DE10053183A1

DE10053183A1 - Vorrichtung für die automatische Kontrolle des Abstands zwischen Getrieben

Info

Publication number: DE10053183A1
Application number: DE10053183A
Authority: DE
Inventors: Henry C Sangret
Original assignee: TRW Inc
Current assignee: Northrop Grumman Space and Mission Systems Corp
Priority date: 1999-11-02
Filing date: 2000-10-26
Publication date: 2001-06-21
Anticipated expiration: 2020-10-27
Also published as: DE10053183B4; US6269709B1

Abstract

Eine Vorrichtung (10) umfaßt erste (20) und zweite (40) eingreifende Getriebe, einen drehbaren Exzenter (50), eine Torsions- bzw. Drehfeder (70) und ein Drehblockierglied (80). Das erste Getriebe (20) ist um eine erste Achse (22) drehbar, und das zweite Getriebe (40) ist um eine zweite Achse (42) drehbar. Der drehbare Exzenter (50) trägt das erste Getriebe (20) bei einer Drehung um die erste Achse (22). Eine Drehung des Exenters (50) in eine erste Richtung (54) bewirkt, daß sich die erste Achse (22) und das erste Getriebe (20) auf die zweite Achse (42) zu bewegen. Die Drehfeder (70) spannt den Exzenter (50) für eine Drehung in die erste Richtung (54) vor. Das Drehblockierglied (80) verhindert eine Drehung des Exzenters (50) in eine zweite Richtung (56) entgegengesetzt der ersten Richtung (54).

Description

Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Steuern des Abstan des zwischen eingreifenden Getriebezähnen und, genauer gesagt, auf eine Vorrichtung zum Steuern des Abstandes zwischen Zähnen eines Schnec kengetriebes, die mit Zähnen eines Schneckenrades in Eingriff kommen.

Hintergrund der Erfindung

Eine bekannte Steuervorrichtung mit elektrischer Energie umfaßt einen Drehmomentssensor, der ein Steuerdrehmoment abfühlt, und einen elektri schen bzw. Elektromotor, der ein Fahrzeugsteuerglied gemäß dem von dem Drehmomentssensor erfühlten Steuerdrehmoment antreibt. Die Ausgangs welle des Elektromotors und das Fahrzeugsteuerglied sind typischerweise antreibend durch ein Schneckengetriebe und ein Schneckenrad gekoppelt. Das Schneckengetriebe und das Schneckenrad haben eingreifende Getrie bezähne.

Ein Verschleiß der eingreifenden Getriebezähne des Schneckengetriebes und des Schneckenrades führt zu einem Abstand zwischen den eingreifen den Zähnen. Ein solcher Abstand ist unerwünscht. Demgemäß sind Anpas sungsmechanismen zur Steuerung eines solchen Abstandes bekannt.

Zusammenfassung der Erfindung

Gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt eine Vorrichtung erste und zweite Getriebe mit eingreifenden Getriebezähnen, einen drehbaren Exzenter, eine Torsions- bzw. Drehfeder und ein Drehblockierglied. Das erste Getriebe ist um eine erste Achse drehbar, und das zweite Getriebe ist um eine zweite Achse drehbar. Der drehbare Exzenter trägt das erste Getriebe bei einer Drehung um die erste Achse. Eine Drehung des Exzenters in eine erste Richtung bewirkt, daß sich die erste Achse und das erste Getriebe auf die zweite Achse zu bewegen. Die Drehfeder spannt den Exzenter vor, um in die erste Richtung zu drehen. Das Drehblockierglied blockiert eine Drehung des Exzenters in eine zweite Richtung entgegengesetzt der ersten Richtung.

Eine Drehung des Exzenters in die erste Richtung tritt aufgrund der Vor spannung der Drehfeder auf, wenn ein Verschleiß zwischen den eingreifen den Getriebezähnen der ersten und zweiten Getriebe auftritt. Auf diese Art steuert die Vorrichtung den Abstand zwischen den eingreifenden Zähnen der ersten und zweiten Getriebe.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die vorangegangenen und andere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden Fachleuten des Gebietes, auf das sich die vorliegende Erfindung be zieht, beim Lesen der folgenden Beschreibung offensichtlich werden unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen, in denen zeigt:

Fig. 1 eine schematische Ansicht, teilweise geschnitten, einer Vorrichtung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Er findung;

Fig. 2 eine vergrößerte Detailansicht eines Teils der Vorrichtung von Fig. 1;

Fig. 3 eine Ansicht eines Teils der Vorrichtung der Fig. 2;

Fig. 4 eine Ansicht entlang der Linie 4-4 in Fig. 3; und

Fig. 5 eine Ansicht entlang der Linie 5-5 der Fig. 3.

Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels

Repräsentativ für die vorliegende Erfindung stellt Fig. 1 eine Vorrichtung 10 dar, die ein erstes Getriebe 20 und eine zweites Getriebe 40 umfaßt, das in Eingriff mit dem Getriebe 20 steht, einen drehbaren Exzenter 50, ein Gehäu se 60, eine Torsions- bzw. Drehfeder 70 und ein Drehblockierglied 80. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel treibt ein Elektromotor 11 das erste Getriebe 20 an, und ein zweites Getriebe 40 treibt ein Fahrzeugsteuerglied 12 an.

Das erste Getriebe 20 weist ein Schneckengetriebe auf und ist um eine erste Achse 22 drehbar. Das zweite Getriebe 40 weist ein Schneckenrad auf und ist um eine zweite Achse 42 drehbar. Das Schneckengetriebe 20 und das Schneckenrad 40 haben eingreifende spiralen- bzw. schraubenförmige Ge triebezähne.

Das Schneckengetriebe 20 hat vorragende Wellenteile bzw. -abschnitte 24, 26 an seinen entgegengesetzten Enden. Ein Lager 24a trägt den Wellenteil 24 bei einer Drehung in Bezug auf das Gehäuse 60 um eine Achse 22. Ein Abstandshalterring 24b umgibt das Lager 24a. Der Abstandshalterring 24b ist aus Federstahl hergestellt und greift an dem Gehäuse 60 und dem Außen kanal des Lagers 24a ein. Der Abstandshalterring 24b ermöglicht es dem Lager 24a, sich radial auf die Achse 22 zu in Bezug auf das Gehäuse 60 zu verschieben.

Der Exzenter 50 trägt den vorragenden Wellenteil 26 bei einer Drehung in Bezug auf den Exzenter 50 um die Achse 22. Der Wellenteil 26 ist in einer Kammer 51 (Fig. 5) in dem Exzenter 50 gelegen. Lager 30, 32 sind in der Kammer 51 in dem Exzenter 50 gelegen und sind zwischen dem Exzenter 50 und dem vorragenden Wellenteil 26 gelegen. Das Lager 30 ist ein Rollenla ger, das den Wellenteil 26 umgibt. Das Lager 32 ist ein Ball bzw. eine Kugel, die auf der Achse 22 zentriert ist und in einer Vertiefung in dem Exzenter 50 und in einer Vertiefung in dem Kopfende des Wellenteils 26 gelegen ist.

Der Exzenter 50 wird in einer Öffnung 62 in dem Gehäuse 60 getragen. Der Exzenter 50 wird in dem Gehäuse 60 bei einer Drehung um eine dritte Achse 52 getragen. Die dritte Achse 52 ist im allgemeinen parallel zu der Achse 22, aber von der Achse 22 um eine vorbestimmte Distanz D (Fig. 5) versetzt. Die Distanz D in Fig. 5 ist in ihrer Größe für darstellende Zwecke übertrieben.

Eine Drehung des Exzenters 50 um die dritte Achse 52 in einer ersten Rich tung 54 bewirkt, daß die Mitte 53 der Öffnung 51 des Exzenters 50 sich um die dritte Achse 52 dreht, und bewirkt, daß die erste Achse 22, die die Mitte 53 der Kammer 51 schneidet, sich auf die zweite Achse 42 zu bewegt.

Die Drehfeder 70 (Fig. 4) spannt den Exzenter 50 vor, um sich in eine erste Richtung 54 zu drehen. Die Drehfeder 70 ist wie eine Uhrfeder um einen Ab schnitt des Exzenters 50 gewickelt. Ein Ende 70a der Drehfeder 70 ist in ei nem sich radial erstreckenden Schlitz bzw. Spalt 70 in einem axialen Ende des Exzenters 50 gelegen. Das andere Ende 70b der Drehfeder 70 ist in ei nem Spalt 80a in dem Anti-Drehungsglied 80 gelegen. Ein Schnappring 59 ist in einer umfangsmäßigen Nut in dem Exzenter 50 gelegen und blockiert eine axiale Bewegung der Drehfeder 70 in eine Richtung nach links (wie in Fig. 2 gesehen) in Bezug auf den Exzenter 50.

Das Drehblockierglied 80 verhindert eine Drehung des Exzenters 50 in eine zweite Richtung 56 entgegengesetzt der ersten Richtung 54. Wie in den Fig. 2 und 4 zu sehen ist, hat das Drehblockierglied 80 einen Abschnitt 82, der in einem Spalt 64 in dem Gehäuse 60 gelegen ist. Der Abschnitt 82 greift an gegenüberliegenden Oberflächen 60a, 60b des Gehäuses 60 ein, die eine Drehung des Drehblockierglieds 80 in Bezug auf das Gehäuse 60 verhin dern. Der Spalt 64 in dem Gehäuse 60 hat jedoch eine Axiallänge, die eine Axialbewegung des Drehblockierglieds 80 in Bezug auf den Exzenter 50 und das Gehäuse 60 erlaubt.

Der Exzenter 50 und das Drehblockierglied 80 haben sich axial zuweisende Oberflächen, die eingreifende Zähne 58 bzw. 88 haben. Die eingreifenden Zähne 58, 88 erlauben eine Drehung des Exzenters 50 in Bezug auf das Drehblockierglied 80 in die erste Richtung 54, blockieren aber eine Drehung des Exzenters 50 in Bezug auf das Drehblockierglied 80 in die zweite entge gengesetzte Richtung 56.

Jeder Zahn der eingreifenden Zähne 58, 88 wird von einer sich axial erstrec kenden Oberfläche A und einer abgewinkelten Oberfläche B definiert, die sich in einem spitzen Winkel zur Oberfläche A erstreckt. Die gewinkelten Oberflächen B der benachbarten Zähne auf dem Exzenter 50 und auf dem Anti-Drehungsglied 80 greifen aneinander ein. Die sich axial erstreckenden Oberflächen A der benachbarten Zähne auf dem Exzenter 50 und auf dem Anti-Drehungsglied 80 greifen gleichermaßen aneinander ein. Eine Drehung in der Richtung 54 kann auftreten, da die gewinkelten Oberflächen B in Be zug aufeinander in die Richtung 54 gleiten können, während eine Drehung in eine Richtung 56 entgegengesetzt der Richtung 54 von den eingreifenden Oberflächen A der benachbarten Zähne blockiert wird.

Eine zweite Feder 90 spannt das Drehblockierglied 80 axial auf den Exzenter 50 zu vor, um die eingreifenden Zähne 58, 88 in Eingriff zu halten. Die Feder 90 ist eine Scheibenfeder, die einen Abschnitt des Exzenters umgibt. Die Feder 90 greift an der Drehfeder 70 an einer axialen Seite ein und greift an dem Drehblockierglied 80 an ihrer anderen axialen Seite ein. Ein Gewin destöpsel 66 verschließt die Gehäusekammer, in der der Exzenter 50, das Drehblockierglied 80 und die Drehfeder 70 gelegen sind. Der Gewindestöpsel 66 ist in eine mit Gewinde versehene Öffnung in dem Gehäuse 60 ge schraubt. Der Gewindestöpsel 66 trägt eine mit Gewinde versehene Anpas sungsschraube 101. Die Anpassungsschraube 101 greift an einem axialen Ende des Exzenters 50 an. Wenn die Anpassungsschraube 101 in den Stöp sel 66 geschraubt wird, übt die Anpassungsschraube eine Axialkraft auf den Exzenter 50 aus, wobei diese Kraft durch das Lager 32 an das Getriebe 20 übertragen wird. Dies paßt anfangs das Getriebe 20 in Bezug auf das Ge triebe 40 an, um eine Vorlast auf den eingreifenden schraubenförmigen Zäh nen der Getriebe 20 und 40 vorzusehen.

Die Vorrichtung 10 bewegt das Schneckengetriebe 20 und die Achse 22 des Schneckengetriebes 20 auf das Schneckenrad 40 und die Achse 42 der Schneckenräder zu, wenn ein Verschleiß der eingreifenden Zähne des Schneckenrads 40 und des Schneckengetriebes 20 auftritt. Diese Bewegung des Schneckengetriebes 20 tritt auf, da die Drehfeder 70 ständig eine Kraft auf den Exzenter 50 ausübt, die den Exzenter 50 drängt, sich in die Richtung 54 zu drehen. Der Exzenter 50 bewegt die Schneckengetriebeachse 22 un gefähr 0,01 Millimeter auf die Achse 42 des Schneckengetriebes zu während der gesamten Lebensdauer der Vorrichtung.

Die Drehung des Exzenters 50 in die erste Richtung 54 bewegt auch die er ste Achse 22 leicht seitlich in Bezug auf die dritte Achse 52 (Fig. 5). Die leichte Seitenbewegung kann auftreten, da es der Abstandshalterring 24b dem Lager 24a erlaubt, sich um ein kleines Ausmaß radial zu bewegen.

Wenn sich der Exzenter 50 in die Richtung 54 dreht, bewegt sich das Anti- Drehungsglied 80 axial gegen die Vorspannung der Feder 90. Wenn die Dre hung des Exzenters 50 ausreicht, werden die Zähne 58 auf dem Exzenter 50 über die Zähne 88 des Anti-Drehungsglieds rutschen.

Die eingreifenden schraubenförmigen Getriebezähne des Schneckengetrie bes 20 und des Schneckenrades 40 erzeugen Trennkräfte, die dazu neigen, die Getriebe 20 und 40 zu separieren und die dazu neigen, den Exzenter 50 in die Richtung 56 zu drehen. Die eingreifenden Zähne 58, 88 auf dem Ex zenter 50 und auf dem Anti-Drehungsglied 80 minimieren das Ausmaß der Trennung und der Drehung des Exzenters 50 in die Richtung 56, indem die Oberflächen A der benachbarten Zähne 58, 88 eingreifen. Wenn die Oberflä chen A der benachbarten Zähne 58, 88 eingreifen, kann keine Drehung des Exzenters in die Richtung 56 auftreten.

Aus der obigen Beschreibung der Erfindung werden Fachleute Verbesserun gen, Veränderungen und Modifikationen entnehmen. Solche Verbesserun gen, Veränderungen und Modifikationen innerhalb des Fachkönnens sollen von den angefügten Ansprüchen abgedeckt sein.

Claims

1. Eine Vorrichtung, die folgendes aufweist:
erste und zweite eingreifende Getriebe, wobei das erste Getriebe um ei ne erste Achse drehbar ist, und wobei das zweite Getriebe um eine zweite Achse drehbar ist;
einen drehbaren Exzenter, der das erste Getriebe bei einer Drehung um die erste Achse trägt, wobei eine Drehung des Exzenters in die erste Richtung bewirkt, daß sich die erste Achse und das erste Getriebe auf die zweite Achse zu bewegen;
eine Torsions- bzw. Drehfeder, die den Exzenter für eine Drehung in die erste Richtung vorspannt; und
ein Glied zum Blockieren einer Drehung des Exzenters in eine zweite Richtung entgegengesetzt der ersten Richtung.

2. Die Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das erste Getriebe ein Schnec kengetriebe ist und das zweite Getriebe ein Schneckenrad ist, wobei das Schneckengetriebe vorragende Wellenteile bzw. -abschnitte an seinen entgegengesetzten Enden hat, wobei der Exzenter einen der vorragen den Wellenabschnitte trägt.

3. Die Vorrichtung nach Anspruch 2, die weiterhin ein Gehäuse umfaßt, wobei der Exzenter in einer Öffnung in dem Gehäuse bei einer Drehung in Bezug auf das Gehäuse getragen wird.

4. Die Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei das Glied an dem Gehäuse mit Keilen befestigt bzw. verkeilt ist, um eine Drehung des Gliedes in Bezug auf das Gehäuse zu verhindern, wobei das Glied und der Exzenter ein greifende Zähne haben, die eine Drehung des Exzenters in die erste Richtung erlauben und eine Drehung des Exzenters in die zweite Rich tung blockieren.

5. Die Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei der Exzenter und das Glied axial aufeinander zuweisende Oberflächen haben und wobei die ein greifenden Zähne des Glieds und des Exzenters Teil der axial aufeinan der zuweisenden Oberflächen sind.

6. Die Vorrichtung nach Anspruch 5, die weiter eine zweite Feder umfaßt, die das Glied axial auf den Exzenter zu vorspannt.

7. Die Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Torsions- bzw. Drehfeder ausreichend Kraft hat, um zu bewirken, daß sich der Exzenter in die er ste Richtung in Bezug auf das Glied dreht, wobei das Glied sich axial gegen die Vorspannung der zweiten Feder bewegt, wenn die ersten und zweiten eingreifenden Getriebe eine vorbestimmte Menge Verschleiß erfahren.

8. Die Vorrichtung nach Anspruch 6, die weiter ein Lager umfaßt, das zwi schen dem Exzenter und dem vorragenden Wellenabschnitt gelegen ist.

9. Die Vorrichtung nach Anspruch 1, die weiter einen Elektromotor zum Antreiben des ersten Getriebes umfaßt, und ein Fahrzeugsteuerglied, das von dem zweiten Getriebe angetrieben wird.