (26) mit einem zweiten Sitzelement (14) drehbar verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeeinheit (26) genau eine einzige Getriebestufe aufweist, mittels derer ein Drehmoment vom Elektromotor (30) auf eine Drehachse (24) des zweiten Sitzelements (14) übertragbar ist.
Sitzverstellvorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, die Getriebeeinheit (26) als Schneckengetriebe (27) mit einer auf einer Rotorwelle (44) des Elektromotors (30) angeordneten Schnecke (46) ausgebildet ist.
Sitzverstellvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnecke (46) mit einem Schneckenrad (48) kämmt, das in einem kreisförmig ausgebildeten Getriebegehäuse (52) gelagert ist.
Sitzverstellvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneckenrad (48) eine Hohlwelle (50) mit einem Innenprofil (59) aufweist, das mit der als Profilwelle (34) ausgebildeten Drehachse (24) des zweiten Sitzelements (14) koppelbar ist.
Sitzverstellvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlwelle (50) im Zentrum einer Bodenfläche (54) und eines Deckels (56) des Getriebegehäuse (52) gelagert ist.
Sitzverstellvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlwelle (50) eine durchgehende zentralen Durchgangsöffnung (58) aufweist und in zwei nabenförmigen Öffnungen (57) des Getriebegehäuses (52) drehbar gelagert ist, und in die Hohlwelle (50) insbesondere eine durchgängige Profilwelle (34) einfügbar ist, die zwei gegenüberliegende Seitenwangen (16) des zweiten Sitzelements (14) miteinander verbindet.
Sitzverstellvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneckenrad (48) aus Kunststoff gespritzt ist und insbesondere in einem Getriebegehäuse (52) aus Kunststoff gelagert ist.
Sitzverstellvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (30) ein Polgehäuse (40) – insbesondere aus Metall – aufweist, in dem ein ringförmiger Erregermagnet (42) aus einem Seltenen-Erden-Material angeordnet ist.
Sitzverstellvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (30) eine maximale Drehzahl von 2000 bis 3000 Umdrehungen pro Minute aufweist und das Schneckengetriebe (27) eine Übersetzung von ungefähr 80 bis 120 aufweist, wobei das Schneckenrad (48) vorzugsweise einen Durchmesser (63) aufweist, der näherungsweise dem Durchmesser eines entsprechenden Handrads entspricht.
Sitzverstellvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Sitzelement (12) als Rückenlehne (13) ausgebildet ist, an dessen seitlicher Außenseite (19) der Elektromotor (30) mit der Getriebeeinheit (26) befestigt ist.