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    • 专利摘要:
    Beieiner Antriebseinheit (10) für einenFahrzeugsitz, insbesondere einen Kraftfahrzeugsitz, mit wenigstenseinem Motor (12) und wenigstens einer abtriebsseitig vom Motor (12)vorgesehenen Getriebestufe (14) sind mehrere Motoren (12) zu einemMultimotor (72) mit einem gemeinsamen Abtrieb zusammengefasst.
    公开号:DE102004019468A1
    申请号:DE102004019468
    申请日:2004-04-15
    公开日:2005-11-10
    发明作者:Michael Berres；Bernd Dr. Bossmanns；Karsten Kalmus；Christoph Schuhn；Rolf Schüler；Heinz Dr. Voss
    申请人:Keiper GmbH and Co ；
    IPC主号:B60N2-02
    专利说明:
    [0001] DieErfindung betrifft eine Antriebseinheit für einen Fahrzeugsitz mit denMerkmalen des Oberbegriffs des Anspruches 1.
    [0002] DerartigeAntriebseinheiten werden fürmotorisch einstellbare Fahrzeugsitze eingesetzt, um durch Einstelleneinzelner Komponenten relativ zueinander eine für den Insassen optimale Sitzposition zuerreichen. Es sind dabei sowohl bürstenkommutierte als auch elektronischkommutierte Motoren bekannt. Mittels der Getriebestufe kann dieDrehzahl herabgesetzt und zugleich das abgegebene Drehmoment erhöht werden.
    [0003] DerErfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Antriebseinheit dereingangs genannten Art zu verbessern. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durcheine Antriebseinheit mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. VorteilhafteAusgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
    [0004] Durchdas Zusammenfassen mehrerer Motoren zu einem Multimotor kann diesersituationsangepasst unterschiedliche Leistungsanforderungen erfüllen unddabei bauraumsparend und ergonomisch günstig sein. Das Einsatzgebieteiner solchen Antriebseinheit mit einem Multimotor ist nicht aufeinen Fahrzeugsitz beschränkt.Vielmehr kann ein Einsatz auch an einer anderen Stelle in einemFahrzeug erfolgen, beispielsweise in einem Fensterheber oder einemSchiebedach.
    [0005] Inkonstruktiv einfacher Weise sind beispielsweise die Motoren in parallelenMotorschächteneines gemeinsamen Motorträgersangeordnet, wobei ein gemeinsames Zwischenrad den Abtrieb des Multimotorsbildet. Mit der Möglichkeitder modularen Leistungsdefinition können auch kurzfristig extrem hoheLeistungen abgerufen werden. Wenn beispielsweise die Motoren desMultimotors im Normalfall in Serie geschaltet sind, so können siein einer besonderen Situation parallel geschaltet werden, um aufgrundder höherenSpannung eine höhereLeistung abzugeben. Eine solche Situation ist beispielsweise einCrash oder ein bevorstehender Crash eines Fahrzeuges.
    [0006] Umdie Abtriebe der Motoren des Mulitmotors mechanisch zu verschalten,ist es von Vorteil, wenn jeder Motor, beispielsweise mit einem Motorritzel,ein gemeinsames Zwischenrad antreibt. Für ein Sperren eines von derAbtriebsseite eingeleiteten Drehmomentes kann beispielsweise vorgesehen sein,daß diesesZwischenrad formschlüssigoder reibschlüssigsperrbar ist. Als einzelne Antriebseinheiten für den Multimotor kommen imeinfachsten Fall bekannte bürstenkommutierteMotoren zum Einsatz, jedoch sind ebenso unterschiedlichste Bauformenvon elektronisch kommutierten Motoren vorgesehen.
    [0007] Elektronischkommutierte, bürstenloseMotoren bieten einen hohen elektromechanischen Wirkungsgrad beigleichzeitig geringem Bauraum und niedrigem Geräuschniveau. Mehrere Motorenkönnenmit der zugehörigenElektronik ohne wesentlichen Zusatzaufwand in ihrer Drehzahl oderPosition miteinander synchronisiert werden. Die Art der Kommutierungbietet die Möglichkeit,einen Blockierzustand zu erkennen, ein maximal zulässiges Blockiermomentelektrisch zu definieren und die Temperatur zu überwachen, und damit eine gegenüber BürstenmotorenhöhereEnergiedichte des elektromagnetischen Wandlers zu realisieren, waseine deutliche Reduktion von Bauraum und Gewicht erlaubt. Die Integrationder Steuerelektronik in den Motor bietet Vorteile bei der Erkennungvon Blocksituationen, der Auswertung vorhandener Sensoren und derAbstimmung zwischen Elektronikfunktion und anzutreibender Vorrichtung,beispielsweise bei der Aufnahme oder Programmierung von Parameterndes Motorverhaltens.
    [0008] Mitzwei Rotoren, die mit unterschiedlicher Drehzahl und/oder Drehrichtungrotieren, kann eine Relativbewegung erzeugt werden, die gegenüber einemAbsolutwert der Drehzahl gering ist und von der Getriebestufe weiteruntersetzt werden kann, um das abtriebsseitige Drehmoment zu erhöhen. Dieunterschiedliche Drehzahl und/oder Drehrichtung der Rotoren wirdauf konstruktiv einfache Weise vorzugsweise dadurch erreicht, daß die Rotorenuntereinander eine unterschiedliche Anzahl von Polen aufweisen,die wiederum vorzugsweise von der Anzahl der Statorpole verschiedenist, so daß auchdie Drehzahl der Rotoren von der Drehzahl des Magnetfelds des Statorsabweicht.
    [0009] EinVerhältnisder Statorpole zu den Polen des Rotors, das von 2:3 und 3:2 verschiedenist, ermöglichtDrehzahl- und/oder Drehrichtungsunterschiede, womit – beispielsweisemittels zweier Rotoren – einekleine Relativbewegung erzeugt werden kann, die zu einer Drehzahluntersetzungmit gleichzeitiger Erhöhungdes abtriebsseitigen Drehmomentes führt.
    [0010] Für einengeräuscharmenoder -losen Lauf des Motors mit geringer Reibung, geringer Wärmeentwicklungund geringem Energieverbrauch ist der Stator vorzugsweise elektronischkommutiert, währenddie Rotoren vorzugsweise Permanentmagneten als Pole tragen. Dabeiträgt inUmfangsrichtung des Stators vorzugsweise genau jeder zweite Statorpol eineSpule, um den magnetischen Fluß über denbenachbarten Statorpol zu schließen. Stator und Rotoren können bezüglich derzentralen Achse in radialer Abfolge oder axialer Abfolge (Scheibenläufer) angeordnetsein. Zur Erzeugung der unterschiedlichen Drehzahlen können diePole von Stator und Rotoren sich beispielsweise um zwei unterscheiden.
    [0011] DerMotor ist vorzugsweise aus mehreren Motorvarianten auswählbar, inder radialen Ausführungbeispielsweise ein Innenläufer-,ein Außenläufer- oderein Doppelläufermotor.In Verbindung mit einer aus mehreren Getriebestufentypen auswählbarenGetriebestufe, wobei auch mehrere Getriebestufen hintereinandergeschaltet sein können,steht ein modulares System zur Verfügung, das mit wenigen Moduleneine großeAnzahl von Antriebseinheiten schafft, um die verschiedenen Anforderungenabzudecken.
    [0012] EineAusbildung der Getriebestufe als Differentialgetriebe, welches unterAusnutzung zweier unterschiedlicher Drehzahlen und/oder Drehrichtungen eineBewegung eines Abtriebs um eine Achse erzeugt, können besonders kleine Relativbewegungen erzeugtwerden, die eine geringe Drehzahl am Abtrieb ermöglichen. Dabei können diezwei unterschiedlichen Drehzahlen und/oder Drehrichtungen vom Motorin die Getriebestufe geleitet werden oder von der Getriebestufeselber erzeugt und durch Festlegen eines Bauteils mit einer solchenDrehzahl am anderen Bauteil als Abtrieb abgegriffen werden.
    [0013] DieGetriebestufe ist vorzugsweise an einen Motor mit einem vorzugsweiseelektronisch kommutierten Stator und wenigstens einem mit dem Stator magnetischwechselwirkenden, um die Achse rotierenden, Permanentmagnete tragendenRotor angeschlossen. Ein solcher Motor ist geräuscharm und läuft mitgeringer Reibung. Die Getriebestufe kann in einer Reibrad-Ausführung mithohlen und/oder massiven Rollen oder einer Zahnrad-Ausführung verwirklichtsein, wobei die erstgenannte Ausführung einfacher herzustellenist, mit hohlen Rollen auch gewichtsreduzierend ist, und zugleichals Lager füreinen Rotor dienen kann.
    [0014] Nebendem elektromechanischen Wirkungsgrad des Motors ist für den Gesamtwirkungsgradder Antriebseinheit auch der Wirkungsgrad der Getriebestufe vonBedeutung, weshalb koaxiale, vollsymmetrische Getriebebauformenmit einer möglichstgeringen Anzahl von Einzellagern, insbesondere in Reibrad-Ausführung ohnejegliche Zusatzlagerung sondern vielmehr mit eigener Lagerfunktion,bevorzugt sind.
    [0015] DieGetriebestufe kann als einstufiges Planeten-Differentialgetriebemit einem Sonnenrad, einem Satz Planetenrollen oder -räder undeinem Hohlrad ausgebildet sein, wobei das Sonnenrad und das Hohlraddrehfest mit je einem Rotor des Motors verbunden sind, während eindie Planetenrollen oder -rädertragender Steg als Abtrieb dient.
    [0016] DieGetriebestufe kann aber auch als mehrstufiges Planeten-Differentialgetriebemit einem oder mehreren Sonnenrädern,einem oder mehreren Sätzeninnerer Planetenrollen, einem oder mehreren Sätzen äußerer Planetenrollen und einemoder mehreren Außenringenausgebildet sein, welche konzentrisch zur zentralen Achse angeordnetsind, wobei die Sonnenräderbzw. die Außenringebezüglichder Achse axial benachbart angeordnet sind. Unterschiedliche Außendurchmesserder zwei Sonnenräderbzw. unterschiedliche Innendurchmesser der zwei Außenringeführenzu geringen Drehzahldifferenzen.
    [0017] DieGetriebestufe kann auch als einstufiges Planeten-Differentialgetriebemit einem oder mehreren Sonnenrädern,einem Satz vorzugsweise ungestufter Planetenrollen und einem odermehreren Hohlrädernausgebildet sein, welche konzentrisch zur zentralen Achse angeordnetsind, wobei die Sonnenräderbzw. Hohlräderbezüglichder Achse axial benachbart angeordnet sind. Unterschiedliche Elastizitäten undunterschiedliche Außendurchmesserder zwei Sonnenräderbzw. unterschiedliche Innendurchmesser der zwei Hohlräder führen zugeringen Drehzahldifferenzen.
    [0018] Diebesagten Drehzahldifferenzen können beispielsweiseabgegriffen werden, indem von den zwei besagten benachbarten Getriebeelementenmit unterschiedlichem Durchmesser eines gehäusefest und eines mit dem Abtriebverbunden ist. In der Ausführungmit zwei Außenringensteht der gehäusefestemit dem Stator in Verbindung, währenddas als Antrieb dienende Sonnenrad drehfest mit einem Rotor desMotors verbunden ist.
    [0019] Umeinerseits eine Vorspannung zum Zusammenhalt und zur Zentrierungder Getriebestufe aufzubringen und andererseits Toleranzen auszugleichen,weisen das Hohlrad oder der Außenringvorzugsweise einen elastischen Metallring und ein den Metallringaufnehmendes Elastomerbett auf. Eine das Elastomerbett mit dem Me tallringaufnehmende und axial sichernde Halterung ist vorzugsweise mit einerGlocke des als Hohlwelle ausgebildeten Abtriebs verbunden.
    [0020] Miteinem Schaltgetriebe kann die Drehrichtung des Abtriebs wahlweisegeschaltet werden, ohne die Drehrichtung des Motors ändern zumüssen.Dies vereinfacht die Elektronik für den Motor erheblich. ZumSchalten ist in einer einfach herzustellenden Ausführung vorzugsweiseein durch eine Schaltspule definierter Elektromagnet vorgesehen, dermit zwei einander abstoßendenPermanent-Haltemagnetenzusammenwirkt, welche geometrisch mit zwei benachbarten, ähnlichenGetriebeelementen gekoppelt sind, um diese reibschlüssig oderformschlüssigfestzustellen.
    [0021] DieGetriebestufe ist vorzugsweise aus mehreren Getriebestufentypenauswählbar.In Verbindung mit einem aus mehreren Motorvarianten auswählbarenMotor steht ein modulares System zur Verfügung, das mit wenigen Moduleneine großeAnzahl von Antriebseinheiten schafft, um die verschiedenen Anforderungenabzudecken.
    [0022] DieAntriebseinheit treibt in dem Fahrzeugsitz vorzugsweise einen Einstelleran. Dabei ist die Antriebseinheit vorzugsweise in ein lastaufnehmendesGetriebe integriert, wobei das lastaufnehmenden Getriebe vorzugsweiseeinen Rotor direkt oder indirekt lagert. Der so ausgebildete Einstellerhat den Vorteil, daß gesonderte Übertragungselementezwischen der Antriebseinheit und dem lastaufnehmenden Getriebe,beispielsweise einen schlechten Wirkungsgrad aufweisende Schneckengetriebeoder dergleichen, sowie gesonderte Lagerelemente für den Rotorentbehrlich sind. Wenn zudem eine durchgehend spielfreie Lagerungdes Rotors überdie Getriebestufe bis zu dem lastaufnehmenden Getriebe erfolgt,werden die Laufgeräuschestark reduziert.
    [0023] Mitzwei Antriebseinheiten fürzwei miteinander gekoppelte, einzelne Einsteller muß kein Übertragungselementund keine zusätzlicheStufe zur räumlichenVerlegung derselben vorgesehen werden. Zudem muß das lastaufnehmende Getriebejedes Einstellers nur die Hälftedes Gesamtmoments als Blockiermoment aufnehmen, was neben dem Entfalldes Übertragungselementesden konstruktiven Aufwand fürdiese Anforderung fürjedes lastaufnehmende Getriebe deutlich reduziert.
    [0024] Einbevorzugter Einsteller ist als ein vielseitig einsetzbarer Dreheinstellerausgebildet, insbesondere als selbsthemmender Getriebebeschlag miteinem ersten Beschlagteil und einem zweiten Beschlagteil, welchesich durch einen von der Antriebseinheit angetriebenen Exzenterrelativ zueinander drehen. Die Beschlagteile können je einen angeformten Kragenzugoder eine angebrachte Hülseaufweisen, mittels dessen bzw. deren sie den Exzenter lagern und/oder wenigstenseinen Teil der Antriebseinheit, vorzugsweise die gesamte Antriebseinheiteinschließlich Elektronikfür dieKommutierung, aufnehmen. Der Exzenter, der vorzugsweise auf einemder Kragenzügeoder Hülsegelagert ist, wird vorzugsweise gebildet durch ein antreibbaresMitnehmersegment, zwei gebogene Keilsegmente, zwischen deren Schmalseitendas Mitnehmersegment mit Spiel fasst, und eine zwischen die einanderzugekehrten Breitseiten der Keilsegmente fassende und diese in UmfangsrichtungauseinanderdrückendeFeder zur Spielfreistellung.
    [0025] Ummöglichstwenig Bauteile zu benötigen, erfolgtdie Integration von Motor, Getriebestufe und lastaufnehmendem Getriebe,insbesondere Getriebebeschlag, vorzugsweise so, daß die Bauteilean den Schnittstellen mehrere Funktionen erfüllen. So kann ein Kragenzugmit dem gehäusefestzu haltenden ersten Außenringoder Hohlrad verbunden sein oder diesen bzw. dieses bilden. DasMitnehmersegment kann am Abtrieb der Getriebestufe angeformt oderangebracht sein, insbesondere am zweiten Außenring oder Hohlrad.
    [0026] Imfolgenden ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestelltenAusführungsbeispiels mitverschiedenen Motorvarianten, Getriebestufentypen und jeweiligenAbwandlungen hierzu nähererläutert.Es zeigen
    [0027] 1 einePrinzipskizze des Ausführungsbeispiels,
    [0028] 2A eineerste Motorvariante,
    [0029] 2B einezweite Motorvariante,
    [0030] 2C einedritte Motorvariante,
    [0031] 3A einerster Getriebestufentyp in Reibrad-Ausführung,
    [0032] 3B dererste Getriebestufentyp in Zahnrad-Ausführung,
    [0033] 4 eineschematische Teilansicht eines zweiten Getriebestufentyps mit Blickin Richtung des Pfeiles IV aus 5,
    [0034] 5 einenSchnitt entlang der Linie V-V in 4,
    [0035] 6 einevergrößerte Darstellungvon 5,
    [0036] 7 eineschematische Ansicht eines dritten Getriebestufentyps,
    [0037] 8 einenSchnitt entlang der Linie VIII-VIII in 7,
    [0038] 9 eineStirnansicht einer schaltbaren Getriebestufe,
    [0039] 10 eineSeitenansicht zu 9,
    [0040] 11 einenSchnitt entlang der Linie XI-XI von 9,
    [0041] 12 eineAbwandlung der Getriebestufe von 9,
    [0042] 13A eine Feststelleinrichtung für den Motorzum Sperren abtriebsseitig eingeleiteter Drehmomente im sperrendenZustand,
    [0043] 13B die Feststelleinrichtung von 13A mit anlaufendem Motor,
    [0044] 14 einenMultimotor, bei dem die Motorschächtenoch leer sind,
    [0045] 15 dengemeinsamen Abtrieb der einzelnen Motoren des Multimotors,
    [0046] 16 dieelektrische Verschaltung der einzelnen Motoren des Multimotors,und
    [0047] 17 einealternative Verschaltung der einzelnen Motoren in zwei Zuständen.
    [0048] EineAntriebseinheit 10 weist einen Motor 12 und eineabtriebsseitig vom Motor 12 vorgesehene Getriebestufe 14 auf.Der Motor 12 ist ein elektronisch kommutierter Motor miteinem Stator 16, dessen Statorpole 18 sternförmig umeine Achse A angeordnet sind. Die in 2A bis 2C senkrechtzur Zeichenebene verlaufende Achse A definiert die nachfolgendenRichtungsangaben in Zylinderkoordinaten. Auf jeden zweiten der insgesamtzwölf Statorpole 18 isteine Spule 20 gewickelt, wobei die Spulen 20 voneiner nicht näherdargestellten, in den Motor 12 integrierten, Gleichstromgespeisten Elektronik periodisch und zeitlich versetzt zueinanderbestromt werden, um ein räumlichumlaufendes Magnetfeld zu erzeugen.
    [0049] Indrei verschiedenen Motorvarianten ist der Motor 12 alsInnenläufermotormit einem radial innerhalb des Stators 16 angeordnetenInnenrotor 22 (erste Motorvariante), als Außenläufermotormit einem radial außerhalbdes Stators 16 angeordneten Außenrotor 24 (zweiteMotorvariante) oder als Doppelläufermotor,kurz Duomotor, mit einem Innenrotor 22 und einem Außenrotor 24 (dritteMotorvariante) versehen. In allen Fällen drehen sich Innenrotor 22 bzw. Außenrotor 24 umdie Achse A und tragen entlang der dem Stator 16 zugewandtenUmfangsflächePermanentmagnete 26, die in Umfangsrichtung abwechselndgepolt sind. Alle in der vorliegenden Anmeldung verwendeten Permanentmagnete 26 weisen vorzugsweiseeine hohe Permeabilitätauf, beispielsweise indem sie Metalle aus der Gruppe der seltenen Erdenenthalten. Ein Innenrückschlußring 28,welcher bei der ersten und dritten Motorvariante dem Innenrotor 22 undbei der zweiten Motorvariante dem Stator 16 zugeordnetist, und ein Außenrückschlußring 30,welcher bei der ersten Motorvariante dem Stator 16 undbei der zweiten und dritten Motorvariante dem Außenrotor 24 zugeordnetist, schließen denmagnetischen Fluß durchbenachbarte Statorpole 18. Die beiden Rückschlußringe 28 und 30 können gegebenenfallszugleich als Trägerder Permanentmagneten 26 dienen. Der Außenrotor 24 liefertaufgrund der an einem größeren Radius(im Vergleich zum Innenrotor 22) wirksamen Magnetkräfte eingrößeres Drehmoment.Alle drei Motorvarianten sind vorzugsweise in Hohlwellenbauweiseausgebildet, d.h. der Bereich um die Achse A ist freigelassen.
    [0050] DieAnzahl der Permanentmagnete 26 ist so gewählt, daß ihr Verhältnis zurAnzahl der Statorpole 18 ungleich 2:3 oder 3:2 ist, wodurchdie Rotation von Innenrotor 22 bzw. Außenrotor 24 von derRotation des Magnetfeldes im Stator 16 abweicht. Vorliegend weistder Innenrotor 22 zehn Permanentmagnete 26 undder Außenrotor 24 vierzehnPermanentmagnete 26 auf. Entsprechend der unterschiedlichenAnzahl der Permanentmagnete 26 rotieren bei der dritten Motorvariante(Duomotor) der Innenrotor 22 und der Außenrotor 24 vorliegendmit verschiedenen Drehzahlen (5:7) und zudem in entgegengesetzteDrehrichtungen, was in der Zeichnung durch Pfeile angedeutet ist.
    [0051] Stattdes radialen Aufbaus des Motors kann auch ein axialer Aufbau verwirklichtsein, d.h. die Rotoren (Scheibenläufer) und der Stator sind axialhintereinander angeordnet.
    [0052] DieGetriebestufe 14 dient dazu, die Drehzahl des Motors 12 zuuntersetzen bei gleichzeitiger Übersetzungdes vom Motor 12 abgegebenen Drehmomentes. Die Getriebestufe 14 istals Differentialgetriebe ausgebildet, wobei nachfolgend verschiedeneTypen beschrieben sind. Zu jedem Typ existiert sowohl eine Ausführung alsZahnrad-Planeten-Differentialgetriebe mit flachen, gezahnten Planetenrädern alsauch eine bevorzugte Ausführungals Reibrad-Planeten-Differentialgetriebe mit zylindrischen, glattenPlanetenrollen, welche – ebensowie das Sonnenrad – hohloder massiv sein können.Eine Hohlwellenbauweise der Getriebestufe 14, bei welcher derBereich um die zentrale Achse A frei bleibt, ist bevorzugt.
    [0053] Dererste Getriebestufentyp ist ein einstufiges Planeten-Differentialgetriebe,welches zunächst inder Reibrad-Ausführungbeschrieben wird. Die Getriebestufe 14 fluchtet mit derzentralen Achse A des Motors 12. Um die Achse A herum istein Sonnenrad 32 angeordnet, auf dessen Umfangsfläche dreiPlanetenrollen 34 entlang rollen, welche wiederum von einemHohlrad 36 umschlossen werden. Das Hohlrad 36 sorgtfür eineradiale Vorspannung und damit fürein gutes Abrollen der Planetenrollen 34 ohne Schlupf.Ein ringförmigerSteg 38 trägtauf axialen Zapfen die Planetenrollen 34.
    [0054] Diebevorzugte Kombination dieses ersten Getriebestufentyps erfolgtmit der dritten Motorvariante, dem Duomotor, kann aber auch mitden anderen Motorvarianten, einschließlich bürstenkommutierter Motoren,erfolgen. Der Innenrotor 22 ist mit dem Sonnenrad 32 drehfestverbunden, währendder Außenrotor 24 mitdem Hohlrad 36 drehfest verbunden ist. Der Steg 38 dientals Abtrieb der Antriebseinheit 10. Die jeweiligen Durchmessersind in ihren Dimensionen auf die Drehzahlen, Drehmomente und Drehrichtungender Rotoren 22 und 24 abgestimmt. Vorzugsweisesind die axialen Längenvon Sonnenrad 32, Planetenrollen 34 und Hohlrad 36 sogroß gewählt, daß mittelsder Getriebestufe 14 eine Lagerung des Innenrotors 22 unddes Außenrotors 24 relativzum Stator 16 erfolgt.
    [0055] DieZahnrad-Ausführungstimmt bis auf die Oberflächenbeschaffenheitder Bauteile mit der Reibrad-Ausführung überein, weshalb die Bezugszeichen derentsprechenden Bauteile um ein Apostroph ergänzt sind. Sonnenrad 32', Planetenräder 34' und Hohlrad 36' sind jeweilsgezähnt,sind aber in gleicher Weise mit dem Motor 12 gekoppeltund führen diegleichen Relativbewegungen aus, wobei der Steg 38 wiederals Abtrieb dient.
    [0056] Derzweite Getriebestufentyp ist ein mehrstufiges Planeten-Differentialgetriebe,welches wiederum in der radial geschichteten Reibrad-Ausführung beschriebenwird, aber auch in einer Zahnrad-Ausführung möglich ist. Ebenso können wieder massiveund/oder hohle Bauteile Verwendung finden. Um die Achse A herumist wieder ein Sonnenrad 32 angeordnet, auf dessen Umfangsfläche eineLage innerer Planetenrollen 34 angeordnet ist. In jedem Zwischenraumeingelegt befinden sich axial hintereinander angeordnet eine erste äußere Planetenrolle 40 undeine zweite äußere Planetenrolle 42,die jeweils ungefährdie halbe axiale Längeeiner inneren Planetenrolle 34 aufweisen, wobei die zweite äußere Planetenrolle 42 einengegenüberder ersten äußeren Planetenrolle 40 geringfügig kleinerenDurchmesser hat, was sich beispielsweise durch die Verwendung vonZylinderrollen einerseits aus der metrischen und andererseits ausder zölligenNormreihe auf einfache Weise realisieren läßt. Anstelle der Zylinderformkann auch eine andere Form fürdie Wälzkörper verwendetwerden.
    [0057] Eindie ersten äußeren Planetenrollen 40 radialaußenumschließendererster Außenring 44 und eindie zweiten äußeren Planetenrollen 42 radialaußenumschließenderzweiter Außenring 46,welche jeweils als Hohlrad dienen, spannen in radialer Richtungdie Planetenrollen 40, 42 und 34 über alleKontaktstellen gleichzeitig zum Sonnenrad 32 hin vor. DieseVorspannung der zwei radial geschichteten Rollenreihen sorgen dafür, daß sich alleRollen gegenseitig abstützenund sich eine konzentrische radialsymmetrische Anordnung ergibt,welche ohne Schlupf ist, so daß sichein hoher Wirkungsgrad der Getriebestufe 14 ergibt. EinSteg und damit eine innere Lagerung der Planetenrollen ist nichterforderlich, aber nicht ausgeschlossen. Das Sonnenrad 32 kannstirnseitig mit radial nach außenweisenden Borden versehen sein, um die Planetenrollen in axialerRichtung zu sichern, was auch bei den anderen Getriebestufentypenmöglichist.
    [0058] Diebeiden Außenringe 44 und 46 sindprinzipiell gleich aufgebaut, so daß im folgenden nur der ersteAußenring 44 beschriebenist. Der erste Außenring 44 weisteinen elastischen Metallring 48 aus Stahl auf, welcherauf seiner radial innen liegenden Seite an den ersten äußeren Planetenrollen 40 anliegtund mit einem kleineren Innendurchmesser ausgebildet ist, als esdie geometrische Anordnung der umschlossenen Rollen erfordert, umdie Vorspannung aufzubringen. Auf der radial außen liegenden Seite und anden beiden axialen Stirnseiten liegt der Metallring 48 ineinem Elastomerbett 50 des ersten Außenrings 44. Der Metallring 48 unddas aus Kunststoff bestehende Elastomerbett 50 sorgen zusammenfür einesehr gleichmäßige Anpressung.Zudem dämmtdas Elastomerbett 50 die Laufgeräusche und mildert Momentenstöße. Derbeschriebene zweiteilige Aufbau des ersten Außenrings 44 kann auchbei dem Hohlrad 36 bzw. 36' des ersten Getriebestufentypsverwirklicht sein. Zur axialen Sicherung des ersten Außenrings 44 mitseinem Metallring 48 und seinem Elastomerbett 50 isteine Halterung 52 vorgesehen, welche zum Zwecke der Montagezweiteilig ausgebildet ist und das Elastomerbett 50 radialaußen undmit zwei Borden stirnseitig übergreift,was auch bei den anderen Getriebestufentypen möglich ist.
    [0059] Für eine Rotationssymmetrie,welche zur Vermeidung von Laufgeräuschen beiträgt, sindder Metallring 48 und das Elastomerbett 50 inUmfangsrichtung vorzugsweise durchgehend ausgebildet, jedoch können sieauch geschlitzt oder geteilt, insbesondere pfeilförmig geschlitztsein, beispielsweise wenn sie drehfest mit der Halterung 52 verbunden seinsollen. Um die in der Getriebestufe 14 entstehende Wärme abzuführen, istdas Elastomerbett 50 vorzugsweise gut wärmeleitfähig, beispielsweise durch Einlagerungvon metallischen oder anderen wärmeleitfähigen Fasernoder Füllenvon Hohlräumenoder Ausschnitten mit einem wärmeleitfähigen Material.Zwischen dem Metallring 48 und dem Elastomerbett 50 kannauch eine Wärmeleitpastevorgesehen sein.
    [0060] Derkleine Durchmesserunterschied zwischen den ersten äußeren Planetenrollen 40 undden zweiten äußeren Planetenrollen 42 undin Folge davon des Innendurchmessers des ersten Außenrings 44 unddes zweiten Außenrings 46 bedingteinen Unterschied in den Drehzahlen der beiden Außenringe 44 und 46.Diese kleine Drehzahldifferenz wird für eine große Untersetzung (beispielsweise200) der Getriebestufe 14 ausgenutzt, wenn sie an den Motor 12 angeschlossenist.
    [0061] Diebevorzugte Kombination dieses zweiten Getriebestufentyps erfolgtmit der ersten oder zweiten Motorvariante, kann aber auch mit anderenMotorvarianten, einschließlichbürstenkommutierterMotoren, erfolgen. Der erste Außenring 44,genauer gesagt dessen Halterung 52, wird beispielsweisegehäusefest,d.h. mit dem Stator 16 verbunden. Das als Antrieb dienendeSonnenrad 32 wird mit dem Innenrotor 22 (bzw.dem Außenrotor 24)verbunden, währendder zweite Außenring 46 alsAbtrieb 54 dient. Hierbei wird die beispielsweise als Hohlwelleausgebildete Abtriebswelle mit einem glockenartigen Endstück am zweiteAußenring 46 angebracht,genauer gesagt an dessen Halterung 52. Vorliegend dreht sichder zweite Außenring 46 gleichsinnigzum Sonnenrad 32. Der gewählte Aufbau des zweiten Getriebestufentypsmacht eine gesonderte Lagerung des Sonnenrades 32 und damitdes Innenrotors 22 (bzw. Außenrotors 24) sowiedes zweiten Außenrings 46, d.h.des Abtriebs 54, entbehrlich, schließt sie aber nicht aus. DieLagerung des Innenrotors 22 (bzw. Außenrotors 24) in derGetriebestufe 14 hat jedoch den Vorteil, daß sie spielfreiist und damit einen geräuschlosenLauf des Innenrotors 22 (bzw. Außenrotors 24) bewirkt.
    [0062] Inabgewandelter Ausführungdes zweiten Getriebestufentyps ist der (kleinere) zweite Außenring 46 gehäusefestund der (größere) ersteAußenring 44 derAbtrieb, was eine gegensinnige Rotation von Sonnenrad 32 understem Außenring 44 bewirkt. Miteinem wahlweisen Festlegen der Außenringe 44 und 46 amGehäuseund einem daraus resultierenden Wechsel des Abtriebs, beispielsweisemittels zweier Klinkensysteme oder einer später genauer beschriebenen Schaltung,kann eine Richtungsumkehr des Abtriebs bei gleichbleibender Drehrichtung desSonnenrades 32 erreicht werden. Die erforderliche Elektronikdes Motors 12 kann dann deutlich einfacher aufgebaut werden,was die Herstellung des Motors 12 vereinfacht.
    [0063] Derzweite Getriebestufentyp kann weiter abgewandelt werden durch eineandere Anzahl von Rollensätzen.Allgemein könneneine oder mehrere, axial hintereinander angeordnete Sonnenräder, eine gleicheAnzahl von inneren Planetenrollen in entsprechender axialer Anordnung,gegebenenfalls ein Satz von mittleren Planetenrollen zur Synchronisation,ein oder mehrere Sätzevon axial hintereinander angeordneten, äußeren Planetenrollen und einegleiche Anzahl von Außenringenin entsprechender axialer Anordnung vorgesehen sein. Die kleineDrehzahldifferenz wird entsprechend der beschriebenen Weise zwischenzwei benachbarten Getriebeelementen abgegriffen. Es ist auch denkbar,statt einem Sonnenrad plus einem Satz innerer Planetenrollen nurein Sonnenrad mit entsprechend großem Durchmesser, welches direktauf dem nächstäußeren Satz Planetenrollenrollt, und/oder statt einem Satz äußerer Planetenrollen plus einemAußenringnur einen Außenringmit entsprechend kleinem Durchmesser, welcher direkt auf dem nächstinnerenSatz Planetenrollen rollt, zu verwenden.
    [0064] Derdritte Getriebestufentyp ist wieder ein einstufiges Planeten-Differentialgetriebe,welches wiederum in einer radial geschichteten Reibrad-Ausführung beschriebenwird, aber auch in einer Zahnrad-Ausführung möglich ist. Die Getriebestufe 14 fluchtetmit der zentralen Achse A des Motors 12. Um die Achse Aherum ist ein Sonnenrad 32 angeordnet, auf dessen Umfangsfläche dreiPlanetenrollen 34 entlang rollen. Auf etwa der Hälfte ihreraxialen Längewerden die ungestuften Planetenrollen 34 von einem ringförmigen erstenHohlrad 36 umschlossen, welches eine geringe Elastizität aufweist,also relativ steif ist. Auf der anderen Hälfte ihrer axialen Länge werdendie Planetenrollen 34 von einem zweiten Hohlrad 56 umschlossen,welches eine höhereElastizitätund einen kleineren Innenumfang als das erste Hohlrad 36 aufweist.Beides zusammen bedingt eine von der Kreisform abweichende, durchdie Anlage an den Planetenrollen 34 leicht dreieckige Formdes zweiten Hohlrades 56, welche in der Zeichnung leicht übertriebendargestellt ist und sich im Betrieb dynamisch ändert. Die Elastizitätsunterschiedewerden durch eine geeignete Materialwahl erreicht.
    [0065] Diebeiden Hohlräder 36 und 56 sorgenfür eineradiale Vorspannung mit hoher Anpresskraft und damit für ein gutesAbrollen der Planetenrollen 34 ohne Schlupf, wobei dasSonnenrad 32 die radialen Kräfte kompensiert. Bei einemAntrieb überdas Sonnenrad 32 anstatt über einen Steg braucht dasVerhältnisder Hohlrad-Innenumfängefür eine Übersetzungvon 200 nicht 200/199 sein, sondern kann großzügiger und damit toleranzunempfindlichergewählt werden.Zusätzlichoder anstelle des Sonnenrades 32 kann ein die Planetenrollenlagernder Steg analog dem ersten Getriebestufentyp als Antrieb oderein die Planetenrollen fixierender Lagerkäfig vorgesehen sein. Es können inabgewandelter Ausführungauch zwei axial hintereinander angeordnete Sonnenräder unterschiedlicherElastizitätin Kom bination mit einem Hohlrad oder sonstige Kombinationen von durchgehendenoder geteilten Sonnenrädernund Hohlrädernunterschiedlicher Elastizitätvorgesehen sein. Die Planetenrollen können auch gestuft sein.
    [0066] Umdie Verformung des zweiten Hohlrades 56 auf eine starreWelle fürden Abtrieb 54 zu übertragenoder alternativ gehäusefestabzustützen,wird das zweite Hohlrad 56 von einem dieses radial außen umschließenden Elastomerbett 50 aufgenommen, beispielsweiseeinem Gummiring, welches wiederum radial innerhalb einer Halterung 52 angeordnetist. Das Elastomerbett 50 kann auch als weiterer Bestandteildes einen Metallring aufweisenden Hohlrades 56 angesehenwerden. Anstelle des Elastomerbettes 50 können aberauch elastische Speichen für daszweite Hohlrad 56 oder ein axialer oder radialer Abgriff,gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines Topfes mit verformbarenWändenoder einer Dämpferelementeaufweisenden Lochscheibe, vorgesehen sein. Die geringfügig ungleichförmige Bewegungdes Hohlrades 56 wird vorzugsweise nicht oder nur geringfügig kompensiert.
    [0067] Diebevorzugte Kombination dieses dritten Getriebestufentyps erfolgtmit der ersten oder zweiten Motorvariante, kann aber auch mit anderenMotorvarianten, einschließlichbürstenkommutierterMotoren, erfolgen. Das erste Hohlrad 36 wird beispielsweisegehäusefest,d.h. mit dem Stator 16 verbunden. Das als Antrieb dienendeSonnenrad 32 wird mit dem Innenrotor 22 (bzw.dem Außenrotor 24)verbunden, währenddas zweite Hohlrad 56 als Abtrieb 54 dient. Hierbeiwird die beispielsweise als Hohlwelle ausgebildete Abtriebswellemit einem glockenartigen Endstückam zweiten Hohlrad 56 angebracht, genauer gesagt an dessenHalterung 52. Die jeweiligen Durchmesser müssen allenfallsin den gleichen Größenordnungensein, so daß durchdie Wahl der Durchmesser eine weitere Übersetzungsmöglichkeit besteht.Vorzugsweise sind die axialen Längenvon Sonnenrad 32, Planetenrollen 34 und Hohlrad 36 so groß gewählt, daß mittelsder Getriebestufe 14 eine Lagerung des Innenrotors 22 unddes Außenrotors 24 relativzum Stator 16 erfolgt. Mit dem gewählten Aufbau des dritten Getriebestufentypsist auch eine gesonderte Lagerung des Sonnenrades 32 unddamit des Innenrotors 22 (bzw.
    [0068] Außenrotors 24)sowie des zweiten Hohlrades 56, d.h. des Abtriebs 54,entbehrlich, schließtsie aber nicht aus.
    [0069] DieGetriebestufe 14 kann als Schaltgetriebe ausgeführt sein,mittels welchem bei gleichbleibender Drehrichtung des Motors 12 dieDrehrichtung des Abtriebs 54 schaltbar ist, was im folgendenanhand des zweiten Getriebestufentyps näher erläutert ist. Wie beim zweitenGetriebestufentyp ausgeführt,sitzt auf dem Sonnenrad 32 ein Satz innerer Planetenrollen 34,auf welchem wiederum ein Satz erster Planetenrollen 40 angeordnetist, der von einem ersten Außenring 44 vorgespanntgehalten wird, und axial hierzu versetzt ein Satz zweiter Planetenrollen 42,der von einem zweiten Außenring 46 vorgespanntgehalten wird. Der zweite Außenring 46 bildeteinen Teil des Abtriebs 54. Die axiale Länge derinneren Planetenrollen 34 ist so gewählt, daß axial neben dem ersten Außenring 44 aufder vom zweiten Außenring 46 abgewandtenSeite ein dritter Außenring 58 angeordnetist, welcher mit Vorspannung die inneren Planentenrollen 34 direktumfasst. Die Außendurchmesser desersten Außenrings 44 unddes dritten Außenrings 58 stimmenzumindest näherungsweise überein.
    [0070] EineSchlingfeder 60 ist in ihrer Mitte gehäusefest abgestützt undansonsten mit einem Teil ihrer Windungen um den ersten Außenring 44 undmit einem anderen Teil ihrer Windungen um den dritten Außenring 58 geschlungen.An den beiden freien Enden der Schlingfeder 60 ist jeweilsein Permanentmagnet als Haltemagnet 61 angeordnet, wobeidie einander zugewandten Pole der beiden Haltemagnete 61 einanderabstoßen.Die Haltemagneten 61 weisen vorzugsweise eine hohe Permeabilität auf, beispielsweiseindem sie Metalle aus der Gruppe der seltenen Erden enthalten. Zwischenden beiden Haltemagneten 61 ist ein Kern 62 ausWeicheisen angeordnet, um den herum eine mit wahlweiser Polung bestrombare Schaltspule 63 gewickeltist.
    [0071] Imunbestromten Zustand der Schaltspule 63 liegen beide Haltemagnete 61 amKern 62 an, welcher den magnetischen Fluß jeweilslokal schließt. BeideAußenringe 44 und 58 unddamit die Getriebestufe 14 sind dadurch festgestellt. MitAuf nahme der Bestromung der Spulen 20 des Stators 16 wirdauch die Schaltspule 63 bestromt. Je nach Stromrichtung wirdeiner der beiden Haltemagnete 61 weiterhin angezogen undder andere abgestoßen.Letzterer öffnetdadurch diese Seite der Schlingfeder 60, wodurch der entsprechendeAußenring 44 oder 58 freigebenwird. Je nachdem, welcher Außenring 44 oder 58 festgestelltwird, ergibt sich bei gleichbleibender Drehrichtung des Motors 12 unddamit des Sonnenrades 32 aus dem Feststellen die Drehrichtungdes zweiten Außenringes 46 unddamit des Abtriebs 54.
    [0072] Außer dembeschriebenen Schaltgetriebe mit reibschlüssiger Feststelleinrichtungist in abgewandelter Ausführungauch ein Schaltgetriebe mit einer formschlüssigen Lösung denkbar. Wie in 12 dargestellt,könnendie Haltemagnete 61 bespielsweise an Zahnklinken 64 angeordnetsein, welche die jeweils eine Verzahnung tragenden Außenringe schaltbarverriegeln. Die Funktionsweise ist wie zuvor beschrieben.
    [0073] DieFeststelleinrichtung kann auch dazu dienen, im Ruhezustand Drehmomentezu sperren, die vom Abtrieb 54 eingeleitet werden. Einsolches Sperren braucht nicht an der Getriebestufe 14 erfolgen,es kann auch zwischen Motor 12 und Getriebestufe 14 vorgesehensein.
    [0074] Wiein 13A dargestellt, ist beispielsweise die Abtriebswelledes Motors 12 einerseits mit einem Motorritzel 66 versehen,welches in ein mit dem Sonnenrad 32 verbundenes Zwischenrad 67 greift, undandererseits reibschlüssigmit einer Steuerscheibe 68 mit zwei Nocken 68' verbunden.Im Ruhezustand greifen zwei federbelastete Zahnklinken 64 wenigstensnäherungsweiseformschlüssigin das Zwischenrad 67 und sperren dieses, insbesonderegegen abtriebseitig eingeleitete Drehmomente. Mit Einsetzen derDrehbewegung des Motors 12 wird die Steuerscheibe 68 mitgedreht,wobei die Nocken 68' inAnlage an Steuerkonturen 64' derZahnklinken 64 kommen und dadurch die Zahnklinken 64 ausdem Zwischenrad 67 ausheben, wie in 13B dargestellt.Das Zwischenrad 67 kann nun ungehindert angetrieben werden,wobei der Reibschluß zurSteuerscheibe 68 vorzugsweise aufgehoben wird. Bei einer bevorzugtenAusführungsvarianteist die Steuerscheibe 68 nicht reibschlüssig mit einer drehenden Achse,sondern drehfest mit dem nicht rotierenden Motorteil und dieseswiederum um einen geringen Winkelbereich drehbar zum Gehäuse gelagert.Infolge des Drehmomentes zwischen Motorritzel 66 und derartangebundener Steuerscheibe 68 verdreht sich diese nun automatischbeim Einschalten des Motors 12 und steuert somit die Zahnklinken 64 ebenfallsautomatisch aus. Die Art der Motorkommutierung ist für dieseFeststelleinrichtung unerheblich. Das Sperren kann auch in einerreibschlüssigenAusführungerfolgen.
    [0075] Diebeschriebenen Getriebestufentypen können in der Antriebseinheit 10 inverschiedenen Kombinationen eingesetzt werden. Neben den bisherbeschriebenen Kombinationen aus einzelnen Motoren 12 undzugehörigenEinzelgetriebe, deren Abtriebe danach noch miteinander zu einemnachfolgend beschriebenen Multimotor 72 kombiniert werden,ist ebenso die Kombination getriebeloser Einzelmotore mit einzelnenRitzeln 66 und nachgeschalteter, gemeinsamer Getriebestuferealisierbar.
    [0076] Ineinem Motorträger 70 sindmehrere Motorschächte 71 vorgesehen,die jeweils um ein zentrales Lager für ein gemeinsames Zwischenrad 67 angeordnetsind. Die in die Motorschächte 71 eingeführten Motoren 12,beispielsweise drei Stück,greifen dann mit Motorritzeln 66 in dieses Zwischenrad,welches – wievorstehend beschrieben – gegenein abtriebsseitig eingeleitetes Drehmoment gesperrt sein kann. Derso gebildete Multimotor 72 ist dann mittels des Zwischenrades 67 aneine Getriebestufe 14 gekoppelt, beispielsweise an einSonnenrad 32 eines der oben beschriebenen Getriebestufentypen.Die Art der Motorkommutierung ist hierbei unerheblich.
    [0077] Diemechanisch parallel zusammengeschalteten Motoren 12 werdenelektrisch gesehen im Normalfall in Serie betrieben. In 16 istdies anhand von zwei Motoren 12 dargestellt und in an sichbekannter Weise auf mehrere Motoren erweiterbar. Zwischen den Motoren 12 sindein oder mehrere Relais 74 vorgesehen, worunter auch elektronischeErsatzschaltungen verstanden werden sollen. Im Normalfall verteiltsich aufgrund der Serienschaltung die Betriebsspannung wenigstensnäherungsweisegleichmäßig aufdie vorhandenen Motoren 12.
    [0078] Inbestimmten Situationen kann es wünschenswertsein, daß dieAntriebseinheit 10 eine höhere Drehzahl und/oder einhöheresDrehmoment abgibt. Eine solche Situation ist – im Falle eines Einsatzesder Antriebsvorrichtung 10 in einem Fahrzeug – ein Crash.Die von der Antriebseinheit 10 angetriebenen Vorrichtungensollen dann möglichstrasch bestimmte Stellungen einnehmen, um den Insassenschutz zu erhöhen, wofür hierfür in Kaufgenommen wird, daß dieAntriebseinheit 10 eventuell anschließend unbrauchbar ist. Eineweitere besondere Situation wäreeine Schnelleinstellung eines oder mehrerer Einsteller eines Fahrzeugsitzes über einengroßenBereich hinweg, beispielsweise ein Vorklappen der Lehne (Freischwenken)in Kombination mit einer Längseinstellung,um den Zugang zu einer hinteren Sitzreihe zu erleichtern (Easy-Entry).
    [0079] Inder vorliegenden Ausführungdes Multimotors 72 werden durch eine nicht näher dargestellte Fahrzeugelektronikdie vorhandenen Relais 74 so betätigt, daß die Serienschaltung aufgehobenwird und die Motoren 12 parallel geschaltet werden. Durch dieErhöhungder anliegenden Spannung erhöhtsich die Leistungsaufnahme der einzelnen Motoren 12 unddes Multimotors 72 insgesamt, zumindest kurzfristig, vorzugsweiseso lange, bis die angetriebenen Vorrichtungen die gewünschtenStellungen erreicht haben. Thermodynamische Effekte können hierbei aufgrundder kurzen Betätigungszeitenvernachlässigtwerden. Die Ansteuerung der Relais 74 kann – im Falleder Anwendung füreine Crashsituation – bereitsvor dem eigentlichen Crash erfolgen, wenn die vorhandenen Crashsensorender Fahrzeugelektronik Anzeichen für einen bevorstehenden Crashliefern. Die Lösungist also presave-fähig.
    [0080] ImFalle eines Betriebs des Multimotors 72 mit einer Sternschaltungder Spulen 20 besteht die Möglichkeit, wie in 17 angedeutet,in der besonderen Situation den Betrieb in eine Sternschaltung mitMittelanzapfung umzuschalten, um den effektiven Widerstand zu verringernund die Leistung ebenfalls kurzfristig zu erhöhen.
    [0081] DieBestromung mit der Sternschaltung eignet sich auch besonders gutfür eineKombination mit der dritten Motorvariante und einer Feststelleinrichtung.Einer der beiden Rotoren gemäß der dritten Motorvariantewird bei Eintreten der besonderen Situation mittels der Feststelleinrichtungmechanisch blockiert. Die nachgeschaltete Getriebestufe 14 wirkt dannals Differentialgetriebe mit höherer Übersetzung(weniger geringerer Untersetzung). Der andere Rotor läuft nachUmschaltung auf die Mittelanzapfung wegen des geringeren Widerstandesmit höhererLeistungsaufnahme, was dann letztendlich die gewünschte Leistungserhöhung amAbtrieb 54 bewirkt.
    [0082] Dieerfindungsgemäß vorgeseheneAntriebseinheit 10 wird vorliegend zum Antrieb eines Einstellers 80 innerhalbeines Fahrzeuges verwendet, wobei die Antriebseinheit 10 auchanderswo eingesetzt werden kann. Der Einsteller 80 weistim allgemeinen Fall zwei relativ zueinander bewegbare Bauteile auf,zwischen denen die Antriebseinheit 10 mit ihrem Abtrieb 54 wirkt.Die geringe Drehzahl des Abtriebs 54 liefert ein großes Drehmoment.Es können Mittelzur Umsetzung der Drehbewegung des Abtriebs 54 in eineLinearbewegung im Einsteller 80 vorgesehen sein. Es kannauch fürjede Einstellrichtung des Einstellers 80 eine eigene Antriebseinheit vorgesehensein. Beispiele fürden Einsteller 80 wärenim Bereich von Fahrzeugsitzen ein Lehnenneigungseinsteller, insbesonderein der Form eines selbsthemmenden Getriebebeschlags, ein zwischen zweiGetriebegliedern eines Viergelenks wirkender Sitzhöheneinsteller,ein die Vorderkante eines Sitzkissens schwenkender Sitzneigungseinsteller,oder ein den Fahrzeugsitz schienengestützt in Längsrichtung verfahrender Sitzlängseinsteller.Der Einsteller 80 kann aber auch ein Fensterheber oderein Außenspiegeleinstellersein.
    [0083] Inetlichen Anwendungsfällenwirken zwei gleichartige, einzelne Einsteller 80 zusammen,um gemeinsam ein Bauteil zu bewegen. Beispielsweise sind bei Fahrzeugsitzenin der Regel auf beiden Fahrzeugsitzseiten die gleichen, einzelnenEinsteller 80 vorhanden, welche in bekannter Lösung paarweisemittels einer drehbaren Übertragungsstangegekoppelt und synchronisiert sind. Mit der erfindungsgemäßen Antriebseinheit 10,die nur sehr wenig Bauraum bedarf, kann für jeden einzelnen Einsteller 80 einesPaares eine eigene Antriebseinheit 10 vorgesehen sein,welche dann beispielsweise mittels der Elektronik zur elektronischenKommutierung des Motors 12 oder – im Falle eines Fahrzeugsitzes – über dieSteifigkeit der Struktur des Fahrzeugsitzes synchronisiert sind.
    10 Antriebseinheit 12 Motor 14 Getriebestufe 16 Stator 18 Statorpol 20 Spule 22 Innenrotor 24 Außenrotor 26 Permanentmagnet 28 Innenrückschlußring 30 Außenrückschlußring 32,32' Sonnenrad 34 (innere)Planetenrolle 34' Planetenrad 36,36' (erstes)Hohlrad 38 Steg 40 erste äußere Planetenrolle 42 zweite äußere Planetenrolle 44 ersterAußenring 46 zweiterAußenring 48 Metallring 50 Elastomerbett 52 Halterung 54 Abtrieb 56 zweitesHohlrad 58 dritterAußenring 60 Schlingfeder 61 Haltemagnet 62 Kern 63 Schaltspule 64 Zahnklinke 64' Steuerkontur 66 Motorritzel 67 Zwischenrad 68 Steuerscheibe 68' Nocken 70 Motorträger 71 Motorschacht 72 Multimotor 74 Relais 80 Einsteller A Achse
    权利要求:
    Claims (66)
    [1] Antriebseinheit (10) für einenFahrzeugsitz, insbesondere füreinen Kraftfahrzeugsitz, mit wenigstens einem Motor (12)und wenigstens einer abtriebsseitig vom Motor (12) vorgesehenenGetriebestufe (14), dadurch gekennzeichnet, daß mehrereMotoren (12) zu einem Multimotor (72) mit einemgemeinsamen Abtrieb zusammengefasst sind.
    [2] Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,daß dieMotoren (12) in Motorenschächten (71) eines Motorträgers (70)des Multimotors (72) angeordnet sind.
    [3] Antriebseinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,daß eingemeinsames Zwischenrad (67) den Abtrieb des Multimotors(72) bildet.
    [4] Antriebseinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,daß jederMotor (12) mit einem Motorritzel (66) das Zwischenrad(67) antreibt.
    [5] Antriebseinheit nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet,daß dasZwischenrad (67) formschlüssig und/oder reibschlüssig sperrbarist.
    [6] Antreibseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, daß wenigstenseiner der mehreren Motoren (12) elektronisch kommutiertist.
    [7] Antriebseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennezichnet, daß der Motor(12) einen Stator (16) und wenigstens einen mitdem Stator (16) magnetisch wechselwirkenden, um eine Achse(A) rotierenden Rotor (22, 24) aufweist.
    [8] Antriebseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, daß ineiner besonderen Situation der Multimotor (72) aufgrundeiner Änderungder Schaltung der zusammengefassten Motoren (12) eine höhere Leistungabgibt.
    [9] Antriebseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, daß die Motoren(12) des Multimotors (72) im Normalfall in Seriegeschaltet sind.
    [10] Antriebseinheit nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet,daß dieMotoren (12) des Multimotors (72) in der besonderenSituation parallel schaltbar sind.
    [11] Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 7 bis10, dadurch gekennzeichnet, daß ineiner besonderen Situation der Motor (12) aufgrund einer Änderungder Schaltung des Stators (16) eine höhere Leistung abgibt.
    [12] Antriebseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, daß der Stator(16) des Motors (12) mit seinen Spulen (20)im Normalfall mit einer Sternschaltung verschaltet ist.
    [13] Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 8 bis11 und nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß in derbesonderen Situation eine Mittelanzapfung der Sternschaltung erfolgt.
    [14] Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 11 bis13, dadurch gekennzeichnet, daß inder besonderen Situation einer der Rotoren (22, 24)blockiert wird.
    [15] Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 8 bis14, dadurch gekennzeichnet, daß einesolche besondere Situation ein Crash, ein bevorstehender Crash odereine Schnelleinstellung ist.
    [16] Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 8 bis15, dadurch gekennzeichnet, daß zweiRotoren (22, 24) vorgesehen sind, die mit unterschiedlicher Drehzahlund/oder Drehrichtung rotieren.
    [17] Antriebseinheit nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet,daß dieDrehzahl der Rotoren (22, 24) von der Drehzahldes Magnetfelds des Stators (16) abweicht.
    [18] Antriebseinheit nach Anspruch 16 oder 17, dadurchgekennzeichnet, daß dieRotoren (22, 24) untereinander eine unterschiedlicheAnzahl von Polen (26) aufweisen.
    [19] Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 8 bis18, dadurch gekennzeichnet, daß dieAnzahl der Pole (26) der Rotoren (22, 24)von der Anzahl der Statorpole (18) verschieden ist.
    [20] Antriebseinheit einem der Ansprüche 8 bis 19, dadurch gekennzeichnet,daß dasVerhältnisder Statorpole (18) zu den Polen (26) des Rotors(22, 24) von 2:3 und 3:2 verschieden ist.
    [21] Antriebseinheit einem der Ansprüche 8 bis 20, dadurch gekennzeichnet,daß dieRotoren (22, 24) Permanentmagneten (26)als Pole tragen.
    [22] Antriebseinheit nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet,daß diePermanentmagneten (26) Metalle aus der Gruppe der seltenenErden enthalten.
    [23] Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 8 bis22, dadurch gekennzeichnet, daß inUmfangsrichtung des Stators (16) genau jeder zweite Statorpol(18) eine Spule (20) trägt.
    [24] Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 8 bis23, dadurch gekennzeichnet, daß derStator (16) und die Rotoren (22, 24)in radialer oder axialer Abfolge bezüglich der Achse (A) angeordnetsind.
    [25] Antriebseinheit nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet,daß einradial innerhalb des Stators (16) angeordneter Innenrotor(22) und/oder ein radial außerhalb des Stators (16)angeordneter Außenrotor (24)vorgesehen ist.
    [26] Antriebseinheit nach Anspruch 18, 19 und 25, dadurchgekennzeichnet, daß dieAnzahl der Pole (26) des Innenrotors (22) um zweikleiner als die Anzahl der Statorpole (18) und/oder dieAnzahl der Pole (26) des Außenrotors (24) umzwei größer alsdie Anzahl der Statorpole (18) ist.
    [27] Antriebseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, daß der Motor(12) in Hohlwellenbauweise ausgebildet ist.
    [28] Antriebseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, daß der Motor(12) aus mehreren Motorvarianten auswählbar ist.
    [29] Antriebseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, daß die Getriebestufe(14) als Differentialgetriebe ausgebildet ist, welchesunter Ausnutzung zweier unterschiedlicher Drehzahlen und/oder Drehrichtungen eineBewegung eines Abtriebs (54) um eine Achse (A) erzeugt.
    [30] Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 8 bis30, dadurch gekennzeichnet, daß dieGetriebestufe (14) wenigstens einen Rotor (22, 24)lagert.
    [31] Antriebseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, daß die Getriebestufe(14) in einer Reibrad-Ausführung mit hohlen und/oder massivenRollen verwirklicht ist.
    [32] Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis31, dadurch gekennzeichnet, daß dieGetriebestufe (14) in einer Zahnrad-Ausführung verwirklicht ist.
    [33] Antriebseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, daß die Getriebestufe(14) als wenigstens einstufiges Planeten-Differentialgetriebemit einem oder mehreren Sonnenrädern(32; 32'),wenigstens einem Satz Planetenrollen (34) oder -rädern (34') und einemoder mehreren Hohlrädern(36, 36', 56)oder Außenringen (44, 46)ausgebildet ist.
    [34] Antriebseinheit nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet,daß dasSonnenrad (32, 32')und das Hohlrad (36, 36') drehfest mit je einem Rotor (22, 24)des Motors (12) verbunden sind.
    [35] Antriebseinheit nach Anspruch 33 oder 34, dadurchgekennzeichnet, daß einSteg (38) die Planetenrollen (34) oder -räder (34') trägt.
    [36] Antriebseinheit nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet,daß derSteg (38) als Abtrieb (54) dient.
    [37] Antriebseinheit nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet,daß derSteg (38) als Antrieb dient.
    [38] Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 33 bis37, dadurch gekennzeichnet, daß zweiSonnenräder(32) und/oder zwei Hohlräder (36, 56)unterschiedliche Elastizitätenaufweisen.
    [39] Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 33 bis38, dadurch gekennzeichnet, daß dieSonnenräder(32) und/oder Außenringe(44, 46) konzentrisch zur Achse (A) angeordnetsind.
    [40] Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 33 bis39, dadurch gekennzeichnet, daß zweiSonnenräder(32) oder zwei Außenringe(44, 46) oder zwei Hohlräder (36, 56)bezüglichder Achse (A) axial benachbart angeordnet sind.
    [41] Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 33 bis40, dadurch gekennzeichnet, daß zweiSonnenräder(32) unterschiedliche Außendurchmesser oder Außenumfänge und/oderzwei Außenringe(44, 46) unterschiedliche Innendurchmesser und/oderzwei Hohlräder(36, 56) unterschiedliche Innenumfänge aufweisen.
    [42] Antriebseinheit nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet,daß vonden zwei benachbarten Getriebeelementen mit unterschiedlichem Durchmesseroder Elastizitätoder Innenumfang eines gehäusefestist und eines mit dem Abtrieb (54) verbunden ist oder diesenbildet.
    [43] Antriebseinheit nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet,daß dasSonnenrad (32) drehfest mit einem Rotor (22, 24)des Motors (12) verbunden ist, ein Außenring (44) oderein Hohlrad (36) mit dem Stator (16) in Verbindungsteht und ein Außenring (46)oder ein Hohlrad (56) mit dem Abtrieb (54) verbundenist oder diesen bildet.
    [44] Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 33 bis43, dadurch gekennzeichnet, daß dasHohlrad (36, 36')oder der Außenring(44, 46) einen elastischen Metallring (48)und ein den Metallring (48) aufnehmendes Elastomerbett(50) aufweist oder das Hohlrad (56) selber denMetallring (48) bildet und im Elastomerbett (50)aufgenommen ist.
    [45] Antriebseinheit nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet,daß eineHalterung (52) das Elastomerbett (50) mit demMetallring (48) aufnimmt und axial sichert.
    [46] Antriebseinheit nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet,daß eineGlocke des als Hohlwelle ausgebildeten Abtriebs (54) mitder Halterung (52) verbunden ist.
    [47] Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 33 bis46, dadurch gekennzeichnet, daß einegeringfügigeungleichförmigeBewegung des Hohlrades (56) nur teilsweise kompensiertwird.
    [48] Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 33 bis47, dadurch gekennzeichnet, daß diePlanetenrollen (34) oder -räder (34') ungestuft ausgebildet sind.
    [49] Antriebseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, daß die Getriebestufe(14) in Hohlwellenbauweise ausgebildet ist.
    [50] Antriebseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, daß die Getriebestufe(14) als Schaltgetriebe ausgebildet ist.
    [51] Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 33 bis49 und nach Anspruch 50, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstenszwei unterschiedliche Außenringe(44,58) und/oder Hohlräder (36, 56)und/oder Sonnenräder(32) schaltbar feststellbar sind.
    [52] Antriebseinheit nach Anspruch 51, dadurch gekennzeichnet,daß beigleichbleibender Drehrichtung des Motors (12) das Feststellendie Drehrichtung des Abtriebs (54) definiert.
    [53] Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 50 bis52, dadurch gekennzeichnet, daß durchdas Feststellen die Getriebeübersetzungwählbarist.
    [54] Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 50 bis53, dadurch gekennzeichnet, daß zueinem reibschlüssigenFeststellen eine Schlingfeder (60) vorgesehen ist.
    [55] Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 50 bis54, dadurch gekennzeichnet, daß zueinem formschlüssigenFeststellen wenigstens eine Zahnklinke (64) vorgesehenist.
    [56] Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 50 bis55, dadurch gekennzeichnet, daß beiEinschalten der Antriebeinheit (10) das Feststellen automatisch undmechanisch aufgehoben wird.
    [57] Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 50 bis56, dadurch gekennzeichnet, daß zumSchalten eine Schaltspule (63) mit einem Kern (62)vorgesehen ist, welche mit zueinander abstoßend angeordneten Haltemagnete(61) zusammenwirkt.
    [58] Antriebseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, daß die Getriebestufe(14) aus mehreren Getriebestufentypen auswählbar ist.
    [59] Antriebseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, daß die Antriebseinheit(10) einen Einsteller (80) des Fahrzeugsitzesantreibt.
    [60] Antriebseinheit nach Anspruch 59, dadurch gekennzeichnet,daß derEinsteller (80) wenigstens zwei ein lastaufnehmendes Getriebebildenden Bauteile (81, 82) aufweist.
    [61] Antriebseinheit nach Anspruch 60, dadurch gekennzeichnet,daß dieAntriebseinheit (10) in das lastaufnehmende Getriebe integriertist.
    [62] Antriebseinheit nach Anspruch 60 oder 61, dadurchgekennzeichnet, daß daslastaufnehmende Getriebe den Rotor (22, 24) lagert.
    [63] Antriebseinheit nach Anspruch 62, dadurch gekennzeichnet,daß derRotor (22, 24) über die Getriebestufe (14)bis zu dem lastaufnehmenden Getriebe durchgehend spielfrei gelagertist.
    [64] Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 59 bis63, dadurch gekennzeichnet, daß zweieinzelne Einsteller (80) zusammenwirken, wobei in jedemeinzelnen Einsteller (80) eine Antriebseinheit (10)in das lastaufnehmende Getriebe integriert ist.
    [65] Antriebseinheit nach Anspruch 64, dadurch gekennzeichnet,daß diebeiden Antriebseinheiten (10) mittels einer Elektronikzur elektronischen Kommutierung der Motoren (12) synchronisiertsind.
    [66] Antriebseinheit nach einem der Ansprüche 57 bis63, dadurch gekennzeichnet, daß derEinsteller (80) als selbsthemmender Getriebebeschlag ausgebildetist.
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    DE102004019468B4|2009-08-27|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2005-11-10| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
    2010-03-11| 8364| No opposition during term of opposition|
    2014-08-21| R081| Change of applicant/patentee|Owner name: JOHNSON CONTROLS COMPONENTS GMBH & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: KEIPER GMBH & CO. KG, 67657 KAISERSLAUTERN, DE Effective date: 20140710 Owner name: ADIENT LUXEMBOURG HOLDING S.A.R.L., LU Free format text: FORMER OWNER: KEIPER GMBH & CO. KG, 67657 KAISERSLAUTERN, DE Effective date: 20140710 Owner name: ADIENT LUXEMBOURG HOLDING S.A R.L., LU Free format text: FORMER OWNER: KEIPER GMBH & CO. KG, 67657 KAISERSLAUTERN, DE Effective date: 20140710 |
    2017-02-14| R081| Change of applicant/patentee|Owner name: ADIENT LUXEMBOURG HOLDING S.A.R.L., LU Free format text: FORMER OWNER: JOHNSON CONTROLS COMPONENTS GMBH & CO. KG, 67657 KAISERSLAUTERN, DE Owner name: ADIENT LUXEMBOURG HOLDING S.A R.L., LU Free format text: FORMER OWNER: JOHNSON CONTROLS COMPONENTS GMBH & CO. KG, 67657 KAISERSLAUTERN, DE |
    2018-03-19| R081| Change of applicant/patentee|Owner name: ADIENT LUXEMBOURG HOLDING S.A R.L., LU Free format text: FORMER OWNER: ADIENT LUXEMBOURG HOLDING S.A.R.L., LUXEMBOURG, LU |
    2018-11-01| R119| Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    DE102004019468A|DE102004019468B4|2004-04-15|2004-04-15|Antriebseinheit für einen Fahrzeugsitz|DE102004019468A| DE102004019468B4|2004-04-15|2004-04-15|Antriebseinheit für einen Fahrzeugsitz|
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