DE7906438U1

DE7906438U1 - Schneckengetriebe zur Verbindung eines Antriebsmotors mit einer Stellvorrichtung insbesondere für Sitze von Fahrzeugen, wie Kraftfahrzeugen o.dgl

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Publication number: DE7906438U1
Application number: DE7906438U
Authority: DE
Original assignee: Keiper Automobiltechnik GmbH and Co KG
Current assignee: Keiper Automobiltechnik GmbH and Co KG
Publication date: 1980-04-24

Description

PAT.ENITANWÄLTE¹.: *.

. LUDEWIG · DipLlpnVsiBlTSE'-DiPL-PHYs. MENTZEL

32 - 3 - ₅₆₀₀ WUPPERTAL 2, den

Kennwort: "Schneckentriebblockierung"

Firma Keiper Automobiltechnik GmbH & Co. KG, 5630 Remscheid-Hasten, Bücheis tr.. 54 - 58

Schneckengetriebe zur Verbindung eines Antriebsmotors mit einer Stellvorrichtung insbesondere für Sitze von Fahrzeugen, wie Kraftfahrzeugen od.dgl.

Die Neuerung betrifft ein Schneckengetriebe zur Verbindung eines Antriebsmotors mit einer Stellvorrichtung insbesondere für Sitze von Fahrzeugen, wie Kraftfahrzeugen od.dgl., mit in einem Getriebegehäuse angeordnetem Schneckenrad und in dieses eingreifenden Schnecke, deren Eingriffstelle gegenüberliegend einer Stützfläche im Gehäuse angeordnet ist, die mit geringem Spiel der Schneckencberflache im Stützbereich nachgeformt ist.

Es sind Schneckengetriebe bei Stellvorrichtungen für beispielsweise Fahrzeugsitze bekannt, die neben einem relativ großen Untersetzungsverhältnis den Vorteil aufweisen, daß sie selbsthemmend sind und somit Bremsoder Sperrvorrichtungen für die gewünschte Einstellage des eingestellten Sitzes entfallen können. Die Nennmomente zur Verstellung des Kraftfahrzeugsitzes, die von solchen Schneckengetrieben übertragen werden müssen, sind relativ gering, so daß solche Schneckengetriebe, wenn sie nur nach der vorgenannten Anforderung ausgelegt zu werden brauchten, in leichter und kompakter Bauweise Verwendung finden könnten. Da jedoch bei in Unfälle verwickelten Kraftfahrzeugen sehr große Verzögerungs- bzw. Beschleunigungskräfte auftreten, wirken diese als um ein

Mehrfaches des Nennmomentes größere Rückschlagmomente über die Getriebeabtriebsseite auf die Eingriffsstelle des Schneckenrades an der Schnecke ein. Das Schneckengetriebe ist nun derart auszulegen, daß derartige hohe, bei Unfällen entstehende Rückschlagmomente von den I

Getriebenteilen aufgenommen werden können, ohne daß Schnecke und Schneckenrad außer Eingriff geraten oder

zu Bruch gehen, so daß die ortsunverändlicher Lage ^J

des Fahrzeugsitzes auch bei Unfällen bestehen bleibt. Dies führt jedoch zu Schneckengetrieben, die für den eigentlichen Verwendungsfall, nämlich das Verstellen des Sitzes, überdimensioniert sind.

Aus der US-PS 33 98 590 ist ein zur Betätigung von Markisen verwendeter Schneckentrieb bekannt, dessen Schneckenrad nur auf einem Teilbereich seines Umfanges verzahnt ist und seine Endzähne zusammen mit einem Anschlag eine Drehbegrenzung begrenzen. Dabei läßt sich die Schnecke an einer mit geringem Abstand zu ihrer Oberfläche am Gehäuse angeordneten Stützfläche abstützen . Eine derartige Einrichtung ist jedoch nicht geeignet, bei einer Stellvorrichtung für Fahrzeugsitze eingesetzt zu werden, weil der Schwenkbereich des Schneckenrades nicht ausreicht und ein Ausweichen des Schneckenrades aus seiner Eingriffstelle an der Schnecke nicht sicher verhindert werden kann.

Aus der DE-OS 20 53 523 ist ein Schneckentrieb bekannt, dessen Schneckenwelle elastisch gelagert ist, um einen ruhigen, spielfreien Lauf des Schneckentriebes zu erzielen. Dieser Schneckentrieb ist bei normaler,dem Betriebszustand angepaßter Auslegung seiner Bauteile ebenfalls ungeeignet, die im Crashfall auftretenden Kräfte aufzunehmen, ohne daß eine Ausweichbewegung von Schnecke und Schneckenrad aus ihrer Eingriffslage ausgeschlossen werden kann. |

Diese Aufgabe ist neuerungsgemäß dadurch gelöst, daß in Kombination mit einem der Eingriffsstelle von Schnecke und Schneckenrad im Getriebegehäuse gegenüberliegend angeordneten Stützabschnitt für einen Umfangsbereich des Schneckenrades, das Schneckenrad an seiner Lagerstelle nachgiebig gelagert ist. Ein an einem derartig ausgebildeten Schneckengetriebe im Crashfall wirksames Rückschlagmoment drückt das Schneckenrad infolge des Schraubeffektes an der Eingriffsstelle von Schnecke und Schneckenrad radial nach außen, wobei eine plastische Verformung der Zähne diese Wirkung noch unterstützt. Dabei legt sich das Schneckenrad mit seinem Außenumfang an der der Schnecke gegenüberliegenden Seite des Getriebes am das Schneckenrad normalerweise mit geringem Spiel übergreifenden Stützabschnitt des Getriebegehäuses ggf. unter Eindrücken seiner Zähne an, während sich gleichzeitig die Schnecke an die Stützfläche des Getriebegehäuses unterhalb ihrer Eingriffstelle andrückt. Auch die Stützfläche für die Schnecke weist normalerweise ein geringes Spiel zum Außenumfang der Schnecke auf. Bei einer beispielsweise im Crashfall schlagartig auftretenden Belastungssituation stützen sich somit Schnecke und Schneckenrad am Getriebegehäuse ab und bleiben auch bei Verformung der Verzahnung

an der Eingriffsstelle miteinander im Eingriff. Dadurch kann * . das auf die Abtriebswelle einwirkende Rückschlagmoment um ein ·>· Vielfaches größer sein als das für die Sitzverstellung er-

forderliche Nennraoment, ohne daß es zu einer crashbedingten

f ■ Verstellung des Sitzes kommt. Es lassen sich demnach kleine,

. ' auf das zur Sitzverstellung erforderliche Nennmoment abge-

; ""' stellte Getriebeeinheiten mit kleiner Bauhöhe und geringem Gewicht einsetzen. Infolge der aufrechterhaltenen Selbsthemmung und der Verformung der Verzahnung im Eingriffsbereich sowie des Eindrückens der Schneckenradzähne in den Stützabschnitt des Getriebegehäuses findet eine Energieumwandlung und ein Dämpfungseffekt statt, wodurch die Aufrechterhaltung der Sitzeinstellage im Crashfall begünstigt wird.

" Um dem im Crashfall verklemmten System von Schnecke und Schneckenrad eine stabile Dreipunktanlage zu geben, besteht nach einem Ausgestaltungsmerkmal der Neuerung der einen Umfangsbereich des Schneckenrades überdeckende Stützabschnitt aus zwei im Abstand zur Geraden zwischen der Eingriffsstelle des Schneckenrades und der Schnecke sowie dem Drehachsenmittel-, punkt des Schneckenrades angeordneten, am Getriebegehäuse festgelegten Stützplatten. Somit stützen sich das Schneckenrad und die damit verklemmte Schnecke an drei Punkten im Getriebegehäuse ab. Dabei kann der das Schneckenrad bereichsweise an dessen Umfang umgreifende Stützabschnitt vorzugsweise aus einem in das Getriebegehäuse eingesetzten und daran festgelegten ■ Ringsegment gebildet sein. Damit ist eine definierte Anordnung der beiden Abstützpunkte für das Schneckenrad nicht vorgegeben, .. sondern es bleibt sich den beim Crashfall einstellenden Verhältnissen überlassen, an welchen Punkten des Ringsegmentes das Schneckenrad zur Abstützung gelangt.

Zur Steigerung des Dämpfungseffektes und der Energieumwandlung

sind nach einem weiteren Ausgestaltungsmerkmal der Neuerung . der Stützabschnitt im Umfangsbereich des Schneckenrades und • die Stützfläche für die Schnecke aus weichen Werkstoffen, wie Kupfer od.dgl., gebildet.

Ein sowohl den normalen Betrieb als auch den Crashfall begünstigender größerer Überdeckungsgrad zwischen Schnecke und Schneckenrad läßt sich erzielen, indem eine Globoid-Schnecke verwendet ist, unterhalb welcher die zu Stützzwecken bei einer schlagartigen Belastungssituation im Getriebegehäuse angeordnete Stützfläche eine der Globoid-Schnecke angepaßte V Wölbung aufweist. Damit kann der Klemmeffukt noch vergrößert

werden, da die Globoid-Schnecke sich bei einem über dem — .· normalen Nennmoment liegenden Sperrmomen.t in axialer Richtung verschiebt.

Damit das Schneckenrad im Crashfall sicher radial nach außen ausweichen kann, ist nach einem weiteren Ausgestaltungsmerkmal der Neuerung eine das Schneckenrad drehfest lagernde Abtriebswelle mittels über 0-Ringe in einer Nabe des Getriebegehäuses abgestützter Lagerbuchsen nachgiebig gelagert. Dabei kann es zur vereinfachten Montage bzw. Lagerhaltung vorteilhaft sein, wenn, wie nach einem weiteren Merkmal der Neuerung ( ' vorgeschlagen, die Stützabschnitte und die Stützfläche im Getriebegehäuse angeformte Wandteile bilden.

Durch die vorgenannte Ausbildung des Getriebes bleibt dieses bei normaler, nur eine Verstellbewegung durchführender Belastungssituation voll funktionsfähig. Das Getriebe hat jedoch neben der Forderung, bei normalen Betriebsbedingungen voll funktionsfähig zu sein, insbesondere den Zweck, im Crashfall eine Verstellung des Sitzes zu verhindern. Nach einem etwa eingetretenen Crashfall versteht es sich, daß das Getriebe dann nicht mehr funktionsfähig zu sein braucht. Weitere Vorteile

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der Erfindung ergeben sich aus den Zeichnungen und der nach- .., folgenden Beschreibung. Es zeigen:

Fig.1 die auf einer Seite des Fahrzeugsitzes ange-;,. ordnete motorisch betriebene Längslagen- -.;. Stellvorrichtung, in einem Vertikalschnitt/ _.;_. ,_:, wobei zwischen der Stellvorrichtung und dem

Motor ein Schneckengetriebe angeordnet ist/ . .

Fig.2 das in Fig.! dargestellte und an einen Motor ■ angeflanschte Schneckengetriebe in einem Schnitt nach der Linie II-II von Fig.1 im gegenüber der Fig.1 vergrößerten Maßstab,

(weiter auf Seite 8, oben der ursprünglichen Anmeldeunterlagen)

Fig, 3· . ·_ die Lagerung des Schneckenrades im Getriebe- f

gehäuse in einem Schnitt nach der Linie III-III \. · von Fig. 2,

Pig,4 . ein mit einer Globoid-Schnecke versehenes und , . ,- an einen Motor angeflanschtes Schneckengetriebe . ■ mit einer in Längsrichtung verlaufenden Gehäusetrennfuge.

Die in Fig.1 in strichpunktierten Linien angedeutete Sitzschale stützt sich über eine nicht näher beschriebene Höheneinstellvorrichtung 11 auf einer am Fahrzeugboden befestigten Führungsschienenanordnung 12 längsverschiebbar ab. Mit der im Vergleich zur ortsfesten Führungsschiene 13 längsverschiebbaren Laufschiene 14 steht eine Zahnstange 15 in fester Verbindung, in die ein ortsfest gelagertes Ritzel 16 eingreift, welches seinerseits über ein Vorgelege 17 und ein vorgeschaltetes Schneckengetriebe 18 von einem Motor 19 antreibbar ist.

Das in Fig.2 dargestellte Schneckengetriebe besteht aus einer

mit dem Motor 19 drehverbundenen, die Schnecke 20 aufweisenden Antriebswelle 21, dem mit der Abtriebswelle 22 drehfest verbundenen Schneckenrad 23 und einem die Antriebswelle 21 mit der Schnecke 20 und das Schneckenrad 23 mit der Abtriebswelle 22 abkapselnden Getriebegehäuse 24. Dieses Getriebegehäuse umgreift mit geringem Abstand einerseits den Umfang des Schneckenrades 23 und andererseits den Umfang der Schnecke 20. Im Crashfall tritt nun an der Abtriebswelle 22 ein Rückschlagmoment auf, das um ein Vielfaches größer ist als das zur Sitzverstellung erforderliche Stellmoment. Damit nun das Rückschlagmoment vom Schneckengetriebe aufgenommen werden kann, ohne daß seine Selbsthemmung verloren geht, ist an der den Umfang des Schneckenrades 23 umgreifenden Innenwandung des Getriebegehäuses 24 im der Eingriffsstelle von Schnecke 20 und Schneckenrad 23 gegenüberliegenden Bereich ein Stützabschnitt 25 angeordnet, der zusammen mit einer im Getriebegehäuse 24 unterhalb der Schnecke 20 angeordneten Stützfläche 26 eine Dreipunktauflage für das aus seiner Eingriffslage ausweichende Schneckenrad 23 und die ebenfalls aus ihrer Eingriffslage nach unten ausweichende Schnecke 20 bilden. Der Stützabschnitt für das Schneckenrad 23 und die Stützfläche 26 für die Schnecke 20 weisen im Normalfall ein ganz geringes Spiel zum Schneckenrad 23 bzw. zur Schnecke 20 auf, so daß die Ausweichbewegung nur minimal zu sein braucht, bis die Schnecke 23 mit ihrem Umfang am Stützabschnitt und die Schnecke 20 ebenfalls an der Stützfläche 26 anliegt. Dadurch schieben sich die Zähne des Schneckenrades nur um einen geringen Betrag aus der Schnecke heraus, so daß der Überdeckungsgrad im wesentlichen erhalten bleibt. Somit wird ein Ausbrechen der Zähne vermieden und die Selbsthemmung zwischen Schnecke und Schneckenrad bleibt bestehen. Bei dem aus Fig. 2 ersichtlichen Ausführungsbeispiel wird der Stützabschnitt 25 durch zwei im Abstand zueinander angeordnete Stützplatten 27 und 28 gebildet, die, wie auch die Stützfläche 26, beispielsweise als

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im Getriebegehäuse 24 angeformte Wandteile ausgebildet sind. Sowohl die eine Schnecke 20 aufweisende Antriebswelle 21 als auch die mit dem Schneckenrad 23 drehfest verbundene Abtriebswelle 22 sind bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig.2 in im Gehäuse 24 festgelegten Gleitlagern abgestützt. Während die Gleitlager zur Drehaufnahme der Antriebswelle 21, wie normalerweise üblich, durch Einpressen in die Gehäusebohrungen ortsfest und starr angeordnet sind, ist die Abtriebswelle 22 in der Nabe 29 des Getriebegehäuses 24 nachgiebig gelagert, indem die die Abtriebswelle 21 umfassenden Lagerbuchsen 30 über elastische O-Ringe 31 in der Nabe 29 abgestützt sind.

Wie aus Fig.4 ersichtlich ist, läßt sich der Stützabschnitt auch bilden, indem in das Getriebegehäuse 24 ein den Umfang des Schneckenrades 23' mit geringem Spiel umfassendes Ringsegment 32 eingesetzt ist, das ggf. das Getriebegehäuse 24 so weit auskleidet, daß nur der Durchtritt der Schnecke zum Schneckenrad möglich ist. Dabei kann das Ringsegment 32 beispielsweise in das Getriebegehäuse 24 eingeklebt sein. Der Effekt des Verkeilens zwischen Schnecke und Schneckenrad einerseits sowie zwischen Schnecke, Schneckenrad und Getriebegehäuse andererseits läßt sich noch verstärken, wenn die Antriebswelle 21' mit einer Gioboid-Schnecke 33 ausgestattet ist, die sich bei einem über dem normalen Betriebsmoment liegenden Sperrmoment in axialer Richtung verschieben kann. Unterhalb der Globiod-Schnecke 33 ist dann eine Stützfläche 26' angeordnet, die eine an den Außenumfang der Gioboid-Schnecke angepaßte Wölbung 34 aufweist. Die Antriebswelle 21" ist in Kragenbuchsen 35 gelagert, die mit ihrem Kragen in Ringnuten des Getriebegehäuses 24 eingreifen und somit in axialer Richtung festgelegt sind, während sich die Gioboid-Schnecke 33 in diesen Lagerbuchsen 35 in axialer Richtung verschieben kann. Eine einfache Montage insbesondere der die Gioboid-Schnecke 33 aufweisenden Antriebswelle

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21' läßt sich erzielen, wenn das Getriebegehäuse 24, wie in Fig.4 dargestellt, in Längsrichtung geteilt ist. Dabei sind an den Gehäusehälften Befestigungsbohrungen aufweisende Augen 36 angeordnet, mit denen über Klemmschrauben die Gehäusehälften zu dem Getriebegehäuse 24 zusammengedrückt werden können.

Die dargestellten Ausführungen geben die Erfindung nur beispielsweise wieder und diese ist keinesfalls allein darauf beschränkt. Es sind vielmehr noch mancherlei andere Ausführungen und Ausgestaltungen der Erfindung möglich. So ist es beispielsweise denkbar, sowohl die Stützplatten 27 und 28 als auch das Ringsegment 32 aus einem anderen, weicheren Werkstoff herzustellen als der Werkstoff des Getriebegehäuses 24. Außerdem könnten die Stützplatten 27 und 28 zu einer durchgehenden Stützplatte vereinigt sein. Auch die Längsteilung des Gehäuses 24 zur Aufnahme einer Globoid-Schnecke 33 läßt sich vermeiden, wenn die Lager der die Globoid-Schnecke 33 aufweisenden Antriebswelle 21' einen solchen Außendurchmesser aufweisen, der größer ist als der größte Durchmesser der Globoid-Schnecke 33, so daß diese zusammen mit ihren Lagern von der dem Motor 19 gegenüberliegenden Stirnseite des Getriebegehäuses 2 4 her in dieses eingeschoben werden kann. Auch die elastische Lagerung .der Abtriebswelle 22 und des darauf festgelegten Schneckenrades 2 3 läßt sich auf andere bekannte Weise als durch die dargestellten O-Ringe 31 durch Ringfedern od.dgl. herstellen.

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56 WUPPERTAL 2, den

37 Kennwort: "Schneckentriebblockierung^

Bezugszeichenliste

10	Sitzschale
11	Höheneinstellvorrichtung
12	Führungsschienenanordnung
13	Führungsschiene
14	Laufschiene
15	Zahnstange
16	Ritzel
17	Vorgelege
18	Schneckengetriebe
19	Motor
20	Schnecke
21	Antriebswelle
21'	Antriebswelle
22	Abtriebswelle
23	Schneckenrad
23'	Schneckenrad
24	Getriebegehäuse
25	Stützabschnitt
26	Stützfläche
26'	Stützfläche
27	Stützplatte
28	Stützplatte ■
29	Nabe
30	Lagerbuchse
31	O-Ring
32	Ringsegment
33	Globoid-Schneck.e
34	Wölbung
35	Kragenbuchse
36	Auge

Claims

f · P A T.E NiTANW ALT E j LUDEWIG · dipüIphy&BITSE""'dipl-phys. MENTZEL . 5600 WUPPERTAL 2, den18.1.1980 Kennwort: "Schneckentriebblockierung" G 79 06 438.3 Schutz-Ansprüche:

1. Schneckengetriebe zur Verbindung eines Antriebsmotors mit einer Stellvorrichtung insbesondere für Sitze von Fahrzeugen, wie Kraftfahrzeugen od.dgl., mit in einem Getriebegehäuse angeordnetem Schneckenrad und in dieses eingreifender Schnecke, deren Eingriffssielle gegenüberliegend eine Stützfläche im Gehäuse angeordnet ist, die mit geringem Spiel der Schneckenoberfläche im Stützbereich nachgeformt ist, dadurch gekennzeichnet, daß in Kombination mit einem der Eingriffsstelle von Schnecke (20,33) und Schneckenrad (23,23') im Getriebegehäuse (24) gegenüberliegend angeordneten Stützabschnitt (25) für einen Umfangsbereich des Schneckenrades (23,23'), das Schneckenrad (23) an seiner Lagerstelle (22,29) nachgiebig gelagert ist.

2. Schneckengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der einen Umfangsbereich des Schneckenrades (23) überdeckende Stützabschnitt (25) aus zwei im Abstand zur Geraden zwischen der Eingriffsstelle des Schneckenrades (23) und der Schnecke (20) sowie dem Drehachsenmittelpunkt des Schneckenrades (23) angeordneten, am Getriebegehäuse (24) festgelegten Stützplatten (27,28) besteht.

3. Schneckengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der das Schneckenrad (23,23") bereichsweise an dessen Umfang umgreifende Stützabschnitt (25) aus einem in das Getriebegehäuse (24) eingesetzten und daran festgelegten Ringsegment (32) gebildet ist.

4. Schneckengetriebe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützabschnitt (25,32) im Umfangsbereich des Schneckenrades

. (23,23') und die Stützfläche (26,26') für die Schnecke (20,33) aus weichen Werkstoffen, wie Kupfer od.dgl., gebildet sind.

5. Schneckengetriebe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Globoid-Schnecke (33) verwendet ist, unterhalb welcher die im Getriebegehäuse (24) angeordnete Stützfläche (26*) eine der Globoid-Schnecke (33) angepaßte Wölbung (34)

ϊ>^ aufweist

6. . Schneckengetriebe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine das Schneckenrad (23) drehfest lagernde Abtriebswelle (22) mittels über O-Ringe (31) in einer Nabe (29) des Getriebegehäuses (24) abgestützter Lagerbuchsen (30) nachgiebig gelagert ist.

7. Schneckengetriebe nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützabschnitt (25) und die Stützfläche (26) im Getriebegehäuse (24) angeformte Wandteile bilden.

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