DE102007042803A1

DE102007042803A1 - Rotation speed adjusting device for gear wheel of motor vehicle, has axle with piezo-electric adjustment mechanism, which actuates lever arm to connect lever arm with coupling element of circular ring area of gear wheel in form-fit manner

Info

Publication number: DE102007042803A1
Application number: DE200710042803
Authority: DE
Inventors: Falk Heinrich; Torsten Lehmann
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2007-09-07
Filing date: 2007-09-07
Publication date: 2009-03-12

Abstract

The device has a gear wheel (10) with circular ring areas (20, 22) arranged on an axle (11). The circular ring area (20) forms a coupling element (21) i.e. gear-wheel groove, in which a lever arm (25) is engaged. An adjusting unit (23) assigned to the circular ring area (22) adjusts the speed of the gear wheel. The axle is provided with a piezo-electric adjustment mechanism (30), which actuates the lever arm to connect the lever arm with the coupling element of the circular ring area (20) of the gear wheel in a form-fit manner. An independent claim is also included for a method for adjusting rotation speed of a gear wheel.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die gegenwärtige Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Drehzahlangleichung. Im Besonderen betrifft die gegenwärtige Erfindung eine Vorrichtung zur Drehzahlangleichung, wobei mindestens ein Zahnrad auf einer Welle angeordnet ist, wobei das Zahnrad eine erste Kreisringfläche und eine zweite Kreisringfläche besitzt. Die erste Kreisringfläche hat mindestens ein Koppelelement ausgeformt. Die zweite Kreisringfläche besitzt eine Einrichtung zum Angleichen der Drehzahl des Zahnrades.The The present invention relates to a device for speed matching. In particular, the present invention relates to a Device for speed adaptation, wherein at least one gear is arranged on a shaft, wherein the gear has a first annular surface and has a second annular surface. The first circular area has formed at least one coupling element. The second circular area has a device for adjusting the speed of the gear.

Ferner betrifft die gegenwärtige Erfindung ein Verfahren zur Drehzahlangleichung. Dabei ist mindestens ein Zahnrad auf einer Welle angeordnet. Das Zahnrad besitzt eine erste Kreisringfläche und eine zweite Kreisringfläche. Die erste Kreisringfläche hat mindestens ein Koppelelement ausgeformt und die zweite Kreisringfläche hat eine Einrichtung zum Angleichen der Drehzahl des Zahnrades ausgebildet.Further The present invention relates to a speed matching method. In this case, at least one gear is arranged on a shaft. The Gear has a first annular surface and a second Annular surface. The first circular area has formed at least one coupling element and the second annular surface has formed a means for adjusting the rotational speed of the gear.

Die Deutsche Offenlegungsschrift DE 10148085 offenbart ebenfalls eine Vorrichtung zur Angleichung der Drehzahl. Hierzu wird eine Kupplungsmuffe in Richtung eines Losrades verschoben. Bedingt durch die Reibung der kegeligen Reibfläche zwischen Synchronring und Losrad wird eine entsprechende^, Angleichung der Drehzahlen erreicht. Durch die axiale Verschiebbarkeit der Kupplungsmuffe benötigt die Vorrichtung somit eine bestimmte Baugröße.The German Offenlegungsschrift DE 10148085 also discloses an apparatus for adjusting the speed. For this purpose, a coupling sleeve is moved in the direction of a loose wheel. Due to the friction of the conical friction surface between synchronizer ring and idler gear, a corresponding ^, matching the speeds is achieved. Due to the axial displaceability of the coupling sleeve, the device thus requires a certain size.

Auslegeschrift 1108534 offenbart eine Synchronisierungseinrichtung in einem Zahnräderwechselgetriebe. Hierzu ist ein Drallkörper vorgesehen, bei dem verschiedene Trägheitsraten durch ein einstellbares Fliehgewichtssystem aufgebaurt werden. Bei gleich bleibender Masse der Fliehgewichte und bei annähernd konstantem Drehimpuls kann somit die Winkelgeschwindigkeit selbsttätig angenähert werden, wenn der wirksame Trägheitsradius der Fliehgewichte entsprechend den Getriebestufen eingestellt und festgestellt wird. Auch diese Lösung der Angleichung der Winkelgeschwindigkeiten erfordert eine entsprechende Baugröße um die Drallkörper des Fliehgewichtssystems unterzubringen.Laid No. 1108534 discloses a synchronizer in a change-speed gearbox. For this purpose, a swirl body is provided in which different Inertia rates through an adjustable flyweight system be straightened. With constant mass of flyweights and at approximately constant angular momentum can thus the Angular velocity are automatically approximated, if the effective radius of gyration of flyweights accordingly set and determined the gear stages. These too Solution of the approximation of the angular velocities requires a appropriate size around the swirl body of the Fliehgewichtssystems accommodate.

Das Europäische Patent EP 0278938 B1 offenbart ein Getriebe für ein Kraftfahrzeug. Das Getriebe umfasst Synchronisierungsmittel, welche aus einem Paar von Zahnrädern bestehen, die drehbar auf einer Vorgelegewelle angeordnet sind. Die Zahnräder befinden sich in Antriebsverbindung mit Zahnringen auf einer Eingangswelle, wobei Reibmittel so angeordnet sind, dass sie eines derjenigen Zahnräder, die als Synchronisierungsmittel dienen, auf der Vorgelegewelle festlegen, um auf diese Weise die Geschwindigkeit der Welle etwa der Geschwindigkeit des Zahnrades anzupassen, das im Zahneingriff bewegt werden soll. Die Zahnräder haben hierzu einander gegenüberliegende Reibflächen ausgebildet, die entsprechend mit einer axial verschieblichen Reibplatte zusammenwirken.The European patent EP 0278938 B1 discloses a transmission for a motor vehicle. The transmission includes synchronizing means consisting of a pair of gears rotatably mounted on a countershaft. The gears are in driving connection with toothed rings on an input shaft, wherein friction means are arranged so as to fix one of those gears serving as synchronizing means on the countershaft so as to match the speed of the shaft about the speed of the gear to be moved in tooth engagement. The gears have for this purpose formed opposing friction surfaces, which cooperate with an axially displaceable friction plate accordingly.

Die Europäische Patentschrift EP 0409803 offenbart ein Getriebe, welches ein sicheres Synchronisieren und Verriegeln des freilaufenden Zahnrades auf seiner Welle ermöglicht und sowohl bei Handschaft-, als auch bei Automatikausführungen verwendbar ist. Da die ineinander greifenden Zahnräder als Schräg zahnräder ausgebildet sind, wird auf das freilaufende Zahnrad eine Axialkraft übertragen, die das freilaufende Zahnrad relativ zur Gegenwelle zu verlagern sucht, bis die Reibflächen zusammen geschoben, d. h. verriegelt sind. Der Verschiebeweg, bzw. die Verschiebemöglichkeit des Zahnrades kann durch entsprechend eingestellten Öldruck bewerkstelligt werden.The European patent EP 0409803 discloses a transmission which allows for safe synchronization and locking of the freewheeling gear on its shaft and is usable in both manual and automatic versions. Since the interlocking gears are formed as helical gears, an axial force is transmitted to the freewheeling gear, which seeks to shift the freewheeling gear relative to the counter shaft until the friction surfaces are pushed together, that is locked. The displacement, or the possibility of displacement of the gear can be accomplished by appropriately set oil pressure.

Die Deutsche Offenlegungsschrift DE 10 2005 002 480 A1 offenbart eine Synchronisierungseinrichtung für ein Schaltgetriebe eines Kraftfahrzeugs. In den Kontaktreibflächen von Synchronring und Losrad sind Ausnehmungen für die Aufnahme von Sperrkörpern vorgesehen. Ist z. B. die Synchronisierungseinrichtung in ihrer Neutralstellung und die Welle rotiert dabei nicht, dann befinden sich die Stahlkugeln in den Kugelabschnitt-Öffnungen. Sobald die Welle rotiert, werden die Stahlkugeln nach außen in die Ausnehmungen gedrückt.The German Offenlegungsschrift DE 10 2005 002 480 A1 discloses a synchronization device for a manual transmission of a motor vehicle. In the contact friction surfaces of synchronizer ring and idler gear recesses for receiving locking bodies are provided. Is z. B. the synchronization device in its neutral position and the shaft does not rotate, then the steel balls are in the spherical section openings. As soon as the shaft rotates, the steel balls are pressed outwards into the recesses.

Aufgabe der gegenwärtigen Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Drehzahlangleichung zu schaffen, die geringe Schaltwege benötigt, wenig Bauraum beansprucht, kein Hochschaltkratzen verursacht und kurze Schaltzeiten ermöglicht.task The present invention is to provide a device for To provide speed matching, which requires low shift travel, takes up little space, no upshift scratching caused and short switching times possible.

Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gelöst, die die Merkmale des Patentanspruchs 1 umfasst.The Task is solved by a device that has the features of claim 1.

Eine weitere Aufgabe der gegenwärtigen Erfindung ist es, ein Verfahren zur Drehzahlangleichung zu schaffen, mit dem große Schaltwege vermieden werden, kein großer Bauraum beansprucht wird, kein Hochschaltkratzen auftritt und keine langen Schaltzeiten benötigt werden.A Another object of the present invention is a To provide speed matching process, with the big one Switching paths are avoided, no large space is claimed, no upshifting scratching occurs and no long switching times required become.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren, das die Merkmale des Patentanspruchs 20 umfasst.The Task is solved by a method that features of claim 20.

Dabei ist von Vorteil, wenn die Welle mit mindestens einem piezoelektrischen Stellelement versehen ist, das mindestens einen Hebelarm betätigt, um den Hebelarm formschlüssig mit dem Koppelelement der ersten Kreisringfläche des mindestens einen Zahnrads zu verbinden. Es ist von besonderem Vorteil, wenn das Koppelelement als eine Zahnrad-Nut ausgebildet ist, in die der mindestens eine Hebelarm eingreift und somit einen Formschluss mit dem Zahnrad her stellt. Zur besseren Einleitung der Kräfte sind mehrere Koppelelemente symmetrisch an der ersten Kreisringfläche verteilt angeordnet. Die mehreren Hebelarme sind entsprechend gegenüber der ersten Kreisringfläche an der Welle ebenfalls symmetrisch angeordnet, so dass ein Eingreifen eines Hebelarms in das entsprechende Koppelelement gewährleistet ist.It is advantageous if the shaft is provided with at least one piezoelectric actuator which actuates at least one lever arm to positively connect the lever arm with the coupling element of the first annular surface of the at least one gear. It is of particular importance part, when the coupling element is designed as a gear groove, in which engages the at least one lever arm and thus provides a positive connection with the gear forth. To better initiate the forces several coupling elements are arranged symmetrically distributed on the first annular surface. The plurality of lever arms are also arranged symmetrically relative to the first annular surface on the shaft, so that engagement of a lever arm is ensured in the corresponding coupling element.

Besonders bevorzugt sind vier Zahnradnuten an der ersten Kreisringfläche angeordnet. Ebenfalls sind hierzu vier Hebelarme vorgesehen, wobei jeweils ein Hebelarm in eine der Zahnradnuten eingreift, um so den Formschluss zwischen Zahnrad und Hebelarm herzustellen.Especially four gear grooves are preferred on the first annular surface arranged. Also, this four lever arms are provided, each a lever arm engages in one of the gear grooves, so as to form fit between gear and lever arm produce.

Die Welle ist bevorzugter Weise als eine Hohlwelle ausgebildet und besitzt einen Mantel, wobei das Lager eines jeden Hebelarms im Mantel der Hohlwelle befestigt ist.The Shaft is preferably designed as a hollow shaft and has a jacket, wherein the bearing of each lever arm in the shell of the hollow shaft is attached.

Die Einrichtung zum Angleichen der Drehzahl des Zahnrades an der zweiten Kreisringfläche ist als eine Reibfläche ausgebildet. Eine konische Ausgestaltung dieser Reibfläche ist von besonderem Vorteil. Gegenüber der Reibfläche kann ebenfalls mindestens ein Hebelarm vorgesehen sein, der über ein Gelenk mit seiner Reibfläche in Reibkontakt mit der Reibfläche an der zweiten Kreisringfläche des Zahnrades schwenkbar ist. Wenn mehrere Hebelarme vorgesehen sind, dann sind diese Hebelarme mit ihren Reibflächen symmetrisch in Bezug auf die Reibfläche an der zweiten Kreisringfläche des Zahnrades angeordnet. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind vier Hebelarme mit Reibflächen vorgesehen.The Means for equalizing the speed of the gear on the second Annular ring surface is formed as a friction surface. A conical configuration of this friction surface is of particular advantage. At least opposite to the friction surface a lever arm may be provided which has a hinge with its Friction surface in frictional contact with the friction surface on the second annular surface of the gear is pivotable. If several lever arms are provided, these are lever arms with their friction surfaces symmetrical with respect to the friction surface arranged on the second annular surface of the gear. In a particularly preferred embodiment, four Lever arms provided with friction surfaces.

Es ist ebenfalls ein piezoelektrisches Element für die Betätigung des mindestens einen Hebelarms mit der Reibfläche vorgesehen. Das piezoelektrische Element kann als Ringaktor ausgebildet sein.It is also a piezoelectric element for actuation the at least one lever arm provided with the friction surface. The piezoelectric element may be formed as a ring actuator.

Das piezoelektrische Stellelement, das den mindestens einen Hebelarm betätigt, der formschlüssig mit dem Koppelelement der ersten Kreisringfläche zusammenwirkt, ist als ein Piezo-Linearmotor ausgebildet.The piezoelectric actuator that controls the at least one lever arm actuated, the form-fitting with the coupling element the first annular surface cooperates, is designed as a piezo linear motor.

Die Einrichtung zum Angleichen der Drehzahl des Zahnrades an der zweiten Kreisringfläche kann auch als hydrostatischer Übersetzer ausgebildet sein. Der mindestens eine hydrostatische Übersetzer umfasst ein Piezoelement, das eine Flüssigkeit verdrängt und damit einen Stellweg zwischen Reibelement und Reibfläche überbrückt. Die hydrostatischen Übersetzer sind ebenfalls symmetrisch in Bezug auf die Reibfläche an der zweiten Kreisringfläche des Zahnrades angeordnet.The Means for equalizing the speed of the gear on the second Annular ring can also be used as a hydrostatic translator be educated. The at least one hydrostatic translator includes a piezoelectric element that displaces a liquid and thus bridged a travel between friction and friction surface. The hydrostatic translators are also symmetrical with respect to the friction surface on the second annular surface arranged the gear.

Das piezoelektrische Stellelement, das bei Verwendung des hydrostatischen Übersetzers den mindestens einen Hebelarm betätigt, um den Hebelarm formschlüssig mit dem Koppelelement der ersten Kreisringfläche des mindestens eines Zahnrades zu verbinden, ist als Ringaktor ausgebildet. Der Ringaktor zur Betätigung des Hebelarms ist im Innern der Hohlwelle angeordnet. Der Ringaktor zur Betätigung des Hebelarms kann ebenfalls auch außerhalb der Welle angeordnet sein.The piezoelectric actuator, when using the hydrostatic translator operated the at least one lever arm to the lever arm positively with the coupling element of the first annular surface connect the at least one gear, is designed as a ring actuator. The ring actuator for actuating the lever arm is inside arranged the hollow shaft. The ring actuator for actuating the Lever arm can also be arranged outside the shaft be.

Das Verfahren zur Drehzahlangleichung hat die besonderen Vorteile, dass mindestens ein Zahnrad auf einer Welle angeordnet ist, das eine erste Kreisringfläche und eine zweite Kreisringfläche ausgebildet hat, wobei die erste Kreisringfläche mindestens ein Koppelelement ausgeformt hat und dass der zweiten Kreisrundfläche eine Einrichtung zum Angleichen der Drehzahl des Zahnrades zugeordnet ist. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass ein erstes piezoelektrisches Stellelement betätigt wird, damit über eine Reibfläche an der zweiten Kreisringfläche die Drehzahl auf ein erforderliches Maß reduziert wird. Danach wird nach dem Erreichen der erforderlichen Drehzahl ein zweites piezoelektrisches Stellelement betätigt, mit dem mindestens ein Hebelarm betätigt wird, damit dieser formschlüssig mit dem Koppelelement an der ersten Kreisringfläche des mindestens einen Zahnrades formschlüssig verbunden wird.The Speed matching method has the particular advantages that at least one gear is arranged on a shaft, the one first annular surface and a second annular surface has formed, wherein the first annular surface at least has formed a coupling element and that the second circular area associated with a device for adjusting the rotational speed of the gear is. The inventive method is characterized characterized in that a first piezoelectric actuator actuated becomes, thus over a Reibfläche at the second Annular ring surface reduces the speed to a required level becomes. Thereafter, after reaching the required speed a second piezoelectric actuator operated, with the at least one lever arm is actuated, so that this form-fitting with the coupling element on the first annular surface of the at least one gear is positively connected.

Im Folgenden soll die Erfindung und ihre Vorteile anhand der beigefügten Figuren erläutert werden. Dabei zeigen:in the Below, the invention and its advantages with reference to the accompanying Figures are explained. Showing:

1 eine schematische Schnittansicht einer ersten Ausführungsform der Vorrichtung zur Angleichung der Drehzahl; 1 a schematic sectional view of a first embodiment of the device for adjusting the speed;

2 eine perspektivische Ansicht des auf der Hohlwelle angeordneten Zahnrades mit den Strukturen, die formschlüssig mit den Hebelarmen zusammenwirken; 2 a perspective view of the arranged on the hollow shaft gear with the structures which interact positively with the lever arms;

3 eine schematische Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform der Erfindung; und 3 a schematic sectional view of a second embodiment of the invention; and

4 eine perspektivische Ansicht des auf der Hohlwelle (zweite Ausführungsform) angeordneten Zahnrades mit den Strukturen, die formschlüssig mit den Hebelarmen zusammenwirken. 4 a perspective view of the on the hollow shaft (second embodiment) arranged gear with the structures which interact positively with the lever arms.

1 zeigt eine schematische Schnittansicht der Vorrichtung 1 zum Angleichen der Drehzahl. Hierzu ist mindestens ein Zahnrad 10 auf einer Welle 11 angebracht. Das Zahnrad 10 ist über ein Lager mit der Welle 11 verbunden. Die Welle 11 kann dabei auch als Hohlwelle ausgebildet sein. In dem Fall, wenn die Welle 11 als Hohlwelle ausgebildet ist, besitzt die Welle 11 einen Mantel 12, der den inneren hohlen Kern 13 der Welle 11 umschließt. Das mindestens eine Zahnrad 10 hat eine erste Kreisringfläche 20 und eine zweite Kreisringfläche 22 ausgebildet. Ferner besitzt das mindestens eine Zahnrad 10 am äußeren Umfang eine Verzahnung 15. Der ersten Kreisringfläche 20 ist mindestens ein Koppelelement 21 ausgebildet. An der zweiten Kreisringfläche 22 ist eine Einrichtung 23 zum Angleichen der Drehzahl ausgeformt. Die Einrichtung 23 zum Ausgleichen der Drehzahl weist eine Reibfläche 24 auf, die konisch ausgebildet ist. Gegenüber dem Koppelelement 21 an der ersten Kreisringfläche 20 ist mindestens ein Hebelarm 25 vorgesehen. Der Hebelarm 25 kann mit einem piezoelektrischen Stellelement 30 betätigt werden. Durch die Betätigung des Hebelarms 25 mit dem piezoelektrischen Stellelement 30 gelangt der Hebelarm 25 zu einer formschlüssigen Verbindung mit dem Koppelelement 21 an der ersten Kreisringfläche 20. Ebenso ist gegenüber der zweiten Kreisringfläche 22 mindestens ein weiterer Hebelarm 34 angeordnet. Dieser mindestens eine Hebelarm 34 besitzt ebenfalls eine konische Reibflä che 36, die mit der entsprechenden konischen Reibfläche 24 an der Einrichtung 23 zum Angleichen der Drehzahl ausgebildet ist, zusammenwirkt. Der mindestens eine Hebelarm 34 kann ebenfalls über ein Gelenk 35 mit der Reibfläche 24 der Einrichtung 23 zum Angleichen der Drehzahl in Reibkontakt gebracht werden. Zur Bewegung des Hebelarms 34 ist ebenfalls ein piezoelektrisches Stellelement 40 vorgesehen. Das piezoelektrische Stellelement 40 kann als Ringaktor ausgebildet sein. Das piezoelektrische Stellelement 30, das den mindestens einen Hebelarm 25 betätigt, der formschlüssig mit dem Koppelelement 21 an der ersten Kreisringfläche 20 zusammenwirkt, ist als ein Piezo-Linearmotor ausgebildet. 1 shows a schematic sectional view of the device 1 for adjusting the speed. For this is at least one gear 10 on a wave 11 appropriate. The gear 10 is about a bearing with the shaft 11 connected. The wave 11 can also be designed as a hollow shaft. In that case, when the wave 11 is designed as a hollow shaft, has the shaft 11 a coat 12 that the inner hollow core 13 the wave 11 encloses. The at least one gear 10 has a first circular area 20 and a second annular surface 22 educated. Furthermore, this has at least one gear 10 on the outer circumference a toothing 15 , The first circular area 20 is at least one coupling element 21 educated. At the second circular area 22 is a facility 23 formed to equalize the speed. The device 23 to compensate for the speed has a friction surface 24 on, which is conical. Opposite the coupling element 21 at the first annular surface 20 is at least one lever arm 25 intended. The lever arm 25 can with a piezoelectric actuator 30 be operated. By operating the lever arm 25 with the piezoelectric actuator 30 the lever arm arrives 25 to a positive connection with the coupling element 21 at the first annular surface 20 , Likewise, opposite the second annular surface 22 at least one more lever arm 34 arranged. This at least one lever arm 34 also has a conical surface Reibflä 36 that with the corresponding conical friction surface 24 at the facility 23 designed to equalize the speed cooperates. The at least one lever arm 34 can also have a joint 35 with the friction surface 24 the device 23 be brought into frictional contact to equalize the speed. To move the lever arm 34 is also a piezoelectric actuator 40 intended. The piezoelectric actuator 40 can be designed as a ring actuator. The piezoelectric actuator 30 that has the at least one lever arm 25 actuated, the form-fitting with the coupling element 21 at the first annular surface 20 cooperates, is designed as a piezo linear motor.

Obwohl in der in 1 dargestellten Ausführungsform die Welle 11 als Hohlwelle ausgebildet ist, ist es für einen Fachmann selbstverständlich, dass auch andere Ausgestaltungen der Welle 11 denkbar sind. Ebenso ist es nicht unbedingt erforderlich, dass die Lager 31 und 35 der Hebelarme 25 und 34 im Mantel 12 der Hohlwelle angebracht sind. Diese Lager 35 können auch außerhalb der Hohlwelle angebracht werden. Gleiches gilt natürlich auch für die Betätigung der Hebelarme 25 und 34 erforderlichen piezoelektrischen Stellelemente 30 und 40.Although in the in 1 illustrated embodiment, the shaft 11 is designed as a hollow shaft, it is obvious to a person skilled in the art that other embodiments of the shaft 11 are conceivable. Likewise, it is not essential that the bearings 31 and 35 the lever arms 25 and 34 in the coat 12 the hollow shaft are mounted. These bearings 35 can also be mounted outside the hollow shaft. Of course, the same applies to the operation of the lever arms 25 and 34 required piezoelectric adjusting elements 30 and 40 ,

2 zeigt eine perspektivische Ansicht des auf der Hohlwelle angeordneten Zahnrades 10 mit den Strukturen, die formschlüssig mit den Hebelarmen zusammenwirken. In dieser Ansicht blickt man auf die erste Kreisringfläche 20. In der hier dargestellten Ausführungsform sind vier gleichartig gebaute Hebelarme 34 vorgesehen, die symmetrisch an der Hohlwelle verteilt angeordnet sind. Wie bereits in der Beschreibung zu 1 dargelegt, greifen die Hebelarme 34 in das Innere der Welle 11 und werden dort entsprechend durch das piezoelektrische Stellelement 30 betätigt. Durch die Betätigung mit dem piezoelektrischen Stellelement 30 gelangen die Hebelarme 25 in eine formschlüssige Verbindung mit der ersten Kreisringfläche 20 des mindestens einen Zahnrades 10. Zum Erstellen der formschlüssigen Verbindung mit dem mindestens einen Zahnrad 10 sind in der ersten Kreisringfläche 20 entsprechende Nuten 21 vorgesehen, in die der entsprechende Hebelarm 25 eingreift um somit den Formschluss herzustellen. 2 shows a perspective view of the arranged on the hollow shaft gear 10 with the structures that interact positively with the lever arms. In this view you look at the first circular area 20 , In the embodiment shown here are four identically constructed lever arms 34 provided, which are arranged distributed symmetrically on the hollow shaft. As already in the description too 1 set out, grab the lever arms 34 into the interior of the shaft 11 and there are correspondingly through the piezoelectric actuator 30 actuated. By the operation with the piezoelectric actuator 30 get the lever arms 25 in a positive connection with the first annular surface 20 of the at least one gear 10 , To create the positive connection with the at least one gear 10 are in the first circular area 20 corresponding grooves 21 provided in which the corresponding lever arm 25 engages in order to produce the positive connection.

3 zeigt eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung zum Angleichen der Drehzahl. Dabei sind für gleiche Elemente gleiche Bezugszeichen verwendet. In der in 3 dargestellten Ausführungsform ist ebenfalls mindestens ein Hebelarm 25 vorgesehen, der über ein Gelenk 31 mit der ersten Kreisringfläche 20 des mindestens einen Zahnrades formschlüssig zusammenwirken kann. Der Formschluss wird ebenfalls über ein piezoelektrisches Element 30 hergestellt, das bei dieser Ausführungsform im Innern der Hohlwelle 11 vorgesehen ist und auf ein dem Gelenk 31 gegenüberliegendes Ende des Hebelarms 25 wirkt. Durch die Betätigung des piezoelektrischen Elements 30 gelangt der Hebelarm in Eingriff mit dem entsprechenden Koppelelement 21 an der ersten Kreisringfläche 20. Wie bereits in der Beschreibung zu den 1 bis 2 dargestellt, ist das Koppelelement als Nut 21 ausgebildet. An Stelle des in 1 dargestellten Reibelements, bzw. Reibfläche 24 an der zweiten Kreisringfläche 22 des mindestens einen Zahnrades 10 ist hier mindestens ein hydrostatischer Übersetzer 45 vorgesehen, der somit die Einrichtung zum Angleichen der Drehzahl in dieser Ausführungsform darstellt. Der hydrostatische Übersetzer 45 umfasst ein Piezoelement 50, das eine Flüssigkeit 52 verdrängt und damit einen Stellweg zwischen Reibelement 54 und Reibfläche 53 überbrückt. In der hier dargestellten Ausführungsform sind drei hydrostatische Übersetzer 45 symmetrisch an der zweiten Kreisringfläche 22 angeordnet. Die Anzahl der hydrostatischen Übersetzer 45, welche um den Umfang der Welle 11 herum angeordnet sind, können nicht als eine Beschränkung der Erfindung aufgefasst werden. Je nach konstruktiven Bedingungen ist es erforderlich, mehrere hydrostatische Übersetzer 45 entsprechend symmetrisch am Umfang des Mantels 12 der Hohlwelle 11 zu verteilen. 3 shows a further embodiment of the device for adjusting the speed. The same reference numerals are used for the same elements. In the in 3 illustrated embodiment is also at least one lever arm 25 provided by a joint 31 with the first annular surface 20 of the at least one gear can interact positively. The positive connection is also via a piezoelectric element 30 made in this embodiment, inside the hollow shaft 11 is provided and on a the joint 31 opposite end of the lever arm 25 acts. By the actuation of the piezoelectric element 30 the lever arm engages the corresponding coupling element 21 at the first annular surface 20 , As already in the description of the 1 to 2 shown, the coupling element is a groove 21 educated. In place of in 1 shown friction elements, or friction surface 24 at the second annular surface 22 of the at least one gear 10 here is at least one hydrostatic translator 45 provided, thus representing the means for adjusting the speed in this embodiment. The hydrostatic translator 45 includes a piezo element 50 that is a liquid 52 displaces and thus a travel between friction element 54 and friction surface 53 bridged. In the embodiment shown here are three hydrostatic translators 45 symmetrical at the second annular surface 22 arranged. The number of hydrostatic translators 45 , which are around the circumference of the shaft 11 can not be construed as a limitation of the invention. Depending on the design conditions, it is necessary to have several hydrostatic translators 45 correspondingly symmetrical on the circumference of the shell 12 the hollow shaft 11 to distribute.

4 zeigt eine perspektivische Draufsicht auf die erste Kreisringfläche 20 des mindestens einen Zahnrades 10. Wie bereits in der Beschreibung zu 3 dargelegt, sind in dieser Ausführungsform drei Hebelarme 25 symmetrisch am Mantel 12 der Hohlwelle 11 angeordnet. Im Innern der Hohlwelle 11 ist das piezoelektrische Stellelement 30 vorgesehen, das die Hebelarme 25 in formschlüssigem Eingriff mit der ersten Kreisringfläche 20 des mindestens einen Zahnrades 10 bringt. Wie auch in der Beschreibung zu 2 bereits erwähnt, wird der Eingriff durch entsprechende Koppelelemente 21 hergestellt, die als Nuten ausgebildet sind. 4 shows a perspective top view of the first annular surface 20 of the at least one gear 10 , As already in the description too 3 set forth, in this embodiment, three lever arms 25 symmetrical on the coat 12 the hollow shaft 11 arranged. Inside the hollow shaft 11 is the piezoelectric actuator 30 provided that the lever arms 25 in positive engagement with the first annular surface 20 of at least one gear 10 brings. As in the description too 2 already mentioned, the intervention by appropriate coupling elements 21 made, which are formed as grooves.

Die Erfindung wurde in Bezug auf bevorzugte Ausführungsformen beschrieben. Es ist dennoch für einen Fachmann denkbar, dass Änderungen und Abwandlungen durchgeführt werden können, ohne dabei den Schutzbereich der nachstehenden Ansprüche zu verlassen.The The invention has been described in terms of preferred embodiments described. Nevertheless, it is conceivable for a specialist that changes and modifications are made can, without losing the scope of the following To leave claims.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 10148085 A [0003]
EP 0278938 B1 [0005]
EP 0409803 [0006]
- DE 102005002480 A1 [0007]

Claims

Device for speed adaptation, wherein at least one toothed wheel ( 10 ) on a wave ( 11 ) is arranged that the gear ( 10 ) a first annular surface ( 20 ) and a second annular surface ( 22 ), wherein the first annular surface ( 20 ) at least one coupling element ( 21 ) and that the second annular surface ( 22 ) An institution ( 23 . 45 ) for adjusting the speed of the gear ( 10 ), characterized in that the shaft ( 11 ) with at least one piezoelectric actuator ( 30 ), which has at least one lever arm ( 25 ) is pressed to release the lever arm ( 25 ) positively with the coupling element ( 21 ) of the first annular surface ( 20 ) of the at least one gear ( 10 ) connect to.

Apparatus according to claim 1, characterized in that the at least one coupling element ( 21 ) is a gear groove into which the at least one lever arm ( 25 ) engages and thus a positive connection with the gear ( 10 ).

Device according to one of claims 1 and 2, characterized in that the plurality of coupling elements ( 21 ) symmetrically distributed on the first annular surface ( 20 ) are arranged, and that the plurality of lever arms ( 25 ) with respect to the first annular surface ( 20 ) on the shaft ( 11 ) are also arranged symmetrically.

Apparatus according to claim 3, characterized in that four gear grooves on the first annular surface ( 20 ) are arranged, and that also four lever arms ( 25 ) are provided, wherein in each case a lever arm ( 25 ) engages in one of the gear grooves, so as to ensure the positive connection between the gear ( 10 ) and lever arm ( 25 ).

Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the shaft ( 11 ) is a hollow shaft and a sheath ( 12 ), each lever arm having a bearing ( 31 . 35 ), which in the mantle ( 12 ) of the hollow shaft is fixed.

Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the device ( 23 . 45 ) for adjusting the speed of the gear ( 10 ) at the second annular surface ( 22 ) as a friction surface ( 36 ) is trained.

Apparatus according to claim 6, characterized in that the friction surface ( 36 ) is conical.

Device according to one of claims 6 and 7, characterized in that opposite the friction surface ( 36 ) at least one lever arm ( 34 ) provided by a joint ( 35 ) with its friction surface in frictional contact with the friction surface ( 36 ) at the second annular surface ( 22 ) of the gear ( 10 ) is pivotable.

Device according to claim 8, characterized in that the lever arms ( 34 ) with the friction surfaces symmetrically with respect to the friction surface ( 36 ) at the second annular surface ( 22 ) of the gear ( 10 ) are arranged.

Device according to claim 9, characterized in that four lever arms ( 34 ) are provided with friction surfaces.

Device according to one of claims 6 to 10, characterized in that a piezoelectric element ( 40 ) for the actuation of the at least one lever arm ( 34 ) is provided with the friction surface.

Device according to claim 10, characterized in that the piezoelectric element ( 40 ) is a ring actuator.

Device according to one of claims 1 to 12, characterized in that the piezoelectric actuator ( 30 ), which actuates the at least one lever arm, which is positively connected to the coupling element ( 21 ) of the first annular surface ( 20 ) of which cooperates a piezo linear motor is.

Apparatus according to claim 6, characterized in that the means for aligning ( 45 ) the speed of the gear ( 10 ) at the second annular surface ( 22 ) is designed as a hydrostatic translator.

Apparatus according to claim 14, characterized in that the at least one hydrostatic translator ( 45 ) a piezo element ( 50 ), which is a liquid ( 52 ) displaces and thus a travel path between Reibelelment ( 54 ) and pure surface ( 53 ) bridged.

Apparatus according to claim 14 and 15, characterized in that the hydrostatic translators ( 45 ) symmetrical with respect to the friction surface ( 53 ) at the second annular surface ( 22 ) of the gear ( 10 ) are arranged.

Device according to one of claims 14 to 16, characterized in that the piezoelectric actuator ( 30 ), which has the at least one lever arm ( 25 ) is pressed to release the lever arm ( 25 ) positively with the coupling element ( 21 ) of the first annular surface ( 20 ) of the at least one gear ( 10 ), which is a ring actuator.

Apparatus according to claim 17, characterized in that the ring actuator for actuating the Lever arm ( 25 ) is arranged inside the hollow shaft.

Apparatus according to claim 17, characterized in that the ring actuator for actuating the lever arm ( 25 ) is arranged outside the shaft.

Method for speed matching, wherein at least one gear ( 10 ) on a wave ( 11 ) is arranged that the gear ( 10 ) a first annular surface ( 20 ) and a second annular surface ( 22 ), wherein the first annular surface ( 20 ) at least one coupling element ( 21 ) and that the second annular surface ( 22 ) An institution ( 23 . 45 ) for adjusting the speed of the gear ( 10 ), characterized by the following steps: • that a first piezoelectric actuator ( 40 . 50 ) is actuated so that via a friction surface ( 23 . 53 ) at the second annular surface ( 22 ) the speed is reduced to a required level, and • that after reaching the required speed, a second piezoelectric ( 30 ) Actuating element is actuated, with the at least one lever arm ( 25 ) is pressed, so that this form-fitting manner with the coupling element ( 21 ) at the first annular surface ( 20 ) of the at least one gear ( 10 ) is connected.

A method according to claim 20, characterized in that the first piezoelectric element ( 40 ) is a ring actuator, through which the at least one lever arm ( 34 ) is actuated on the shaft associated with the device ( 23 ) for adjusting the rotational speed of the gear on the second annular surface ( 22 ) of the gear cooperates such that a frictional engagement is produced.

A method according to claim 20, characterized in that the first piezoelectric element ( 50 ) in a hydrostatic translator ( 45 ), which serves as means for adjusting the rotational speed of the gear ( 10 ) at the second annular surface ( 22 ) of the gear ( 10 ) is provided, and that upon actuation of the piezoelectric element ( 50 ) a fluid displacement takes place, through which the travel between the friction element ( 54 ) and the friction surface ( 53 ) is bridged.