DE3815356A1 - Schneckenradgetriebe fuer einen verstellantrieb in einem kraftfahrzeug, insbesondere einer sitzverstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Schneckenradgetriebe für ein Ver­ stellgetriebe in einem Kraftfahrzeug, insbesondere einer Sitzverstellung, mit einem Getriebegehäuse und, im Gehäuse drehgelagert, einem Schneckenrad und einer mit dem Schnecken­ rad kämmenden Schnecke, wobei sich wenigstens ein Ende einer Schneckenwelle an einer Anlagefläche eines sich seinerseits am Getriebegehäuse abstützenden Einsatzteils abstützt.

Bei einem aus dem deutschen Gebrauchsmuster 85 08 681 bekann­ ten Schneckenradgetriebe dieser Art ist das Einsatzteil mit einer Verstärkungseinlage 172 (Fig. 2) versehen, um reibungs- und verschleißarmen Betrieb sicherzustellen, auch wenn im übrigen das Einsatzteil mit Kunststoff gebildet ist. Um das axiale Lagerspiel der Schneckenwelle manuell oder selbsttätig unter Verwendung entsprechender Federelemente beseitigen zu können, stützt sich das Einsatzteil an einer zur Schnecken­ wellenachse geneigten Keil-Führungsfläche ab. Während des Betriebes aufgrund Verschleißes erneut auftretendes Axial­ spiel wird entweder manuell durch Einschrauben der Nachstell­ schraube 144 in Fig. 2 oder selbsttätig aufgrund der Vor­ spannkraft der Federelemente 276, 376 bzw. 476 mit entsprechen­ dem Nachrücken des Einsatzteils beseitigt. Das Einsatzteil be­ wegt sich dabei entlang der Keilfläche stets in Richtung zur Schnecke; eine Bewegung des Einsatzteils während des Betrie­ bes in entgegengesetzter Richtung ist nicht vorgesehen und wird bspw. in den Fig. 4 und 5 durch raststufen-artige Ausbildung der Keil-Führungsfläche sowie der an ihr anliegen­ den Einsatzteilfläche von vorneherein ausgeschlossen.

Es hat sich jedoch herausgestellt, daß bei Schneckenradge­ trieben der eingangs genannten Art, selbst dann, wenn das Axialspiel mehr oder minder beseitigt ist, knackende Um­ schaltgeräusche an den Bewegungs-Umkehrstellen auftreten kön­ nen. Im Falle eines Schneckenradgetriebes für eine Sitzver­ stellung, für die die Erfindung bevorzugt jedoch nicht aus­ schließlich vorgesehen ist (der Einsatz für Sitzneigungs­ verstellungen, Kopfstützenhöhenverstellungen, Fensterheber, Gurtbetätigungsmechaniken oder dergleichen ist ebenfalls denkbar), ist das Schneckenrad mit einem in eine Zahnstange eingreifenden Ritzel drehfest verbunden. Bei der Sitzver­ stellbewegung in die vordere bzw. hintere Sitzposition ergibt sich jeweils ein Bewegungsanschlag dadurch, daß das jewei­ lige Zahnstangenende mit einem ungezahnten Endabschnitt ver­ sehen ist, an den die Ritzelverzahnung anschlägt. Der die Sitzverstellung antreibende Motor, insbesondere Elektromo­ tor, wird jedoch entsprechend der jeweiligen Schaltungsanord­ nung geringfügig später ausgeschaltet (bei einer motorstrom­ abhängigen Abschalt-Steuerung wird der beim Anschlag stark anwachsende Motorstrom überprüft und bei Überschreiten eines vorgegebenen Maximalwerts abgeschaltet). Auf Grund dieses unvermeidlichen Nachlaufs des Elektromotors ergibt sich eine Verspannung des Getriebes mit der Folge, daß die Schnecken­ welle in einer ihrer beiden Axialrichtungen gegen das Gehäuse vorgespannt wird. Wird später die Sitzverstellung in der entgegengesetzten Richtung betätigt, so entsteht ein knackendes Umschaltgeräusch auf Grund des plötzlichen Lösens der Getriebe­ verspannung.

Die Aufgabe der Erfindung liegt darin, bei einem Schneckenrad­ getriebe der eingangs genannten Art Umschalt-Knackgeräusche in Anschlagsstellung zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Einsatzteil in zur Schneckenwellenachse paralleler Richtung in Richtung weg von der Schnecke rückfedernd ausgebildet ist.

Auf Grund dieser Rückfeder-Möglichkeit wird der Verspannungs­ grad des Getriebes beim Anfahren des Anschlags wesentlich re­ duziert, mit der Folge, daß Umschalt-Knackgeräusche weitge­ hend vermieden werden.

Besonders bevorzugt ist vorgesehen, daß das Einsatzteil ein gummiertes Metallteil, vorzugsweise Hartmetallteil, umfaßt. Die Metalloberfläche bildet dann die reibungs- und verschleiß­ arme Anlagefläche für das Ende der Schneckenwelle. Die rück­ seitige Gummierung des Metallteils ermöglicht die gewünsch­ te Rückfederung auch nach längerem Betrieb. Der einfache und damit kostengünstige Aufbau ist besonders hervorzuheben.

In Weiterbildung der Erfindung wird bei einem Schneckenrad­ getriebe mit einem Lagerring für die Schneckenwelle im Be­ reich des Einsatzteils vorgeschlagen, daß das Einsatzteil winkelförmig ausgebildet ist, wobei ein erster der beiden Winkelschenkel das Metallteil aufweist und der zweite Schenkel an den Außenumfang des Lagerrings andrückt. Das so ausgebildete Einsatzteil dient also nicht nur der rückfe­ dernden, reibungsarmen Abstützung des Wellenendes, sondern auch der Lagenfixierung des Lagerrings. Hierbei ist beson­ ders bevorzugt vorgesehen, daß der zweite Schenkel eine gewölbte Außenseite zur Anlage an einen Gehäusedeckel un­ ter Federvorspannung aufweist. Auf Grund dieser Federvor­ spannung wird der Lagerring vom zweiten Schenkel unter Aus­ gleich von Fertigungstoleranzen in die zugeordnete Aufnahme­ öffnung im Gehäuse gedrückt. Die Federvorspannung kann auch zur selbsttätigen Axialspiel-Kompensation der Schneckenwel­ le ausgenützt werden sofern, in Weiterbildung der Erfindung, der erste Schenkel an einer zur Schneckenwellenachse geneig­ ten Keil-Führungsfläche anliegt.

Die Keilführungsfläche kann hierbei Teil einer Linearfüh­ rung, insbesondere einer schwalbenschwanzartigen Führung, sein, um Kippbewegungen des ersten Schenkels mit entspre­ chender Kippung der Anlagefläche auszuschließen.

Wenigstens der zweite Schenkel kann mit Spritzkunststoff ge­ bildet sein, so daß sich bei Einsatz des gummierten Metall­ teils ein Zweikomponenten-Spritzkunststoffteil ergibt (die andere Komponente ist dann die Gummischicht an der Rückseite des Metallteils) .

Alternativ hierzu kann der zweite Schenkel auch von einem Blattfederschenkel gebildet sein, der bevorzugt mit dem Metallteil einstückig ausgebildet ist.

Die Erfindung wird im folgenden an bevorzugten Ausführungs­ beispielen anhand der Zeichnung erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 eine Schnittansicht durch ein erfindungsgemäßes Ver­ stellgetriebe entlang der Schneckenwellenachse;

Fig. 2 eine teilweise Schnittansicht entsprechend Fig. 1 einer zweiten Ausführungsform und

Fig. 3 einen Detailschnitt nach Linie III-III in Fig. 2.

Die Schnittansicht gemäß Fig. 1 zeigt ein allgemein mit 10 bezeichnetes Schneckenradgetriebe für eine Sitzverstellung in einem Kraftfahrzeug, wobei auch andere Verstellgetriebe in Kraftfahrzeugen in Frage kommen, wie z.B. Fensterheber oder Gurttransportmechaniken. Das Schneckenradgetriebe 10 weist ein Getriebegehäuse 12 auf mit Gehäusedeckel 14 und, im Ge­ triebegehäuse drehbar gelagert, eine Schnecke 16, mit der ein nicht dargestelltes Schneckenrad kämmt. Die Anordnung von Schneckenrad und Schnecke 16 innerhalb des Gehäuses kann beispielsweise der in Fig. 1 des Gebrauchsmusters 85 08 681 entsprechen.

Die Schnecke wird auch im vorliegenden Beispiel von einer im Querschnitt quadratischen, flexiblen Motorwelle 18 angetrie­ ben, die in eine komplementäre Aufnahmeöffnung 20 am in Fig. 1 rechten Ende einer durchgehenden Schneckenwelle 22 der Schnecke 16 eingreift. Die Motorwelle 18 kann in übli­ cher Weise innerhalb einer flexiblen Motorwellenhülle 24 ver­ laufen, die mit einem verdickten Endstück 26 innerhalb des Getriebegehäuses in axialer Richtung festgelegt sein kann.

Der die Aufnahmeöffnung 20 aufweisende Endabschnitt 28 der Schneckenwelle 22 ist in einem Lagerring 30 drehbar gela­ gert, wobei der Lagerring 30 mit sphärischem Außenumfang 32 ausgebildet sein kann, um ein selbstzentrierendes Kalotten­ lager zu bilden. Vom aufgesetzten Gehäusedeckel 14 wird der Lagerring 30 in eine angepaßte Lagerring-Aufnahmeöffnung 34 des Getriebegehäuses 12 gedrückt.

Zwischen einem auf den Endabschnitt 28 folgenden durchmesser­ vergrößerten Abschnitt 36, welcher dann in die Schneckenver­ zahnung 38 übergeht und dem Lagerring 30 ist eine reibungs- und verschleißmindernde Zwischenscheibe 40 eingesetzt.

Auf die Schneckenverzahnung 38 folgt ein das linke Wel­ lenende bildender Wellenendabschnitt 42, der wiederum in einem Lagerring 44 entsprechend dem Lagerring 30 drehge­ lagert ist. Das linke Wellenende stützt sich über eine rei­ bungsvermindernde, zur Wellenachse 46 zentrisch angeordnete buckelartige Erhebung 48 an einem Einsatzteil 50 ab, wel­ ches sich seinerseits am Getriebegehäuse 12 abstützt. Das Einsatzteil wird von einem gummierten Hartmetallteil 52 gebildet, wobei die Gummi-Schicht 54 lediglich auf der von der Schnecke 16 abgewandten Rückseite 56 des Hartmetallteils 52 vorgesehen ist, allenfalls mit Vorziehen der Gummischicht 54 seitlich um das Hartmetallteil 52 herum bis kurz vor die Vorderseite 58, an welcher die Schnecke 16 anliegt.

In der in Fig. 1 dargestellten Position des Einsatzteils 50 innerhalb einer angepaßten Ausnehmung 60 des Getriebegehäu­ ses 12 wird das Einsatzteil 50 dadurch gehalten, daß entwe­ der der Gehäusedeckel 14 unmittelbar oder, wie dargestellt, mittelbar, z.B. über ein winkelförmiges Andrückteil 62, an­ drückt. Der in Fig. 1 nach unten verlaufende erste Schenkel 64 des Andrückteils drückt mit seinem Ende auf das Einsatz­ teil 54; der andere, zweite Schenkel 66 drückt mit seiner Innenseite gegen den sphärischen Außenumfang des Lagerrings 44.

Das scheibenförmige, gummierte Hartmetallteil dient also als reibungs-und verschleißarmes Axial-Lager für die Schnecke 16; da es in Richtung weg vom Lagerring 44 (Pfeil B in Fig. 1) elastisch rückfedernd ausgebildet ist, dank rückwärtiger Umspritzung mit der Gummischicht 54, die in nicht dargestellter Weise senkrecht zur Fig. 1 un­ ter Kompression ausweichen kann, wird eine Verspannung des Schneckenradgetriebes vermieden, wenn in einer Endanschlags­ stellung des angeschlossenen Verstellgetriebes der Antriebs­ motor erst kurze Zeit anschließend an den Anschlagszeit­ punkt abschaltet wird. Bei anschlagsbedingt angehaltenem Schneckenrad kann die momentan noch weiterhin angetriebene Schnecke 16 bei entsprechender Drehrichtung in Richtung B ausweichen, so daß es nicht zum Aufbau erhöhter mechanischer Verspannung des Schneckenradgetriebes kommt.

Um auch bei entgegengesetzter Schneckendrehrichtung in der anderen Endanschlagsposition ein Verspannen des Schneckenrad­ getriebes zu vermeiden, kann der Lagerring 40 dementsprechend aus einem gummierten Hartmetallring gebildet sein.

In den Fig. 2 und 3 ist eine zweite Ausführungsform der Er­ findung dargestellt, wobei das rechte Ende der Schnecke 116 weggelassen ist. Bauelemente, die ihrer Funktion nach sol­ chen in Fig. 1 entsprechen, sind mit denselben Bezugszif­ fern, jeweils vermehrt um die Zahl 100, versehen. Das dem­ entsprechend mit 150 bezeichnete Einsatzteil ist nunmehr winkelförmig, also einstückig, mit dem in Fig. 1 gesonder­ ten winkelförmigen Anlageteil 62 ausgebildet. Das Ein­ satzteil 150 besteht aus einem Zwei-Komponenten-Spritzguß­ teil, dessen erste Komponente den Winkel mit den Schenkeln 164 und 162 bildet und aus relativ steifem, biegeelastischem Kunststoff besteht, und dessen andere Komponente die rückwär­ tige Gummischicht 154 des umspritzten Hartmetallteils 152 bildet. Die zentrale, buckelförmige Erhebung 148 an der linken Stirnseite der Schneckenwelle 122 liegt an der ihr zugewandten, freien Vorderseite 158 des insbesondere schei­ benförmigen Hartmetallteils 152 an. Das Hartmetallteil 152 kann daher unter entsprechender Belastung durch die Schnec­ kenwelle 122 in Richtung B unter Kompression der Gummischicht 154 ausweichen.

Das Einsatzteil 150 sorgt darüber hinaus für einen selbst­ tätigen Axialspiel-Ausgleich der Schneckenwelle 122 im Ge­ triebegehäuse 112. Dies wird dadurch erreicht, daß der Schen­ kel 164 keilartig an einer gegenüber einer Radialebene der Schneckenwellenachse 146 schwach geneigten Keil-Führungsfläche 166 des Gehäuses 112 anliegt. Der zweite Schenkel 162 weist eine zum in Fig. 2 nicht näher dargestellten Deckel 14 hin gewölbte Außenseite 168 auf, in einem Bereich zwischen dem Winkeleck 170 und dem Anlagepunkt 172 des zweiten Schen­ kels 162 am Lagerring 144. Der der Außenseitenwölbung ge­ genüberliegende Bereich der Innenseite des zweiten Schen­ kels 162 liegt im wesentlichen frei, so daß nach dem Auf­ setzen des Deckels der zweite Schenkel 162 in diesem Be­ reich nach innen federn kann. Der zweite Schenkel 162 bildet dann eine gespannte Blattfeder, deren eines Ende sich gegen den Lagerring 144 abstützt, und deren anderes Ende den ersten Schenkel 164 in Fig. 2 nach unten, entlang der Führungsfläche 166 zu schieben versucht. Momentanes Axialspiel der Schneckenwelle 122 wird auf diese Weise selbst­ tätig beseitigt.

Um ein Verkippen des ersten Schenkels 162, insbesondere beim Aufsetzen des Deckels, auszuschließen, kann der zwei­ te Schenkel 164 in eine entsprechend geneigte Linearfüh­ rung des Getriebegehäuses 112 eingesetzt sein, wie dies in den Fig. 2 und 3 angedeutet ist. Die beiden Längsränder 176 des zweiten Schenkels 164 können hierzu in jeweils eine sich an die geneigte Führunsgfläche 166 anschließende, seit­ liche Führungsnut 174 eingesetzt sein.

Gemäß einer weiteren, jedoch nicht dargestellten Ausfüh­ rungsform, kann das Metallteil 52 bzw. 152 Teil einer Blatt­ feder sein, die entsprechend dem von den Schenkeln 162 und 164 gebildeten Kunststoffteil winkelförmig ausgebildet sein kann, so daß das genannte Kunststoffteil als solches entfällt.

Claims (9)

1. Schneckenradgetriebe für ein Verstellgetriebe in einem Kraftfahrzeug, insbesondere einer Sitzverstellung, mit einem Getriebegehäuse (12; 112) und, im Gehäuse drehgelagert, einem Schneckenrad und einer mit dem Schneckenrad kämmenden Schnec­ ke (16; 116), wobei sich wenigstens ein Ende einer Schnecken­ welle (22; 122) jeweils an einer Anlagefläche (58; 158) eines sich seinerseits am Getriebegehäuse (12) abstützenden Ein­ satzteils (50; 150) abstützt, dadurch gekennzeichnet, daß das Einsatzteil in zur Schneckenwellenachse paralleler Richtung in Richtung weg von der Schnecke rückfedernd aus­ gebildet ist.

2. Schneckenradgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Einsatzteil (50; 150) ein gummiertes Metallteil, vorzugsweise Hartmetallteil (52; 152), umfaßt.

3. Schneckenradgetriebe nach Anspruch 2 mit einem Lager­ ring (144) für die Schneckenwelle (122) im Bereich des Einsatzteils (150), dadurch gekennzeichnet, daß das Einsatzteil (50; 150) winkelförmig ausgebildet ist, wobei ein erster (164) der beiden Winkelschenkel (162, 164) das Metallteil aufweist und der zweite Schenkel (164) an den Außenumfang des Lagerrings (144) andrückt.

4. Schneckenradgetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schenkel (164) eine gewölbte Außenseite (168) zur Anlage an einen Gehäusedeckel unter Federvor­ spannung aufweist.

5. Schneckenradgetriebe nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schenkel (164) an einer zur Schneckenwel­ lenachse (146) geneigten Keil-Führungsfläche (166) an­ liegt.

6. Schneckenradgetriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Keil-Führungsfläche (166) Teil einer Linearfüh­ rung (174), insbesondere einer schwalbenschwanzartigen Führung ist.

7. Schneckenradgetriebe nach einem der Ansprüche 3-6, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens der zweite Schenkel (162) mit Spritz­ kunststoff gebildet ist.

8. Schneckenradgetriebe nach einem der Ansprüche 3-6, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schenkel (162) von einem Blattfeder­ schenkel gebildet ist.

9. Schneckenradgetriebe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfeder mit dem Metallteil einstückig ausge­ bildet ist.