DE102008033926A1

DE102008033926A1 - Antriebsanordnung

Info

Publication number: DE102008033926A1
Application number: DE200810033926
Authority: DE
Inventors: Torsten Wahler
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2008-07-18
Filing date: 2008-07-18
Publication date: 2010-01-21

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebsanordnung für im Wesentlichen in einer Ebene nebeneinander angeordnet eine erste Chipkartenaufnahme und eine zweite Chipkartenaufnahme eines Fahrtschreibers, die von einem einzigen, in seiner Drehrichtung umsteuerbaren Stellmotor jeweils in einem Chipkartenschacht aus einer Eingabeposition in eine Lese-/Schreibposition und aus der Lese-/Schreibposition in die Eingabeposition translatorisch bewegbar antreibbar sind, wobei jeder Drehrichtung des Stellmotors der Antrieb einer der Chipkartenaufnahmen zugeordnet ist. Von dem Stellmotor ist ein um eine Käfigachse 14 drehbar gelagerter Käfig 7 drehbar antreibbar, in dem ein Käfigkegelzahnrad 17 um eine zur Käfigachse 14 rechtwinklige Drehachse frei drehbar angeordnet ist, in das einander diametral gegenüberliegend zwei Abtriebskegelräder 20 eingreifen, die jeweils die um die Käfigachse 14 drehbar gelagerte Abtriebswelle 19 aufweisen. Dabei weist jede Abtriebswelle 19 eine koaxiale erste zylindrische Mantelfläche 21 auf, an die sich jeweils eine feststehende zweite zylindrische Mantelfläche 22 gleichen Durchmessers koaxial anschließt. Eine erste Schlingfeder 23 umschließt je zur Hälfte ihrer Länge die eine erste zylindrische Mantelfläche 21 und eine zweite zylindrische Mantelfläche 22. Eine zweite Schlingfeder 24 umschließt je zu einer Hälfte ihrer Länge eine andere erste zylindrische Mantelfläche 21 und eine andere zweite zylindrische Mantelfläche 22. Dabei weisen beide Schlingfedern ...

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebsanordnung für im Wesentlichen in einer Ebene nebeneinander angeordnet eine erste Chipkartenaufnahme und eine zweite Chipkartenaufnahme eines Fahrtschreibers, die von einem einzigen, in seiner Drehrichtung umsteuerbaren Stellmotor jeweils in einem Chipkartenschacht aus einer Eingabeposition in eine Lese-/Schreibposition und aus der Lese-/Schreibposition in die Eingabeposition translatorisch bewegbar antreibbar sind, wobei jeder Drehrichtung des Stellmotors der Antrieb einer der Chip kartenaufnahmen zugeordnet ist.
Bei einer derartigen Antriebsanordnung ist es bekannt, über einen von dem Stellmotor axial verschiebbar antreibbaren, als Zahnstange ausgebildeten Steuerschieber zwei Getriebe anzutreiben, von denen jeweils eine Schubstange zum Antrieb einer Chipkartenaufnahme translatorisch bewegbar antreibbar ist.
Diese Antriebsanordnung benötigt eine Vielzahl präziser Bauteile sowie einen großen Bauraum.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Antriebsanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, die aus wenigen, einfachen Bauteilen besteht und einen geringen Bauraum benötigt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass von dem Stellmotor ein um eine Käfigachse drehbar gelagerter Käfig drehbar antreibbar ist, in dem ein Käfigkegelzahnrad um eine zur Käfigachse rechwinklige Drehachse frei drehbar gelagert ist, in das einander diametral gegenüberliegend zwei Abtriebskegelräder eingreifen, die jeweils die um die Käfigachse drehbar gelagerte Abtriebswelle aufweisen, wobei jede Abtriebswelle eine koaxiale erste zylindrische Mantelfläche aufweist, an die sich jeweils eine feststehende zweite zy lindrische Mantelfläche gleichen Durchmessers koaxial anschließt, mit einer ersten Schlingfeder, die je zu einer Hälfte ihrer Länge die eine erste zylindrische Mantelfläche und die eine zweite zylindrische Mantelfläche umschließt und mit einer zweiten Schlingfeder, die je zu einer Hälfte ihrer Länge die andere erste zylindrische Mantelfläche und die andere zweite zylindrische Mantelfläche umschließt, wobei beide Schlingfedern gleiche Steigungsrichtung aufweisen und wobei von der ersten Abtriebswelle eine erste Getriebestufe zum Antrieb der ersten Chipkartenaufnahme und von der zweiten Abtriebswelle eine zweite Getriebestufe zum Antrieb der zweiten Chipkartenaufnahme antreibbar ist.
Durch diese Ausbildung ist nur ein einziger Stellmotor zur Betätigung von beiden Chipaufnahmen nötig, was zu einer Kosten- und Bauraumeinsparung führt.
Weiterhin reduziert sich auch der elektrische Aufwand zur Ansteuerung, da nur ein einziger Stellmotor angesteuert werden muss.
Die Verwendung nur eines einzigen Stellmotors reduziert auch das Gesamtgewicht, so dass die Gefahr von Störungen aufgrund von Schwing- und Vibrationsbelastungen reduziert wird.
Die Schlingfedern bilden Freilaufkupplungen, wobei die erste Schlingfeder bei einer ersten Drehrichtung und die zweite Schlingfeder bei einer der ersten Drehrichtung entgegengesetzten zweiten Drehrichtung des Käfigs geschlossen ist, so bedarf es keinen Einrichtungen zum Schalten der Kupplungen.
Da die Abtriebsseite, welche nicht mit einem Drehmoment beaufschlagt werden soll, komplett gesperrt wird, ist sichergestellt, dass das volle Drehmoment nur auf die gewünschte Abtriebswelle abgegeben wird.
Ein bei Schlingfedern im Freilauf normalerweise trotzdem auftretendes Freilaufdrehmoment wird durch diese Ausbildung verhindert.
Eine Bauteilvielfalt wird vermieden, wenn auf beiden Seiten baugleiche Schlingfedern verwandt werden.
Zu einer symmetrischen Belastung führt es, wenn einander gegenüberliegend zwei Käfigkegelzahnräder um die zur Käfigachse rechtwinklige Drehachse frei drehbar gelagert in dem Käfig angeordnet sind, in die die zwei Abtriebskegelräder eingreifen.
Sind die zweiten zylindrischen Mantelflächen an feststehenden Buchsen ausgebildet, in deren Koaxialbohrungen die Abtriebswellen und/oder die Abtriebskegelräder drehbar gelagert sind, so erfüllen die Buchsen eine Doppelfunktion.
Ist dabei der Käfig rohrartig ausgebildet, wobei die beiden axialen Enden des Käfigs auf die Buchsen koaxial mit Abstand umschließenden und mit den Buchsen fest verbundenen rohrstutzenartigen Lagerteilen drehbar gelagert sind, so erfüllen die Buchsen noch eine dritte Funktion.
Zur axialen Führung können dabei die ringförmigen Stirnseiten des Käfigs an entsprechenden Ringschultern der Lagerteile geführt in Anlage sein.
Der Käfig bildet gleichzeitig ein Schutzgehäuse, in dem die Bauteile der Freilaufkupplungen angeordnet sind.
Zum Drehantrieb des Käfigs kann der Stellmotor eine Ausgangswelle aufweisen, die ein Antriebsrad trägt, das in Eingriff mit einem zur Käfigachse koaxialen und mit dem Käfig fest verbundenen Käfigrad steht.
Bauteil und Montageaufwand sparend kann dabei das Käfigrad einteilig mit dem Käfig an dessen Außenumfang ausgebildet sein.
Dabei erfüllt der Käfig mit dem umlaufenden als Zahnrad ausgebildeten Käfigrad gleichzeitig die Funktion einer Getriebestufe, so dass kein gesondertes Getriebe erforderlich ist.
Ist das Antriebsrad ein Schneckenrad, werden Störanfälligkeiten bei der Montage dieses Schneckengetriebes wesentlich reduziert.
Das Käfigrad ist vorzugsweise ein schrägverzahntes Stirnrad.
Erstreckt sich die Ausgangswelle des Stellmotors senkrecht zur Ebene, in der die Chipkartenaufnahmen bewegbar sind, so ist der Stellmotor einfach montierbar.
Erstrecken sich die Abtriebswellen rechtwinklig zur Bewegungsrichtung der Chipkartenaufnahmen und sind hinter den Chipkartenschächten angeordnet, so ist nur ein geringer Bauraum erforderlich.
Zu einer einfachen und eine Störanfälligkeit verringernden Ausbildung führt es, wenn die erste und/oder die zweite Getriebestufe ein Schneckengetriebe mit einer auf der ersten und/oder zweiten Antriebswelle angeordneten Zylinderschnecke ist.
Vorzugsweise ist der Stellmotor ein reversierbarer Elektromotor.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
1 eine Seitenansicht einer Antriebsanordnung,
2 eine Stirnansicht der Antriebsanordnung nach 1,
3 einen Querschnitt der Antriebsanordnung nach 1,
4 einen Schnitt entlang der Linie III-III in 3,
5 eine perspektivische Ansicht der Baugruppe von Käfigkegelzahnrädern und Abtriebszahnrädern mit Abtriebswellen der Antriebsanordnung nach 1,
6 einen Schnitt von Käfig und Käfigkegelzahnrädern der Antriebsanordnung nach 1,
7 einen Schnitt entlang der Linie VI-VI in 6,
8 eine perspektivische Schnittansicht von Käfig und Käfigkegelzahnrad der Antriebsanordnung nach 1,
9 eine Stirnansicht einer Buchse der Antriebsanordnung nach 1,
10 einen Schnitt entlang der Linie IX-IX in 9,
11 eine perspektivische Schnittansicht der Buchse nach 9,
12 eine Stirnansicht einer Baugruppe aus Abtriebskegelrad mit Abtriebswelle, Buchse und Schlingfeder der Antriebsanordnung nach 1,
13 einen Schnitt entlang der Linie XII-XII in 12 und
14 eine perspektivische Schnittansicht der Baugruppe nach 12.
Die dargestellte Antriebsanordnung eines digitalen Fahrtschreibers eines Kraftfahrzeugs weist zwei Buchsen 1 mit durchgehenden Koaxialbohrungen 2 auf, die feststehend auf einem nicht dargestellten plattenartigen Grundträger des Fahrtschreibers in einem Abstand koaxial zueinander angeordnet sind.
Die Buchsen 1 weisen in ihrem mittigen Bereich einen radial nach außen hervorstehenden, radial umlaufenden Flansch 3 auf, von dem in einem radialen Abstand und koaxial zur Buchse 1 ein rohrstutzenartiges Lagerteil 4 ausgeht, wobei die Lagerteile 4 der beiden Buchsen 1 einander zugewandt sind.
An ihren einander zugewandten freien Enden weisen die Lagerteile 4 eine Stufe 5 reduzierten Außendurchmessers auf, die eine zylindrische Lagerfläche bildet.
Mit seinem axialen Endbereich 6 ist ein rohrartiger Käfig 7 auf den Lagerflächen der Stufen 5 drehbar gelagert, wobei die ringförmigen Stirnseiten 8 des Käfigs 7 an den entsprechenden Ringschultern 9 der Stufen 5 der Lagerteile 4 axial geführt in Anlage sind.
Die Längsachsen der koaxialen Bohrungen 2 entsprechen dabei der Käfigachse 14.
Buchse 1, Flansch 3 und Lagerteil 4 sind als einteiliges Bauteil ausgebildet.
An dem Außenumfang des Käfigs 7 radial umlaufend ist ein Käfigrad 10 angeordnet, das mit dem Käfig 7 ein Bauteil bildet. Das Käfigrad 10 ist dabei ein schrägverzahntes Stirnrad.
In das Käfigrad 10 greift ein als Schneckenrad ausgebildetes Antriebsrad 11 ein, das auf einer Ausgangswelle 12 eines reversiblen Elektromotors 13 angeordnet ist.
Der Elektromotor 13 ist ebenfalls fest auf dem nicht dargestellten Grundträger des Fahrtschreibers angeordnet.
Mittig ist im Käfig 7 eine durchgehende Bohrung 15 rechtwinklig zur Käfigachse 14 ausgebildet, in die ein den Innenraum des Käfigs 7 quer durchragende Lagerzapfen 16 durch Einpressen fest eingesetzt ist.
Auf dem Lagerzapfen 16 sind zwei Käfigkegelzahnräder 17 frei drehbar gelagert, die jeweils mit ihren Enden größeren Durchmessers axial an Abstützflächen 18 des Käfigs 7 abgestützt sind. Mit ihren Bereichen geringeren Durchmessers sind die Käfigkegelzahnräder 17 einander zugewandt.
In den Koaxialbohrungen 2 ist jeweils eine Abtriebswelle 19 drehbar gelagert, die an ihren einander zugewandten Enden jeweils ein Abtriebskegelrad 20 aufweisen.
Die beiden Abtriebskegelräder 20 greifen an einander gegenüberliegenden Seiten in die Käfigkegelzahnräder 17 ein.
Die Abtriebswellen 19 weisen eine Stufe vergrößerten Außendurchmessers auf, die sich zwischen dem Abtriebskegelrad 20 und dem in das Innere des Käfigs 7 gerichteten freien Ende der Buchse 1 erstreckt und denselben Außendurchmesser wie die Buchse 1 aufweist.
Die radial umlaufende Außenfläche der Stufe bildet eine erste zylindrische Mantelfläche 21, während die radial umlaufende Außenfläche der Buchse 1 eine zweite zylindrische Mantelfläche 22 bildet.
Eine erste Schlingfeder 23 umschließt je zur Hälfte die eine erste Mantelfläche 21 und die sich daran axial anschließende zweite Mantelfläche 22.
Eine zweite Schlingfeder 24 umschließt je zur Hälfte die andere erste Mantelfläche 21 und die sich axial daran anschließende zweite Mantelfläche 22.
Beide Schlingfedern 23 und 24 weisen gleiche Steigungsrichtung auf.
Die einander entgegengesetzten freien Enden der Abtriebswellen 19 sind als Vierkant 25 ausgebildet, an denen nicht dargestellte Zylinderschnecken von Getriebestufen anordnenbar sind, über die eine erste und eine zweite Chipkartenaufnahme antreibbar sind.
Wird der Käfig 7 durch den Elektromotor 13 in eine Drehrichtung angetrieben, erzeugt er auf die Käfigkegelzahnräder 17 einen Zwang sich in Rotation zu versetzen. Da sich dabei eine der Schlingfedern 23 oder 24 in gesperrtem Zustand befindet und eine der ersten Mantelflächen 21 und eine dieser zugeordnete zweite Mantelfläche 22 fest umschließt, kann an dieser Stelle kein Drehmoment auf die entsprechende Abtriebswelle 19 abgeführt werden. Es kommt auf dieser Seite zu einer kompletten Sperrung der Abtriebswelle 19.
An der gegenüberliegenden, sich um Freilauf befindlichen Schlingfeder 24 oder 23 wird die Abtriebswelle 19 aber in Rotation versetzt und über die entsprechende Getriebestufe die dazugehörende Chipkartenaufnahme angetrieben.
Bei Antrieb des Käfigs in die entgegengesetzte Richtung erfolgt dieser Vorgang in umgekehrter Richtung und treibt die andere Abtriebswelle 19 an.

Claims

Antriebsanordnung für im Wesentlichen in einer Ebene nebeneinander angeordnet eine erste Chipkartenaufnahme und eine zweite Chipkartenaufnahme eines Fahrtschreibers, die von einem einzigen, in seiner Drehrichtung umsteuerbaren Stellmotor jeweils in einem Chipkartenschacht aus einer Eingabeposition in eine Lese-/Schreib-position und aus der Lese-/Schreibposition in die Eingabeposition translatorisch bewegbar antreibbar sind, wobei jeder Drehrichtung des Stellmotors der Antrieb einer der Chipkartenaufnahmen zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass von dem Stellmotor ein um eine Käfigachse (14) drehbar gelagerter Käfig (7) drehbar antreibbar ist, in dem ein Käfigkegelzahnrad (17) um eine zur Käfigachse (14) rechwinklige Drehachse frei drehbar gelagert ist, in das einander diametral gegenüberliegend zwei Abtriebskegelräder (20) eingreifen, die jeweils die um die Käfigachse (14) drehbar gelagerte Abtriebswelle (19) aufweisen, wobei jede Abtriebswelle (19) eine koaxiale erste zylindrische Mantelfläche (21) aufweist, an die sich jeweils eine feststehende zweite zylindrische Mantelfläche (22) gleichen Durchmessers koaxial anschließt, mit einer ersten Schlingfeder (23), die je zu einer Hälfte ihrer Länge die eine erste zylindrische Mantelfläche (21) und die eine zweite zylindrische Mantelfläche (22) umschließt und mit einer zweiten Schlingfeder (24), die je zu einer Hälfte ihrer Länge die andere erste zylindrische Mantelfläche (21) und die andere zweite zylindrische Mantelfläche (22) umschließt, wobei beide Schlingfedern (23, 24) gleiche Steigungsrichtung aufweisen und wobei von der ersten Abtriebswelle (19) eine erste Getriebestufe zum Antrieb der ersten Chipkartenaufnahme und von der zweiten Abtriebswelle (19) eine zweite Getriebestufe zum Antrieb der zweiten Chipkartenaufnahme antreibbar ist.
Antriebsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass einander gegenüberliegend zwei Käfigkegelzahnräder (17) um die zur Käfigachse (14) rechtwinklige Drehachse frei drehbar gelagert in dem Käfig (7) angeordnet sind, in die die zwei Abtriebskegelräder (20) eingreifen.
Antriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten zylindrischen Mantelflächen (22) an feststehenden Buchsen (1) ausgebildet sind, in deren Koaxialbohrungen (2) die Abtriebswellen (19) und/oder die Abtriebskegelräder (20) drehbar gelagert sind.
Antriebsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Käfig (7) rohrartig ausgebildet ist, wobei die beiden axialen Enden des Käfigs (7) auf die Buchsen (1) koaxial mit Abstand umschließenden und mit den Buchsen (1) fest verbundenen rohrstutzenartigen Lagerteilen (4) drehbar gelagert sind.
Antriebsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die ringförmigen Stirnseiten (8) des Käfigs (7) an entsprechenden Ringschultern (9) der Lagerteile (4) geführt in Anlage sind.
Antriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellmotor eine Ausgangswelle (12) aufweist, die ein Antriebsrad (11) trägt, das in Eingriff mit einem zur Käfigachse (14) koaxialen und mit dem Käfig (7) fest verbundenen Käfigrad (10) steht.
Antriebsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Käfigrad (10) eintei lig mit dem Käfig (7) an dessen Außenumfang ausgebildet ist.
Antriebsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsrad (11) ein Schneckenrad ist.
Antriebsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Käfigrad (10) ein schrägverzahntes Stirnrad ist.
Antriebsanordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Ausgangswelle (12) des Stellmotors senkrecht zur Ebene erstreckt, in der die Chipkartenaufnahmen bewegbar sind.
Antriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebswellen (19) sich rechtwinklig zur Bewegungsrichtung der Chipkartenaufnahmen erstrecken.
Antriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder die zweite Getriebestufe ein Schneckengetriebe mit einer auf der ersten und/oder zweiten Antriebswelle angeordneten Zylinderschnecke ist.
Antriebsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellmotor ein reversierbarer Elektromotor (13) ist.