DE102009027138A1

DE102009027138A1 - Gearbox has gear wheel, which comprises multiple teeth, where each tooth of gear wheel has hollow area, and hollow area in each tooth is closed hollow chamber or pass throughable hollow recess

Info

Publication number: DE102009027138A1
Application number: DE200910027138
Authority: DE
Inventors: Hans-Juergen Oberle; Franz Schwendemann
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2009-06-24
Filing date: 2009-06-24
Publication date: 2010-12-30

Abstract

The gearbox (1) has a gear wheel (2), which comprises multiple teeth (3,3 '), where each tooth of the gear wheel has a hollow area (4). The hollow area in each tooth is a closed hollow chamber or a pass throughable hollow recess. The gear wheel is made of an elastic deformable material, particularly plastic. The hollow area of the tooth is formed as a triangle with rounded edges in the cross section.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Getriebe, das bei Verstellantrieben, wie z. B. bei Sitzverstellmotoren für Lehnenantriebe, in Kraftfahrzeugen eingesetzt wird, bei denen eine festigkeitsoptimierte Verzahnung bei minimalem Bauraum erforderlich ist.The The present invention relates to a transmission which, in the case of adjusting drives, such as B. in Sitzverstellmotoren for backrest drives, used in motor vehicles in which a strength-optimized gearing at minimum Space is required.

Zur Erhöhung der Festigkeit bei gleichem Bauraum und um größere Drehmomente übertragen zu können, sind bei derartigen Getrieben das Ritzel aus Metall und das Antriebsrad aus Kunststoff ausgebildet. Die Zähne des Antriebsrads aus Kunststoff, das aus dem weniger belastbaren Material hergestellt ist, sind zur verbesserten Lastübertragung hierbei im Allgemeinen dicker als die Zähne des Ritzels aus Metall ausgebildet. Alternativ können alle Zahnräder eines Getriebes aus Metall hergestellt werden, was jedoch teuer ist und zu zusätzlichem Gewicht des Getriebes führt.to increase the strength in the same space and transferred to larger torques can, are in such transmissions, the pinion of metal and the drive wheel made of plastic. The teeth of the drive wheel made of plastic, the made of the less resilient material are improved load transfer generally thicker than the teeth of the metal pinion educated. Alternatively you can all gears a gear made of metal, which is expensive is and to additional Weight of the gearbox leads.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Das erfindungsgemäße Getriebe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist demgegenüber den Vorteil auf, dass hierbei ein erstes Zahnrad eingesetzt wird, bei dem jeder Zahn einen Hohlbereich aufweist, um eine Materialanhäufung eines dicker ausgebildeten Zahns zu reduzieren und die für eine große Lastübertragung erforderlichen Elastizitäts- und Dämpfungseigenschaften des Zahnrads sicherzustellen. Durch das Vorsehen des Hohlraums kann eine gewisse Elastizität der Zähne erreicht werden, so dass sich der Zahn soweit verformt, dass ein weiterer Zahn zum Eingriff kommen und zum Abstützen einer großen Last zusätzlich beitragen kann. Die Verformung der Zähne trägt ferner zur internen Dämpfung des Getriebes bei, was insbesondere beim Anfahren der Anschlag- bzw. Endposition des Verstellantriebs zu einem flacheren Kraftanstieg und somit einer geringeren Belastung des Getriebes führt.The inventive transmission with the features of claim 1, in contrast, has the advantage that in this case a first gear is used in which each tooth has a hollow region, an accumulation of material To reduce a thicker tooth and for a large load transfer required elasticity and damping properties of the gear. By providing the cavity, a certain elasticity the teeth be reached, so that the tooth deformed so far, that a Another tooth come to the intervention and to support a large load additionally can contribute. The deformation of the teeth also contributes to the internal damping of the Gearbox in what especially when approaching the stop or Final position of the adjustment drive to a flatter increase in force and thus a lower load of the transmission leads.

Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.The under claims show preferred developments of the invention.

Weiterhin bevorzugt ist der Hohlbereich in jedem Zahn des ersten Zahnrads ein geschlossener Hohlraum oder eine durchgehende hohle Ausnehmung. Dadurch kann die Bauart den entsprechenden Einsatzgegebenheiten und Lastanforderungen angepasst werden.Farther preferred is the hollow area in each tooth of the first gear a closed cavity or a continuous hollow recess. As a result, the design of the appropriate use conditions and load requirements are adjusted.

Vorzugsweise ist das erste Zahnrad des Getriebes aus elastisch verformbaren Material, insbesondere aus Kunststoff hergestellt. Hierdurch wird eine einfache, kostengünstige Herstellung dieses Bauteils ermöglicht.Preferably is the first gear of the gear made of elastically deformable material, especially made of plastic. This will create a simple, inexpensive Production of this component allows.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Hohlbereich des Zahns im Querschnitt als Dreieck mit abgerundeten Ecken ausgebildet. Diese Formgebung ist eine geometrisch vereinfacht nachempfundene Form des gesamten Zahns, die auf einfache und kostengünstige Weise hergestellt werden kann.According to one Another preferred embodiment of the invention is the hollow region of the tooth in cross section formed as a triangle with rounded corners. This shape is a geometrically simplified model Shape of the entire tooth, produced in a simple and cost-effective manner can be.

Vorzugsweise ist eine Wandstärke zwischen dem Hohlbereich des Zahns und der Flanke des ersten Zahnrads auf beiden Seiten identisch ausgebildet. Auf diese Weise wird eine symmetrische und homogene Elastizitätseigenschaft des Zahns gewährleistet. Hierdurch kann das Getriebe insbesondere für Vorwärts- und Rückwärtslauf verwendet werden.Preferably is a wall thickness between the hollow portion of the tooth and the flank of the first gear formed identically on both sides. That way, one becomes Ensures symmetrical and homogeneous elasticity property of the tooth. As a result, the transmission can be used in particular for forward and reverse.

Weiterhin bevorzugt liegt die Wandstärke des Zahns im Verhältnis zur Zahndicke in einem Bereich von ca. 25% bis 40%. Dadurch wird eine ausreichende Festigkeit des Zahns bzw. der Verzahnung zusammen mit den gewünschten Verformungs- und Dämpfungseigenschaften bereitgestellt.Farther Preferably, the wall thickness of the Tooth in relation To the tooth thickness in a range of about 25% to 40%. This will sufficient strength of the tooth or the toothing together with the desired Deformation and damping properties provided.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das erste Zahnrad ein geradverzahntes Zahnrad, das eine ausreichend belastbare und kostengünstige Bauform für den gewünschten Einsatzzweck darstellt.According to one Another preferred embodiment of the invention is the first gear a straight toothed gear that is sufficiently resilient and inexpensive Design for the wished Purpose represents.

Weiterhin bevorzugt ist ein zweites Zahnrad des Getriebes mit Vollzähnen ohne Hohlbereiche ausgebildet. Hierdurch werden massive, nicht verformbare Zähne bereitgestellt, die im Zahneingriff mit den Zähnen des ersten Zahnrads deren elastische Verformung bewirken.Farther preferred is a second gear of the transmission with full teeth without Hollow areas formed. This will make massive, non-deformable Teeth provided, the teeth meshing with the teeth of the first gear cause their elastic deformation.

Vorzugsweise ist das zweite Zahnrad aus einem härteren Material als das erste Zahnrad, insbesondere aus Metall hergestellt. Dadurch können die Zähne des zweiten Zahnrads schlanker und mit geringerer Dicke ausgeführt werden, um den erforderlichen Bauraum des Getriebes zu reduzieren. Darüber hinaus ist das zweite Zahnrad als antreibendes Zahnrad mit kleinerem Durchmesser als das erste Zahnrad ausgebildet.Preferably is the second gear of a harder material than the first Gear, in particular made of metal. This allows the teeth of the second gear are made slimmer and of lesser thickness, to reduce the required installation space of the gearbox. Furthermore is the second gear as a driving gear with a smaller diameter formed as the first gear.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung reicht der Hohlbereich des Zahns bis in den Zahnkranz des ersten Zahnrads. Durch diese Anordnung wird eine Schwächung im Zwischenzahnbereich der Verzahnung des ersten Zahnrads verhindert.According to one Another preferred embodiment of the invention, the hollow range extends of the tooth to the sprocket of the first gear. Through this Arrangement becomes a weakening prevented in the interdental region of the teeth of the first gear.

Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:following is an embodiment of Invention with reference to the accompanying drawings in detail described. In the drawing is:

1 eine vergrößerte Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Getriebes. 1 an enlarged sectional view of an embodiment of the transmission according to the invention.

Ausführungsform der ErfindungEmbodiment of the invention

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 1 ein Getriebe 1 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung im Detail beschrieben.The following is with reference to the 1 a gearbox 1 according to a preferred embodiment of the invention described in detail.

Wie aus der vergrößerten Schnittdarstellung des Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Getriebes 1 von 1 ersichtlich, umfasst das zweistufige Getriebe 1 ein erstes Zahnrad 2, das mit einem zweiten Zahnrad 10 im Zahneingriff steht, wobei in diesem Ausführungsbeispiel beispielhaft geradverzahnte erste und zweite Zahnräder 2 und 10 und das Zahnrad 10 mit einer Evolventenverzahnung dargestellt sind. Selbstverständlich sind auch andere Verzahnungsarten beim erfindungsgemäßen Getriebe 1 einsetzbar. Die Drehrichtung des zweiten Zahnrads 10 ist durch einen Pfeil D gekennzeichnet.As from the enlarged sectional view of the embodiment of the transmission according to the invention 1 from 1 can be seen, includes the two-stage gearbox 1 a first gear 2 that with a second gear 10 is in tooth engagement, in this embodiment, for example, straight toothed first and second gears 2 and 10 and the gear 10 are shown with an involute toothing. Of course, other types of gears in the transmission according to the invention 1 used. The direction of rotation of the second gear 10 is indicated by an arrow D.

Jeder Zahn 3 des ersten Zahnrads 2 weist einen im Innern ausgebildeten, durchgehenden Hohlbereich 4 auf, der im Querschnitt als Dreieck mit abgerundeten Ecken ausgebildet ist. Dieser Hohlbereich 4 ist im Inneren des Zahns 3 so angeordnet, dass er radial über einen strichpunktiert eingezeichneten Fußkreis FK bis in einen Zahnkranz 11 des Zahnrads 2 (der mit einer geschweiften Klammer gekennzeichnet ist) nach innen hineinragt und ferner zu beidseitigen Zahnflanken 12, 12 des Zahns 3 eine jeweils identische Wandstärke 5 aufweist. Diese Wandstärke 5 ist jeweils als die kürzeste Strecke von einem Punkt 8 auf der Zahnflanke 12 des Zahns 3 bis zu einem inneren Wandbereich 20 des Hohlbereichs 4 in 1 definiert. In einem von einem Tiefpunkt 13 im Zahngrund zwischen zwei benachbarten Zähnen 3, 3' radial nach innen verlaufenden Bereich 14 des ersten Zahnrads 2 sind keine Hohlbereiche angeordnet, um die Festigkeit der Verzahnung nicht negativ zu beeinflussen. Die Punkte 8 liegen auf dem Teilkreisdurchmesser TK des ersten Zahnrads 2.Every tooth 3 of the first gear 2 has an internally formed, continuous hollow area 4 on, which is formed in cross-section as a triangle with rounded corners. This hollow area 4 is inside the tooth 3 arranged so that it extends radially over a dot-dashed root circle FK into a sprocket 11 of the gear 2 (which is marked with a brace) projects inward and also to both sides tooth flanks 12 . 12 of the tooth 3 a respective identical wall thickness 5 having. This wall thickness 5 is each as the shortest distance from a point 8th on the tooth flank 12 of the tooth 3 up to an inner wall area 20 of the hollow area 4 in 1 Are defined. In one of a low point 13 in the tooth base between two adjacent teeth 3 . 3 ' radially inwardly extending region 14 of the first gear 2 No hollow areas are arranged in order not to negatively influence the strength of the toothing. The points 8th lie on the pitch circle diameter TK of the first gear 2 ,

Eine Dicke 7 des Zahns 3 ist durch eine Gerade durch zwei Punkte 8, 8 definiert, wobei die Gerade die Punkte 8, 8 auf den Zahnflanken 12, 12 am Teilkreisdurchmesser TK schneidet. Die Wandstärke 5 des Zahns liegt hierbei im Verhältnis zur Dicke 7 in einem Bereich von ca. 25% bis 40%. Im dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt die Wandstärke 5 30% der Dicke 7 des Zahns am Teilkreisdurchmesser TK.A thickness 7 of the tooth 3 is through a straight line through two points 8th . 8th defines, with the straight line the points 8th . 8th on the tooth flanks 12 . 12 at the pitch circle diameter TK cuts. The wall thickness 5 of the tooth is in proportion to the thickness 7 in a range of about 25% to 40%. In the illustrated embodiment, the wall thickness 5 30% of the thickness 7 of the tooth at the pitch circle diameter TK.

Wie aus 1 ferner ersichtlich, berührt der Zahn 3 des ersten Zahnrads 2, das vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt ist, einen Zahn 9 des zweiten Zahnrads 10, das vorzugsweise aus einem Material mit größerer Härte als das erste Zahnrad 2, insbesondere aus Metall, hergestellt ist, am Punkt 8, der auf dem Teilkreis TK des ersten Zahnrads 2 liegt.How out 1 furthermore, the tooth touches 3 of the first gear 2 , which is preferably made of plastic, a tooth 9 of the second gear 10 preferably made of a material of greater hardness than the first gear 2 , in particular of metal, is manufactured at the point 8th located on the pitch circle TK of the first gear 2 lies.

Durch den Eingriff des Zahns 9 des zweiten, härteren Zahnrads 10 mit dem Zahn 3 des aus weicherem Kunststoffmaterial hergestellten ersten Zahnrads 2 wird der mit dem Hohlraum 4 ausgebildete Zahn 3 leicht elastisch verformt. Bei einem z. B. vom antreibenden zweiten Zahnrad 10 aufgebrachten großen Drehmoment kann sich der Zahn 3 so weit elastisch durchbiegen, dass ein nachfolgender Zahn 3 des ersten Zahnrads 2 mit einem nachfolgenden Zahn 9' des zweiten Zahnrads 10 in Eingriff kommt. Dieser Eingriffsvorgang ist durch einen Pfeil E in der 1 angedeutet. Durch den zusätzlichen Flankeneingriff des Zahns 3' mit dem Zahn 9' erhöht sich die Belastbarkeit der Verzahnung, sodass ein größeres Drehmoment abgestützt bzw. übertragen werden kann. Durch die elastische Verformung wird das Getriebe zusätzlich gedämpft, so dass das Getriebe, z. B. beim Anfahren an den Endanschlag des Verstellantriebs, nicht abrupt abgebremst wird, sondern welch und in einem größeren Zeitintervall zum Stillstand kommt. Dies hat positive Auswirkungen auf die Lebensdauer und Haltbarkeit des Getriebes.By the engagement of the tooth 9 the second, harder gear 10 with the tooth 3 the first gear made of softer plastic material 2 will be the one with the cavity 4 trained tooth 3 slightly elastically deformed. At a z. B. from the driving second gear 10 Applied large torque can cause the tooth 3 bend so far elastically that a subsequent tooth 3 of the first gear 2 with a subsequent tooth 9 ' of the second gear 10 engages. This engagement process is indicated by an arrow E in the 1 indicated. Due to the additional flank engagement of the tooth 3 ' with the tooth 9 ' increases the load capacity of the teeth, so that a larger torque can be supported or transmitted. Due to the elastic deformation, the transmission is additionally damped, so that the transmission, z. B. when approaching the end stop of the adjustment, is not abruptly braked, but which and comes to a standstill in a larger time interval. This has a positive effect on the service life and durability of the transmission.

Dadurch, dass alle Zähne des ersten Zahnrads 2 des erfindungsgemäßen Getriebes 1 jeweils mit dem Hohlbreich 4 ausgebildet sind, ist die Gefahr der Lunkerbildung bei der Produktion des ersten Zahnrads 2 aufgrund einer im Vergleich zu den Zahnrädern des Standes der Technik geringeren Materialanhäufung weitestgehend eliminiert. Durch den geringeren Materialeinsatz bei der Herstellung des ersten Zahnrads 2 des erfindungsgemäßen Getriebes 1 werden zudem sowohl die Kosten als auch das Gewicht reduziert. Trotz des Vorsehens der Hohlbereiche 4 in den Zähnen des ersten Zahnrads 2 des erfindungsgemäßen Getriebes 1 kann das Zahnrad 2 und demzufolge das Getriebe 1 dennoch flach bauend ausgebildet sein.In that all teeth of the first gear 2 of the transmission according to the invention 1 each with the Hohlbreich 4 are formed, the risk of voids formation in the production of the first gear 2 due to a relatively low material accumulation compared to the prior art gears. Due to the lower material used in the production of the first gear 2 of the transmission according to the invention 1 In addition, both the costs and the weight are reduced. Despite the provision of the hollow areas 4 in the teeth of the first gear 2 of the transmission according to the invention 1 can the gear 2 and consequently the transmission 1 nevertheless be designed to be flat.

Claims

Gear with a first gear ( 2 ), which has a large number of teeth ( 3 . 3 ' ), characterized in that each tooth ( 3 . 3 ' ) of the gear ( 2 ) a hollow region ( 4 ) having.

Transmission according to claim 1, characterized in that the hollow region ( 4 ) in each tooth ( 3 . 3 ' ) is a closed cavity or a continuous hollow recess.

Transmission according to claim 1 or 2, characterized in that the first gear ( 2 ) made of elastically deformable material, in particular made of plastic.

Transmission according to one of the preceding An claims, characterized in that the hollow region ( 4 ) of the tooth ( 3 . 3 ' ) is formed in cross-section as a triangle with rounded corners.

Transmission according to one of the preceding claims, characterized in that a wall thickness ( 5 ) between the hollow area ( 4 ) of the tooth ( 3 ) and tooth flanks ( 12 ) of the tooth ( 3 . 3 ' ) is identical on both sides.

Transmission according to one of the preceding claims, characterized in that a wall thickness ( 5 ) between an inner wall area ( 20 ) of the hollow region ( 4 ) and the tooth flank ( 12 ) of the tooth ( 3 . 3 ' ) in relation to the tooth thickness ( 7 ) of the tooth ( 3 . 3 ' ) in a range of about 25% to 40%, wherein the tooth thickness ( 7 ) of the tooth ( 3 ) is a straight line through two on a pitch circle diameter (TK) of the gear ( 3 . 3 ' ) and on the tooth flanks ( 12 . 12 ) points ( 8th . 8th ), and wherein the wall thickness ( 5 ) the shortest distance from the point ( 8th ) to the inner wall area ( 20 ) of the hollow region ( 4 ).

Transmission according to one of the preceding claims, characterized in that the first gear ( 2 ) is a spur gear.

Transmission according to one of the preceding claims, characterized in that a second gear ( 10 ) with full teeth without hollow areas ( 4 ) is trained.

Transmission according to claim 8, characterized in that the second gear ( 10 ) of a harder material than the first gear ( 2 ), in particular of metal.

Transmission according to one of the preceding claims, characterized in that the second gear ( 10 ) as a driving gear of smaller diameter than the first gear ( 2 ) is trained.

Transmission according to one of the preceding claims, characterized in that the hollow region ( 4 ) into a sprocket ( 11 ) of the first gear ( 2 ) enough.