DE10106422A1

DE10106422A1 - Planetenradgetriebe

Info

Publication number: DE10106422A1
Application number: DE2001106422
Authority: DE
Original assignee: Hoehn Bernd Robert
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2001-02-12
Filing date: 2001-02-12
Publication date: 2002-08-29

Abstract

Bei einem Planetenradgetriebe, insbesondere als Verstellmechanismus zweier Bauteile zueinander, mit einem Sonnenrad, zumindest zwei Planetenrädern und zwei Hohlrädern mit unterschiedlicher Zähnezahl, wobei die Planetenräder mit beiden Hohlrädern kämmen, die Verzahnung des Planetengetriebes eine Evolventenverzahnung mit definierten Betriebseingriffswinkeln ist, die Differenz der unterschiedlichen Zähnezahlen der Hohlräder durch die Anzahl der Planetenräder teilbar ist und die Zahneingriffe an Vor- und Rückflanke der Planetenräder durch Profilverschiebung der Verzahnung der Hohlräder ermöglicht ist, wird zur Erzielung eines gleichmäßigen und funktionssicheren Betriebs bei kostengünstiger Herstellbarkeit vorgeschlagen, dass der jeweils in Eingriff befindliche Zahn eines jeden Planetenrades auf der Vorflanke mit einem Betriebseingriffswinkel alpha¶w1¶ zwischen 10 und 20 DEG mit dem einen Hohlrad und auf der Rückflanke mit einem Betriebseingriffswinkel alpha¶w2¶ zwischen 20 und 35 DEG mit dem zweiten Hohlrad kämmt. Die Betriebseingriffswinkel alpha¶w¶ betragen bevorzugt auf der Vorflanke ca. 14,5 DEG , auf der Rückflanke ca. 29,5 DEG und die Profilüberdeckung der Verzahnung ist epsilon¶alpha¶ > 1.

Description

Die Erfindung betrifft ein Planetenradgetriebe, insbesondere als Verstellme chanismus zweier Bauteile zueinander, mit einem Sonnenrad, zumindest zwei Planetenrädern und zwei Hohlrädern mit unterschiedlicher Zähnezahl, wobei die Planetenräder mit beiden Hohlrädern kämmen, die Verzahnung des Planetengetriebes eine Evolventenverzahnung mit definierten Be triebseingriffswinkeln ist, die Differenz der unterschiedlichen Zähnezahlen der Hohlräder durch die Anzahl der Planetenräder teilbar ist und die Zahn eingriffe an Vor- und Rückflanke der Planetenräder durch Profilverschiebung in der Verzahnung der Hohlräder ermöglicht ist.

Ein gattungsgemäßes Planetenradgetriebe als Verstellmechanismus für eine Sitz-Rückenlehnen-Verstellung zeigt die DE 32 01 309 C2. Ein derartiges Planetengetriebe ermöglicht eine Verstellung bei günstigen Übersetzungs verhältnissen und unterliegt einer weitgehenden Selbsthemmung-Eigen schaften, die für Verstellmechanismen allgemein, z. B. für die angeführte Rü ckenlehnenverstellung, günstig sind.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, das gattungsgemäße Planeten radgetriebe derart weiterzubilden, dass bei noch günstigeren Zahneingriffen eine Funktionsverbesserung und gute Fertigungseigenschaften erzielbar sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den weiteren Patentansprüchen entnehmbar.

Durch die erfindungsgemäßen Betriebseingriffswinkel α_w an der Vorflanke und an der Rückflanke des jeweils in Eingriff befindlichen Zahnes eines je den Planetenrades an den beiden Hohlrädern wird ein gleichmäßiges Abwäl zen der Verzahnung mit geringen Momentenunterschieden erzielt, welches eine störungsfreie und funktionssichere Betätigung des Planetenradgetriebes bei günstigen Fertigungsparametern ermöglicht.

Insbesondere bei Betriebseingriffswinkeln α_w1 von ca. 14,5 Grad und α_w2 von ca. 29,5 Grad an der besagten Vor- und Rückflanke des jeweils in Eingriff befindlichen Zahnes des jeweiligen Planetenrades und mit einer Profilüber deckung ε_α < 1 werden hervorragende Zahneingriffs- und Abwälzverhältnisse erreicht, die eine spielfreie und dennoch leichtgängige Betätigung des Ge triebes sicherstellen.

Fertigungstechnisch besonders vorteilhaft sind die Verzahnungen von Son nenrad und/oder Planetenrädern und/oder den Hohlrädern als Geradverzah nungen ausgebildet und bei Fertigung großer Stückzahlen spanlos durch Prägen oder Stanzen hergestellt. Grundsätzlich ist jedoch auch eine Schräg verzahnung einsetzbar.

Im Rahmen der möglichen Profilverschiebungen und Achsabstände inner halb der Hohlräder können vorteilhaft durch Austausch von Sonnenrad und Planetenrädern mit anderen Zähnezahlen Übersetzungsänderungen vorge nommen werden, wobei die Hohlräder und deren Anbauten als Gleichteile vorteilhaft unverändert bleiben. Dadurch sind in kostengünstiger Weise grö ßere Gesamtstückzahlen auf individuelle Anforderungen auslegbar (z. B. für Rückenlehnen-Verstellungen verschiedener Fahrzeughersteller).

Sofern die Selbsthemmung des vorbeschriebenen Planetenradgetriebes für den jeweiligen Einsatz nicht ausreichend ist, kann eine die Selbsthemmung verstärkende Reibungsbremse z. B. in Form einer Tellerfeder vorgesehen sein.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden mit weiteren Einzel heiten näher erläutert. Die schematische Zeichnung zeigt in:

Fig. 1 ein Planetenradgetriebe in einem Mittellängsschnitt mit einem Sonnen rad, drei Planetenrädern und zwei Hohlrädern;

Fig. 2 das Planetenradgetriebe nach Fig. 1 in einer Explosivdarstellung der Getriebeteile;

Fig. 3 einen Ausschnitt der Verzahnungs-Eingriffsverhältnisse zwischen ei nem Planetenrad und dem einen Hohlrad; und

Fig. 4 einen weiteren Ausschnitt der Verzahnungsverhältnisse zwischen dem gleichen Planetenrad und dem anderen Hohlrad.

In den Fig. 1 und 2 ist mit 10 ein Planetenradgetriebe bezeichnet, dass im wesentlichen ein Sonnenrad 12, drei Planetenräder 14, 16, 18 und zwei in nenverzahnte Hohlräder 20, 22 aufweist. Am Außenumfang der kreissymetri schen Hohlräder 20, 22 ist ein diese aneinander haltender, Relativverdre hungen jedoch zulassender Haltering 24 angeordnet. Ferner sind an den Hohlrädern 20, 22 nicht näher dargestellte Beschläge 26, 28 befestigt, von denen der eine Beschlag 26 ortsfest z. B. an einem Fahrzeugsitz, und der andere Beschlag 28 an einer dazu gehörenden Rückenlehne ausgebildet ist.

Die Hohlräder 20, 22 sind mit einer zentrischen Bohrung 30, 32 versehen, in denen eine nicht dargestellte Antriebswelle drehbar gelagert ist, die über ein Vielkant 34 im Sonnenrad 12 das Sonnenrad 12 bei Verstellbewegungen antreibt.

Zwischen dem Sonnenrad 12 und dem Nabenansatz 20a des Hohlrades 20 ist als Reibungsbremse eine Tellerfeder 36 eingespannt, die das Sonnenrad 12 gegen das gegenüberliegende Hohlrad 22 vorspannt.

Die jeweils 120 Grad über den Umfang des Sonnenrades 12 verteilten und ohne Lagerung bzw. einem Planetenradsteg angeordneten Planetenräder 14, 16, 18 kämmen einerseits mit dem Sonnenrad 12, andererseits jeweils mit der Hälfte ihrer Zahnbreite mit den Innenverzahnungen 20b bzw. 22b. Die Differenz der Zähnezahlen der Innenverzahnungen zueinander beträgt drei, entsprechend der Anzahl an Planetenrädern.

Die Verzahnungen (Zähne 38) von Sonnenrad 12 und Planetenrädern 14, 16, 18 sowie die Innenverzahnungen 20b und 22b der Hohlräder 20, 22 sind als Evolventenverzahnungen und Geradverzahnungen spanlos herge stellt, wobei die Innenverzahnungen 20b, 22b durch Präzisionsprägen aus den scheibenförmigen Hohlrädern 20, 22 heraus geformt sind, während die Verzahnungen von Sonnenrad 12 und Planetenrädern 14, 16, 18 durch Her ausstanzen aus einer Platine gefertigt sind.

In den Fig. 3 und 4 sind die Eingriffsverhältnisse zwischen dem einen Pla netenrad 14 und dem einen Hohlrad 20 bzw. dessen Innenverzahnung 20b (Fig. 3) und dem zweiten Hohlrad 22 bzw. dessen Innenverzahnung 22b er sichtlich.

Daraus geht ohne weiteres hervor, dass der Überdeckungsgrad ε_α < 1 ist; ferner betragen der Betriebseingriffswinkel α_w1 auf der Vorflanke 38a des bezüglichen Zahnes 38 am Hohlrad 22 (Fig. 4) ca. 14,5 Grad und der Be triebseingriffswinkel α_w2 auf der Rückflanke 38b des bezüglichen Zahnes 38 ca. 29,5 Grad. Dies wird erreicht durch die Profilverschiebungen an den bei den Hohlrädern 20, 22 und durch die unterschiedlichen Wälzkreise d_w.

Kennzeichnend ist dabei, dass trotz einer großen Zähnezahldifferenz der beiden Hohlräder 20, 22 von z. B. drei und damit der sehr unterschiedlichen Grundkreise d_b2 und d_b2 der Grundkreis der Planetenräder 14, 16, 18 d_b1 die beiden Grundkreise der Hohlräder 20, 22 schneidet, so dass sich Eingriffsli nien als Tangenten an die beiden Grundkreise d_b1-d_b2 bzw. d_b1-d_b2 erge ben.

Durch eine ausgewählte Zahnkopfhöhe der Planetenräder 14, 16, 18 wird eine Profilüberdeckung mit den beiden Hohlrädern 20, 22 von ε_α < 1 erreicht. Die Profilverschiebung der Planetenräder 14, 16, 18 ist so gewählt, dass sich auch für die Zahnradpaarung Sonnenrad 12 - Planetenräder eine Profilüber deckung ε_α von < 1 ergibt. Damit ist auch hier ein gleichmäßiger, funktionssi cherer Zahntrieb verwirklicht.

Claims

1. Planetenradgetriebe, insbesondere als Verstellmechanismus zweier Bauteile zueinander, mit einem Sonnenrad, zumindest zwei Planetenrädern und zwei Hohlrädern mit unterschiedlicher Zähnezahl, wobei die Planetenräder mit beiden Hohlrädern kämmen, die Verzahnung des Planetengetriebes eine Evolventenverzahnung mit definierten Betriebseingriffswinkeln ist, die Differenz der unterschiedlichen Zähnezahlen der Hohlräder durch die Anzahl der Planetenräder teilbar ist und die Zahneingriffe an Vor- und Rückflanke der Planetenräder durch Profilverschiebung in der Verzahnung der Hohlräder ermöglicht ist, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweils in Eingriff befindliche Zahn (38) eines jeden Planetenrades (14, 16, 18) auf der Vorflanke (38a) mit einem Betriebseingriffswinkel α_w1 zwischen 10 und 20 Grad mit dem einen Hohlrad (22) und auf der Rückflanke (38b) mit einem Betriebseingriffswinkel α_w2 zwischen 20 und 35 Grad mit dem anderen Hohlrad (20) kämmt.

2. Planetenradgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Betriebseingriffswinkel α_w1 auf der Vorflanke (38a) ca. 14,5 Grad beträgt.

3. Planetenradgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Betriebseingriffswinkel α_w2 auf der Rückflanke (38b) ca. 29,5 Grad beträgt.

4. Planetenradgetriebe nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, dass die Verzahnungen (Zähnezahlen/Modul) so gewählt sind, dass die Profilüberdeckung zwischen den Planetenrädern (14, 1618) und den beiden unterschiedlichen Hohlrädern (20, 22) sowie zwischen den Planetenrädern und dem Sonnenrad (12) von ε_α < 1 gegeben ist.

5. Planetenradgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, dass durch Austausch der Planetenräder (14, 16, 18) und des Sonnenrades (12) bei gleichen Verzahnungsparametern unterschiedliche Übersetzungen einstellbar sind.

6. Planetenradgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn zeichnet, dass zur Unterstützung dessen Selbsthemmung eine Reibungsbremse (36) vorgesehen ist.

7. Planetenradgetriebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibungsbremse durch zumindest eine zwischen dem Sonnenrad (12) und dem einen Hohlrad (20) angeordnete Tellerfeder (36) gebildet ist.

8. Planetenradgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn zeichnet, dass die Verzahnungen Geradverzahnungen sind.

9. Planetenradgetriebe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine, bevorzugt jedoch alle Geradverzahnungen spanlos durch Prägen, Stanzen, etc. hergestellt sind.

10. Planetengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnungen als evolventische Schrägverzahnungen ausgeführt sind.