Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verstelleinrichtung für einen Fahrzeugsitz nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine gattungsgemäße Verstelleinrichtung ist beispielsweise in der WO 2012/084158 A1 zum Verstellen einer Sitzhöhe eines Fahrzeugsitzes beschrieben. Über die Verstelleinrichtung wird ein erstes Sitzteil hier in Form eines Sitzuntergestells relativ zu einem zweiten Sitzteil in Form einer Führungsschienenanordnung mit Anbauteilen für das Sitzuntergestell verstellt. Die Verstelleinrichtung weist hierfür ein erstes, um eine erste Drehachse drehbares, verzahntes (d.h., mit einer Verzahnung versehenes) Element in Form eines motorisch angetriebenen Antriebsritzels auf sowie ein zweites verzahntes Element in Form eines Zahnsegments, das mit dem Antriebsritzel kämmt. Während das Antriebsritzel dem in seiner Höhe verstellbaren Sitzuntergestell zugeordnet ist, ist das Zahnradsegment der Führungsschienenanordnung zugeordnet und an einer der Schienen unbeweglich fixiert. Über die miteinander kämmenden verzahnten Elemente und die hierfür miteinander in Eingriff stehenden Verzahnungen der beiden verzahnten Elemente ist eine konstante Übersetzung realisiert, um eine Drehbewegung des Antriebsritzels in eine Verstellbewegung des Sitzuntergestells relativ zu der Führungsschienenanordnung umzusetzen.

Grundsätzlich kann aber auch ein Zahnradsegment an einem Betätigungshebel unbeweglich fixiert sein, der drehbar an einer Schiene der Führungsschienenanordnung drehbar gelagert ist. Alternativ kann ein Zahnradsegment an einer der Schienen unbeweglich fixiert und das Antriebsritzel an dem drehbaren Betätigungshebel fixiert sein.

Versteileinrichtungen mit vergleichbaren Zahnradgetrieben kommen auch bei manuellen Sitzhöhenverstellungen zum Einsatz. Sowohl bei fremdkraftbetätigten als auch bei manuellen Versteileinrichtungen kann vorgesehen sein, dass nicht nur eines der verzahnten Elemente, sondern beide verzahnten Elemente drehbar sind, um eine Verstellbewegung eines ersten Sitzteils relativ zu einem zweiten Sitzteil zu steuern. Insbesondere bei Sitzhöhenverstellungen im Fahrzeugbereich variiert das zur Verstellung aufzubringende Antriebsmoment vergleichsweise stark in Abhängigkeit von der aktuellen Sitzhöhe. Beispielsweise wird für das Anheben in die oberste Endposition ein deutlich kleineres Antriebsmoment benötigt als beim Anheben des Sitzuntergestells aus der untersten Endposition. Um dementsprechend die Verstellbewegung gerade in einem unteren Verstellbereich zu unterstützen, werden zusätzliche Federelemente vorgesehen. Die bisher bekannten Lösungen bergen hierbei jedoch einige Nachteile. Beispielsweise sind die unterschiedlichen mechanischen Lösungen teilweise äußerst komplex.

Bei fremd kraftbetätigte Versteileinrichtungen wird wiederum ein Antriebsmotor entsprechend groß ausgelegt, um das höchste erforderliche Antriebsmoment problemlos aufbringen zu können. Bei fremdkraftbetätigte Versteileinrichtungen müssen dann auch regelmäßig weitere Maßnahmen an der Steuerelektronik ergriffen werden, um über den gesamten Verstellweg des ersten Sitzteils eine vergleichsweise konstante Verstellgeschwindigkeit zu realisieren.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine in dieser Hinsicht verbesserte Versteileinrichtung für die Verstellung eines Sitzteiles eines Fahrzeugsitzes bereitzustellen.

Diese Aufgabe wird mit einer Versteileinrichtung des Anspruchs 1 gelöst.

Eine erfindungsgemäße Versteileinrichtung weist zwei miteinander kämmende verzahnten Elemente auf, von denen wenigstens eines drehbar gelagert ist und die bei einer Drehung des wenigstens einen drehbaren verzahnten Elements eine Verstellung des ersten Sitzteils relativ zu einem zweiten Sitzteil des Fahrzeugsitzes bewirken. Ferner ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die beiden ersten und zweiten verzahnten Elemente jeweils eine Verzahnung mit einem sich entlang der jeweiligen Verzahnung ändernden Teilkreis- und/oder Wälzkreisdurchmesser aufweisen, sodass über den Verstellweg des ersten Sitzteils ein Übersetzungsverhältnis der miteinander kämmenden ersten und zweiten verzahnten Elemente variiert.

Die Erfindung geht damit von dem Grundgedanken aus, dass bereits über die Verzahnungen lediglich zweier miteinander kämmender verzahnter Elemente der Versteileinrichtung ein Getriebe mit variablem Übersetzungsverhältnis bereitgestellt wird, wobei eine vom Verstellweg abhängige Übersetzung durch sich an beiden Verzahnungen ändernde Teilkreis- und/oder Wälzkreisdurchmesser bereitgestellt ist. In Abhängigkeit von einer Verstellposition des ersten Sitzteils entlang seines Verstellwegs wird über die Paarung der ersten und zweiten verzahnten Elemente somit ein sich änderndes Übersetzungsverhältnis realisiert, indem beispielsweise in einem ersten Bereich der Verzahnung des ersten verzahnten Elements ein anderer Teilkreis- und/oder Wälzkreisdurchmesser vorhanden ist als in einem sich daran anschließenden Bereich dieser Verzahnung. Je nach Art der Verzahnung können hierbei selbstverständlich auch in dem jeweiligen Bereich Teilkreis(abschnitt) und Wälzkreis(abschnitt) zusammenfallen. Bekanntermaßen ist dies jedoch nicht zwingend. Erfindungsgemäß wird somit ein variables Übersetzungsverhältnis entlang des Verstellwegs des ersten Sitzteils über sich ändernde und vorzugsweise unrunde, d.h., jeweils nicht entlang einer Kreisbahn mit konstantem Radius verlaufende Verzahnungen vorgesehen. Hierunter wird insbesondere die Möglichkeit verstanden, Eingriffswinkel einer Verzahnung eines verzahnten Elements vom ersten bis zum letzten Zahn der Verzahnung variabel und gegebenenfalls mit ungleichem Eingriffswinkel am anderen, hiermit kämmenden verzahnten Element zu paaren. Durch die erfindungsgemäß vorgesehene variable Gestaltung des Übersetzungsverhältnisses entlang des Verstellwegs des jeweiligen Sitzteils kann besonders einfach eine Vergleichmäßigung des für die Verstellung aufzubringenden Antriebsmomentes sowie eine Vergleichmäßigung der Verstellgeschwindigkeit des Sitzteils erreicht werden. Mit einer Vergleichmäßigung des erforderlichen Antriebsmoments wird bei einer fremdkraftbetätigten Versteileinrichtung auch eine verbesserte Akustik erreicht. So kann hierdurch eine Motorbelastung konstant gehalten werden, wodurch störende Motorengeräusche auf ein Mindestmaß reduzierbar sind. Eine sich variabel in Abhängigkeit vom Verstellweg ändernde Übersetzung kann zudem zum Verändern der Verstellgeschwindigkeit bei konstanter Antriebsgeschwindigkeit des antreibenden verzahnten Elements genutzt werden. Für die Verbesserung der Gleitverhältnisse beim Zahneingriff kann an den miteinander kämmenden verzahnten Elementen eine Profilverschiebung vorgesehen sein. Für eine Verbesserung der Festigkeit und damit des Crashverhaltens kann eine Verzahnung jeweils grundsätzlich so ausgestaltet sein, dass ein Abgleiten und Abstützen über den Kopf- oder Fußkreisdurchmesser eines Zahnes oder einer Reihe von Zähnen und damit nicht nur eine Momentenübertragung über die jeweiligen Zahnflanken gewährleistet ist.

In einer Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass die unterschiedlichen Übersetzungsverhältnisse durch abgestufte Teilkreis- und/oder Wälzkreisdurchmesser der miteinander kämmenden ersten und zweiten verzahnten Elemente bereitgestellt sind. Hier ändern sich folglich die jeweiligen Durchmesser und damit die Übersetzungsverhältnisse in vordefinierten Stufen und damit diskret beim Durchlaufen bestimmter Verstellpositionen entlang des Verstellwegs des ersten Sitzteils. Die Verzahnungen der ersten und zweiten verzahnten Elemente, über die die verzahnten Elemente miteinander kämmen, können grundsätzlich derart ausgebildet sein, dass sich das Übersetzungsverhältnis mehrfach entlang des Verstellwegs des ersten Sitzteils diskret oder kontinuierlich ändert. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Übersetzungsverhältnis über den Verstellweg zwischen zwei möglichen Endpositionen des ersten Sitzteils durchweg ansteigt, durchweg fällt oder in wenigstens einem Abschnitt des Verstellwegs fällt, während es in einem anderen Abschnitt des Verstellwegs ansteigt. Im letztgenannten Fall weist das Übersetzungsverhältnis über den Verstellweg einen Wendepunkt auf, sodass beispielsweise das Übersetzungsverhältnis zwischen antreibendem ersten verzahnten Element und zweiten verzahnten Element bei einer Verstellung des ersten Sitzteils von einer ersten Endposition in Richtung einer zweiten Endposition zunächst durchweg diskret oder kontinuierlich ansteigt und dann ab Erreichen einer bestimmten Verstellposition wieder durchweg diskret oder kontinuierlich abfällt, bis das erste Sitzteil seine zweite Endposition erreicht. In einer Ausführungsvariante ist auch das zweite verzahnte Element um eine zweite Drehachse drehbar gelagert, um eine Drehung des ersten verzahnten Elements um seine erste Drehachse in eine Verstellung des ersten Sitzteils des Fahrzeugsitzes umzusetzen. In einer solchen Variante ist der Abstand zwischen der ersten Drehachse des ersten verzahnten Elements und der zweiten Drehachse des zweiten verzahnten Elements unveränderlich. Die sich ändernden Teilkreis- und/oder Wälzkreisdurchmesser sind hier folglich derart aufeinander abgestimmt, dass ein Abstand der Drehachsen trotz des variierenden Übersetzungsverhältnisses über den Verstellweg des ersten Sitzteils konstant bleibt.

In einem Ausführungsbeispiel liegen die Verzahnungen der beiden miteinander kämmenden verzahnten Elemente mit den sich ändernden Teilkreis- und/oder Wälzkreisdurchmessern in einer gemeinsamen Ebene. Die unrunden Verzahnungen der beiden verzahnten Elemente verlaufen somit in einer Ebene entlang einer Umfangslinie um die jeweilige Drehachse. In einer alternativen Ausführungsvariante verlaufen Bereiche der Verzahnungen der ersten und zweiten verzahnten Elemente, die unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen zugeordnet sind, in verschiedenen Ebenen, die zueinander axial versetzt sind. Wenigstens eine der Verzahnungen des ersten oder zweiten verzahnten Elements verläuft somit beispielsweise entlang einer gleichmäßig oder ungleichmäßig steigenden Helix an einer Mantelfläche dieses verzahnten Elements. Dies schließt insbesondere einen (in der Draufsicht entlang einer Drehachse) spiralförmigen oder schneckenförmigen Verlauf der Verzahnung ein.

In einem Ausführungsbeispiel ist das erste verzahnte Element durch ein Zahnradelement in Form eines Antriebsritzels gebildet. Alternativ oder ergänzend kann das zweite verzahnte Element durch ein drehbares oder unbeweglich fixiertes Zahnradsegment gebildet sein. Bei einem drehbar gelagerten Zahnradsegment kann dieses auch exzentrisch gelagert sein. Grundsätzlich ist die erfindungsgemäße Lösung unabhängig von der Verzahnungsart. Beispielsweise kann eine Schrägverzahnung, eine Evolventenverzahnung oder eine Zykloidenverzahnung vorgesehen sein. In einzelnen Bereichen der jeweiligen Verzahnungen der verzahnten Elemente können für die unterschiedlichen Übersetzungsverhältnisse auch unterschiedliche Verzahnungsarten vorgesehen sein und damit an einem der verzahnten Elemente kombiniert vorliegen. Mit anderen Worten weist eines der verzahnten Elemente beispielsweise einen ersten Verzahnungsbereich mit einer Evolventenverzahnung und einen sich hieran anschließenden zweiten Verzahnungsbereich mit einer Zykloidenverzahnung auf. Zum Beispiel ist ein als Antriebsritzel ausgebildetes erstes verzahntes Element mit einer Schrägverzahnung, einer Evolventenverzahnung und/oder einer Zykloidenverzahnung versehen. Ergänzend oder alternativ kann dieses Antriebsritzels konusförmig ausgebildet sein. In einer Ausführungsvariante erstreckt sich ein als Zahnradsegment ausgebildetes zweites verzahntes Element unter einem nicht rechten Winkel geneigt zur ersten Drehachse des anderen hiermit kämmenden ersten verzahnten Elements. Ist das Zahnradsegment selbst drehbar gelagert und verlaufen die Drehachsen der beiden verzahnten Elemente zueinander parallel, erstreckt sich das Zahnradsegment in dieser Ausführungsvariante folglich auch unter einem nicht rechten Winkel geneigt zu seiner (der zweiten) Drehachse.

In einer Weiterbildung kämmt das sich geneigt zur Drehachse erstreckende Zahnradsegment mit einem Antriebsritzel, das eine helixartig verlaufende Verzahnung aufweist. Durch eine derartige Kombination ist das Antriebsritzel um mehr als 360° drehbar, ohne hierbei auf einen über den kompletten Verstellweg des ersten Sitzteils variablen Teilkreis- und/oder Wälzkreisdurchmesser verzichten zu müssen. Grundsätzlich ist es bevorzugt, wenn wenigstens eines der verzahnten Elemente um mehr als 180°, insbesondere um mehr als 270° drehbar ist, um das erste Sitzteil zwischen zwei möglichen Endpositionen zu verstellen.

In einer Ausführungsvariante ist wenigstens ein Anschlag vorgesehen, über den ein Drehweg eines verzahnten Elements um seine Drehachse begrenzt ist. Ein solcher Anschlag ist beispielsweise an einer feststehenden Komponente der Versteileinrichtung in Form eines vorspringenden Fortsatzes ausgebildet. An dem Anschlag schlägt das jeweilige verzahnte Element mit einem Gegenanschlag an, um dem ersten Sitzteil eine Endposition vorzugeben. Über zwei Anschläge können dann beide mögliche Endpositionen des ersten Sitzteils vorgegeben sein.

Die erfindungsgemäße Versteileinrichtung kann insbesondere für eine Sitzhöhenverstellung, für eine Neigungseinstellung einer Sitzwanne, für eine Neigungseinstellung einer Rückenlehne, für eine Verstellung einer Unterschenkelauflage oder für eine Verstellung eines Lehnenkopf einer Rückenlehne an einem Fahrzeugsitz eingerichtet und vorgesehen sein.

Zur (weiteren) Reduktion der erforderlichen Antriebskräfte und -momente und/oder der Verminderung von Störgeräuschen aufgrund eines unerwünschten Spiels zwischen zwei verstellbaren Komponenten der Versteileinrichtung ist in einer Ausführungsvariante zusätzlich mindestens ein Federelement vorgesehen. Über das mindestens eine Federelement ist vorzugsweise eine Komponente der Versteileinrichtung federnd vorbelastet ist, mittels der eine über die verzahnten Elemente erzeugte Verstellbewegung übertragbar ist.

Zur Erleichterung der Montage der Versteileinrichtung ist in einem Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass an wenigstens einem der verzahnten Elemente Montagemarkierungen vorgesehen sind, die eine bestimmungsgemäße Ausrichtung der verzahnten Elemente zueinander anzeigen. Aufgrund der unterschiedlichen Teilkreis- und/oder Wälzkreisdurchmesser kann durch die Verwendung von Montagemarkierungen in relativ einfacher Weise bei der Montage sichergestellt werden, dass die beiden jeweils verzahnten Elemente bestimmungsgemäß miteinander gepaart sind und mit dem gewünschten Übersetzungsverhältnis miteinander kämmen. Solche Montagemarkierungen sind beispielsweise durch einfache visuelle Markierungen an den verzahnten Elementen gebildet. Alternativ oder ergänzend können die Montagemarkierungen einander kontaktierende Mittel sein, die durch ihre Anlage aneinander oder ihr Verrasten miteinander eine bestimmungsgemäße Ausrichtung der beiden verzahnten Elemente zueinander bei der Montage sicherstellen.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden bei der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren deutlich werden.

Hierbei zeigen:

Figuren 1A bis 1 B ausschnittsweise ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Versteileinrichtung für eine

Sitzhöhenverstellung;

Figuren 2A bis 2B ausschnittsweise ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Versteileinrichtung für eine Sitzhöhenverstellung;

Figuren 3A bis 3B Diagramme zur Veranschaulichung eines Momentenverlaufs und einer Verstellgeschwindigkeitverlaufs für eine aus dem Stand der Technik bekannte Versteileinrichtung zur Sitzhöhenverstellung; Figuren 4A bis 4B Diagramme zur Veranschaulichung des Momentenverlaufs und des Verstellgeschwindigkeitverlaufs für eine erfindungsgemäße Versteileinrichtung;

Figur 5 schematisch eine weitere Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Versteileinrichtung für die Neigungseinstellung einer Rückenlehne;

Figur 6 schematisch eine weitere Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Versteileinrichtung für die Verstellung einer Unterschenkelauflage eines Fahrzeugsitzes;

Figur 7 schematisch eine weitere Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Versteileinrichtung für die Verstellung einer Sitzwanne eines Fahrzeugrücksitzes;

Figur 8 schematisch eine weitere Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Versteileinrichtung für die Verstellung einer Rückenlehne eines Fahrzeugrücksitzes;

Figuren 9 schematisch eine weitere Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Versteileinrichtung zur Verstellung eines Lehnenkopfes einer Rückenlehne;

Figur 10 in Seitenansicht ein Fahrzeugsitz mit Veranschaulichung einer möglichen Position für eine erfindungsgemäße Versteileinrichtung.

Die Figur 10 zeigt schematisch und in Seitenansicht einen Fahrzeugsitz F mit einem Sitzseitenteil und einer Sitzwanne S (aus Gründen der Vereinfachung ist für beide Komponenten das Bezugszeichen„S" verwendet), an dem oder der eine Rückenlehne R des Fahrzeugsitzes F angeordnet und gegebenenfalls relativ hierzu verschwenkbar gelagert ist. Ein die Sitzwanne und das Sitzseitenteil S umfassendes Sitzuntergestell ist in seiner Höhe relativ zu einer Schienenanordnung SA einstellbar. Hierfür ist das Sitzuntergestell über mehrere Schwingen W1 und W2 mit der Schienenanordnung SA verbunden. Die Schwingen W1 und W2 sind hierfür jeweils an Gelenkspunkten G1 und G3 an der Schienenanordnung SA und an Gelenkpunkten G2 und G4 an dem Sitzuntergestell angelenkt. Über eine hier nicht näher dargestellte Versteileinrichtung V ist die Sitzhöhe manuell oder fremdkraftbetätigt einstellbar, um das Sitzuntergestell entlang einer Verstellrichtung H anzuheben oder abzusenken. Die Versteileinrichtung V umfasst üblicherweise eine Getriebestufe mit wenigstens zwei miteinander kämmenden verzahnten Elementen. Eines der verzahnten Elemente kann hierbei beispielsweise über einen Antriebsmotor fremdkraftbetätigt oder über einen Betätigungshebel manuell in Drehung versetzt werden. Dieses (erste) angetriebene verzahnte Element, z.B. in Form eines Zahnradelements, kämmt mit einem ebenfalls drehbaren oder feststehenden (zweiten) verzahnten Element, um die Drehung des angetriebenen verzahnten Elements in eine Verstellbewegung des Sitzuntergestells relativ zu der bodenfesten Schienenanordnung SA umzusetzen.

In den Figuren 1A und 1 B ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäß ausgestalteten Versteileinrichtung V gezeigt, die für die Sitzhöhenverstellung an einem Fahrzeugsitz F ausgebildet und eingerichtet ist. Bei dieser Versteileinrichtung V ist ein angetriebenes erstes verzahntes Element durch ein Antriebsritzel 2 gebildet. Dieses ist vorliegend sitzteilfest und dementsprechend an einem Sitzseitenteil des in seiner Höhe einstellbaren Sitzuntergestells über eine Lagerplatte 4 an dem Sitzseitenteil fixiert. Hierbei ist das Antriebsritzel 2 beispielsweise manuell über einen Betätigungshebel 3 oder fremdkraftbetätigt über einen vorzugsweise elektromotorischen Antrieb zu einer Drehung antreibbar. Ein entsprechender und an sich bekannter Übertragungsmechanismus kann hierbei beispielsweise an einem Gehäuseabschnitt des Betätigungshebels 3 angeordnet sein.

Das Antriebsritzel 2 kämmt mit einem zweiten verzahnten Element einer Getriebestufe in Form eines Zahnradsegments 1 , um eine Verstellbewegung an das Sitzuntergestell zu übertragen. Das Zahnradsegment 1 ist hierfür beispielsweise mit einem Querrohr des Sitzuntergestells drehfest verbunden, das an dem Sitzuntergestell drehbar gelagert ist. Wird über das Antriebsritzel 2 ein Antriebsmoment an das Zahnradsegment 1 übertragen, wird das Querrohr in Drehung um eine Drehachse A versetzt. Dies führt in an sich bekannter Weise, zum Beispiel über mindestens einen Schwenkhebel oder ein Paar von Schwingen zu einer Verstellkraft auf das Sitzuntergestell, um dieses entlang der Verstellrichtung H anzuheben oder abzusenken.

Um bei einer Verstellbewegung des Sitzuntergestell relativ zu der bodenfesten Schienenanordnung SA eine Vergleichmäßigung des für die Verstellung aufzubringenden Antriebsmomentes und eine Vergleichmäßigung der Verstellgeschwindigkeit über den gesamten zulässigen Verstell bereich zu erreichen, sind vorliegend das Antriebsritzel 2 und das Zahnradsegment 1 mit Verzahnungen 20 und 10 versehen, die sich ändernde Teilkreis- und/oder Wälzkreisdurchmesser entlang der jeweiligen Verzahnung 20 oder 10 aufweisen. Hierbei ändern sich die Verzahnungen 10 und 20, über die die beiden verzahnten Elemente 1 und 2 miteinander kämmen, derart, dass sich über den Verstellweg des Sitzuntergestell von einer untersten Endposition bis zu einer obersten Endposition ein Übersetzungsverhältnis zwischen den beiden verzahnten Elementen 1 und 2 fortlaufend ändert. Ein Abstand der Drehachse A des Zahnradsegments 1 zu einer Dreh- oder Ritzelachse B des Antriebsritzels 2 bleibt hierbei stets konstant. Durch den variablen Teilkreis- und/oder Wälzkreisdurchmesser von Zahnradsegment 1 zum Antriebsritzel 2 verändert sich jedoch das Übersetzungsverhältnis über den Verstellweg des Sitzuntergestells und damit über den Hub. So bilden das Antriebsritzel 2 und das Zahnradsegment 1 vorliegend jeweils wenigstens zwei Verzahnungsbereiche 200, 201 und 100, 101 an ihrer jeweiligen Verzahnung 20 oder 10 aus, die zueinander unterschiedliche Teilkreis- und/oder Wälzkreisdurchmesser definieren. Beide Verzahnungen 20 und 10 sind somit unrund.

Während die beiden Verzahnungsbereichen 100 und 200 einer unteren Endposition des Sitzuntergestell zugeordnet sind und das größte Übersetzungsverhältnis definieren, sind die Verzahnungsbereiche 101 und 201 einer oberen Endposition des Sitzuntergestell zugeordnet und definieren ein deutlich kleineres Übersetzungsverhältnis. Vorliegend variiert das Übersetzungsverhältnis über den Verstellweg von über 10 (unten) bis unter 8 (oben), z.B. von etwa 11 bis etwa 7,5. In einem unteren Teil des Verstellbereichs mit höheren Antriebskräften ist somit über die beiden verzahnten Elemente 2, 1 eine leichtere Übersetzung zwischen Antriebsritzel 2 und Zahnradsegment 1 definiert, während in einem höheren Teilbereich mit niedrigeren Antriebskräften eine schwere Übersetzung definiert ist. Das über den Verstellweg von der untersten Endposition bis in die oberste Endposition fallende Übersetzungsverhältnis ist dadurch erreicht, dass der Teilkreis- und/oder Wälzkreisdurchmesser des Antriebsritzels 2 über den Umfang des Antriebsritzels 2 in einer Umfangsrichtung (hier im Uhrzeigersinn) ansteigt und folglich die Zähne der Verzahnung 20 größer werden sowie der hierauf abgestimmte Teilkreis- und/oder Wälzkreisdurchmesser des Zahnradsegment 1 über dessen Umfang in eine entgegengesetzte Umfangsrichtung (entgegen dem Uhrzeigersinn) kleiner wird und sich folglich die Größe der Zähne der Verzahnung 10 verringert. Über das variable Übersetzungsverhältnis in Abhängigkeit von der aktuellen Verstellposition des Sitzuntergestell ist in einfacher Weise erreicht, dass das an dem Antriebsritzel 2 aufzubringende Antriebsmoment über den gesamten Verstellbereich vergleichsweise konstant gehalten werden kann, während das der Verstellung entgegenwirkende Moment variiert und in Richtung der obersten Endposition abfällt.

Bei der Ausführungsvariante der Figuren 2A und 2B ist das Zahnradsegment 1 zusammen mit einem Abschnitt eines Querrohres oder einer Querwelle 5 dargestellt, mit dem das Zahnradsegment 1 drehfest, zum Beispiel durch Verschweißen, verbunden ist. Bei der Variante der Figuren 2A und 2B verlaufen die Verzahnungen 10 und 20 des Zahnradsegment 1 und des Antriebsritzels 2 im Unterschied zu der Variante der Figuren 1A und 1 B nicht im Wesentlichen in ein und derselben Ebene und zwar unabhängig von dem aktuellen Übersetzungsverhältnis, sondern die den unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen zugeordneten Verzahnungsbereiche 100, 101 und 200, 201 der beiden verzahnten Elemente 1 und 2 sind jeweils in axial zueinander beabstandeten Ebenen angeordnet. So verläuft die Verzahnung 20 des Antriebsritzels 2 hier entlang einer ansteigenden Helix und damit spiralförmig an der äußeren Mantelfläche des Antriebsritzels 2 entlang um die Drehachse B. Die Verzahnung 20 des Antriebsritzels 2 erscheint somit in einer Draufsicht entlang der Drehachse B Schnecken- oder spiralförmig.

Das unter konstantem Achsabstand zu der Drehachse B des Antriebsritzels 2 drehbar gelagerte Zahnradsegment 1 wiederum weist eine Verzahnung 10 auf, die schräg zur Drehachse A des Zahnradsegment 1 verläuft. Die Neigung des Zahnradsegments 2 bezüglich seiner Drehachse A ist insbesondere anhand der Figur 2B ersichtlich. Hieraus ist erkennbar, dass sich das Zahnradsegment 2 unter einem Winkel α ungleich 90° bezüglich seiner Drehachse A erstreckt. Durch die Kombination der Schneckenform des Antriebsritzels (oder hier Schneckenritzels) 2 mit seiner damit spiralförmig oder helixartig verlaufenden Verzahnung 20 und dem hiermit kämmenden, schrägen Zahnradsegment 1 ist bei konstantem Achsabstand der beiden Drehachsen A und B ein variables Übersetzungsverhältnis über den Hub erreicht und zudem eine Drehung des Antriebsritzels 2 um mehr als 360° ermöglicht, um das Sitzuntergestell von der untersten Endposition bis in die oberste Endposition zu verstellen.

Die Figuren 3A und 3B zeigen Diagramme, in denen der Verlauf eines Antriebsmomentes M und einer Verstellgeschwindigkeit v über den Verstellweg s eines in seiner Höhe verstellten Sitzuntergestell nach dem Stand der Technik veranschaulicht sind. Hierbei ist aus der Figur 3A insbesondere ersichtlich, wie das aufzubringende Antriebsmoment über den Verstellweg s erheblich abfällt und auch die Verstellgeschwindigkeit v variiert über den Verstellweg klein s vergleichsweise stark.

Mit einer erfindungsgemäß ausgestalteten Versteileinrichtung V entsprechend den Varianten der Figuren 1A bis 1 B und 2A bis 2B lässt sich das aufzubringende Antriebsmoment M deutlich vergleichmäßigen. Gleiches gilt für die Verstellgeschwindigkeit v. Dies ist anhand der Diagramme der Figuren 4A und 4B verdeutlicht. Zu beachten ist hierbei jeweils der gegenüber den Darstellungen der Figuren 3A und 3B unterschiedliche Maßstab der Ordinate.

Eine erfindungsgemäße Versteileinrichtung V ist nicht nur bei einer Sitzhöhenverstellung, sondern auch für die Verstellung anderer Sitzteile eines Fahrzeugsitzes F effektiv einsetzbar, insbesondere bei solchen Versteileinrichtungen V, bei denen ein Antriebsmoment für das zu verstellende Sitzteil über den Verstellweg erheblich variiert und/oder bei denen das antreibende Zahnratelement um mehr als 270° oder mehr als 360° gedreht werden soll. Auch hier ist über die erfindungsgemäße Lösung mit einer Getriebestufe die durch sich ändernde Teilkreis- und/oder Wälzkreisdurchmesser ein über den Verstellweg variables Übersetzungsverhältnis bereitstellt, das aufzubringende Antriebsmoment vergleichsweise konstant zu halten und damit bei fremdkraftbetätigten Versteileinrichtungen die Belastung eines Antriebsmotors konstant zu halten. Durch eine konstante Belastung werden auch ein konstantes Motorgeräusch und damit eine verbesserte Akustik erzielt. Im Übrigen ist die erfindungsgemäße Lösung auch bei Versteileinrichtungen von Vorteil, bei denen in nur gewissen Verstellbereichen besonders viel Kraft oder eine vergleichsweise hohe Geschwindigkeit benötigt wird.

Die Figuren 5 bis 9 zeigen exemplarisch weitere Ausführungsvarianten einer erfindungsgemäßen Versteileinrichtung V an einem Fahrzeugsitz, wobei die jeweilige Versteileinrichtung V hier jeweils einen Motor 6 zur fremdkraftbetätigten Verstellung des jeweiligen Sitzteils vorsieht.

In der Figur 5 ist schematisch eine Versteileinrichtung V mit einem Zahnradsegment 1 und einem rückenlehnenfesten Antriebsritzel 2 für die Neigungseinstellung einer Rückenlehne R relativ zu einem Sitzuntergestell gezeigt. Durch Abrollen auf dem Zahnradsegment 1 bewirkt das drehbar an der Rückenlehne R gelagerte Antriebsritzel 2 eine Verstellung der Rückenlehne R. Die Figur 6 zeigt eine Ausführungsvariante einer Versteileinrichtung V für die Verstellung einer Unterschenkelauflage U eines Fahrzeugsitzes F relativ zu einem Sitzseitenteil und/oder einer Sitzwanne S des Fahrzeugsitzes F. Gleichwohl dies nicht zwingend ist, ist hier vorgeschlagen, dass Antriebsritzel 2 mit dem antreibenden Motor an dem Sitzseitenteil vorzusehen und das hiermit kämmende Zahnradsegment 1 an der Unterschenkelauflage U.

Eine weitere Möglichkeit zur Verwendung einer erfindungsgemäßen Versteileinrichtung V ist in der Figur 7 veranschaulicht. Hierbei ist über die Versteileinrichtung V eine Verstellung einer Sitzwanne S fremdkraftbetätigt möglich, um diese anzuheben oder abzusenken. Eine Absenkung der Sitzwanne S ist beispielsweise bei Fahrzeugrücksitzen gewünscht, um zusätzlichen Laderaum bereitzustellen oder einen Einstieg in den Fahrzeugfond zu erleichtern.

Mit der Figur 8 wird eine Versteileinrichtung V zur Einstellung einer Neigung einer als sogenannte Schlepplehne ausgebildeten Rückenlehne R eines Fahrzeugsitzes F veranschaulicht. Bei der Variante der Figur 9 ist die Versteileinrichtung V dazu genutzt, einen Lehnenkopf K eine Rückenlehne R in seiner Neigung einzustellen.

Allen vorgenannten Ausführungsvarianten ist gemein, dass über die erfindungsgemäß ausgestaltete Getriebestufe mit zwei verzahnten Elementen 1 und 2, die jeweils sich ändernde und auf einander abgestimmte Teilkreis- und/oder Wälzkreisdurchmesser aufweisen, ein von der Verstell position des jeweiligen zu verstellenden Sitzteils abhängiges Übersetzungsverhältnis bereitgestellt werden kann. Infolge dieses über den Verstellweg s variierenden Übersetzungsverhältnisses kann beispielsweise ein durch einen Motor 6 erzeugtes Antriebsmoment vergleichsweise konstant gehalten werden, gleichwohl das der Verstellung entgegenwirkende Moment über den Verstellweg s variiert.

Bei jeder der gezeigten Versteileinrichtungen V können Anschläge vorgesehen sein, um einen Drehweg des antreibenden Antriebsritzels 2 oder des angetriebenen Zahnradsegments 1 zu begrenzen und hierüber eine Endposition des jeweiligen Sitzteils (Sitzuntergestell entsprechend den Figuren 1A - 2B, Rückenlehne R entsprechend den Figuren 5 und 8, Unterschenkelauflage U entsprechend der Figur 6, Sitzwanne S entsprechend der Figur 7 oder Lehnenkopf K entsprechend der Figur 9) zu definieren.

Zur Reduzierung der aufzubringenden Antriebskraft und/oder zum Vorspannen des jeweiligen kinematischen Systems für die Vermeidung von unerwünschten Klappergeräuschen kann zudem mindestens ein Federelement Teil der Versteileinrichtung V sein. Ein solches Federelement greift dann an einer Komponente der Versteileinrichtung V, zum Beispiel einem der verzahnten Elemente 1 oder 2 oder einer hiermit zusammenwirkenden Komponente an, um dieses in eine Richtung vor zu spannen.

Bezugszeichenliste

1 Zahnradsegment (2. verzahntes Element)

10 Verzahnung

100, 101 Verzahnungsbereich

2 Antriebsritzel (1. verzahntes Element)

20 Verzahnung

200, 201 Verzahnungsbereich

3 Betätigungshebel

4 Lagerplatte

5 Querrohr / Querwelle

6 Motor

A Drehachse

B Dreh- / Ritzelachse

F Fahrzeugsitz

G1 - G4 Gelenkpunkt

H Richtung

K Lehnenkopf

M Moment

R Rückenlehne

S Sitzwanne / Sitzseitenteil

s Verstellweg

SA Schienenanordnung

U Unterschenkelauflage

V Versteileinrichtung

v Verstellgeschwindigkeit

W1 , W2 Schwinge

α Winkel