CN116255443A - 齿轮变速器和用于机动车辆的座椅纵向调节装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种齿轮变速器和一种具有齿轮变速器的用于机动车辆的座椅纵向调节装置，该齿轮变速器(12)具有第一齿轮(10)和第二齿轮(30)，第一齿轮具有第一齿面(26)，第二齿轮具有第二齿面(32)，并且第二齿轮与第一齿轮啮合，其中，第一齿轮(10)具有齿顶圆(14)、齿根圆(18)和布置在齿顶圆(14)和齿根圆(18)之间的修正圆(22)，齿顶圆具有齿顶圆半径(16)，齿根圆具有齿根圆半径(20)，修正圆具有修正圆半径(24)，其中，第一齿面(26)在齿根圆(18)和修正圆(22)之间各自如此具有凹部(28)，使得在将齿轮(10，30)啮合于齿根圆(18)和修正圆(22)之间时在第一齿面(26)和第二齿面(32)之间不发生接触。

Description

齿轮变速器和用于机动车辆的座椅纵向调节装置
技术领域
本发明涉及一种齿轮变速器和一种用于机动车辆的座椅纵向调节装置。
背景技术
尤其在机动车辆中的机电座椅纵向调节装置中使用齿轮变速器，针对这些齿轮变速器在噪声行为和振动行为方面提出了高要求。
为了制造噪声和振动尽可能小的齿轮变速器，已知可以借助修缘或重合度提高来减少振动激励。对于在座椅纵向调节装置中经常使用的具有蜗杆和蜗轮的螺旋齿轮变速器来说，此时在蜗轮上进行修缘。
然而，诸如修缘和重合度提高之类的措施尤其受到制造技术的限制。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种齿轮变速器和一种用于机动车辆的座椅纵向调节装置，该齿轮变速器和该座椅纵向调节装置具有低的机械和声学振动激励并且在制造技术上易于制造。
根据本发明，该目的是通过一种具有权利要求1的特征的齿轮变速器和一种具有权利要求11的特征的座椅纵向调节装置来实现的。
本发明的有利的设计方案和改进方案在从属权利要求中给出。
根据本发明的齿轮变速器具有第一齿轮和第二齿轮，该第一齿轮具有第一齿面，该第二齿轮具有第二齿面，其中，第二齿轮与第一齿轮啮合。第一齿轮具有齿顶圆、齿根圆和布置在齿顶圆和齿根圆之间的修正圆，齿顶圆具有齿顶圆半径，齿根圆具有齿根圆半径，修正圆具有修正圆半径。根据本发明，第一齿面在齿根圆和修正圆之间各自如此具有凹部，使得在齿根圆和修正圆之间不发生在第一齿面和第二齿面之间的接触。
优选地，齿根圆半径构成为小于修正圆半径，并且修正圆半径构成为小于齿顶圆半径。由此，第一齿面的为此设置成与第二齿面接触的相应被称为接触齿面的区域与常规齿轮变速器相比可以缩短。接触齿面优选地布置在修正圆和齿顶圆之间。通过这样修正接触齿面，可以实现齿轮变速器的修正啮合线，该修正啮合线与常规齿轮变速器的理想啮合线和实际啮合线相比在滚切区域中明显平坦化地构成。修正啮合线在滚切区域中的平坦化优选地导致在齿啮合过程中刚度波动减小。齿啮合的刚度波动的减小可以导致齿轮变速器的旋转不均匀性的减小和振动激励的减小。因此，借助凹部可以改进齿轮变速器的噪声行为和振动行为，尤其是在不改变齿轮变速器的重合度的情况下。
然而，不依赖于接触齿面的缩短，第二齿轮可以伸入到在修正圆和齿根圆之间的区域中，而不会在那里发生第二齿面与第一齿面的接触。
齿高可以由齿顶圆半径和齿根圆半径之差形成，并且修正高度可以由修正圆半径和齿根圆半径之差形成。在这里，修正高度与齿高之比优选地在0.3至0.8的区间内，优选在0.6至0.7的区间内。修正高度与齿高之比可以依赖于齿轮变速器的增速比。增速比优选地由第二齿轮的转速与第一齿轮的转速之比形成。在增速比为3.25的情况下，修正高度与齿高之比优选为0.6。在增速比为3.75的情况下，修正高度与齿高之比优选为0.67。
在本发明的一个优选实施方式中，第一齿面在修正圆和齿顶圆之间至少区段地具有第一渐开线几何形状。由此，可以实现齿啮合的均匀过程。第一渐开线几何形状可以具有非常大的曲率半径。优选地，第一渐开线几何形状布置在接触齿面的区域中。
第二齿面可以至少区段地各自具有第二渐开线几何形状。尤其在与第一齿面的至少区段地构成的第一渐开线几何形状的相互作用中，可以因此实现齿啮合的均匀过程。优选地，第二渐开线几何形状相应地布置在第二齿面的区域中，该区域确定成与第一齿轮的接触齿面接触。
本发明可以如此构成，使得第一齿轮和/或第二齿轮至少部分地由塑料制成。由于塑料的良好的阻尼性能，可以进一步减少振动激励。优选地，第一齿轮和/或第二齿轮至少部分地由热塑性塑料PEEK制成。由此，可以容易地制造相应的齿轮，并且还可以低成本和低磨损地构成相应的齿轮。
此外，第一齿轮和/或第二齿轮可以至少部分地由金属制成。在这里，尤其是仅相应齿面、仅相应齿轮的齿或相应齿轮可以完全由金属或塑料制成。优选地，其中一个齿轮由塑料制成，并且另一个齿轮由金属制成。由此，金属齿轮的性能可以与塑料的良好阻尼性能相结合。此外，材料组合可以具有特别好的滑动性能。由此，在这种齿轮变速器中的滚动过程可以特别低磨损地进行。特别优选地，第一齿轮由塑料制成并且第二齿轮由金属制成。在这里，凹部的附设可以以特别简单的方式在塑料齿轮上实现。尤其地，当常规齿轮变速器如此构成，使得第一齿轮由塑料制成并且第二齿轮由金属制成时，可以由此出发以低的技术和经济费用提供根据本发明的齿轮变速器。
在本发明的一个优选实施方式中，第一齿面没有底切部。尤其地，当第一齿轮由塑料构成并且例如借助塑料注塑方法制成时，可以由此实现简单的可制造性。
特别优选地，凹部具有凹部轮廓，该凹部轮廓至少区段地平行于第一齿轮的径向方向构成。这种凹部轮廓可以简单地制成。尤其地，可以因此实现尽可能大的凹部，而不使第一齿面具有底切部。相应的平行部段优选地连接到接触齿面的面向齿根圆的端部。
在本发明的一个优选实施方式中，齿轮变速器构成为螺旋齿轮变速器。由此，可以同时以高的增速比实现紧凑的结构形式。
第一齿轮可以构成为蜗轮，并且第二齿轮可以构成为蜗杆。优选地，第一齿轮构成为蜗杆，并且第二齿轮构成为蜗轮。因此，凹部优选地布置在蜗杆的齿面上。
根据本发明的用于机动车辆的座椅纵向调节装置包括根据前述权利要求中任一项所述的齿轮变速器。座椅纵向调节装置可以由此满足对噪声行为和振动行为的高要求。
附图说明
参照以下附图说明本发明的实施例。在附图中：
图1示出了在现有技术的第一齿轮变速器的第一齿轮的轴截面之前的齿轮变速器的第一实施例的第一齿轮的一部分的轴截面；
图2示出了具有不同啮合线的齿轮变速器的啮合的横截面；
图3a示出了齿轮变速器的第二实施例在第一位置处的啮合的横截面；
图3b示出了现有技术的第二齿轮变速器在第一位置处的啮合的横截面；
图4a示出了图3a所示的齿轮变速器的实施例在第二位置处的啮合的横截面；
图4b示出了图3b所示的现有技术的齿轮变速器在第二位置处的啮合的横截面。
具体实施方式
图1至图3a和图4a示出了不同实施例的不同视图。为了清楚起见，并非所有附图标记都用在每个图中。相同的附图标记用于相同的和功能相同的部件。
图3b和图4b示出了现有技术的齿轮变速器的不同视图。为了清楚起见，并非所有附图标记都用在每个图中。相同的附图标记用于相同的和功能相同的部件。
图1示出了在现有技术的齿轮变速器112的第一齿轮110的横截面之前的齿轮变速器12的第一实施例的第一齿轮10的一部分的横截面。在这里，第一齿轮10以阴影线示出。现有技术的第一齿轮110没有阴影线。
第一齿轮10具有齿顶圆14、齿根圆18和布置在齿顶圆14和齿根圆18之间的修正圆22，该齿顶圆14具有齿顶圆半径16，该齿根圆18具有齿根圆半径20，该修正圆22具有修正圆半径24。此外，第一齿轮10具有第一齿面26，这些第一齿面26各自在齿根圆18和修正圆22之间具有凹部28。凹部28在图1中尤其是与现有技术的第一齿轮110相比变得清晰。
在图3a和图4a中示出了齿轮变速器12的实施例，该齿轮变速器12除了第一齿轮10以外还具有第二齿轮30，该第一齿轮10具有第一齿面26，该第二齿轮30具有第二齿面32，其中，第二齿轮30与第一齿轮10啮合。布置在第一齿面26上的凹部28如此构成，使得在齿根圆18和修正圆22之间不发生在第一齿面28和第二齿面32之间的接触。
在图1、图3a和图4a所示的实施例中，齿根圆半径20构成为小于修正圆半径24，并且修正圆半径构成为小于齿顶圆半径16。由此，第一齿面26上为此设置成与第二齿面32接触的、相应被称为接触齿面34的区域与常规齿轮变速器112的接触齿面134相比可以缩短。接触齿面34优选地布置在修正圆22和齿顶圆14之间。
然而，不依赖于接触齿面34的缩短，第二齿轮30可以伸入到在修正圆22和齿根圆18之间的区域中，而不会在那里发生第二齿面32与第一齿面26的接触。
接触齿面34的缩短尤其从图4a和图4b中可以看出。图4a示出了根据本发明的齿轮变速器12，图4b示出了没有凹部28的相应常规齿轮变速器112。在图4a和图4b中示出了在相同位置、即相同的啮合位置处的齿轮变速器12、112。在这里，图4a和图4b所示的位置是根据本发明的齿轮变速器12和常规齿轮变速器112之间的啮合差变得最大的位置。第二齿轮30的滚切齿36的第一齿面26和第二齿面32之间的接触相对于第一齿轮10的径向方向37比现有技术的相应齿轮变速器112的情况(图4b)明显更向外(图4a)发生。
通过这样修正接触齿面34，可以实现齿轮变速器12的修正啮合线38，该修正啮合线38与常规齿轮变速器112的理想啮合线40和实际啮合线42相比在滚切区域44中明显平坦化地构成(见图2)。滚切区域44在齿轮副匹配时通常表示齿啮合开始的区域。在图2至图4b中，第一齿轮10构成为驱动齿轮，从而滚切区域44在这些图中布置在左侧。
修正啮合线38在滚切区域44中的平坦化优选地导致在齿啮合过程中刚度波动减小。通过如此实现齿啮合过程中的刚度波动的减小，可以改进齿轮变速器12的噪声行为和振动行为。
如图2所示，常规齿轮变速器112的实际啮合线42和齿轮变速器12的修正啮合线38在齿啮合过程中接近理想啮合线40。因此，第一齿面26和第二齿面32之间的接触尤其在滚切区域中不同于第一齿轮110的第一齿面126与常规齿轮变速器112的第二齿轮130的第二齿面132的接触。参照图3a至图4b说明了图2中总结的差异，其中，将图3a和图4a中所示的齿轮变速器12的齿啮合位置与图3b和图4b中的常规齿轮变速器112的各自相应的齿啮合位置作了对比。为了说明起见，在图3a至图4b中分别绘制理想啮合线40作为参考。
如图1所示，齿高46可以由齿顶圆半径16和齿根圆半径20之差形成，并且修正高度48可以由修正圆半径24和齿根圆半径20之差形成。修正高度48与齿高46之比可以依赖于齿轮变速器12的增速比。在增速比为3.25的情况下，修正高度48与齿高46之比优选为0.6。在增速比为3.75的情况下，修正高度48与齿高46之比优选为0.67。
在图1、图3a和图4a所示的实施例中，第一齿面26在修正圆22和齿顶圆14之间区段地具有第一渐开线几何形状。第一渐开线几何形状可以具有非常大的曲率半径并且布置在接触齿面34的区域中。在图3a和图4a所示的齿轮变速器12的实施例中，第二齿面32至少区段地各自具有第二渐开线几何形状。优选地，第二渐开线几何形状相应地布置在第二齿面32的区域中，该区域确定成与第一齿轮10的接触齿面34接触。
图2至图4b所示的齿轮变速器12、112构成为螺旋齿轮变速器。在这里，相应地，第一齿轮10、110构成为蜗杆，并且第二齿轮30、130构成为蜗轮。因此，第一齿面26的凹部28布置在蜗杆的齿面上。图1所示的第一齿轮10也设置用于螺旋齿轮变速器并且构成为蜗杆。
在图2至图4b所示的齿轮变速器12、112中，相应地，第一个齿轮10、110即蜗杆由塑料PEEK制成。相应地，第二齿轮30、130即蜗轮由金属制成。
在图1以及图3a和图4a所示的实施例中，第一齿面26没有底切部。在这里，凹部28中的每一个具有凹部轮廓52，该凹部轮廓52至少区段地平行于第一齿轮10的径向方向37构成。相应的平行部段54连接到接触齿面34的面向齿根圆18的端部。
附图标记说明：
10 第一齿轮
12 齿轮变速器
14 齿顶圆
16 齿顶圆半径
18 齿根圆
20 齿根圆半径
22 修正圆
24 修正圆半径
26 第一齿面
28 凹部
30 第二齿轮
32 第二齿面
34 接触齿面
36 滚切齿
37 径向方向
38 修正啮合线
40 理想啮合线
42 常规齿轮变速器的实际啮合线
44 滚切区域
46 齿高
48 修正高度
52 凹部轮廓
54 平行部段
110 第一齿轮(现有技术)
112 齿轮变速器(现有技术)
126 第一齿面(现有技术)
130 第二齿轮(现有技术)
132 第二齿面(现有技术)
134 接触齿面(现有技术)

Claims (11)

1.一种齿轮变速器(12)，其具有第一齿轮(10)和第二齿轮(30)，所述第一齿轮(10)具有第一齿面(26)，所述第二齿轮(30)具有第二齿面(32)，并且所述第二齿轮(30)与所述第一齿轮(10)啮合，其中，所述第一齿轮(10)具有齿顶圆(14)、齿根圆(18)和布置在所述齿顶圆(14)和所述齿根圆(18)之间的修正圆(22)，所述齿顶圆(14)具有齿顶圆半径(16)，所述齿根圆(18)具有齿根圆半径(20)，所述修正圆(22)具有修正圆半径(24)，
其特征在于，所述第一齿面(26)在所述齿根圆(18)和所述修正圆(22)之间各自具有凹部(28)，使得在所述齿轮(10，30)啮合时，所述第一齿面(26)和所述第二齿面(32)之间不发生所述齿根圆(18)和所述修正圆(22)之间的接触。
2.根据权利要求1所述的齿轮变速器，其特征在于，齿高(46)由齿顶圆半径(16)和齿根圆半径(20)之差形成，并且修正高度(48)由修正圆半径(24)和齿根圆半径(20)之差形成，其中，修正高度(48)与齿高(46)之比在0.3至0.8的区间内，优选在0.6至0.7的区间内。
3.根据前述权利要求中任一项所述的齿轮变速器，其特征在于，所述第一齿面(26)在所述修正圆(22)和所述齿顶圆(14)之间至少区段地具有第一渐开线几何形状。
4.根据前述权利要求中任一项所述的齿轮变速器，其特征在于，所述第二齿面(32)至少区段地各自具有第二渐开线几何形状。
5.根据前述权利要求中任一项所述的齿轮变速器，其特征在于，所述第一齿轮(10)和/或所述第二齿轮(30)至少部分地由塑料制成。
6.根据前述权利要求中任一项所述的齿轮变速器，其特征在于，所述第一齿轮(10)和/或所述第二齿轮(30)至少部分地由金属制成。
7.根据前述权利要求中任一项所述的齿轮变速器，其特征在于，所述第一齿面(26)没有底切部。
8.根据前述权利要求中任一项所述的齿轮变速器，其特征在于，所述凹部(28)具有凹部轮廓(52)，所述凹部轮廓(52)设置成至少区段地平行于所述第一齿轮(10)的径向方向(37)。
9.根据前述权利要求中任一项所述的齿轮变速器，其特征在于，所述齿轮变速器(12)构成为螺旋齿轮变速器。
10.根据权利要求9所述的齿轮变速器，其特征在于，所述第一齿轮(10)构成为蜗杆，并且所述第二齿轮(30)构成为蜗轮，或者所述第一齿轮(10)构成为蜗轮，并且所述第二齿轮(30)构成为蜗杆。
11.一种用于机动车辆的座椅纵向调节装置，其具有根据前述权利要求中任一项所述的齿轮变速器(12)。
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