DE19944961C1 - Spindelantrieb zum Verstellen von relativ zueinander beweglichen Bauteilen eines Kraftfahrzeugsitzes - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Spindelantrieb zum Verstellen von relativ zueinander beweglichen Bauteilen eines Kraftfahrzeugsitzes. Dieser Antrieb besteht aus einer Gewindespindel und einer darauf laufenden Spindelmutter, die in einem Gehäuse unter Zwischenschaltung von mindestens einem elastischen Element formschlüssig am Umfang gelagert ist. Das Gehäuse ist drehfest mit dem einen Bauteil und die Gewindespindel mit dem anderen Bauteil verbunden. Des weiteren ist mindestens in einer Richtung ein Endanschlag zur Begrenzung des Verstellweges vorgesehen. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine spezielle Lösung für derartige Spindelantriebe vorzuschlagen, die die ohnehin vorhandene elastische, formschlüssige Lagerung der Spindelmutter im Gehäuse zur Vermeidung bzw. Verminderung eines sonst erforderlichen Losbrechmoments ausnutzt. Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß die Spindelmutter (15) mindestens an einer ihrer Stirnseiten (23) einen koaxialen Zapfen (24) aufweist, der die Gehäusewand (22) mit radialem Spiel durchragt und am Ende des Verstellwegs mit seiner Stirnseite (26) auf den zugeordneten Endanschlag (16, 17) aufläuft.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Spindelantrieb zum Verstellen von relativ zueinander beweglichen Bauteilen eines Kraftfahrzeugsitzes, bestehend aus einer Gewindespindel und ei­ ner darauf laufenden Spindelmutter gemäß dem Oberbegriff des An­ spruchs 1.

Derartige Spindelantriebe sind beispielsweise aus WO 98/26951 A1 oder JP 8156660-A bekannt. Die weiche, formschlüssige Lagerung der Spindelmutter im Gehäuse sorgt für Laufruhe und bildet einen Toleranzausgleich zwischen Gehäuse und Spindel (Schiefstellung).

Ein Problem bei Spindelantrieben besteht darin, daß diese gegen Endanschläge arbeiten. Dadurch kommt es zu einer starken Verkeilung zwischen den parallelen Flächen von Endanschlag und zugeordneter Stirnfläche des Gehäuses. Für das Lösen der Verkei­ lung ist ein großes Losbrechmoment erforderlich, für das die Mo­ tor-Getriebe-Einheit des Spindelantriebs ausgelegt werden muß. Dieses Losbrechmoment ist um ein Vielfaches größer als das für den Verstellbetrieb des Spindelantriebs erforderliche Drehmo­ ment, d. h., die Motor-Getriebe-Einheit ist in bezug auf das nor­ male Betriebs-Drehmoment des Spindelantriebs überdimensioniert.

Bei Spindelantrieben mit nicht eingehauster Spindelmutter wird dieses Problem dadurch gelöst, daß die Endanschläge radial von der Spindelmutter abragen und an den Stirnflächen der Spin­ delmutter entsprechend axial abragende Vorsprünge vorgesehen sind. Am Ende des Verstellweges schlagen die Endanschläge an die Vorsprünge an, ohne die Stirnflächen der Spindelmutter zu berüh­ ren. Durch diese Maßnahme werden Zwängungen zwischen den Gewin­ den der Gewindespindel und der Spindelmutter vermieden. Derarti­ ge oder ähnliche Lösungen sind beispielsweise aus DE 32 38 944 A1, DE 40 19 482 C2 oder US 4,858,481 bekannt. Sie ließen sich ohne weiteres auf gattungsgemäße Spindelantriebe übertragen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine spezielle Lösung für gattungsgemäße Spindelantriebe vorzuschlagen, die die ohnehin vorhandene elastische, formschlüssige Lagerung der Spin­ delmutter im Gehäuse zur Vermeidung bzw. Verminderung eines sonst erforderlichen Losbrechmoments ausnutzt.

Gelöst wird diese Aufgabe mit einem gattungsgemäßen Spin­ delantrieb dadurch, daß die Spindelmutter mindestens an einer ihrer Stirnseiten einen koaxialen Zapfen aufweist, der die Ge­ häusewand mit radialem Spiel durchragt und am Ende des Verstell­ weges mit seiner Stirnseite auf den zugeordneten Endanschlag aufläuft.

Aufgrund des Merkmals, daß die Spindelmutter im Gehäuse am Umfang formschlüssig elastisch gelagert ist, kann sie sich beim Einwirken eines Drehmoments geringfügig gegen die Kraft des we­ nigstens einen elastischen Elements im Gehäuse verdrehen. Ein derartiges Moment wirkt u. a. beim Auflaufen der Stirnseite des wenigstens einen koaxialen Zapfens auf den zugeordneten Endan­ schlag auf die Spindelmutter ein. Auf das wenigstens eine ela­ stische Element wird dadurch eine Vorspannung aufgebracht, die dem Festklemmen der Gewinde von Spindelmutter und Gewindespindel entgegenwirkt. Dadurch wird die Spindelmutter in ihre Normalpo­ sition zurückgedreht, zumindest aber vermindert die Vorspannung das erforderliche Losbrechmoment, da sie in die gleiche Richtung wirkt. Die Antriebseinheit kann daher auf das erforderliche Be­ triebsdrehmoment des Spindelantriebs bzw. auf ein geringeres Losbrechmoment ausgelegt werden, d. h., die Motor-Getriebe- Einheit kann im Vergleich zum Stand der Technik kleiner dimen­ sioniert werden. Das ist ein wesentlicher Vorteil, da im Automo­ bilbau Gewichts- und Platzeinsparungen eine bedeutende Rolle spielen.

Neben diesem Vorteil bleiben die aus dem Stand der Technik bekannten Vorteile der elastischen Lagerung der Spindelmutter im Gehäuse erhalten, da die Spindelmutter aufgrund des radialen Spiels zwischen dem Gehäusedurchbruch und dem koaxialen Zapfen nach wie vor axial kippen kann.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sind das Gehäu­ se und die Spindelmutter eckig ausgeführt, wobei die Kanten der Spindelmutter Aussparungen zur formschlüssigen Aufnahme von Gum­ mielementen aufweisen, die sich diametral zu den Aussparungen an den zugeordneten Innenkanten des Gehäuses abstützen. Aufgrund dieser Ausbildung ist die Spindelmutter an ihrem Umfang allsei­ tig federnd und formschlüssig an der Gehäusewandung abgestützt, obwohl die Gummielemente die Spindelmutter anders als beim Stand der Technik nicht vollflächig umhüllen. Dadurch ist die Rück­ stellkraft der Gummielemente größer.

Es ist ferner zweckmäßig, wenn als Gummielemente Rundprofile zum Einsatz kommen, die sich über die gesamte Gehäuseinnenlänge erstrecken. Derartige Gummielemente lassen sich einfach und ko­ stengünstig herstellen. Zudem gewährleisten die sich über die gesamte Gehäuseinnenlänge erstreckenden Rundprofile eine gute Krafteinleitung in das Gehäuse.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbei­ spieles näher erläutert. In der dazugehörigen Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines in eine Sitzhöhenverstellung integrierten Spindelantriebs,

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung des die Spin­ delmutter aufnehmenden Bauteils mit teil­ weise weggeschnittener Gewindespindel, und

Fig. 3 eine Seitenansicht dieses Bauteils.

In Fig. 1 sind mit den Bezugszeichen 1 das Sitzteil und mit dem Bezugszeichen 2 teilweise die Rückenlehne eines Kraftfahr­ zeugsitzes angedeutet. Dieser Sitz ist mit einer Längs- und Hö­ henverstellung ausgestattet. Zur Längsverstellung ist beidseitig vom Sitz je eine in einer Unterschiene 3 laufende und darin feststellbare Oberschiene 4 vorgesehen. Die Unterschienen 3 wer­ den an dem nicht dargestellten Chassisboden befestigt. Die Hö­ henverstellung ist als Parallelogrammverstellung ausgeführt. Sie besteht aus beidseitig am Sitz vorgesehen vorderen Lenkern 5 und hinteren Lenkern 6, die in Gelenkpunkten 7 bzw. 8 drehgelenkig mit den Oberschienen 4 und in Gelenkpunkten 9 bzw. 10 drehgelen­ kig mit dem Sitzteil 1 verbunden sind.

Zum Antrieb der Parallelogramm-Höhenverstellung ist ein Spindelantrieb vorgesehen. Dieser besteht aus einer Motor- Getriebe-Einheit 11, einer Gewindespindel 12, die von der Motor­ getriebeeinheit 11 angetrieben wird, einem Arm 13 mit einem Ge­ häuse 14, welches eine Spindelmutter 15 aufnimmt, die auf der Gewindespindel 12 läuft. Der Spindelantrieb ist auf einer Seite in einem Gelenkpunkt 16 drehgelenkig mit dem Sitzteil 1 und auf seiner anderen Seite im Gelenkpunkt 8 drehgelenkig mit einer der Oberschienen 4 verbunden. Durch Ausfahren der Gewindespindel 12 aus der Spindelmutter 15 wird der Sitz angehoben, durch Einfah­ ren der Gewindespindel 12 abgesenkt. Zur Begrenzung dieser Bewe­ gungen sind Endanschläge vorgesehen, die auf der einen Seite aus einer auf der Gewindespindel 12 sitzenden Scheibe 16 und auf der anderen Seite aus einer Stirnseite 17 der Motor-Getriebe-Einheit 11 gebildet sind.

Die Spindelmutter 15 hat einen quadratischen Querschnitt mit etwa halbkreisförmigen Aussparungen 18 an ihren Ecken. Diese Ausbildung geht am besten aus Fig. 3 hervor. Die Aussparungen 18 verlaufen über die gesamte Kantenlänge der Spindelmutter 15. In die Aussparungen 18 sind Rundprofile 19 aus Gummi eingelegt, de­ ren Länge der lichten Länge des Gehäuses 14 entspricht und deren Durchmesser so gewählt ist, daß sie die Umfangsflächen der Spin­ delmutter 15 überragen. Die Rundprofile 19 stützen sich an den gegenüberliegenden Gehäuseinnenkanten 20 ab, die mit dem Radius der Rundprofile 19 abgerundet sind. Diese liegen damit form­ schlüssig zwischen den Aussparungen 18 und den Gehäuseinnenkan­ ten 20. Das Gehäuse 15 ist nach oben durch einen Deckel 21 ver­ schlossen.

Aufgrund der oben beschriebenen Ausbildung hat die Spindel­ mutter 15 auf ihrem Umfang keinen Kontakt mit den Gehäuseinnen­ wänden, ist aber dennoch über die Rundprofile 19 formschlüssig und elastisch im Gehäuse 14 gelagert. Die Spindelmutter 15 kann sich dadurch in beiden Richtungen unter Deformierung der Rund­ profile 19 geringfügig im Gehäuse 14 verdrehen.

An den Stirnseiten 23 der Spindelmutter 15 sind einstückig mit dieser ausgebildete, koaxiale Zapfen 24 angeordnet, in denen sich das Innengewinde der Spindelmutter 15 fortsetzt, und die Bohrungen 25 in den Stirnwänden 22 des Gehäuses 14 durchgreifen und etwas über diese überstehen. Der Durchmesser der Bohrungen 25 ist so gewählt, daß ein ausreichendes radiales Spiel zu den Zapfen 24 vorhanden ist, wodurch die übliche Toleranzausgleichs­ funktion der Spindelmutter 15 gewährleistet ist. Die Stirnseiten 26 der Zapfen 24 wirken mit den Endanschlägen 16 bzw. 17 zusam­ men, wie eingangs schon beschrieben wurde. Damit ist eine einfa­ che Lösung zur Vermeidung bzw. Verringerung des sonst erforder­ lichen Losbrechmoments zur Verfügung gestellt.

Claims (3)

1. Spindelantrieb zum Verstellen von relativ zueinander beweg­ lichen Bauteilen eines Kraftfahrzeugsitzes, bestehend aus einer Gewindespindel und einer darauf laufenden Spindelmut­ ter, die in einem Gehäuse unter Zwischenschaltung minde­ stens eines elastischen Elements formschlüssig am Umfang gelagert ist, wobei das Gehäuse drehfest mit dem einen Bau­ teil und die Gewindespindel mit dem anderen Bauteil verbun­ den und mindestens in einer Richtung ein Endanschlag zur Begrenzung des Verstellwegs vorgesehen ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Spindelmutter (15) mindestens an einer ihrer Stirnseiten (23) einen koaxialen Zapfen (24) auf­ weist, der die Gehäusewand (22) mit radialem Spiel durch­ ragt und am Ende des Verstellwegs mit seiner Stirnseite (26) auf den zugeordneten Endanschlag (16, 17) aufläuft.

2. Spindelantrieb gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Gehäuse (14) und Spindelmutter (15) im Querschnitt ec­ kig ausgeführt sind und die Kanten der Spindelmutter (15) Aussparungen (18) zur formschlüssigen Aufnahme von Gummie­ lementen (19) aufweisen, die sich diametral zu den Ausspa­ rungen (18) an den zugeordneten Innenkanten (20) des Gehäu­ ses (14) abstützen.

3. Spindelantrieb gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gummielemente Rundprofile (19) sind, die sich über die gesamte Gehäuseinnenlänge erstrecken.