DE102016123836A1

DE102016123836A1 - Sitz für ein Kraftfahrzeug mit zwei Schienenpaaren

Info

Publication number: DE102016123836A1
Application number: DE102016123836.8A
Authority: DE
Inventors: Matthias Süss
Original assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Current assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date: 2016-12-08
Filing date: 2016-12-08
Publication date: 2018-06-14

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Sitz für ein Kraftfahrzeug mit zwei Schienenpaaren (1, 2), bestehend aus je einer Bodenschiene (3, 4) zur Befestigung an einem Fahrzeugboden, je einer Sitzschiene (5, 6), an denen ein Sitzgestell gelagert ist, je einer elektromotorisch angetriebenen Getriebeeinheit (8, 9), mit je einer Gewindespindel und mit je einer koaxial zur Gewindespindel gelagerten Spindelmutter, wobei mindestens ein Elektromotor (M) mit reversierbarer Drehrichtung zum gleichzeitigen Antrieb entweder der Spindelmuttern oder der Gewindespindeln vorgesehen ist und wobei eine der Gewindespindeln sowie die zu dieser koaxiale Spindelmutter ein Linksgewinde und die andere der Gewindespindeln sowie die zu dieser koaxiale Spindelmutter ein Rechtsgewinde aufweist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Fahrzeugsitz. Solche Sitze sind üblicherweise längsverstellbar in Fahrzeugen eingebaut, indem der Sitz auf zwei Schienenpaaren steht. Jeweils eine Bodenschiene (am Fahrzeugboden verschraubt) und eine Sitzschiene (trägt den Fahrzeugsitz) bilden ein solches Schienenpaar. Diese können elektrisch angetrieben sein, indem eine antreibbare Getriebeeinheit - bestehend aus Gewindespindel und Spindelmutter vorgesehen ist. Eines dieser Getriebeelemente ist an der Bodenschiene, das andere an der Sitzschiene gelagert und eines dieser Getriebeelemente ist dabei antreibbar drehbar und das andere starr gelagert. Wird nun die Spindelmutter oder die Gewindespindel elektromotorisch in Rotation versetzt, bewegt sich der Sitz in Fahrzeuglängsrichtung. Je nach Drehrichtung kann eine Bewegung des Sitzes nach vorne oder hinten erfolgen.
Es ist üblich, dass die Schienenpaare nicht horizontal im Fahrzeug verbaut werden, sondern sie werden häufig mit einer nach vorne - oben geneigten Position verbaut. Das bedeutet, dass für eine Vorwärtsbewegung des Sitzes im Fahrzeug eine deutlich höhere Antriebsleistung erforderlich ist, als für eine Rückwärts- (und abwärts) Bewegung, bei der das Sitz- und Körpergewicht des Insassen unterstützend hilft, bzw. der Antrieb sogar bremsend wirkt.
Aus DE19815283 A1 , DE10361874 A1 oder DE102006022947 B3 sind Sitze nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 bekannt. Für Gewindespindeln und Spindelmuttern beider Schienenpaare werden Gleichteile verwendet. Auch EP0026582 A2 beschreibt einen solchen Fahrzeugsitz, wobei in jedem Schienenpaar auch zwei Gewindespindeln und zwei Spindelmuttern angeordnet werden können, um die Belastbarkeit zu erhöhen. Kommt hier nur eine Gewindespindel je Schienenpaar zum Einsatz, handelt es sich ebenfalls um Gleichteile. Die Gleichteileverwendung liegt erst einmal auf der Hand, denn natürlich wird man gleiche „Schrauben“ (Gewindespindeln) verwenden, soweit möglich. Es kommt ein sogenanntes „Normalgewinde“ (Rechtsgewinde) zum Einsatz. Dies macht den Sitz kostengünstig, was in der Automobilindustrie von ganz besonderer Bedeutung ist. Wie sich nunmehr gezeigt hat, hat die Gleichteileverwendung jedoch auch zur Folge, dass kein absolut identischer Antrieb des Linken und des rechten Schienenpaares eines Sitzes erfolgt, was jedoch nicht direkt auf der Hand liegt. Die üblichen Schienenprofile sind unsymmetrisch und bei Gewindespindeln mit gleicher Gewindesteigung ergeben sich Querkräfte, die bei einem Schienenpaar zur Sitzinnenseite und beim anderen Schienenpaar zur Sitzaußenseite weisen können. Zusätzliche Asymmetrien können sich noch durch einen drehrichtungsabhängigen Wirkungsgrad von Untersetzungsgetrieben ergeben, die zum Antrieb der Spindelmutter/Gewindespindel Verwendung finden. Letztlich ergibt sich ein leicht unterschiedlicher Wirkungsgrad bei der Bewegung der beiden Schienenpaare. Dies kann bei der Vorwärtsbewegung (aufwärts) des Sitzes zu vernachlässigen sein, bei der Rückwärtsbewegung aber Bedeutung haben. Ein Schienenpaar kann schwergängiger „bergab“ laufen, als das andere, was Qualitätseinbußen mit sich bringt. Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Fahrzeugsitz zu schaffen, dessen Schienenpaare mit identischem Wirkungsgrad zu betreiben sind, um die Qualitätsanmutung im Betrieb des Sitzes zu verbessern.
Zur zunächst überraschenden Lösung dieser Aufgabe weist ein erfindungsgemäßer Sitz die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale auf. Weitere vorteilhafte Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Gewindespindeln und zugehörige Spindelmuttern von zwei Schienenpaaren eines erfindungsgemäßen Sitzes weisen eine unterschiedliche Gewindesteigung auf - also einerseits ein Rechts- und andererseits ein Linksgewinde. Auf diese Weise kann eine absolute Symmetrie der Antriebssituation beider Schienenpaare hergestellt werden. Die Lösung kann unabhängig davon, ob Spindelmuttern oder Gewindespindeln zur Längsverstellung eines Sitzes elektromotorisch angetrieben werden.
Um beide Sitzschienen der Schienenpaare vorwärts oder beide rückwärts bewegen zu können, muss bei den genannten gegenläufigen Gewindesteigungen auch ein Antrieb mit gegenläufiger Drehrichtung erfolgen. Wie üblich werden Getriebeeinheiten (bestehend aus Gewindespindel und Spindelmutter) elektromotorisch mittels Untersetzungsgetrieben angetrieben. Diese Untersetzungsgetriebe können vorteilhaft zur Drehrichtungsumkehr einer einzigen Drehrichtung eines oder mehrerer Elektromotoren genutzt werden. Sind zwei Elektromotoren vorgesehen, kann die Drehrichtungsumkehr alternativ auch dadurch erzeugt werden, indem die beiden Elektromotoren mit unterschiedlicher Drehrichtung betrieben werden. In dem Falle könnten gleiche Untersetzungsgetriebe Verwendung finden.
Wie üblich können zum Antrieb der Spindelmuttern bzw. der Gewindespindeln Schneckengetriebe zum Einsatz kommen. Im Falle des Spindelmutterantriebes können Antriebsschnecken direkt mit einer Außenverzahnung der Spindelmuttern zusammenwirken. Im Falle des Gewindespindel-Antriebes werden die Gewindespindeln endseitig mit einem Antriebsrad verbunden, mit welchem die Antriebsschnecken zusammenwirken können. Bei solchen Untersetzungsgetrieben sieht die Erfindung vor, dass die Gewindesteigungen der Schnecken beider Schienenpaare zueinander entgegengesetzt sind und die dazu passenden Verzahnungen der Spindelmutter bzw. des Gewindespindel-Antriebsrades ebenfalls entgegengesetzt ausgeführt sind. Dies schafft auch im Bereich der Untersetzungsgetriebe eine Identität bei der Antriebssituation und damit identische Wirkungsgrade bei der Bewegung beider Sitzschienen in ihren Bodenschienen.
Steht je Schienenpaar ein einzelner Elektromotor zur Verfügung, können bei beiden Schienenpaaren auch identische Untersetzungsgetriebe Verwendung finden und die entgegengesetzte Drehrichtung beider Spindelmuttern oder beiden Gewindespindeln wird durch gleichzeitigen Betrieb der beiden Elektromotoren in entgegengesetzter Drehrichtung erreicht. Die Spindelmuttern oder die Gewindespindel-Antriebsräder können wie an sich bekannt, Bestandteil der Untersetzungsgetriebe sein, wobei diese sich dann jedoch auch voneinander unterscheiden, je nachdem, ob sie für das eine oder andere Schienenpaar vorgesehen sind. Es kann frei gewählt werden, welche Gewindespindeln und zugehörigen Untersetzungsgetriebe beim linken und beim rechten Schienenpaar gewählt werden. Ja nach der getroffenen Auswahl wird der Wirkungsgrad bei der Bewegung der Sitzschienen etwas besser beim Vorwärts- oder beim Rückwärtsbewegen sein. Wichtig ist hier, dass er immer bei beiden Schienenpaaren gleich ist. Die Steigung der Gewinde der Gewindespindeln und der Spindelmuttern könnte leicht unterschiedlich für die linke und die rechte Sitzseite gewählt werden, um bestimmte Effekte zu erreichen - bevorzugt sollte die Steigung jedoch identisch gewählt werden, womit ein Gleichlauf beider Schienenpaare zu erwarten ist. Nur bei stark unterschiedlicher Belastung beider Schienenpaare könnte der Gleichlauf negativ beeinträchtigt werden, worauf unter Umständen zu reagieren wäre.
Im Folgenden wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels erläutert. Von den zugehörigen Zeichnungen zeigt:

1: ein Sitz für ein Kraftfahrzeug gemäß der Erfindung;
2: eine Sitzschiene mit einer Getriebeeinheit nach dem Stand der Technik;
3: eine Sitzschiene mit einer anderen Getriebeeinheit nach dem Stand der Technik;
4: zwei Schienenpaare des Sitzes nach 1 in perspektivischer Ansicht;
5: die Schienenpaare nach 4 in einer Frontansicht;
6: ein Schnitt durch die Getriebeeinheiten der Schienenpaare nach 5;
7: eine Getriebeeinheit eines tunnelseitigen Schienenpaares in zwei Ansichten;
8: eine Getriebeeinheit eines türseitigen Schienenpaares in zwei Ansichten.

Der in 1 in einer Übersicht gezeigte Sitz weist zwei Schienenpaare 1, 2 auf. Ein Schienenpaar 1 ist türseitig und ein Schienenpaar 2 tunnelseitig in einem Kraftfahrzeug angeordnet. Die Schienenpaare 1, 2 bestehen jeweils aus einer an einem Fahrzeugboden zu befestigenden Bodenschiene 3, 4 und einer daran verschieblich geführten Sitzschiene 5,6, an denen ein Sitzgestell 7 gelagert ist. Wie üblich ist der Sitz durch die Anordnung auf den Schienenpaaren 1, 2 in Fahrzeuglängsrichtung verschieblich gelagert.
Aus dem Stand der Technik (2 und 3) ist bekannt, dass Sitzschienen 5, 6 elektrisch relativ zu Bodenschienen 3, 4 verstellt werden. Dazu werden starr angeordnete Gewindespindeln mit elektromotorisch angetriebenen Spindelmuttern kombiniert, oder starr angeordnete Spindelmuttern werden mit drehend antreibbaren Gewindespindeln kombiniert. Die Gewindespindeln können entweder an einer Bodenschiene 3, 4 oder an einer Sitzschiene 5, 6 angeordnet werden und die Spindelmuttern werden an der jeweils anderen Schiene gelagert. 2 zeigt eine übliche Anordnung mit angetriebener Spindelmutter und 3 zeigt eine ebenfalls gebräuchliche Version mit angetriebener Gewindespindel. Das angetriebene Element soll jeweils durch die eine Rotation andeutenden Pfeile verdeutlicht sein. Bei beiden Versionen ist das jeweils angetriebene Element an der Sitzschiene gelagert - bewegt sich also mit einem Sitzgestell 7 mit - und das starr gelagerte Element der Getriebeeinheit ist an der Bodenschiene befestigt. Somit bewegt sich das jeweils angetriebene Element und ein für den Antrieb vorgesehener Elektromotor mit dem Sitzgestell mit. Es sind aber auch Ausführungen denkbar, bei denen dies umgekehrt ist: die angetriebene Gewindespindel oder die angetriebene Spindelmutter kann auch an der Bodenschiene befestigt sein und bewegt sich dann nicht mit dem Sitzgestell mit.
Aus den folgenden Figuren ergibt sich die konkrete Ausgestaltung von Getriebeeinheiten 8, 9, welche jeweils aus einer Gewindespindel 10, 11 und aus einer Spindelmutter 12, 13 bestehen. Im Ausführungsbeispiel werden die beiden Spindelmuttern 12, 13 von einem Elektromotor M aus angetrieben. Wie insbesondere aus den 7 und 8 deutlich wird, sind die Gewindespindeln 10,11 und die zugehörigen Spindelmuttern 12, 13 mit einem Gewinde ausgestattet, welches auf der Türseite entgegengesetzt zu dem auf der Tunnelseite ist. Türseitig ist ein Rechtsgewinde bei der Gewindespindel 10 und der Spindelmutter 12 vorgesehen und tunnelseitig sind Linksgewinde an der Gewindespindel 11 und der Spindelmutter 13 angebracht. Entscheidend für die Erfindung ist, dass beiden Schienenpaaren 1, 2, welche spiegelsymmetrisch unter einem Sitzgestell 7 angeordnet sind, auch spiegelsymmetrische Getriebeeinheiten 8,9 zugeordnet werden, so dass die Kräfteverhältnisse beim Bewegen der Sitzschienen 5, 6 relativ zu den Bodenschienen 3,4 identisch sind. Diesem Vorteil steht ein nur geringer Mehraufwand gegenüber, der sich daraus ergibt, dass zwei Arten von Gewindespindeln 10, 11 und Spindelmuttern 12, 13 vorgehalten und frei von Verwechslungen verbaut werden müssen. Als elektromotorischer Antrieb für die Spindelmuttern 13, 13 (wie im Ausführungsbeispiel) oder für die Gewindespindeln (nicht angetrieben ausgeführt) kommt ein oder zwei an sich übliche Elektromotoren M zur Anwendung, deren Drehzahl wie üblich durch Untersetzungsgetriebe 14, 15 zu reduzieren ist. Da die Gewinde der Gewindespindeln 10, 11 und der Spindelmuttern 12, 13 jetzt gegenläufig ist, würden sich beide Sitzschienen 5, 6 bei gleicher Antriebsdrehrichtung zueinander entgegengesetzt bewegen, was natürlich nicht sein soll. Deswegen können die Untersetzungsgetriebe 14, 15 ebenfalls so ausgelegt werden, dass sich bei gleicher Antriebsdrehrichtung eine entgegengesetzte Drehung der Spindelmuttern 12, 13 ergibt. Wird jedoch für jede Spindelmutter ein eigener Elektromotor M vorgesehen, können gleiche Untersetzungsgetriebe Verwendung finden und die beiden Motoren M werden jedoch mit entgegengesetzter Drehrichtung betrieben (hier nicht ausgeführt). Im Ausführungsbeispiel sind die Untersetzungsgetriebe 14, 15 wie an sich üblich in Baueinheit mit den Getriebeeinheiten 8, 9 vorgesehen. Die koaxial zu den Gewindespindeln 10, 11 angeordneten und mit deren Gewinde kämmenden Spindelmuttern 12, 13 weisen an ihrem Außenumfang eine Schrägverzahnung auf, welche mit den Verzahnungen einer jeweiligen (während einer Sitzlängsverstellung angetriebenen) Antriebsschnecke 16, 17 kämmt. Auch diese Verzahnungen sind tür- und Tunnelseitig entgegengesetzt (spiegelsymmetrisch) ausgebildet, wodurch sich eine entgegengesetzte Drehrichtung bei gleicher Antriebsrichtung von einer Motorwelle aus ergibt. Sollten die Untersetzungsgetriebe 14, 15 einen leicht drehrichtungsabhängig unterschiedlichen Wirkungsgrad haben, ist so gewährleistet, dass auch bei der Verteilung der Antriebskraft auf die tür- und tunnelseitigen Getriebeeinheiten 8, 9 immer identische Wirkungsgrade vorliegen.
Eine Vertauschung der Getriebeeinheiten 8,9 und der Untersetzungsgetriebe 14, 15 zwischen der Tür- und der Tunnelseite des Sitzes ist natürlich möglich, denn dies würde nichts daran ändern, das der Wirkungsgrad bei der Bewegung der Sitzschienen 5, 6 identisch ist.
Werden nicht - wie im Ausführungsbeispiel dargestellt - die Spindelmuttern 12, 13 elektromotorisch angetrieben, sondern die Gewindespindeln sollen angetrieben werden, kann dies vergleichbar mit dem Ausführungsbeispiel umgesetzt werden. An einem Ende einer jeden Gewindespindel wird wie üblich ein Antriebsrad fest angebracht und diese Antriebsräder können über Untersetzungsgetriebe - vergleichbar mit den Untersetzungsgetrieben 14, 15) - angetrieben werden. Auch hier ergeben sich dann identische Wirkungsgrade beim Verstellen des linken und rechten Schienenpaars 1, 2.
Theoretisch ist es noch denkbar, die Steigungen der Gewinde der Spindelmuttern 12, 13 und der Gewindespindeln 10,11 auf der einen Sitzseite leicht unterschiedlich zu den Steigungen der Gewinde auf der anderen Sitzseite zu gestalten. So könnte man unterschiedliche Bewegungs-Lastverhältnisse auf der linken und rechten Sitzseite ausgleichen. Damit wäre der Vorteil eines identischen Wirkungsgrades aber wieder teilweise aufzugeben, weswegen gleiche Gewindesteigungen links und rechts zu bevorzugen sind. Mit der Erfindung wird erreicht, dass mit nur geringem Mehraufwand ein Antrieb beider Schienenpaare 1, 2 eines Sitzes mit absolut identischem Wirkungsgrad erfolgen kann. Damit sind unter bestimmten Einsatzbedingungen des Sitzes Qualitäts- und Komfortvorteile zu erreichen.
Bezugszeichenliste

1: Schienenpaar türseitig
2: Schienenpaar tunnelseitig
3: Bodenschiene von 1
4: Bodenschiene von 2
5: Sitzschiene von 1
6: Sitzschiene von 2
7: Sitzgestell
8: Getriebeeinheit türseitig
9: Getriebeeinheit tunnelseitig
10: Gewindespindel türseitig
11: Gewindespindel tunnelseitig
12: Spindelmutter türseitig
13: Spindelmutter tunnelseitig
14: Untersetzungsgetriebe türseitig
15: Untersetzungsgetriebe tunnelseitig
16: Antriebsschnecke türseitig
17: Antriebsschnecke tunnelseitig

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19815283 A1 [0003]
DE 10361874 A1 [0003]
DE 102006022947 B3 [0003]
EP 0026582 A2 [0003]

Claims

Sitz für ein Kraftfahrzeug mit zwei Schienenpaaren (1, 2), bestehend aus a. je einer Bodenschiene (3, 4) zur Befestigung an einem Fahrzeugboden, b. je einer verschiebbar in jeder Bodenschiene (3, 4) gelagerten Sitzschiene (5, 6), an denen ein Sitzgestell (7) gelagert ist, c. je einer elektromotorisch angetriebenen Getriebeeinheit (8, 9), mit i. je einer starr oder drehbar an der Bodenschiene (3, 4) oder der Sitzschiene (5, 6) gelagerten Gewindespindel (10, 11), ii. je einer drehbar oder starr an der Sitzschiene (5, 6) oder der Bodenschiene (3, 4) koaxial zur Gewindespindel (10, 11) gelagerten Spindelmutter (12, 13), mit einem mit der Gewindespindel (10, 11) kämmenden Innengewinde, d. zumindest einem Elektromotor (M) mit reversierbarer Drehrichtung zum gleichzeitigen Antrieb entweder der Spindelmuttern (12, 13) oder der Gewindespindeln (10, 11), dadurch gekennzeichnet, dass eine der Gewindespindeln (11) sowie die zu dieser koaxiale Spindelmutter (13) ein Linksgewinde und die andere der Gewindespindeln (10) sowie die zu dieser koaxiale Spindelmutter (12) ein Rechtsgewinde aufweist und dass die Spindelmuttern (12, 13) oder die Gewindespindeln (10, 11) der beiden Schienenpaare (1, 2) zur Sitzlängsverstellung mit entgegengesetzter Drehrichtung angetrieben werden.
Sitz nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Untersetzungsgetriebe als Bestandteil der Getriebeeinheit vorgesehen ist, durch welches eine Drehzahl des Elektromotors, welche auf eine Spindelmutter oder auf eine Spindel übertragen wird, reduziert wird.
Sitz nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zueinander entgegengesetzte Drehrichtung der Spindelmuttern (12, 13) oder der Gewindespindeln (10, 11) durch verschiedene Untersetzungsgetriebe (14, 15) erzeugt wird.
Sitz nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Untersetzungsgetriebe (14, 15) Schneckengetriebe sind, bei denen jeweils eine Schnecke (16, 17) von dem Elektromotor (M) angetrieben wird und eine Verzahnung der Schnecke (16, 17) mit einer Außenverzahnung der jeweiligen Spindelmutter (12, 13) kämmt, wobei die Untersetzungsgetriebe (14, 15) entgegengesetzte Steigungen der Schnecken (16, 17) und damit korrespondierende Außenverzahnungen der Spindelmuttern (12, 13) aufweisen.
Sitz nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Untersetzungsgetriebe Schneckengetriebe sind, bei denen jeweils eine Schnecke von dem Elektromotor angetrieben wird und eine Verzahnung der Schnecke mit einer Außenverzahnung eines Gewindespindel-Antriebsrades kämmt, wobei die Untersetzungsgetriebe entgegengesetzte Steigungen der Schnecken und damit korrespondierende Außenverzahnungen von Gewindespindel-Antriebsräder aufweisen.
Sitz nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zueinander entgegengesetzte Drehrichtung der Spindelmuttern (12, 13) oder der Gewindespindeln (10, 11) bei Verwendung jeweils eines Elektromotors (M) je Schienenpaar durch gleichzeitigen Betrieb der beiden Elektromotoren in entgegengesetzter Drehrichtung erzeugt wird.
Sitz nach einem der Patentansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass antreibbare Spindelmuttern (12, 13) mit einerseits Links- und andererseits Rechts-Innengewinde oder antreibbare Gewindespindel-Antriebsräder Bestandteil der Untersetzungsgetriebe (14, 15) sind und je eines dieser Untersetzungsgetriebe (14, 15) je Schienenpaar (1, 2) verbaut ist.
Sitz nach zumindest einem der Patentansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steigung der Links- und Rechts-Gewinde der Gewindespindeln (10, 11) und der Spindelmuttern (12, 13) gleich ist.