Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Exzentergetriebe zum Verstellen zweier relativ zueinander be- weglich angeordneter Teile nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs 1.

Mit der EP 0981 696 Bl ist ein Elektromotor mit einem Exzenterzahnrad-Getriebe be¬ kannt geworden, bei dem ein auf einem Exzenter gelagertes Exzenterzahnrad auf einem in das Motorgehäuse integrierten Bolzen angeordnet ist. Als Antrieb für den Exzenter wird wahlweise ein elektrisch kommutierter, oder ein Elektromotor mit Bürsten verwen¬ det, der unmittelbar in das Gehäuse des Exzenterzahnradgetriebes integriert ist. Hierbei ist ein mit dem Exzenter verbundener Mitnehmer einstückig mit dem Anker des Elektromotors ausgebildet, der ebenfalls drehbar auf dem Bolzen gelagert ist. Das Exzen¬ terrad weist Führungselemente auf, die entweder im feststehenden Gehäusedeckel in ei- ner als Führung dienenden Öffnung unmittelbar geführt sind, oder in Öffnungen geführt sind, welche in einem im Gehäusedeckel aufgenommenen und darin verschiebbar geführ¬ ten Schieber angeordnet sind.

Eine solche Vorrichtung hat den Nachteil, dass beim Auftreten großer Drehmomente, die beispielsweise bei großen Verstellkräften oder bei einer Crash-Situation auf das Abtriebs¬ element einwirken, das Exzentergetriebe und das Getriebegehäuse schnell beschädigt werden können. Eine solche Getriebevorrichtung eignet sich daher nicht für Verstellan¬ wendungen im Kraftfahrzeug - wie beispielsweise einer Sitzverstellung -, bei denen hohe Sicherheitsanforderungen gestellt werden. Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Exzentergetriebe mit den kennzeichnenden Merkmalen des unab¬ hängigen Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass durch die Anordnung eines stabilen Befesti- gungsflansches um ein Kopplungselement, das mit dem Exzenterrad zusammenwirkt, auch große, auf das Abtriebselement einwirkende Drehmomente über den Befestigungs¬ flansch an karosseriefeste Teile abgeführt werden können. Durch den Kraftschluss vom Abtriebselement über das Exzenterrad direkt auf das Kopplungselement und von diesem direkt auf den Befestigungsflansch bleibt der Drehantrieb mit seiner Kraftübertragungs- strecke zum Mitnehmer des Exzenters vor einer erhöhten Krafiteinwirkung geschützt. E- benso ist das Getriebegehäuse keinem erhöhten Kraftfluss ausgesetzt, so dass dieses vor¬ teilhaft aus Kunststoff hergestellt werden kann.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen ergeben sich vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Merkmale. Weist der Befestigungsflansch Aufnahmen auf, die beispielsweise als Durchbrüche im Flansch ausgebildet sind, können an diesem sowohl die Getriebegehäuseteile befestigt werden, als auch das gesamte Exzentergetriebe an einem der gegeneinander beweglichen Teile befestigt werden.

Ist der Befestigungsflansch aus Metall, beispielsweise Stahl, hergestellt, kann dieser be¬ sonders hohe Kräfte übertragen, ohne dass das Getriebe zerstört wird. Außerdem können günstig radiale Laschen angeformt werden, an denen Aufnahmen zur Befestigung an ei¬ nem der gegeneinander beweglichen Teile angeformt sind.

Ist das Getriebegehäuse aus Kunststoff gefertigt, können darin weitere Getriebeelemente direkt mit geringer Reibung gelagert werden. Durch die Ausbildung eines axial montier¬ baren Getriebegehäusedeckels können die beiden Gehäuseteile vorteilhaft an dem stabil ausgeführten Befestigungsflansch fixiert werden.

Umbeim Zusammenbau des Getriebes den Grundkörper und Deckel des Getriebegehäu¬ ses zueinander und zu den übrigen Getriebebauteilen radial zu zentrieren, weist der Be¬ festigungsflansch mindestens einen Bundmit einer radialen Stützfläche auf, an dem sich die Gehäuseteile radial abstützen. Um das Exzenterrad, auf eine Exzenterbewegung um die gehäusefeste Mittelachse zu zwingen, sind am Kopplungselement Führungselemente angeordnet, die mit dem Exzen¬ terrad, und dem Befestigungsflansch derart zusammenwirken, dass das Kopplungselement ohne Eigendrehung jeweils entlang einer Geraden geführt wird.

Hierzu weist der Befestigungsflansch radial ausgerichtete Fortsätze auf, die mit radial ausgerichteten Gegenelementen - beispielsweise offene Langlöcher - des Kopplungsele¬ ments zusammenwirken.

Des weiteren weist das Kopplungselement weitere radial ausgerichtete Führungselemente auf, die in etwa senkrecht zur ersten Führungsschiene ausgerichtet sind und mit entspre¬ chenden Gegenelementen des Exzenterrads zusammenwirken.

Zum Übertragen hoher auf das Exzentergetriebe einwirkenden Drehmomente weist der Befestigungsflansch Stützflächen auf, an denen korrespondierende Stützflächen des Kopplungselements anliegen, um das Drehmoment in beide Drehrichtungen übertragen zu können. Hierbei können besonders günstig die Führungsflächen der Führungselemente gleichzeitig als Stützflächen dienen.

Für einen kompakten Aufbau des Exzentergetriebes, insbesondere zur Erzielung eines ge¬ ringen Außendurchmessers, weist das Exzenterrad eine Außenverzahnung auf, die mit ei¬ ner korrespondierenden Ihnenverzahnung mit einer unterschiedlichen Zähneanzahl des Abtriebselements kämmt.

Zur Erzielung eines geringen Außenduchmessers des Getriebes ist in Verlängerung des Abtriebselements ein Bolzen als Mittelachse ausgebildet, auf dem die einzelnen Getrie¬ beelemente angeordnet sind. Zur Realisierung einer weiteren Untersetzungsstufe kann der Mitnehmer über ein Schneckenrad von einer Schneckenwelle eines Elektromotors ange¬ trieben werden.

Um die auf das Abtriebselement einwirkenden Kräfte aufzunehmen, ist das Abtriebsele¬ ment radial und/oder axial im Deckel des Getriebegehäuses gelagert, wozu dieser vor¬ zugsweise aus Metall ausgebildet ist. Ein Teil des Abtriebselements ragt hierbei aus einer Öffnung des Deckels und bildet eine beliebig ausgeformte Schnittstelle zur Verstellme- chanik des zu verstellenden Teils bzw. des gehäusefesten Teils. Zeichnungen

In den Zeichnungen sind verschiedene Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Es zeigen

Figur 1 einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Exzentergetriebe nach A -A und Figur 2 einen radialen Schnitt des Exzentergetriebes nach ∏ - ∏.

Beschreibung der Ausfϊihrungsbeispiele

Ih Figur 1 ist ein Exzentergetriebe 10 mit einem Getriebegehäuse 12 dargestellt, das einen Grundkörper 14 aus Kunststoff und einen Deckel 16 aufweist, der beispielsweise aus Me¬ tall gefertigt ist. Im Getriebegehäuse 12 ist ein Bolzen 18 angeordnet, auf dem drehbar ein Exzenterelement 20 gelagert ist. Das Exzenterelement 20 ist drehfest mit einem Schneckenrad 22 verbunden, das mit einer Schnecke 24 kämmt. Die Schnecke 24 ist bei- spielsweise auf einer Ankerwelle 26 eines nicht näher dargestellten Elektromotors 28 an¬ geordnet, der das Exzenterelement 20 zu einer Drehbewegung um den Lagerbolzen 18 veranlasst. In einem weiteren, nicht näher dargestellten Ausfiihrungsbeispiel wird das Ex¬ zenterelement 20 direkt von einem Anker des Elektromotors 28 angetrieben, wie dies bei¬ spielsweise in der EP 0981 696 Bl dargestellt ist.

Auf dem Exzenterelement 20 ist ein gegenüber diesem frei drehbar gelagertes Exzenter¬ rad 30 mit einer als Außenverzahnung 32 ausgebildeten Stirnradverzahnung 34 gelagert. Die Außenverzahnung 32 kämmt mit einer Innenverzahnung 36 eines Hohlrads 38, das als Abtriebselement 40 ausgebildet ist. Zur Übertragung des Abtriebsmoments auf eine nicht näher dargestellte Kinematik eines Sitzgestells weist das Abtriebselement 40 bei¬ spielsweise eine Kerbverzahnung 42, eine Stirnverzahnung 43, oder einen Innenvielkant 44 auf, in das formschlüssig ein Kraftübertragungselement 9 des Sitzgestänges greift. Das Exzenterelement 20 und das Abtriebselement 40 mit dem Hohlrad 38 sind axial überein¬ ander auf dem Lagerbolzen 18 angeordnet. Dabei ist beispielsweise das Abtriebselement 40 drehfest und das Exzenterelement 20 drehbar auf dem Lagerbolzen 18 gelagert, der wiederum drehbar im Getriebegehäuse 12 gelagert ist. Das Abtriebselement 40 wird an einer radialen Außenfläche 46 an einer kreisförmigen Öffnung 48 des Deckels 16 radial abgestützt. Des weiteren weist der Deckel 16 eine axiale Schulter 50 auf, an dem sich das Abtriebselement 40 und über dieses auch das Mimehmerelement 20 und das Exzenterrad 30 axial abstützt. Ist der Deckel 16 beispielsweise aus Stahl gefertigt, ist zwischen dem Abtriebselement 40 und dem Deckel 16 eine Lagerbuchse 52 angeordnet, beispielsweise aus Kunststoff, um das Exzentergetriebe mit reduzierter Reibung zu lagern. Die Innen¬ verzahnung 36 des Hohlrads 38 weist eine von der Außenverzahnung 32 des Exzenter¬ rads 30 abweichende Anzahl von Zähnen 35 auf, wodurch ein unterschiedliches Unterset- zungsverhältnis realisiert werden kann. Das Exzenterrad 30 wird dabei vom Exzentere¬ lement 20 geführt und mittels eines Kopplungselements 54 an einer Eigenrotation gehin¬ dert. Dazu weist das Kopplungselement 54 erste Führungselemente 56 auf, die in korres¬ pondierende Gegenelemente 57 eines Befestigungsflansches 60 greifen, der zwischen dem Grundkörper 14 und dem Deckel 16 angeordnet ist. Dadurch ist das Kupplungsele- ment 54 gegenüber dem Befestigungsflansch 60 ausschließlich auf einer Geraden 62 be¬ wegbar. Zur Kopplung des Befestigungsflansches 60 mit dem Exzenterrad 30 weist das Kopplungselement 54 zweite Führungselemente 64 auf, die mit entsprechenden Gegen¬ elementen 65 des Exzenterrads 30 zusammenwirken. Die Führungs- bzw. Gegenelemente 54, 30 sind derart ausgebildet, dass sich das Exzenterrad 30 gegenüber dem Kopplungs- element 54 ebenfalls ausschließlich auf einer zweiten Geraden 66 bewegen kann, die nä¬ herungsweise senkrecht zur Geraden 62 angeordnet ist. Da sich nun das Exzenterrad 30 gegenüber dem Befestigungsflansch 60 ausschließlich auf zwei in etwa senkrecht zuein¬ ander angeordneten Geraden 62, 66 bewegen kann, wird eine Eigenrotalion des Exzenter¬ rades 30 mittels des Kopplungselements 54 unterbunden, wodurch sich das Abtriebsele- ment 40 entsprechend dem Untersetzungsverhältnis auf dem Exzenterrad 30 abrollt.

Im Ausführungsbeispiel, wie es im Schnitt der Figur 2 dargestellt ist, weist der Befesti¬ gungsflansch 60 als erste Gegenelemente 57 radiale Stege 68 auf, die in radiale Ausspa¬ rungen 70 eingreifen, die die ersten Führungselemenle 56 bilden. Dabei wird das Kopp- lungselement 54 über seitliche Führungsflächen 72 der ersten Führungselemente 56 ent¬ lang korrespondierenden seitlichen Gegenführungsflächen 73 des Befestigungsflansches 60 geführt. Die Führungs- und Gegenführungsflächen 72, 73 wirken hierbei gleichzeitig als Stützschultern 75, über die das Drehmoment zwischen dem Kopplungselement 54 und dem Befestigungsflansch 60 übertragen wird. Die zweiten Führungselemente 64 des Kopplungselements 54 sind als zweite radiale Aussparungen 78 ausgebildet, in die als 2weite Gegenführungen 65 ausgebildete Führungsbolzen 80 greifen. Die radialen Ausspa¬ rungen 78 weisen beide Führungsflächen 82 auf, an denen die Führungsbolzen 80 über Gegenführungsflächen 84 anliegen und das Exzenterrad 30 auf eine Bewegung relativ zum Kopplungselement 54 entlang der Geraden 66 zwingen. Die zweiten Führungs-bzw. Gegenführungsflächen 82, 84 sind ebenfalls als zweite Stützschultern 85 ausgebildet, ü- ber die das Drehmoment zwischen dem Exzenterrad 30 und dem Kopplungselement 54 übertragen wird. Das Kopplungselement 54 weist einen mittigen, beispielsweise kreis¬ förmigen Durchbruch 86 auf, wobei das den Durchbruch 86 durchdringende Exzentere¬ lement 20 innerhalb des Durchbruchs 86 um die Mittelachse 19 rotieren kann. Die äußere Form des Kopplungselements 54 ist hier in etwa kreisförmig ausgebildet, wobei dessen Außendurchmesser 88 geringer ist, als der Innendurchmesser 90, der in etwa kreisförmi¬ gen Ausnehmung 67 des Befestigungsflansches 60, um eine Verschiebung des Kopp¬ lungselements 54 entlang der Achse 62 zu ermöglichen. Die ersten Führungselemente 56 und die zweiten Führungselemente 64 des Kopplungselements 54 sind als radial nach au- ßenbzw. radial nach innen zum Durchbruch 86 hin offene Aussparungen 70, 78 ausge¬ bildet. Diese Aussparungen 70, 78 können in alternativen Ausführungen aber je nach Ausformung der Führungselemente 56, 64 und der Gegenelemente 57, 65 auch als ge¬ schlossene Langlöcher oder tangentiale parallele Führungsflächen ausgebildet sein .

Der Befestigungsflansch 60 umschließt das Kopplungselement 54 vollständig, das inner¬ halb der Ausnehmung 67 angeordnet ist. Das Kopplungselement 54 liegt dabei axial auf gleicher Höhe mit dem Befestigungsflansch 60 in einer Ebene senkrecht zum Lagerbol¬ zen 18. In einem äußeren Randbereich 92 des Befestigungsflansches 60 sind Aufnahmen 94 für Verbindungselemente 99 — beispielsweise Schrauben oder Nieten - ausgeformt, mit denen der Deckel 16 und der Grundkörper 14 miteinander und/oder mit dem Befesti¬ gungsflansch 60 verbunden werden. Hierzu werden beispielsweise in entsprechenden Ge- genaufhahmen 96 des Deckels 16 Schrauben 99 angeordnet, die die als Löcher ausgebil¬ deten Aufnahmen 94 durchdringen und in den Grundkörper 14 eingeschraubt werden. Das Getriebegehäuse 12 ist somit fest verschlossen und der Befestigungsflansch 60 in das Getriebegehäuse 12 integriert. Dadurch liegt an jeder axialen Seite 59, 61 das Befesti¬ gungsflansches 60 eines der Gehäuseteile 14 oder 16 an. Der Befestigungsflansch 60 weist weiter radiale Fortsätze 100 auf, die das Getriebegehäuse überragen, und Aufnah¬ men 95 für Befestigungselemente 99 aufweisen, die den Befestigungsflansch 60 mit ei¬ nem der zueinander beweglichen Teile 8, 9 verbindet. Die Aufnahmen 95 sindbeispiels- weise auch als runde Löcher 98 ausgebildet, die beispielsweise Schrauben 99 oder Nieten 99 aufnehmen. Um das Exzentergetriebe 10 gegenüber einem der zueinander bewegli¬ chen Teile 8,9 zu positionieren, sind an den Aufnahmen 95 Abstandshalter 102 angeord¬ net. Der Befestigungsflansch 60, der beispielsweise als Blechstanzteil gefertigt ist, weist in seinem inneren Bereich einen Durchsatz 104 auf, wodurch einerseits eine radiale Ih- nenfläche 106 und eine radiale Außenfläche 108 gebildet wird, Dadurch dient der Befes¬ tigungsflansch 60 als Zentrierelement für die Gehäuseteile 14 und 16, wobei sich der De¬ ckel 16 mit einem äußeren Rand 107 an der radialen Innenwand 106, und der Grundkδr- per 14 mit einem Rezess 109 an der radialen Außenwand 108 abstützt. Zusätzlich zu die¬ ser radialen Fixierung weist der Befestigungsflansch 60 als Sicherungselemente 110 ge- gen eine Verdrehung weitere Aussparungen 111 auf, in die formschlüssig Gegenelemente 112 des Deckels 16 greifen.

In einer erfindungsgemäßen Anwendung zur Sitzverstellung ist das Exzentergetriebe 10 über die Aufnahmen 95 des Befestigungsflansches 60 mit einem Sitzgestell 8, 9 verbun- den, wobei das Abtriebselement 40 über die Schnittstelle 42, 43, 44 mit einem gegenüber dem Sitzgestell beweglichen Teil 8, 9 - beispielsweise der Sitzlehne - wirkverbunden ist. Wirken nun beim Auftreten eines Auffahrunfalls hohe Drehmomente auf das Abtriebs¬ element 40, werden diese über das Exzenterrad 30 über die Stützschultern 85 auf das Kopplungselement 54, und von diesem über die Stützschultern 75 direkt auf den Befesti- gungsflansch 60 übertragen, und somit vom Sitzgestell aufgenommen. Dadurch erfahrt der Elektromotor 28, sowie die erste Getriebestufe (Schnecke 24, Schneckenrad 22 und das Getriebegehäuse 12) keine erhöhten Kräfte.

In einem nicht näher dargestellten alternativen Ausführungsbeispiel ist das Kopplungs- dement 54 einstückig mit dem Exzenterrad 30 ausgebildet. Dabei weist das Kopplungs¬ element 54 eine Außenverzahnung auf, die direkt in eine Innenverzahnung des Befesti¬ gungsflansches 60 greift. Das Exzenterrad 30 mit dem Kupplungselement 54 ist dabei frei drehbar angeordnet, wobei sich die Untersetzung aus dem Verhältnis der Zähnepaarung des Kopplungselements 54 mit dem Befestigungsflansch 60 zur Zahnpaarung der Innen- Verzahnung 36 / Außenverzahnung 32 ergibt. Auch hierbei werden die über das Abtriebs- element 40 eingeleiteten hohen Crash-Momente über die Außenverzahnung des Kopp¬ lungselements 54 direkt auf die Innenverzahnung des Befestigungsflansches 40 und damit auf das Sitzgestell übertragen. Dabei kann die Außenverzahnung des Kopplungselements 54 durchgängig mit der Außenverzahnung 32 des Exzenterrads 30, oder als abgesetzte Verzahnung ausgebildet sein. Es sei angemerkt, dass hinsichtlich der in den Figuren und der Beschreibung gezeigten Ausfiihrungsbeispiele vielfältige Kombinationsmöglichkeiten der einzelnen Merkmale untereinander möglich sind. So kann beispielsweise die konkrete Ausgestaltung des Be- festigungsflansches 60, des Kopplungselements 54 unddes Exzenterrads 30 mit den ers¬ ten und zweiten Führungselementen 56, 64 mit den korrespondierenden Gegenelementen 57, 65 oder der Winkel zwischen den beiden Geraden 62 und 66 beliebig variiert werden. Wesentlich ist dabei nur, dass auf das Exzentergetriebe 10 einwirkende hohe Drehmo¬ mente direkt über einen Formschluss des Kopplungselements 54 mit demBefestigungs- flansch 60 über den belastungsfahig ausgebildeten Befestigungsflansch 60 abgeführt werden können. Dadurch können das Gehäuse 12 und die anderen Bauteile, die nicht im Kraftfluss liegen, aus kostengünstigeren, und getriebeoptimierten Werkstoffen, wie bei¬ spielsweise Kunststoff, hergestellt werden. Die Anwendung des Exzentergetiϊebes 10 ist nicht auf das Verstellen von Sitzteilen im Kraftfahrzeug beschränkt, sondern kann bei be- liebigen Verstellvorrichtungen eingesetzt werden, bei denen hohe Drehmomente aufge¬ nommen werden sollen.