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    • 专利摘要:
    Antriebfür eineVerstelleinrichtung mit einem Schneckenrad, das eine Globoidverzahnungmit einem mittigen, zylindrischen Anteil aufweist. Der Antrieb für eine Verstelleinrichtung,insbesondere eine Sitzverstelleinrichtung innerhalb eines Kraftfahrzeuges,verfügt über eineSpindel (5) und ein damit gekoppeltes Getriebe (9), das eine voneinem Motor (2) antreibbare Antriebsschnecke (20) aufweist. DieAntriebsschnecke (20) steht mit einem Schneckenrad (40) in Eingriff.Die Verzahnung des Schneckenrades (40) verfügt über einen mittigen Abschnittmit zylindrischer Verzahnung (Z), welcher beidseitig in eine globoidförmige Verzahnung(G) übergeht,derart, dass an den beiden Stirnseiten des Schneckenrades (40) mindestenseine geschlossene Ringflächeverbleibt. Ein erfindungsgemäßes Verfahrenzum Herstellen eines solchen Schneckenrades sieht einen Fräser (60)vor, der vertikal zur Achse (A) eines Schneckenradrohlings geführt wird.Vorteile:Einsparungvon Anlaufscheiben, verbesserte Akustik, Drehmomentschwankungenund Vibrationen, einfache Herstellung, verbesserter Planlauf derStirnflächen, über denKopfkreis der Verzahnung hinausragende Lagerflächen möglich, keine Gratbildung anden Funktionsflächen unddamit Einsparung eines separaten Entgratvorganges.
    公开号:DE102004013009A1
    申请号:DE102004013009
    申请日:2004-03-16
    公开日:2005-10-06
    发明作者:Andreas Dipl.-Ing. Vöckt (FH)；Michael Dipl.-Ing. Wöhrle (FH)
    申请人:IMS Gear SE and Co KGaA；
    IPC主号:A47C1-023
    专利说明:
    [0001] DieErfindung betrifft einen Antrieb für eine Verstelleinrichtunginnerhalb eines Fahrzeuges, insbesondere eine Sitzverstelleinrichtunginnerhalb eines Kraftfahrzeuges, gemäß den Merkmalen des Oberbegriffsdes Anspruchs 1 sowie ein bevorzugtes Verfahren zum Herstellen einesSchneckenrades, wie es füreinen solchen Antrieb Verwendung findet.
    [0002] Einbekannter Antrieb fürSitzverstelleinrichtungen ist in EP 1 068 093 B1 beschrieben. Der Antriebist in der dortigen und in der vorliegenden 1 dargestellt. Wie ersichtlich, ist eineHalteplatte 1, auf der der Sitz eines Kraftfahrzeuges zubefestigen ist, einer Oberschiene 3 zugeordnet. An derHalteplatte 1 sind Befestigungslaschen 10 für einenMotor 2 vorgesehen, so dass dieser fest mit der Halteplatte 1 unddamit fest mit der Oberschiene 3 verbunden werden kann.Beidseitig am Motor 2 sind Antriebswellen 11 angeordnet.Hierzu könnenflexible Wellen verwendet werden. Diese Antriebswellen 11 stellendie Verbindung zu einem Getriebe 9 her, das in der EP 1 068 093 B1 ausführlich beschriebenist. Dieses Getriebe 9 sitzt in einem U-förmigen Haltebügel 8 mit Befestigungslöchern 7,durch welche das Getriebe 9 an der Oberschiene 3 befestigtwerden kann.
    [0003] DieOberschiene 3 gleitet direkt oder über nicht dargestellte Verstell-und/oder Lagerelemente auf einer am Fahrzeugboden des Kraftfahrzeuges festgelegtenUnterschiene 4.
    [0004] InFunktionslage der Oberschiene 3 und Unterschiene 4 werdendiese durch ihre Berührungs- bzw.Lagerungsbereiche so gehalten, dass sich ein Hohlraum ergibt. Innerhalbdieses Hohlrau mes ist eine Gewindespindel 5 angeordnet.Diese Gewindespindel 5 wird zwischen Halterungen 6 aufgenommen,die auf der Unterschiene 4 fest angeordnet sind. Hierfür verfügen dieHalterungen 6 überBefestigungslöcher,durch welche geeignete Schraubverbindungen oder ähnliche Befestigungsmittelragen und an Befestigungslöchern 4a derUnterschiene 4 gehalten werden. Die Spindel 5 istselbst übergeeignete Befestigungsmuttern an den Halterungen 6 festgeschraubt.
    [0005] In 2 ist das in 1 dargestellte Getriebe 9 inseinen Einzelheiten gezeigt. Das Getriebe 9 besteht auseiner Antriebsschnecke 20, die über eine äußere Verzahnung eines Schneckenrades 30 in Eingriffsteht. Die Antriebsschnecke 20 ist über die Antriebswelle 11 mitdem Motor 2 verbunden. Das Schneckenrad 30 weistein Innengewinde 32 auf, welches mit der Gewindespindel 5 inEingriff gebracht werden kann. Wenn sich der Motor 2 dreht, überträgt er seineBewegung überdie Antriebswellen 11 auf die Antriebsschnecke 20.Diese übermittelt ihreDrehbewegung auf das Schneckenrad 30. Da die Gewindespindelbei dieser bekannten Antriebsanordnung drehfest in der Unterschiene 4 sitzt,muss das Getriebe 9 und damit die mit dieser verbundene Oberschiene 3 einschließlich desaufgebrachten Kraftfahrzeugsitzes eine Längsbewegung ausführen.
    [0006] Wieaus 2 ersichtlich, istdas die Antriebsschnecke 20 und das Schneckenrad 30 aufweisendeGetriebe 9 in einem Gehäuseangeordnet, das aus vier Gehäuseplatten 14 besteht.Dieses Gehäusemit den Gehäuseplatten 14 istin der u-förmigen Ausbuchtungdes Haltebügels 8 platziert.Sowohl die Antriebsschnecke 20 als auch das Schneckenrad 30 weisenringförmigeVorsprüngean ihren Stirnseiten auf, die mit dem Bezugszeichen 21 bzw. 31 bezeichnetsind. Diese ringförmigenVorsprünge 21, 31 sind inentsprechenden Öffnungender Gehäuseplatten 14 ge lagert.Hierfürweisen die einzelnen Gehäuseplatten 14 Lagerbohrungenbzw. Lagerbuchsen 14a auf. Für den Axialanlauf sitzen aufden erwähnten ringförmigen Vorsprüngen 31 desSchneckenrades 30 sogenannte Anlaufscheiben 16 undauf den ringförmigenVorsprüngen 21 derAntriebsschnecke 20 Anlaufscheiben 18. SolcheAnlaufscheiben 21, 31 sind insbesondere für das Schneckenrad 30 notwendig,weil bei der herkömmlichenzylinderförmigen Verzahnungeines solchen Schneckenrades 30 die Stirnflächen desSchneckenrades 30 unterbrochen sind. Die Anlaufscheiben 21, 31 dienenzur Verschleißreduktionbenötigt.
    [0007] DieseProblematik wird im Zusammenhang mit der vergrößerten Darstellung des Schneckenrades 30 in 3 besonders deutlich. Esist in 3 das Schneckenrad 30 mitseiner zur Achse A des Schneckenrades 30 schräg verlaufendenzylindrischen Verzahnung 33 zu erkennen. Diese zylindrischeSchrägverzahnung 33 weistschraublinienförmigverlaufende und durchgehende Zahnköpfe 34 und Zahnfüße 35 auf.
    [0008] Diein 3 dargestellte, zylindrische Schrägverzahnung 33 desSchneckenrades 30 hat den Vorteil, dass der Verzahnungseingriffmit der Antriebsschnecke 20 unempfindlich gegenüber dem axialemVersatz der Spindelmutter, der sich durch die Montage, den Einzelteiltoleranzenund dem Verschleiß derEinzelteillagerung ergibt, ist.
    [0009] Problematischist diese zylindrische Schrägverzahnung 33 jedochinsoweit, als – wiein 3 deutlich zu erkennen – die Stirnflächen desSchneckenrades 30 unterbrochen sind. Dies führt daher, dasssich die Zahnfüße 35 derVerzahnung bis zur Stirnfläche,an der die ringförmigenVorsprünge 31 hervorragen,hinerstrecken. Um eine Beschädigung dermit den unterbrochenen Stirnflächenin Kontakt stehenden Lagerbuchsen einer seits zu vermeiden und andererseitseine optimale Lagerung des Schneckenrades 30 in den Lagerbuchsen 14a derGehäuseplatten 14 zugewährleisten,müssendie in 3 dargestelltenAnlaufscheiben 16 überdie ringförmigenVorsprünge 31 geschobenund an die Stirnflächendes Schneckenrades 30 gelegt werden. Um zudem noch einVerrutschen dieser Anlaufscheiben 16 in Umlaufrichtungzu vermeiden, haben diese regelmäßig Nasen 16a,die in die Verzahnungslückender zylindrischen Schrägverzahnung 33 eingreifen.
    [0010] DieVerwendung solcher Anlaufscheiben 16 hat jedoch verschiedeneNachteile. Als zusätzliche, notwendigeTeile erhöhensie den Herstell- und Montageaufwand eines solchen Getriebes. Darüber hinausverursachen die Anlaufscheiben 16 ungewollte Geräusche. BeiVerwendung solcher Anlaufscheiben 16 ergeben sich nämlich Klappergeräusche bzw. Reibgeräusche, diedurch die Koaxialitätsabweichungund Achsabstandstoleranzen zwischen Schneckenrad 30 undAnlaufscheibe 16 zwangsläufig bedingt sind. Außerdem wirddas Axialspiel der Spindelmutter im Gehäuse durch die Summierung derEinzelteiltoleranzen vergrößert.
    [0011] Hiersetzt die vorliegende Erfindung an.
    [0012] DieErfindung hat das Ziel, den erläuterten, bekanntenAntrieb so weiterzubilden, dass weniger Bauteile notwendig sindund dadurch der Herstell- und Montageaufwand verringert ist sowiezugleich mit der neuen Lösungdie bisher aufgetretenen Geräuschproblemebeseitigt sind.
    [0013] DiesesZiel wird durch einen Antrieb erreicht, der die Merkmale des Anspruchs1 aufweist.
    [0014] Einsolcher Antrieb zeichnet sich im Wesentlichen durch ein Schneckenradaus, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass die Verzahnung desSchneckenrades in axialer Richtung des Schneckenrades gesehen einenmittigen Abschnitt mit zylindrischer Verzahnung aufweist, welcherbeidseitig in einer globoidförmigeVerzahnung übergeht,derart, dass an beiden Stirnseiten des Schneckenrades mindestens einegeschlossene Ringflächeverbleibt.
    [0015] Erfindungsgemäß wird alsoin dem Antrieb ein Schneckenrad mit einer Globoidverzahnung mit einemzylindrischen, vorzugsweise mittigen Anteil vorgeschlagen. Die Erfindungvereinigt die Vorteile einer zylindrischen Verzahnung, insbesondereeiner zylindrischen Schrägverzahnungmit den Vorteilen einer herkömmlichenGloboidverzahnung dadurch, dass die Globoidverzahnung nicht im mittigenBereich des Schneckenrades vorgesehen ist, sondern sich nur beidseitigvon einem zylindrischen Anteil der Verzahnung fortsetzt. Damit sinddie Nachteile einer herkömmlichenGloboidverzahnung bei dem erfindungsgemäßen Schneckenrad vermieden.
    [0016] DerAntrieb mit einem erfindungsgemäß gestaltetenSchneckenrad hat folgende Vorteile: – Der Verzahnungseingriffist unempfindlich gegenüberdem axialem Versatz der Spindelmutter, der sich durch die Montage,den Einzelteiltoleranzen und dem Verschleiß der Einzelteillagerung ergibt, – dieVerzahnung verhältsich hinsichtlich Akustik, Drehmomentschwankungen und Vibrationen deutlichgünstigerim Vergleich zur reinen Globoidverzahnung, – esist keine unterbrochene Stirnflächevorhanden, sondern eine durchgehende Ringfläche an den Stirnseiten des Schneckenrades,wodurch Anlaufscheiben entbehrlich sind, und – einGroßteilder Stirnflächendes Schneckenrades kann als Anlauffläche genutzt werden.
    [0017] Weiterbildungendes erfindungsgemäßen Antriebssind Gegenstand der auf den Anspruch 1 rückbezogenen Unteransprüche.
    [0018] EinSchneckenrad, wie es in dem erfindungsgemäßen Antrieb vorgesehen ist,lässt sichmit einem Verfahren gemäß Patentanspruch14 in einfacher Weise herstellen. Dabei werden folgende Verfahrensschrittverwendet: a) Bereitstellen eines Schneckenradrohlings b) Bereitstellung eines rotierenden Wälzfräsers (60), welcherzur Achse (A) des Schneckenradrohlings um einen bestimmten Winkelschräg versetztist, c) Vertikales Eintauchen des Fräsers (60) orthogonalzur Achse (A) in den Schneckenradrohling um eine vorgegebene Tiefeund Längsbewegung desFräsers(60) um einen vorgegebenen Weg (L) zur Erzielung der Zahnlücke (45)der Verzahnung, d) Herausfahren des Fräsers(60) aus der erzeugten Zahnlücke (45),
    [0019] Üblicherweisewerden zylindrische Schrägverzahnungenso gefräst,dass der Fräseraxial über diegesamte Verzahnungsbreite verfahren wird. Das erfindungsgemäße Herstellverfahrensieht eine Radialfräsungvor, bei der nur der zylindrische Anteil L axial verfahren wird.Damit könnendie Schneckenräder schnellerund kostengünstigerhergestellt werden.
    [0020] DieErfindung wird nachfolgend im Zusammenhang mit weiteren Figurenanhand von Ausführungsbeispielennäher erläutert.
    [0021] Eszeigen:
    [0022] 1 denbereits erläutertenAntrieb nach dem bekannten Stand der Technik mit einem auf einerSpindel längsverfahrbaren Getriebe,
    [0023] 2 dasbereits erläuterteGetriebe von 1 in Explosionsdarstellung mitAntriebsschnecke und Schneckenrad,
    [0024] 3 dasbereits erläuterteSchneckenrad von 2 samt Anlaufscheiben in vergrößerter Darstellung,
    [0025] 4 einBeispiel fürein Schneckenrad, wie es bei einem erfindungsgemäßen Antrieb eingesetzt istmit vorzugsweise mittiger, zylindrischer Schrägverzahnung, von der sich beidseitigeine Globoidverzahnung wegerstreckt, in perspektivischer Darstellung,
    [0026] 5 dasin 4 dargestellte Schneckenrad in Seitenansicht,
    [0027] 6 dasSchneckenrad von 5 und 6 in Schnittansicht,
    [0028] 7 dasSchneckenrad der 4 bis 6 auf eineSpindel 5 montiert in perspektivischer Darstellung,
    [0029] 8 eineDarstellung zur Erläuterungder Herstellung eines Schneckenrades gemäß den 4 bis 7 miteinem Fräser,und
    [0030] Inden nachfolgenden Figuren bezeichnen, sofern nicht anders angegeben,gleiche Bezugszeichen gleiche Teile mit gleicher Bedeutung.
    1 Halteplatte 2 Motor 3 Oberschiene,Element 4 Unterschiene,Element 5 Spindel 6 Halterung 7 Befestigungslöcher 8 Haltebügel 9 Getriebe 10 Befestigungslaschen 11 Antriebswellen 14 Gehäuseplatten 14a Lagerbuchsen 16 Anlaufscheiben 16a Nasen 18 Anlaufscheiben 20 Antriebsschnecke 21 ringförmiger Vorsprung 30 Schneckenrad 31 ringförmige Vorsprung 33 zylindrischeSchrägverzahnung 34 Zahnkopf 35 Zahnfuß 40 Schneckenrad 41 ringförmiger Vorsprung 43 Zahnkopf 45 Zahnfuß 47 Innengewinde 60 Fräser 70 Zahnstange 72 Schnecke A Achse F Ringfläche G globoidförmige Verzahnung L weg Z zylindrischeVerzahnung R Randbereich T Eintauchtiefe
    权利要求:
    Claims (18)
    [1] Antrieb füreine Verstelleinrichtung innerhalb eines Fahrzeuges mit einer Spindel(5) die an einem von zwei relativ zueinander verstellbarenElementen (3, 4) festgelegt ist, und mit einemvom einem Motor (2) antreibbaren Getriebe (9),das am zweiten Element (4) angeordnet ist, wobei das Getriebe(9) eine vom Motor (2) antreibbare Antriebsschnecke(20) aufweist, welche mit einem an die Spindel (5)gekoppelten Schneckenrad (40) in Eingriff steht, dadurch gekennzeichnet,dass die Verzahnung des Schneckenrades (40) in axialerRichtung des Schneckenrades (9) gesehen einen umlaufendenAbschnitt mit zylindrischer Verzahnung (Z) aufweist, welcher beidseitigin eine globoidförmigeVerzahnung (G) übergeht, derart,dass an beiden Stirnseiten des Schneckenrades (40) mindestenseine geschlossene Ringfläche (F)verbleibt.
    [2] Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass der Abschnitt mit zylindrischer Verzahnung mittig bezogen aufeine Längsachsedes Schneckenrades angeordnet ist.
    [3] Antrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,dass das Schneckenrad (9) die zylindrische Verzahnung (Z)und randseitige globoidförmigeVerzahnung (G) als schrägzur Achse (A) des Schneckenrades (9) liegende Verzahnungsschlitze aufweist.
    [4] Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,dass die geschlossene Ringfläche(F) an den Stirnseiten des Schneckenrades (40) bis zumAußendurchmesserdes Schneckenrades (40) heranreicht.
    [5] Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,dass die geschlossene Ringfläche(F) an den Stirnseiten des Schneckenrades (40) eine Höhe hat,die zwischen Zahnfuß (45)und Zahnkopf (43) der Verzahnung des Schneckenrades (40)liegt.
    [6] Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,dass die Ringfläche(F) an den Stirnseiten des Schneckenrades (40) mindestensannäherndso groß wieLagerbuchsen (14a) eines das Getriebe (9) aufnehmendenGehäuses(14) ist.
    [7] Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,dass sich die zylindrische Verzahnung (Z) in Axialrichtung des Schneckenrades (40)gesehen übervorzugsweise der Summe aus Axialspiel, zweifachem Achsversatz undzweifachem zu erwartendem Verschleiß der Einzelteile in Axialrichtungerstreckt.
    [8] Antrieb nach einem der Ansprüche von 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,dass der Zahnkopf (43) im Bereich der zylindrischen Verzahnung(Z) – bezogen aufdie Achse (A) des Schneckenrades (40) – im Vergleich zum Zahnkopf(43) im Bereich der globoidförmigen Verzahnung (G) des Schneckenrades(40) vertieft liegt.
    [9] Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,dass der Zahnfußgrundin den Zahnlücken(45) einen mittigen, geraden Anteil aufweist, von dem sichbeidseitig jeweils Kreisbogenabschnitte wegerstrecken.
    [10] Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,dass das Schneckenrad (40) ein Innengewinde (47)aufweist, welches mit der Spindel (5) in Eingriff steht.
    [11] Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet,dass die Spindel (5) feststehend und das Schneckenrad (40)auf der Spindel (5) drehbar angeordnet ist.
    [12] Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet,dass das Schneckenrad (40) als ein gefrästes Metallteil ausgebildetist.
    [13] Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet,dass das Schneckenrad (40) an seinen beidseitigen Stirnseiteneinstückigangeformte, ringförmigeVorsprünge(41) aufweist.
    [14] Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet,dass die Verstelleinrichtung eine Sitzverstelleinrichtung für einenKraftfahrzeugsitz ist.
    [15] Verfahren zum Herstellen eines Schneckenrades(40)gemäß einemder Ansprüche1 bis 14, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: a)Bereitstellen eines Schneckenradrohlings b) Bereitstellungeines rotierenden Wälzfräsers (60), welcherzur Achse (A) des Schneckenradrohlings um einen bestimmten Winkelschrägversetzt ist, c) Vertikales Eintauchen des Fräsers (60)orthogonal zur Achse (A) in den Schneckenradrohling um eine vorgegebeneTiefe und Längsbewegungdes Fräsers (60)um einen vorgegebenen Weg (L) zur Erzielung der Zahnlücke (45)der Verzahnung, d) Herausfahren des Fräsers (60) aus dererzeugten Zahnlücke(45).
    [16] Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet,dass der Winkel α etwa5° bis etwa20° beträgt.
    [17] Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet,dass der vorgegebene Weg (L) etwa 0,5 mm bis etwa 2 mm beträgt.
    [18] Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet,dass als Fräser(60) ein Wälzfräser verwendetwird.
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    申请号 | 申请日 | 专利标题
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    US11/081,015| US8904895B2|2004-03-16|2005-03-15|Drive for an adjustment device with a worm wheel having a globoid toothing with a cylindrical section|
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