DE102012007583A1 - Gearbox for actuating drive, has two gear reduction stages arranged in planes, which are defined by their distance to housing base, where drive gear is arranged in uppermost plane, and driven gear is arranged in lowest plane - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung beschreibt ein Getriebe mit mindestens zwei Untersetzungsstufen, mit einem Antriebszahnrad, einem Abtriebszahnrad und mit einem zweiteiligen Gehäuse mit einem Gehäusedeckel und einem Gehäusekörper.The invention describes a transmission with at least two reduction stages, with a drive gear, an output gear and a two-part housing with a housing cover and a housing body.
Ein zweiteiliges Getriebegehäuse besteht in der Regel aus einem Gehäusedeckel und einem Gehäusekörper. Der Gehäusedeckel wird beispielsweise durch Schraubverbindungen oder Rastverbindungen mit dem Gehäusekörper verbunden. Für viele Anwendungen, insbesondere im Automobilbereich, ist es notwendig, dass das Getriebe absolut dicht ist gegenüber Feuchtigkeit, Flüssigkeit, Schmutz und anderen Umwelteinflüssen. Daher ist eine aufwändige Abdichtung des Gehäusedeckels gegenüber dem Gehäusekörper notwendig. Die Abdichtung erfolgt dabei beispielsweise durch eine Gummidichtung, die zwischen Gehäusedeckel und Gehäuseköper angeordnet ist.A two-part gearbox usually consists of a housing cover and a housing body. The housing cover is connected, for example, by screw or snap-in connections with the housing body. For many applications, especially in the automotive sector, it is necessary that the transmission is absolutely tight against moisture, liquid, dirt and other environmental influences. Therefore, a complex sealing of the housing cover relative to the housing body is necessary. The seal is carried out, for example, by a rubber seal, which is arranged between the housing cover and Gehäuseköper.
Beim Verbinden der beiden Gehäuseteile wird die Dichtung komprimiert, wodurch die Dichtwirkung entsteht. Eine solche Abdichtung kann auf vielfältige Art und Weise ausfallen, beispielsweise durch Montagefehler oder Materialkorrosion, so dass die Dichtheit des Gehäuses nicht sicher gewährleistet ist. Durch Eindringen von Schmutz und/oder Flüssigkeit kann der Motor und/oder die Zahnräder zerstört werden.When connecting the two housing parts, the seal is compressed, resulting in the sealing effect. Such a seal can fail in a variety of ways, for example, by assembly errors or corrosion of material, so that the tightness of the housing is not guaranteed safe. Ingress of dirt and / or liquid can damage the motor and / or gears.
Gleichzeitig werden beispielsweise im Automobil viele Stellantriebe benötigt, die kompakt aufgebaut sind und dennoch sehr hohe Stellkräfte aufbringen müssen. Da kleine Antriebsmotoren keine hohen Drehmomente aufweisen, muss das Getriebe eine sehr hohe Untersetzung haben.At the same time many actuators are needed, for example, in the automobile, which are compact and still have to raise very high actuating forces. Since small drive motors do not have high torques, the transmission must have a very high reduction ratio.
Aufgabe der Erfindung ist es daher ein kompaktes Getriebe, zum Beispiel für einen Stellantrieb, zu schaffen, das eine hohe Untersetzung aufweist und das ein hermetisch abgedichtetes Gehäuse aufweist.The object of the invention is therefore to provide a compact transmission, for example for an actuator, which has a high reduction ratio and which has a hermetically sealed housing.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Getriebe mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst.This object is achieved by the transmission with the features of the main claim.
Erfindungsgemäß sind die Untersetzungsstufen jeweils auf einer Ebene angeordnet. Jede Ebene ist durch ihren Abstand zum Gehäuseboden definiert, wobei alle Ebenen unterschiedliche Abstände aufweisen.According to the invention, the reduction stages are each arranged on one plane. Each plane is defined by its distance to the case back, with all planes at different distances.
Dies wird dadurch erreicht, dass die Zwischenzahnräder vorzugsweise jeweils als Doppelstirnzahnräder ausgebildet sind, wobei jeweils ein größeres Zahnrad mit mehr und ein kleineres Zahnrad mit weniger Zähnen übereinander auf einer Achse angeordnet sind. Jedes dieser einzelnen Zahnräder ist einer Ebene und damit einer Untersetzungsstufe zugeordnet. Erfindungsgemäß ist nun das Antriebszahnrad auf der obersten Ebene, mit dem größten Abstand zum Gehäuseboden angeordnet. Das Antriebszahnrad ist direkt auf der Welle eines Antriebsmotors angeordnet und somit als einfaches Stirnzahnrad ausgebildet.This is achieved in that the intermediate gears are preferably designed in each case as Doppelstirnzahnräder, wherein in each case a larger gear with more and a smaller gear with fewer teeth are arranged one above the other on an axis. Each of these individual gears is assigned to a plane and thus to a reduction stage. According to the invention, the drive gear is now arranged on the topmost level, with the greatest distance to the housing bottom. The drive gear is arranged directly on the shaft of a drive motor and thus formed as a simple spur gear.
Das Abtriebszahnrad ist auf der untersten Ebene, mit dem geringsten Abstand zum Gehäuseboden angeordnet und ebenfalls als einfaches Stirnzahnrad ausgebildet.The driven gear is arranged on the lowest level, with the smallest distance to the housing bottom and also designed as a simple spur gear.
Alle Untersetzungsstufen sind vom Antriebszahnrad zum Abtriebszahnrad in kontinuierlich absteigenden Ebenen angeordnet.All reduction stages are arranged from the drive gear to the output gear in continuously descending planes.
Das bedeutet, von der obersten Ebene zur untersten Ebene nimmt die Drehzahl kontinuierlich ab und das vorliegende Drehmoment nimmt zu.That is, from the top level to the bottom level, the speed continuously decreases and the present torque increases.
Die Achsen der Zahnräder sind beidseitig im Gehäusedeckel und im Gehäuseboden gelagert.The axes of the gears are mounted on both sides in the housing cover and in the housing bottom.
Durch die Anordnung der Ebenen ist die Belastung des Gehäusedeckels geringer als die Belastung des Gehäusebodens. Aus diesem Grund kann der Gehäusedeckel aus einem Material mit geringer Festigkeit bestehen, während der Gehäusekörper aus einem Material mit hoher Festigkeit bestehen sollte.Due to the arrangement of the levels, the load on the housing cover is less than the load on the housing bottom. For this reason, the housing cover may be made of a low-strength material, while the housing body should be made of a high-strength material.
Erfindungsgemäß besteht der Gehäusedeckel aus einem transluzenten Kunststoff und der Gehäusekörper aus einem Kunststoff der Licht im Wesentlichen absorbiert. Dadurch ist es möglich, die beiden Gehäuseteile in einem optischen Schweißverfahren materialschlüssig und hermetisch dicht miteinander zu verbinden.According to the invention, the housing cover consists of a translucent plastic and the housing body of a plastic material of the light is substantially absorbed. This makes it possible to connect the two housing parts in an optical welding process material fit and hermetically sealed together.
Vorzugsweise bestehen der Gehäusedeckel und der Gehäusekörper aus dem gleichen Basis-Kunststoff und unterscheiden sich nur durch die Menge an Füllstoff. Dies vereinfacht die materialschlüssige Verbindung durch lokales Aufschmelzen mittels Laserstrahlung, z. B. mit Wellenlängen im infraroten Spektralbereich.Preferably, the housing cover and the housing body made of the same base plastic and differ only by the amount of filler. This simplifies the material connection by local melting by means of laser radiation, z. B. with wavelengths in the infrared spectral range.
Zweckmäßigerweise sind die Zahnräder des Getriebes aus einem hellen, den Laserstrahl nur geringfügig absorbierenden Werkstoff gefertigt, damit diese eventuell auftretendes Streulicht des Lasers nicht absorbieren und geschmolzen werden.Conveniently, the gear wheels of the transmission are made of a bright, the laser beam only slightly absorbing material so that they do not absorb any scattered light of the laser and are melted.
Eine Untersetzungsstufe kann auch mehrere Zahnräder aufweisen, die gleichzeitig die Kraft übertragen, so dass die Festigkeit eines Zahnrades geringer sein kann, als das zu übertragende Moment es erfordert. Dies kann insbesondere für die mit dem Zahnrad des Abtriebs kämmende Getriebestufe vorteilhaft sein. Ebenso weisen Zahnräder, die ein größeres Drehmoment übertragen müssen, eine größere axiale Ausdehnung auf, wodurch diese Zahnräder besonders stabil sind und zusätzlich die auf die Zähne wirkende Kraft auf eine möglichst große Fläche verteilen.A reduction stage may also comprise a plurality of gears which simultaneously transmit the force, so that the strength of a gear may be less than the torque to be transmitted it requires. This can be advantageous in particular for the meshing with the gear of the output gear. Likewise, gears that need to transmit a larger torque, a greater axial extent, whereby these gears are particularly stable and in addition distribute the force acting on the teeth on the largest possible area.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.The invention is explained below with reference to a preferred embodiment with reference to the accompanying drawings.
Es zeigt:It shows:
Die
Im Gehäusekörper
Das kleinere Zahnrad
Analog dazu existiert eine dritte Untersetzungsstufe mit einem weiteren Doppelstirnzahnrad
Die vierte Untersetzungsstufe ist mit dem Abtriebszahnrad
Es gilt nun für die Abstände Sn (n = 1...4) der Ebenen S1 > S2 > S3 > S4. Das heißt die Abstände Sn zwischen den Ebenen En (n = 1...4) und dem Gehäuseboden
In der ersten Ebene E1 befindet sich das Antriebszahnrad
Das übertragene Moment und die radialen Kräfte auf die Zahnräder steigen kontinuierlich bis zur untersten Ebene E4 an, so wie die Drehzahlen in den Untersetzungsstufen sinken. Beispielsweise weist die Untersetzung der ersten Stufe S1 ein Verhältnis 13:75 und die letzte Stufe S4 ein Verhältnis 11:48 auf. Um die verschiedenen Untersetzungsverhältnisse der verschiedenen Getriebestufen (S1, S2, S3, S4) kostengünstig und effizient umzusetzen, ist es vorteilhaft Zahnräder zu nutzen, die durch die Verwendung unterschiedlicher Materialien dem zu übertragenden Drehmoment angepasst sind.The transmitted moment and the radial forces on the gears increase continuously to the lowest level E4, as the speeds decrease in the reduction stages. For example, the reduction of the first stage S1 has a ratio of 13:75 and the last stage of S4 has a ratio of 11:48. In order to implement the various reduction ratios of the various gear stages (S1, S2, S3, S4) inexpensively and efficiently, it is advantageous to use gears which are adapted to the torque to be transmitted through the use of different materials.
Alle Zahnräder sind im Beispiel auf Achsen
Die erfindungsgemäße Anordnung bewirkt nun, dass die Zahnräder mit geringer Kraftbelastung näher am Gehäusedeckel
Zur Lagerung der Welle
Die hermetische Abdichtung des Gehäuses
Aufgrund der geringen Spannungsbelastung des Gehäusedeckels
Der Gehäusekörper
Der Gehäuseboden
Die
Der Laserstrahl
Gehäusekörper
Durch die materialschlüssige Verbindung zwischen Gehäusedeckel
Der Laserstrahl
Im Beispiel sind die Ebenen En jeweils etwa in der Mitte der Zahnradpaare definiert. Für die Erfindung spielen jedoch die Lage und der genaue Abstandswert der Ebenen keine Rolle. Entscheidend ist nur, dass die Abstände der Ebenen kontinuierlich geringer werden.In the example, the levels En are each defined approximately in the middle of the gear pairs. However, the situation and the exact distance value of the planes are irrelevant to the invention. The only thing that matters is that the distances between the levels are continually decreasing.
Ebenso spielt für die Erfindung die Anzahl der Untersetzungsstufen sowie deren Untersetzungsverhältnisse keine Rolle. Ein erfindungsgemäßes Getriebe kann statt der gezeigten vier auch nur drei oder fünf oder mehr Untersetzungsstufen aufweisen. Wichtig ist nur, dass jede Untersetzungsstufe in einer eigenen Ebene angeordnet ist. Grundsätzlich kann das erfindungsgemäße Prinzip auch bei Übersetzungsgetrieben angewandt werden. Ein solcher Anwendungsfall ist jedoch selten.Likewise, the number of reduction stages and their reduction ratios play no role in the invention. An inventive transmission may instead of the four shown have only three or five or more reduction stages. It is only important that each reduction stage is arranged in a separate layer. In principle, the inventive principle can also be applied to transmission gears. However, such an application is rare.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Getriebetransmission
- 22
- Getriebegehäusegearbox
- 33
- Gehäusedeckelhousing cover
- 44
- Gehäusekörperhousing body
- 55
- Antriebsmotordrive motor
- 66
- Motorwellemotor shaft
- 77
- Antriebszahnraddrive gear
- 88th
- Gehäusebodencaseback
- 9, 9', 9''9, 9 ', 9' '
- DoppelstirnzahnradDouble spur gear
- 10, 10', 10''10, 10 ', 10' '
- größeres Zahnradbigger gear
- 11, 11', 11''11, 11 ', 11' '
- kleineres Zahnradsmaller gear
- 1212
- Abtriebszahnradoutput gear
- 1313
- Achsenaxes
- 1414
- Spaltgap
- 1515
- Laserstrahllaser beam
- 1616
- Stirnflächeface
- 1717
- Gehäusewandhousing wall
- 1818
- Laserlaser
- 1919
- Achsaufnahmeaxle mount
- 2020
- Lagersitz (Abtrieb)Bearing seat (downforce)
- 2121
- Kragen (Abtrieb)Collar (downforce)
- 2222
- Kragencollar
- 2424
- Hohlwellehollow shaft
- 2626
- Axialer AnschlagAxial stop
- 2929
- ZentrieransatzSpigot
- 3030
- Axiale Auflagefläche (Zahnrad)Axial bearing surface (gear)
- 3131
- Axiale Auflagefläche (Lagersitz)Axial bearing surface (bearing seat)
- 3232
- Gummidichtungrubber seal
Claims (9)
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DE102012007583.9A DE102012007583B4 (en) | 2012-03-29 | 2012-03-29 | Gearbox for an actuator |
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