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Die Erfindung betrifft ein Getriebe mit einem Gehäuse, einer Vielzahl von Zahnrädern, die in dem Gehäuse drehbar gelagert sind und ein Abtriebsrad umfassen, und einem elastischen Element zum Rückstellen der Zahnräder in eine Ruheposition.
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Solche Getriebe sind allgemein bekannt und werden in Verbindung mit einem Antriebsmotor vielseitig eingesetzt. In Kraftfahrzeugen werden sie z.B. zur Sitzentriegelung, zum vollständigen Schließen von Klappen oder Türen sowie zur Verstellung von Regelorganen verwendet. Hierbei sollen die Getriebe robust und zuverlässig sein und gleichzeitig möglichst wenig Bauraum beanspruchen.
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Aus der
EP 1 495 898 A1 ist eine Verriegelungseinrichtung mit einem Getriebe bekannt, bei der eine Rückstellfeder für Zahnräder als Schraubenfeder ausgebildet und um eine Abtriebsachse des Getriebes angeordnet ist. Die Schraubenfeder erfordert eine bestimmte Längserstreckung, so dass das Getriebe insgesamt eine relativ große Bauhöhe aufweist.
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Die
DE 101 26 471 B1 beschreibt eine Antriebseinrichtung mit einem Getriebe, das eine Rückstellfeder für Zahnräder umfasst. Diese ist einem Abtrieb zugeordnet und z.B. außen an einem Gehäuse angeordnet, so dass sie leicht verschmutzen kann. Weiterhin erfordert die äußere Anordnung Bauraum.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Getriebe mit selbsttätiger Rückstellung zu schaffen, das bei Erfüllung der Anforderungen so kompakt wie möglich gestaltet ist.
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Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Das Abtriebsrad weist topfartig eine Aussparung auf, und das elastische Element ist in der Aussparung eingespannt gelagert. Das Abtriebsrad ist also aus einem Boden und einer Seitenwand gebildet, wobei die Seitenwand außen zumindest über einen Teilumfang mit einer Verzahnung ausgebildet ist. Der Boden dient als Nabe und schließt außen mit der Seitenwand ab. Da eine Dicke des Abtriebrads, also die Höhe der Seitenwand, durch die erforderliche Länge der Zähne bestimmt ist, kann die Stabilität des Abtriebsrads durch die Stärken der Seitenwand und des Bodens gewährleistet werden, ohne dass die Aussparung zu klein wird. Auf diese Weise kann das elastische Element in der Aussparung angeordnet sein und benötigt keinen separaten Bauraum. Das Getriebe kann daher insgesamt sehr kompakt gebaut sein und in beengten Verhältnissen eingesetzt werden.
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Die Unteransprüche betreffen die vorteilhafte Ausführung der Erfindung.
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In einer Ausführung ist das elastische Element eine Spiralfeder. Diese ist z.B. aus Federblech gefertigt. Sie lässt sich einfach in der Aussparung einspannen.
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In einer weiteren Ausführung ist eine Seitenwand der Aussparung innen mit gleichmäßig beabstandeten axialen Rippen versehen. Hierdurch wird die Reibung zwischen dem elastischen Element und dem Abtriebsrad und daher die erforderliche Antriebskraft vermindert und gleichzeitig die Betriebssicherheit des Getriebes erhöht.
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In einer weiteren Ausführung ist in dem Abtriebsrad weiterhin ein Gegenlager für das elastische Element angeordnet, wobei das Gegenlager in dem Gehäuse nicht drehbar gelagert ist. Das Gegenlager erleichtert die Montage und ermöglicht eine Einstellung der Vorspannung des elastischen Elements, also der Rückstellkraft.
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In einer weiteren Ausführung ist in dem Gehäuse ein elektrischer Antriebsmotor angeordnet. Hierdurch ist dieser vor Staub und Nässe geschützt. Das Getriebe mit dem Antriebsmotor ist insgesamt sehr kompakt und kann bei einer Endmontage einfach verbaut werden.
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Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert. Dabei zeigen:
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1 eine Explosionszeichnung eines Getriebes,
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2 eine Explosionszeichnung eines Abtriebsrads mit Spiralfeder und Gegenlager als Detail
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3 eine perspektivische Ansicht des Abtriebsrads mit eingesetzter Spiralfeder und Gegenlager und
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4 einen dem Abtriebsrad zugeordneten Teil eines Gehäuses.
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Wie aus der Figur ersichtlich ist, umfasst ein Getriebe 1 ein Gehäuse 2, in dem eine Vielzahl von hier drei Zahnrädern 3, 4 drehbar gelagert sind.
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Das Gehäuse 2 ist zweiteilig mit einem abnehmbaren Deckel 2a gefertigt, der z.B. mittels Schrauben an einem Unterteil 2b befestigt ist.
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Zwei der Zahnräder 3 sind hier zweistufig, das heißt jeweils mit zwei unterschiedlichen Durchmessern sowie Verzahnungen gefertigt, und jeweils auf einer Welle gelagert. Ein drittes der Zahnräder ist als Abtriebsrad 4 ausgebildet.
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In dem Gehäuse 2 ist weiterhin ein elektrischer Antriebsmotor 5 befestigt, dessen Abtriebswelle mittels eines Schneckenrades mit dem Getriebe 1 in Wirkverbindung steht. Der Antriebsmotor 5 ist nicht Teil des Getriebes 1 und ist über einen Steckkontakt elektrisch anschließbar sowie ansteuerbar. Die Einheit aus Antriebsmotor 5 und Getriebe 1 bildet einen Getriebemotor.
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Das Getriebe 1 ist derart ausgerüstet, dass die Zahnräder 3, 4 bei stromlosem Antriebsmotor 5 eine Grundposition einnehmen. Das bedeutet, die Zahnräder 3, 4 sind bezogen auf ihre Drehbarkeit in einer vorbestimmten Winkelposition. Hierfür ist ein elastisches Element, hier eine Spiralfeder 6, innerhalb des Abtriebsrads 4 eingespannt, das heißt in einer Aussparung 7 des Abtriebsrads 4. Die Spiralfeder 6 ist z.B. aus bandartigem Federblech gefertigt.
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Das Abtriebsrad 4, das aus den 2 und 3 besonders deutlich wird, ist außen über einen Teilumfang mit Zähnen versehen und im Übrigen weitgehend glatt. Es ist topfartig mit einem Boden 4a und einer ringförmigen Seitenwand 4b geformt, wobei die Aussparung 7 zwischen dem Boden 4a und der Seitenwand 4b gebildet ist. Außen schließen der Boden 4a und die Seitenwand 4b in etwa bündig ab. An der Seitenwand 4b ist innen eine Vielzahl von flachen axial verlaufenden Rippen 8 gleichmäßig beabstandet ausgebildet. Der Boden 4a bildet zusammen mit einer rohrförmigen Hülse 4c eine Nabe des Abtriebrads 4. Die Hülse 4c durchdringt zentrisch den Boden 4a und ist senkrecht zu diesem angeordnet. Die Hülse 4c ist innen mit axial verlaufenden Zähnen versehen. Zum Einspannen eines äußeren Endes der Spiralfeder 6 in der Aussparung 7 ist dieses Ende U-förmig gebogen und in einer zugeordneten Hinterschneidung der Seitenwand 4b festgelegt. Das gesamte Abtriebsrad 4 mit dem Boden 4a, der Seitenwand 4b und der Hülse 4c ist einstückig aus Kunststoff gespritzt.
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Ein inneres Ende der Spiralfeder 6 ist an einem Gegenlager 9 festgelegt. Das Gegenlager 9 ist relativ zu dem Abtriebsrad drehbar in diesem auf der Hülse 4c gelagert. Das Gegenlager 9 ist im Wesentlichen in Form einer Rohrhülse geformt, an dem an einem Ende, das dem Boden 4a des Abtriebsrads zugewendet ist, eine Ringscheibe zur Lagerung auf der Hülse 4c angeformt ist. An einer Innenwand der Rohrhülse des Gegenlagers 9 ist eine Verzahnung ausgebildet. Zum Festlegen des inneren Endes der Spiralfeder 6 ist dieses um etwa 90° nach innen gebogen und in einem Schlitz gehalten, der axial in die Rohrhülse eingelassen ist.
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Zur Lagerung des Abtriebsrads 4 ist in dem Gehäuse 2 eine Durchgangsbohrung 10 eingelassen (siehe 4), in der die Hülse 4c drehbar geführt ist. An dem Unterteil 2b ist der Durchgangsbohrung 10 ein Verstärkungsring 10a zugeordnet. Der Verstärkungsring 10a dient einerseits der besseren Führung des Abtriebsrads 4 und andererseits der Festsetzung des Gegenlagers 9 gegen Verdrehen relativ zu dem Gehäuse 2. Für diese Verdrehsicherung ist der Verstärkungsring 10a außen mit einer Verzahnung versehen, die mit der des Gegenlagers korrespondiert.
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Der Getriebemotor wird wie üblich gefertigt mit folgenden Ausnahmen:
Die Spiralfeder 6 wird in die Aussparung 7 des Abtriebsrads 4 eingelegt, wobei ihr äußeres Ende in der Hinterschneidung der Seitenwand 4b festgelegt wird. Das Gegenlager 9 wird ebenfalls in die Aussparung 7 innerhalb der Spiralfeder 6 eingebracht, indem die Ringscheibe des Gegenlagers 9 auf die Hülse 4c geschoben wird. Hierbei greift das innere Ende der Spiralfeder 6 in den Schlitz des Gegenlagers 9 ein. Das Abtriebsrad 4 mit der eingelegten Spiralfeder 6 und dem Gegenlager 9 wird so in das Unterteil 2b eingelegt, dass der Schlitz des Gegenlagers 9 eine vorbestimmte Winkelposition in dem Gehäuse 2 einnimmt. Diese Winkelposition ist dann durch die Verzahnungen des Gegenlagers 9 und des Verstärkungsrings gesichert und bestimmt eine Größe einer Vorspannung der Spiralfeder 6. Das Abtriebsrad 4 wird nun gegen die Kraft der Spiralfeder 6 in die Grundposition gebracht und dann das mittlere Zahnrad 3 eingesetzt. Hierdurch sind jetzt alle Zahnräder 3, 4 in der Grundposition festgelegt. Das Gehäuse 2 wird mit dem Deckel 2a verschlossen.
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Im Betrieb wird der Antriebsmotor 5 angesteuert und mit Spannung versorgt. Hierdurch wird das Antriebsrad 4 über die anderen Zahnräder 3 entgegen der Kraft der Spiralfeder 6 aus der Grundposition heraus gedreht und so die Vorspannung der Spiralfeder 6 erhöht. Sobald das Abtriebsrad 4 eine vorbestimmte Endposition erreicht hat, die in jedem Fall einer begrenzten Anzahl von (Teil-)Umdrehungenentspricht, wird die Spannung zum Antriebsmotor 5 abgeschaltet. Infolge ihrer Vorspannung bewirkt die Spiralfeder 6, dass alle Zahnräder 3, 4 in die Grundposition zurück gedreht werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Getriebe
- 2
- Gehäuse
- 2a
- Deckel
- 2b
- Unterteil
- 3
- Zahnrad
- 4
- Abtriebsrad
- 4a
- Boden
- 4b
- Seitenwand
- 4c
- Hülse
- 5
- Antriebsmotor
- 6
- Spiralfeder
- 7
- Aussparung
- 8
- Rippe
- 9
- Gegenlager
- 10
- Durchgangsbohrung
- 10a
- Verstärkungsring
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1495898 A1 [0003]
- DE 10126471 B1 [0004]
