DE102010031425A1 - Worm gear, multi-step transmission and use - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Schneckengetriebe (17), umfassend ein Getriebegehäuse, eine drehfest auf einer Antriebswelle (18) angeordnete Schnecke (19), ein auf einer Abtriebswelle drehfest angeordnetes Schneckenrad (20), welches in Zahneingriff mit der Schnecke (19) steht, wobei die Antriebswelle (18) im Getriebegehäuse gelagert ist und ein benachbart zur Schnecke (19) angeordnetes, radial in Richtung (R) auf die Abtriebswelle bewegliches, federbelastetes Lager (21) aufweist. Es wird vorgeschlagen, dass das Lager (21) in einem Führungselement (22) fest aufgenommen ist, durch welches die radiale Bewegung des Lagers (21) bestimmt wird.The invention relates to a worm gear (17), comprising a gear housing, a worm (19) arranged non-rotatably on a drive shaft (18), a worm wheel (20) arranged non-rotatably on an output shaft, which is in meshing engagement with the worm (19) the drive shaft (18) is mounted in the gear housing and has a spring-loaded bearing (21) arranged adjacent to the worm (19) and movable radially in the direction (R) on the output shaft. It is proposed that the bearing (21) is firmly received in a guide element (22), by means of which the radial movement of the bearing (21) is determined.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Schneckengetriebe nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 – bekannt durch die
Durch die
Durch die
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein spielfreies Schneckengetriebe der eingangs genannten Art konstruktiv zu vereinfachen. Es ist auch Aufgabe der Erfindung, das Schneckengetriebe einer vorteilhaften Verwendung zuzuführen.It is an object of the present invention to simplify a backlash-free worm gear of the type mentioned constructive. It is also an object of the invention to supply the worm gear advantageous use.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche 1, 14 und 15 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen. Erfindungsgemäß ist bei dem Schneckengetriebe vorgesehen, dass das Schneckenwellenlager in einem Führungselement fest aufgenommen ist, durch welches die radiale Bewegung des Lagers – in Richtung auf das Schneckenrad – zwangsläufig bestimmt wird. Damit wird der Vorteil erreicht, dass die Schnecke auf einer vorbestimmten Bewegungsbahn und Bewegungsrichtung in die Verzahnung des Schneckenrades geführt wird, bis ein Zweiflankenkontakt hergestellt, d. h. Spielfreiheit zwischen Schnecke und Schneckenrad erreicht ist. Das Führungselement ist somit Teil eines kinematischen Getriebes, welches die Bewegungsbahn des Lagers festlegt. Damit ergeben sich je nach Anwendungsfall eine Reihe von verschiedenen konstruktiv aufwändigen oder weniger aufwändigen Lösungen, um die Spielfreiheit des Schneckengetriebes zu erreichen.The object of the invention is solved by the features of
Nach einem ersten Aspekt der Erfindung ist das Führungselement als Hülse ausgebildet, welche elastisch in einer Bohrung, d. h. mit kreiszylindrischem Querschnitt des Getriebegehäuses abgestützt ist. Der Vorteil dieser Lösung besteht in geringen Herstellkosten, da die Bohrung, z. B. durch Drehen kostengünstig hergestellt werden kann. Durch die elastische Lagerung der Hülse in der Gehäusebohrung ergibt sich eine Beweglichkeit der Hülse und damit des Lagers in einer bestimmten Richtung.According to a first aspect of the invention, the guide element is designed as a sleeve which elastically in a bore, d. H. is supported with a circular cylindrical cross-section of the gear housing. The advantage of this solution is low production costs, since the bore, z. B. can be produced inexpensively by turning. Due to the elastic mounting of the sleeve in the housing bore results in a mobility of the sleeve and thus of the bearing in a particular direction.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist die Hülse über mindestens ein elastisches Element gegenüber der Bohrung abgestützt. Die Hülse ist somit einerseits gegenüber der Bohrung zentriert und andererseits in einer Richtung verschiebbar.According to a preferred embodiment, the sleeve is supported via at least one elastic element with respect to the bore. The sleeve is thus on the one hand centered with respect to the bore and on the other hand displaceable in one direction.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist das mindestens eine elastische Element als O-Ring ausgebildet, welcher zwischen der Bohrung und der Hülse, vorzugsweise in einer Ringnut angeordnet ist. Damit kann die erforderliche Elastizität durch handelsübliche, d. h. kostengünstige Teile erreicht werden.According to a preferred embodiment, the at least one elastic element is formed as an O-ring, which is arranged between the bore and the sleeve, preferably in an annular groove. Thus, the required elasticity by commercial, d. H. inexpensive parts can be achieved.
Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Hülse – quer zur radialen Bewegungsrichtung – abgeplattet und bildet mit der Gehäusebohrung mindestens einen partiellen Radialspalt, der in Form eines Sichelspaltes ausgebildet sein kann. Die Hülse ist also parallel zur Bewegungsrichtung in der Gehäusebohrung geführt und kann im Rahmen des Radialspaltes Radialbewegungen ausführen, wobei die elastischen Elemente, respektive O-Ringe verformt werden. Bevorzugt sind zwei sich diametral gegenüberliegende Abplattungen vorgesehen.According to a particularly preferred embodiment, the sleeve - transverse to the radial direction of movement - flattened and forms with the housing bore at least a partial radial gap, which may be formed in the form of a sickle gap. The sleeve is thus guided parallel to the direction of movement in the housing bore and can perform radial movements in the radial gap, wherein the elastic elements, respectively O-rings are deformed. Preferably, two diametrically opposed flattenings are provided.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Hülse auf ihrer dem Schneckenrad abgewandten, abgeplatteten Seite durch ein Federelement belastet, welches das Schneckenwellenlager in die Zahnflanken des Schneckenrades drückt.According to a further preferred embodiment, the sleeve is loaded on its side facing away from the worm wheel, flattened side by a spring element which presses the worm shaft bearing in the tooth flanks of the worm wheel.
Nach einem zweiten Aspekt der Erfindung ist das Führungselement als Schwenkarm, Exzenter oder Lenker ausgebildet, welcher im Getriebegehäuse gelagert und um eine parallel zur Achse der Schneckenwelle angeordnete Schwenkachse drehbar ist. Der Mittelpunkt des Schneckenwellenlagers wird somit auf einer Kreisbahn um die Schwenkachse in Richtung auf das Schneckenrad geführt, sodass Spielfreiheit erreicht wird. Der Schwenkradius, d. h. der Abstand zwischen Schwenkachse und Mittelpunkt der Schneckenwelle kann dabei hinreichend groß gewählt werden, sodass die Krümmung der Kreisbahn im Hinblick auf den zurückgelegten Weg vernachlässigbar ist.According to a second aspect of the invention, the guide element is designed as a pivoting arm, eccentric or link, which is mounted in the gear housing and is rotatable about a pivot axis arranged parallel to the axis of the worm shaft. The center of the worm shaft bearing is thus guided on a circular path about the pivot axis in the direction of the worm wheel, so that backlash is achieved. The swing radius, ie the distance between the pivot axis and Center point of the worm shaft can be chosen sufficiently large, so that the curvature of the circular path is negligible in terms of the distance covered.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist der Schwenkarm, der auch als Exzenter ausgebildet sein kann, an seinem der Schwenkachse gegenüberliegenden Ende durch ein Federelement belastet, welches ein Drehmoment auf den Schwenkarm in Bezug auf seine Schwenkachse in Richtung des Schneckenrades ausübt. Bevorzugt liegt das Lager zwischen der Schwenkachse und der Resultierenden der Federkraft, sodass sich ein maximaler Hebelarm für die Federkraft ergibt.According to a preferred embodiment, the swivel arm, which may also be formed as an eccentric, loaded at its opposite end of the pivot axis by a spring element which exerts a torque on the pivot arm with respect to its pivot axis in the direction of the worm wheel. Preferably, the bearing is between the pivot axis and the resultant of the spring force, so that there is a maximum lever arm for the spring force.
Nach einem dritten Aspekt der Erfindung ist das Führungselement als Gleitelement ausgebildet, welches in geraden Führungsbahnen des Getriebegehäuses geführt ist. Damit wird eine exakt radiale Führung der Schnecke in Richtung auf das Schneckenrad zur Erzeilung einer Spielfreiheit erreicht. Die Lösung ist konstruktiv relativ einfach und somit kostengünstig. Bevorzugt ist das Gleitelement durch ein Federelement, beispielsweise eine Druckfeder, mit Richtung auf das Schneckenrad belastet.According to a third aspect of the invention, the guide element is designed as a sliding element, which is guided in straight guideways of the transmission housing. Thus, a precise radial guidance of the worm is achieved in the direction of the worm wheel to Erzeilung a backlash. The solution is structurally relatively simple and therefore inexpensive. The sliding element is preferably loaded by a spring element, for example a compression spring, with a direction towards the worm wheel.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Schneckengetriebe selbsthemmend ausgebildet, d. h. Drehbewegungen des Schneckenrades, also von der Abtriebsseite werden nicht als Drehbewegungen auf die Schnecke übertragen, sondern aufgrund der selbsthemmenden Auslegung der Schnecke abgebremst. Damit können beliebige Positionen der Schneckenradwelle ohne zusätzliche Bremse gehalten werden. Dies ist bei Stellantrieben besonders vorteilhaft.According to a further preferred embodiment, the worm gear is self-locking, d. H. Rotary movements of the worm wheel, so from the output side are not transmitted as rotational movements on the screw, but decelerated due to the self-locking design of the worm. This allows any positions of the worm wheel shaft to be held without additional brake. This is particularly advantageous for actuators.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist das Schneckengetriebe als Abtriebsstufe in einem Mehrstufengetriebe für einen Solarsteller vorgesehen. Hierbei wirken sich die Spielfreiheit und die Selbsthemmung besonders vorteilhaft auf den Abtrieb aus. Zwischenstellungen können auf der Abtriebsseite spielfrei und ohne Feststellbremse gehalten werden und dies über eine hohe Lebensdauer, da die Schneckenwelle auch bei Verschleiß nachgeführt wird und somit die Spielfreiheit erhalten bleibt.According to a further aspect of the invention, the worm gear is provided as output stage in a multi-stage transmission for a solar controller. Here, the backlash and self-locking effect particularly advantageous on the downforce. Intermediate positions can be held on the output side backlash and without parking brake and this over a long service life, since the worm shaft is tracked even when wearing and thus the backlash is maintained.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in der Zeichnung argestellt und werden im Folgenden näher beschrieben, wobei sich aus der Beschreibung und/oder der Zeichnung weitere Merkmale und/oder Vorteile ergeben können. Es zeigen:Advantageous embodiments of the invention are set forth in the drawings and will be described in more detail below, which may result from the description and / or the drawing further features and / or advantages. Show it:
Die in der Zeichnung senkrecht dargestellte Mittelachse des Lagers
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Schneckengetriebeworm gear
- 22
- Schneckeslug
- 33
- Schneckenradworm
- 44
- Antriebs- oder SchneckenwelleDrive or worm shaft
- 55
- SchneckenwellenlagerWorm shaft bearings
- 66
- Abtriebswelleoutput shaft
- 77
- Getriebegehäusegearbox
- 88th
- Hülseshell
- 8a, 8b8a, 8b
- Abplattungflattening
- 99
- Bohrung (in Getriebegehäuse)Bore (in gearbox housing)
- 1010
- Federelementspring element
- 1111
- Radialspalt (Sichelspalt)Radial gap (sickle gap)
- 1212
- Radialspalt (Sichelspalt)Radial gap (sickle gap)
- 1313
- O-RingO-ring
- 1414
- O-RingO-ring
- 1515
- Ringnutring groove
- 1616
- Ringnutring groove
- 17 17
- Schneckengetriebeworm gear
- 1818
- Schneckenwelleworm shaft
- 1919
- Schneckeslug
- 2020
- Schneckenradworm
- 2121
- SchneckenwellenlagerWorm shaft bearings
- 2222
- Schwenkarmswivel arm
- 22a22a
- Bohrungdrilling
- 22b22b
- Absatzparagraph
- 2323
- Schwenkachseswivel axis
- 2424
- Federelementspring element
- 24a24a
- Zapfenspigot
- 24b24b
- Kappecap
- 24c24c
- Druckfedercompression spring
- 2525
- Lager (Schneckenwelle)Bearing (worm shaft)
- 2626
- Abtriebswelleoutput shaft
- 2727
- Lager (Schneckenradwelle)Bearing (worm shaft)
- 2828
- Lager (Schneckenradwelle)Bearing (worm shaft)
- 2929
- Schneckengetriebeworm gear
- 3030
- Schneckeslug
- 3131
- Schneckenradworm
- 3232
- Schneckenwelleworm shaft
- 3333
- SchneckenwellenlagerWorm shaft bearings
- 3434
- Getriebegehäusegearbox
- 3535
- Gleitelement (Nutstein)Sliding element (sliding block)
- 3636
- Federelementspring element
- rr
- Mittelachsecentral axis
- RR
- radiale Richtungradial direction
- FF
- FederkraftresultierendeFederkraftresultierende
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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