DE102015215628A1

DE102015215628A1 - Getriebe mit einem Hohlrad

Info

Publication number: DE102015215628A1
Application number: DE102015215628.1A
Authority: DE
Inventors: Dalibor Rietdijk; Hannes Melzer; Silvio Schatke
Original assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Current assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date: 2015-08-17
Filing date: 2015-08-17
Publication date: 2017-02-23

Abstract

Ein Getriebe umfasst eine erste Getriebestufe, die ein erstes Getriebeelement aufweist, und eine zweite Getriebestufe, die ein zweites Getriebeelement aufweist. Ein erstes Hohlradteil steht mit dem ersten Getriebeelement in Verzahnungseingriff, während ein zweites Hohlradteil mit dem zweiten Getriebeelement in Verzahnungseingriff ist. Durch Antreiben eines Antriebselements kann auf ein um eine Längsachse drehbares Abtriebselement über die erste Getriebestufe und die zweite Getriebestufe übertragen werden. Dabei ist vorgesehen, dass das erste Hohlradteil (310) und das zweite Hohlradteil (311) in einem Hohlradgehäuse (316) angeordnet und über das Hohlradgehäuse (316) miteinander verbunden sind. Auf diese Weise wird ein Getriebe zur Verfügung gestellt, das ein Hohlrad verwendet, das in einfacher, kostengünstiger und passgenauer Weise hergestellt werden kann.

Description

Die Erfindung betrifft ein Getriebe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein derartiges Getriebe umfasst eine erste Getriebestufe, die ein erstes Getriebeelement aufweist, und eine zweite Getriebestufe, die ein zweites Getriebeelement aufweist. Ein erstes Hohlradteil steht mit dem ersten Getriebeelement in Verzahnungseingriff, während ein zweites Hohlradteil mit dem zweiten Getriebeelement in Verzahnungseingriff ist. Durch Antreiben eines Antriebselements kann auf ein um eine Längsachse drehbares Abtriebselement über die erste Getriebestufe und die zweite Getriebestufe übertragen werden.
Ein solches Getriebe kann beispielsweise dazu dienen, ein Untersetzungsgetriebe bereitzustellen, bei dem eine vergleichsweise hohe Drehzahl des Antriebselements umgesetzt wird in eine vergleichsweise niedrige Drehzahl des Abtriebselements. Ein solches Getriebe kann beispielsweise als Planetenradgetriebe ausgebildet sein und kann beispielsweise in der Fahrzeugtechnik zum Einsatz kommen, um ein Fahrzeugteil relativ zu einem anderen Fahrzeugteil zu bewegen, beispielsweise um eine Fahrzeugtür relativ zu einer Fahrzeugkarosserie zu verschwenken.
Bei einem Getriebe für eine Verstelleinrichtung eines Fahrzeugs ist es grundsätzlich wünschenswert, einen hohen Wirkungsgrad bei geräuscharmem und möglichst kostengünstigem Aufbau zu erreichen. Zudem sind ggf. hohe Untersetzungen erforderlich.
Bei einem aus der WO 2011/026463 A1 bekannten Planetenradgetriebe sind zwei Planetenradstufen in einem gemeinsamen Hohlrad angeordnet. Ein den Planetenradstufen gemeinsames Sonnenrad steht hierbei mit Planetenrädern der Planetenradstufen in Eingriff.
Hohlräder für Getriebe sind generell, wenn größere Verstellkräfte zu übertragen sind, aus Metall hergestellt. Bei Hohlrädern, die zwei unterschiedliche, sich unterscheidende Verzahnungen tragende Hohlradteile aufweisen, kann hierbei eine wirtschaftliche Herstellung jedoch schwierig sein.
Hohlräder können grundsätzlich beispielsweise aus einem Grundkörper gedreht werden, können erodiert werden, können gegossen werden, können gefräst werden oder können auch aus einem Sintermaterial mittels Sintern hergestellt werden. Alle Herstellungsverfahren weisen jedoch Nachteile auf oder sind zur Herstellung eines Hohlrads mit zwei unterschiedlichen Hohlradteilen gar nicht verwendbar.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Getriebe zur Verfügung zu stellen, das ein Hohlrad verwendet, das in einfacher, kostengünstiger und passgenauer Weise hergestellt werden kann.
Diese Aufgabe wird durch einen Gegenstand mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Demgemäß sind das erste Hohlradteil und das zweite Hohlradteil in einem Hohlradgehäuse angeordnet und über das Hohlradgehäuse miteinander verbunden.
Die vorliegende Erfindung geht von dem Gedanken aus, das erste Hohlradteil und das zweite Hohlradteil als gesonderte, getrennte Werkstücke herzustellen und erst anschließend, nach ihrer Herstellung, über das Hohlradgehäuse miteinander zu verbinden.
Die Hohlradteile können beispielsweise als Sinterteile aus einem metallenen Sintermaterial gesondert voneinander gefertigt werden. Dadurch, dass die Hohlradteile getrennt voneinander gefertigt werden, ist das Herstellen mittels Sintern möglich. Das Hohlrad einstückig durch Sintern herzustellen, mit unterschiedlichen Verzahnungen an den Hohlradteilen, wäre nicht ohne weiteres möglich.
Die Hohlradteile können hierbei eine Geradverzahnung oder auch eine Schrägverzahnung aufweisen. Durch die Herstellung als Sinterteile ist eine nachträgliche mechanische Bearbeitung der Verzahnung der Hohlradteile generell nicht erforderlich.
Die Hohlradteile werden über das Hohlradgehäuse zusammengefügt und miteinander verbunden. Das Hohlradgehäuse kann beispielsweise zylindrisch nach Art einer Hülse ausgebildet sein. Beispielsweise ist das Hohlradgehäuse aus Metall, z.B. als Schweißteil, als gewalztes Blech (mit Verpressungen an einer Fügenaht) oder als nahtloses Präzisionsrohr gefertigt. In dem Hohlradgehäuse werden die Hohlradteile aufgenommen, wobei das Hohlradgehäuse vorzugsweise konzentrisch mit dem ersten Hohlradteil und dem zweiten Hohlradteil ist.
In einer Ausgestaltung weist das erste Hohlradteil an einer dem zweiten Hohlradteil zugewandten Seite zumindest einen Vorsprung auf, der in eine Aussparung des zweiten Hohlradteils eingreift. Alternativ oder zusätzlich kann auch das zweite Hohlradteil an einer dem ersten Hohlradteil zugewandten Seite einen Vorsprung aufweisen, der in eine zugeordnete Aussparung des ersten Hohlradteils eingreift. Über die Kombination von Vorsprüngen und Aussparungen an den Hohlradteilen können die Hohlradteile somit drehfest zueinander festgelegt werden, so dass die Hohlradteile drehfest in dem Hohlradgehäuse gehalten werden.
Zur Zentrierung der Hohlradteile können hierbei an einem oder an beiden Hohlradteilen Zentrierungselemente beispielsweise nach Art von radial vorspringenden, axial erstreckten Stegen vorgesehen sein. An einem oder an beiden Hohlradteilen sind hierbei eine Mehrzahl von Stegen umfänglich um die Längsachse zueinander verteilt angeordnet, wobei die Stege beispielsweise periodisch in Umfangsrichtung um die Längsachse zueinander versetzt sein können. Über die Stege wird eine Zentrierung des jeweils zugeordneten Hohlradteils innerhalb des Hohlradgehäuses bereitgestellt.
Um die Hohlradteile axial in dem Hohlradgehäuse festzulegen, können an dem Hohlradgehäuse eine oder mehrere erste Laschen angeordnet sein, die radial nach innen von einer Innenwandung des Hohlradgehäuses vorstehen. Die Laschen können hierbei beispielsweise in einem Ausgangszustand, in dem sie nicht plastisch verformt sind, mit der Innenwandung fluchten, so dass die Hohlradteile ohne weiteres in das Hohlradgehäuse eingesetzt werden können. Sind die Hohlradteile in dem Hohlradgehäuse angeordnet, können die Laschen nach innen umgebogen werden, so dass darüber ein axialer Halt für die Hohlradteile in dem Hohlradgehäuse geschaffen wird.
Mit dem Hohlradgehäuse kann zudem ein Bodenteil fest verbunden sein, das ein über das Antriebselement des Getriebes antreibbares Stirnrad aufweist. Das Stirnrad steht hierzu mit dem Antriebselement in Eingriff, wobei das Antriebselement beispielsweise über einen elektromotorischen Antriebsmotor angetrieben werden kann, um auf diese Weise das Stirnrad und darüber das Hohlrad um die Längsachse zu verdrehen.
Das Bodenteil kann beispielsweise zweiteilig ausgestaltet sein. So kann das Stirnrad als gesondertes Teil an einen Grundkörper des Bodenteils angesetzt sein, wobei der Grundkörper beispielsweise als Sinterteil aus einem metallenen Sintermaterial hergestellt sein kann. Das Stirnrad kann demgegenüber beispielsweise aus einem Kunststoffmaterial hergestellt sein.
Grundsätzlich kann das Stirnrad aber auch einteilig mit dem Grundkörper des Bodenteils ausgestaltet sein.
Denkbar und möglich ist zudem, dass Stirnrad als Zahnrad zum Eingriff mit einem Ritzel, als Reibrad z.B. für einen Keilriemen, als Zahnscheibe z.B. für einen Zahnriemen oder als Schraubrad zum Eingriff mit einem Schneckenrad auszugestalten.
Das Bodenteil ist vorzugsweise fest mit dem Hohlradgehäuse verbunden und dazu zumindest mit einem Abschnitt in das Hohlradgehäuse eingesteckt. Um das Bodenteil hierbei drehfest mit beispielsweise dem ersten Hohlradteil zu verbinden, kann an dem ersten Hohlradteil an einer dem Bodenteil zugewandten Seite zumindest ein Vorsprung vorgesehen sein, der in eine Aussparung des Bodenteils formschlüssig eingreift. Zusätzlich oder alternativ kann auch an dem Bodenteil an einer dem ersten Hohlradteil zugewandten Seite zumindest ein Vorsprung vorgesehen sein, der in eine Aussparung des ersten Hohlradteils eingreift. Über den formschlüssigen Eingriff zwischen Vorsprung und Aussparung wird somit das Bodenteil relativ zu dem ersten Hohlradteil drehfest festgelegt.
Um das Bodenteil hierbei auch axial an dem Hohlradgehäuse festzulegen, kann das Hohlradgehäuse beispielsweise zumindest eine zweite Lasche aufweisen, die radial von der Innenwandung des Hohlradgehäuses nach innen vorsteht und zur axialen Befestigung des Bodenteils an dem Hohlradgehäuse dient. Eine oder mehrere zweite Laschen können hierbei in eine oder mehrere Aussparungen an dem Bodenteil eingreifen, so dass durch diesen Eingriff das Bodenteil und darüber auch der Verbund zwischen Bodenteil, erstem Hohlradteil und zweitem Hohlradteil axial zu dem Hohlradgehäuse festgelegt ist.
Anstelle einer formschlüssigen, axialen Festlegung der Hohlradteile und/oder des Bodenteils an dem Hohlradgehäuse mittels Laschen kann auch vorgesehen sein, die Hohlradteile und/oder das Bodenteil mit dem Hohlradgehäuse zu verprägen, zu verkleben oder zu verschweißen oder auf sonstige Weise zu befestigen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Bodenteil eine Lageröffnung zu Lagerung einer entlang der Längsachse erstreckten Welle des Getriebes auf. Über die Lageröffnung, an der beispielsweise ein Kugellager angeordnet sein kann, ist die Welle somit an dem Bodenteil und darüber relativ zu dem Hohlrad gelagert. Dadurch, dass die Welle in der Ebene des Bodenteils relativ zu dem Hohlrad gelagert ist, kann beispielsweise ein Verkippen des Hohlrads relativ zu der Welle vermieden werden, weil ein Drehmoment über das Antriebselement in das Hohlrad in der Ebene eingeleitet wird, in der auch die Welle relativ zu dem Hohlrad gelagert ist.
Das Getriebe kann beispielsweise als Planetenradgetriebe ausgebildet sein und eine die erste Getriebestufe verwirklichende, erste Planetenradstufe und eine die zweite Getriebestufe verwirklichende, zweite Planetenradstufe umfassen. Die erste Planetenradstufe weist ein erstes Trägerelement und mindestens ein an dem ersten Trägerelement angeordnetes, mit dem ersten Hohlradteil in Verzahnungseingriff stehendes, erstes Planetenrad auf. Die zweite Planetenradstufe weist ein zweites Trägerelement und mindestens ein an dem zweiten Trägerelement angeordnetes, mit dem zweiten Hohlradteil in Verzahnungseingriff stehendes, zweites Planetenrad auf.
In einer Ausgestaltung eines solchen Planetenradgetriebes kann die erste Planetenradstufe ein mit dem mindestens einen ersten Planetenrad in Eingriff stehendes, erstes Sonnenrad und die zweite Planetenradstufe ein mit dem mindestens einen zweiten Planetenrad in Eingriff stehendes, von dem ersten Sonnenrad unterschiedliches, zweites Sonnenrad aufweisen. Zum Übertragen einer Verstellkraft von dem Antriebselement auf das Abtriebselement ist eines der Sonnenräder relativ zu einem Gehäuseabschnitt des Planetenradgetriebes feststellbar, und das andere der Sonnenräder steht zum Übertragen der Verstellkraft mit dem Abtriebselement in Verbindung.
Dies geht von dem Gedanken aus, ein Planetenradgetriebe bereitzustellen, das zwei Planetenradstufen mit unterschiedlichen Sonnenrädern aufweist. Zum Übertragen einer Verstellkraft kann beispielsweise ein das erste Hohlradteil und das zweite Hohlradteil umfassendes Hohlrad angetrieben werden, wodurch, bei festgehaltenem zweiten Sonnenrad, die Verstellkraft auf das erste Sonnenrad und darüber auf das Abtriebselement übertragen wird. Eine solche Anordnung eines Planetenradgetriebes macht z.B. ein großes Untersetzungsverhältnis bei gleichzeitig hohem Wirkungsgrad des Getriebes und geräuscharmem Betrieb möglich.
Die erste Planetenradstufe und die zweite Planetenradstufe können beispielsweise jeweils mindestens zwei, vorzugsweise drei oder vier Planetenräder aufweisen. Die Planetenräder einer Planetenradstufe sind hierbei vorzugsweise gleich voneinander beabstandet. Sind beispielsweise vier Planetenräder vorgesehen, weisen diese einen Winkelversatz von 90° zueinander auf.
Grundsätzlich ist hierbei nicht erforderlich, dass die Planetenradstufen die gleiche Anzahl von Planetenrädern aufweisen. Beispielsweise ist auch denkbar, dass eine Planetenradstufe drei und die andere Planetenradstufe vier Planetenräder aufweist.
Bei dem Planetenradgetriebe sind die Sonnenräder voneinander getrennt und können sich insbesondere unabhängig voneinander drehen. Dies ermöglicht, eins der Sonnenräder festzuhalten, während das andere Sonnenrad mit dem Abtriebselement in Verbindung steht und somit zum Übertragen der Verstellkraft auf das Abtriebselement dient. Hierbei sind das erste Trägerelement der ersten Planetenradstufe und das zweite Trägerelement der zweiten Planetenradstufe vorzugsweise drehfest miteinander verbunden, so dass bei einer Drehung eines Trägerelements das andere Trägerelement mitgenommen wird.
Vorzugsweise weist das Planetenradgetriebe eine zentrale Welle auf, an der das erste Sonnenrad, das zweite Sonnenrad und das Abtriebselement angeordnet sind. Die Welle erstreckt sich entlang einer Längsachse und ist um die Längsachse relativ zu dem (feststehenden) Gehäuseabschnitt drehbar. An der Welle ist das Abtriebselement beispielsweise drehfest angeordnet. Wird das zweite Sonnenrad festgehalten und dient das erste Sonnenrad zum Übertragen der Verstellkraft auf das Abtriebselement, ist auch das erste Sonnenrad drehfest an der Welle angeordnet, so dass über das erste Sonnenrad die Welle verdreht und darüber das Abtriebselement angetrieben werden kann. Das zweite Sonnenrad hingegen ist zu der Welle drehbar, so dass die Welle zu dem zweiten Sonnenrad bewegt werden kann.
Grundsätzlich ist es unerheblich, welches der Sonnenräder festgehalten wird. Denkbar und möglich ist z.B. auch, das erste Sonnenrad festzuhalten und das zweite Sonnenrad drehfest an der Welle anzuordnen, so dass über das zweite Sonnenrad eine Verstellkraft auf das Abtriebselement übertragen wird. Die durch das Getriebe bewirkte Untersetzung oder Übersetzung ist – unabhängig davon, welches Sonnenrad festgehalten wird – gleich.
Die Innenverzahnung des ersten Hohlradteils und die Innenverzahnung des zweiten Hohlradteils weisen vorzugsweise ein unterschiedliches Modul und/oder eine unterschiedliche Zähnezahl auf.
Unter dem Modul einer Verzahnung wird ein Maß für die Größe der Zähne von Zahnrädern verstanden. Das Modul ist hierbei definiert als der Quotient aus Zahnradteilung und Kreiszahl π. Der Teilkreisdurchmesser eines Zahnrads bestimmt sich durch die Anzahl der Zähne multipliziert mit dem Modul der Verzahnung. Unter dem Teilkreis wird ein Kreis durch die Zahnmitten der Zähne der Verzahnung verstanden. Der Teilkreisdurchmesser entspricht dem Durchmesser dieses Teilkreises.
Zusätzlich oder alternativ weist auch das mindestens eine erste Planetenrad und das mindestens eine zweite Planetenrad ein unterschiedliches Modul und/oder eine unterschiedliche Zähnezahl auf.
Wiederum zusätzlich oder alternativ weisen schließlich auch das erste Sonnenrad und das zweite Sonnenrad ein unterschiedliches Modul und/oder eine unterschiedliche Zähnezahl auf.
Z.B. abhängig von dem Modul und der Zähnezahl ergibt sich, dass sich die Teilkreisdurchmesser

– des ersten Hohlradteils und des zweiten Hohlradteils,
– des mindestens einen ersten Planetenrads und des mindestens einen zweiten Planetenrads und/oder
– des ersten Sonnenrads und des zweiten Sonnenrads unterscheiden.

Die unterschiedlichen Module und die unterschiedlichen Zähnezahlen und/oder unterschiedliche Teilkreisdurchmesser ermöglichen, beispielsweise eine große Untersetzung einzustellen. Auf diese Weise kann eine vergleichsweise große Drehzahl des das erste Hohlradteil und das zweite Hohlradteil umfassenden Hohlrads in eine vergleichsweise geringe Drehzahl des ersten Sonnenrads (bei festgehaltenem zweiten Sonnenrad) untersetzt werden. Insbesondere kommt es aufgrund der unterschiedlichen Moduln und der unterschiedlichen Zähnezahlen und der sich hieraus ergebenen unterschiedlichen Teilkreisdurchmesser zu einer Relativbewegung zwischen dem ersten Sonnenrad und dem zweiten Sonnenrad, so dass bei festgehaltenem zweiten Sonnenrad das erste Sonnenrad mit untersetzter Drehzahl angetrieben und darüber das mit dem ersten Sonnenrad gekoppelte Abtriebselement in eine Drehbewegung versetzt werden kann.
Durch Anpassen der Moduln und der Zähnezahlen und/oder der Teilkreisdurchmesser kann die Untersetzung oder Übersetzung in gewünschter Weise eingestellt werden, wobei auch große Untersetzungs- oder Übersetzungsverhältnisse möglich sind.
Um das Getriebe an eine andere Drehzahl anzupassen, kann beispielsweise lediglich eine Planetenradstufe zusammen mit dem zugehörigen Hohlradteil ausgetauscht werden. Andere Teile des Getriebes können hingegen weiterverwendet werden, so dass zumindest ein Teil der Bauteile übernommen werden kann.
Aufgrund einer hohen Untersetzung ist das Planetenradgetriebe vorzugsweise selbsthemmend ausgebildet, so dass bei Verwendung beispielsweise an einer Fahrzeugtür das Getriebe ein Feststellen der Fahrzeugtür in einer eingenommenen Verstellposition bewirkt.
Das Antriebselement steht in einer vorteilhaften Ausgestaltung mit einer Außenverzahnung an einem der Hohlradteile in Verzahnungseingriff. Beispielsweise kann ein die Hohlradteile umfassendes Hohlrad ein Bodenteil aufweisen, an dem die Außenverzahnung ausgebildet ist und das drehfest, beispielsweise einstückig, mit den Hohlradteilen verbunden ist. Über das Antriebselement wird somit das Hohlrad angetrieben, dessen vergleichsweise hohe Drehzahl über die Planetenradstufen in untersetzter Weise auf das Abtriebselement übertragen wird.
Das Antriebselement kann beispielsweise als Stirnrad oder Schneckenrad ausgebildet sein. Der Eingriff des Antriebselements mit der Außenverzahnung des Hohlrads kann hierbei selbst untersetzend sein, so dass über das Antriebselement in Eingriff mit dem Hohlrad die Untersetzung des Planetenradgetriebes noch verstärkt wird.
Über den Eingriff des Antriebselements mit dem Hohlrad kann somit (auch) die Untersetzung eingestellt werden.
Das Planetenradgetriebe ist vorzugsweise mittels einer Schalteinrichtung zwischen einem Kopplungszustand, einem Bremszustand und einem Freilaufzustand schaltbar. In dem Kopplungszustand ist das zweite Sonnenrad relativ zu dem Gehäuseabschnitt arretiert und wird somit festgehalten. In dem Bremszustand ist das Abtriebselement zwar relativ zu dem Antriebselement bewegbar, wird dabei aber (in definierter Weise) gebremst. In dem Freilaufzustand ist die Arretierung aufgehoben, so dass das zweite Sonnenrad nicht festgestellt ist und relativ zu dem Gehäuseabschnitt verdreht werden kann. In dem Kopplungszustand ist ein Kraftfluss zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement hergestellt, während in dem Bremszustand und dem Freilaufzustand ein Bewegen des Abtriebselements zu dem Antriebselement möglich ist.
Ist das Getriebe selbsthemmend ausgebildet, sperrt das Getriebe in dem Kopplungszustand eine abtriebsseitige Kraft, so dass das Abtriebselement festgestellt ist. Dient das Planetenradgetriebe beispielsweise zum Verstellen einer Fahrzeugtür, so ist ein Bewegen der Fahrzeugtür in dem Kopplungszustand unabhängig von einem das Getriebe antreibenden motorischen Antrieb nicht möglich. Nur wenn das Getriebe in seinen Bremszustand oder seinen Freilaufzustand geschaltet und somit der Kraftfluss zwischen dem Abtriebselement und dem Antriebselement aufgehoben wird, kann das Abtriebselement unabhängig von dem Getriebe und dem Antriebsmotor verstellt werden und ist somit nicht festgestellt.
In dem Bremszustand und dem Freilaufzustand ist ein Bewegen des Abtriebselements möglich. In dem Freilaufzustand ist eine Kopplung zwischen dem mit einem Antriebsmotor in Verbindung stehenden Antriebselement und dem Abtriebselement aufgehoben, so dass beispielsweise ein manuelles Verstellen unabhängig von dem Antriebsmotor in leichtgängiger Weise erfolgen kann. Im Bremszustand wird das Abtriebselement gebremst, während im Freilaufzustand die Bremsung aufgehoben ist und somit das Abtriebselement leichtgängig bewegbar ist.
In einer konkreten Ausgestaltung erfolgt das Schalten des Getriebes zwischen den unterschiedlichen Zuständen mittels einer Schalteinrichtung, die einen mit dem zweiten Sonnenrad verbundenen Bremstopf und zumindest ein zwischen einer Kopplungsstellung, einer Bremsstellung und einer Freilaufstellung verstellbar an einem Träger angeordnetes Schaltelement aufweist. Der Träger ist ortsfest zu dem Gehäuseabschnitt des Getriebes. An dem Träger sind ein oder mehrere Schaltelemente, beispielsweise in Form von verstellbaren Bremsbacken, angeordnet, die zum Schalten zwischen den unterschiedlichen Zuständen in sperrende Anlage mit dem Bremstopf (in dem Kopplungszustand), in bremsende, reibende Anlage mit dem Bremstopf (in dem Bremszustand) und außer Anlage mit dem Bremstopf (in dem Freilaufzustand) gebracht werden können.
In der Kopplungsstellung, in der die Schaltelemente mit vergleichsweise großer Kraft in Anlage mit dem Bremstopf gedrückt werden, ist der Bremstopf in seiner Lage zu dem Träger und damit zu dem Gehäuseabschnitt des Getriebes, an dem der Träger angeordnet ist, festgelegt, so dass der Bremstopf und damit auch das mit dem Bremstopf verbundene zweite Sonnenrad nicht zu dem Träger bewegt werden kann. Das zweite Sonnenrad wird auf diese Weise festgehalten, so dass über das Getriebe ein Kraftfluss zwischen dem Antriebselement und dem Abtriebselement hergestellt ist und somit das Abtriebselement zum Antreiben über eine auf das Antriebselement einwirkende Antriebsvorrichtung verstellt werden kann, abtriebsseitige Kräfte hingegen gesperrt und somit das Abtriebselement festgestellt ist.
In der Bremsstellung hingegen sind die Schaltelemente zwar in Anlage mit dem Bremstopf, ermöglichen aber eine Bewegung des Bremstopfes unter Reibung relativ zu den Schaltelementen, so dass durch diese reibende, bremsende Anlage zwar das zweite Sonnenrad bewegbar ist, dabei aber gebremst wird. In dieser Bremsstellung kann somit das Abtriebselement grundsätzlich unabhängig von dem Antriebselement bewegt werden, wird dabei aber gebremst.
In der Bremsstellung werden die Schaltelemente mit reduzierter Kraft (gegenüber der Kopplungsstellung) gegen den Bremstopf gedrückt.
In der Freilaufstellung schließlich sind die Schaltelemente außer Anlage mit dem Bremstopf. Dies ermöglicht ein freies Verstellen des Bremstopfes relativ zu dem Träger, so dass der Kraftübertragungsstrang zwischen dem Abtriebselement und dem Antriebselement unterbrochen ist und somit das Abtriebselement unabhängig von dem Antriebselement verstellt werden kann. In der Freilaufstellung ist ein Verstellen des Abtriebselements somit in leichtgängiger, reibungsarmer Weise möglich.
Anzumerken ist hierzu, dass in der Freilaufstellung die Schaltelemente nicht notwendigerweise vollständig außer Anlage mit dem Bremstopf sind. Denkbar und möglich ist auch, dass die Schaltelemente in der Freilaufstellung in schleifender, jedoch nur geringfügig bremsender Anlage mit dem Bremstopf sind.
Die Schaltelemente können vorzugsweise über ein Stellelement, das mit einem elektromotorischen Stellantrieb verbunden ist, zwischen ihren unterschiedlichen Stellungen verstellt werden. Der Stellantrieb kann beispielsweise über ein Ritzelgetriebe das mit einem Hebel verbundene Stellelement antreiben, so dass durch Verstellen des Stellelements die Schaltelemente bewegt werden können.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Schaltelemente über ein oder mehrere Vorspannelemente in Richtung ihrer Freilaufstellung vorgespannt. In diesem Fall kann das Stellelement derart ausgestaltet sein, dass es zum Verstellen der Schaltelemente aus der Freilaufstellung heraus die Schaltelemente in Anlage mit dem Bremstopf drückt, um die Schaltelemente in die Bremsstellung oder in die Kopplungsstellung zu bringen. Das Zurückstellen der Schaltelemente kann dann in federunterstützter Weise mittels des vorspannenden Vorspannelements erfolgen.
Die Aufgabe wird auch durch ein Verfahren zum Herstellen eines Getriebes der vorangehend beschriebenen Art gelöst. Bei dem Verfahren ist vorgesehen, dass das erste Hohlradteil und das zweite Hohlradteil in einem Hohlradgehäuse angeordnet werden und über das Hohlradgehäuse miteinander verbunden werden.
Die vorangehend für das Getriebe beschriebenen Vorteile und vorteilhaften Ausgestaltungen finden analog auch auf das Verfahren Anwendung, so dass auf das vorangehend Ausgeführte verwiesen werden soll.
Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke soll nachfolgend anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen:
1 eine schematische Ansicht einer Fahrzeugtür an einer Fahrzeugkarosserie, mit einem gelenkig an der Fahrzeugkarosserie angeordneten, bei einem Verschwenken der Fahrzeugtür relativ zu der Fahrzeugtür bewegten Verstellteil in Form eines Fangbands;
2A, 2B perspektivische Ansichten einer Vorrichtung zum Verstellen und feststellen zweier Fahrzeugteile relativ zueinander;
3 eine Ansicht einer Baugruppe der Vorrichtung mit einem Verstellteil, einem an dem Verstellteil angeordneten Zugseil und einer mit dem Zugseil verbundenen Seiltrommel;
4 eine gesonderte Ansicht der Seiltrommel;
5 eine gesonderte Ansicht der Seiltrommel mit daran angeordnetem Zugseil;
6A eine Draufsicht auf das Verstellteil mit daran angeordnetem Zugseil und daran angeordneter Seiltrommel;
6B eine Schnittansicht entlang der Linie A-A gemäß 6A;
7 eine gesonderte Ansicht des Verstellteils;
8 eine Ansicht des Verstellteils mit der in einem Seiltrommelgehäuse eingefassten, an dem Verstellteil geführten Seiltrommel;
9 eine Ansicht der Vorrichtung mit einer Antriebseinrichtung;
10A eine Ansicht der Antriebseinrichtung, mit einem Hohlrad eines Planetenradgetriebes;
10B eine Ansicht der Antriebseinrichtung, darstellend zwei Planetenradstufen des Planetenradgetriebes;
10C eine Ansicht der Antriebseinrichtung, darstellend das Zusammenwirken der Planetenradstufen;
10D eine Ansicht der Antriebseinrichtung, darstellend zwei Sonnenräder des Planetenradgetriebes;
10E eine Ansicht der Antriebseinrichtung, mit einer Schalteinrichtung zum Schalten des Planetenradgetriebes zwischen unterschiedlichen Zuständen;
11A eine Ansicht der Schalteinrichtung, in einem Kopplungszustand;
11B eine Ansicht der Schalteinrichtung, in einem Bremszustand;
11C eine Ansicht der Schalteinrichtung, in einem Freilaufzustand;
12 eine Ansicht einer Sensorbaugruppe zum Messen der Winkellage der Seiltrommel;
13 eine Explosionsansicht eines Hohlrads eines Getriebes;
14 eine gesonderte Explosionsansicht eines Bodenteils des Hohlrads;
15A, 15B perspektivische Ansichten des Bodenteils;
16 eine gesonderte Ansicht eines ersten Hohlradteils des Hohlrads;
17A, 17B perspektivische Ansichten eines Hohlradgehäuses;
18A, 18B die perspektivischen Ansichten des Hohlradgehäuses, nach plastischem Verformen von Laschen an dem Hohlradgehäuse zum axialen Festlegen von Hohlradteilen und einem Bodenteil in dem Hohlradgehäuse; und
19A, 19B perspektivische Ansichten des fertiggestellten Hohlrads.
1 zeigt eine schematische Ansicht eines Fahrzeugs 1 mit einer Fahrzeugkarosserie 10 und einer um einen Türscharnier 111 gelenkig an der Fahrzeugkarosserie 10 angeordneten Fahrzeugtür 11, die entlang einer Öffnungsrichtung O relativ zu der Fahrzeugkarosserie 10 verschwenkt werden kann, um eine Türöffnung freizugeben oder zu verschließen.
Zwischen der Fahrzeugkarosserie 10 und der Fahrzeugtür 11 wirkt eine Vorrichtung 2, die ein Verstellteil 21 in Form eines Fangbands aufweist und zum Feststellen und/oder Verstellen der Fahrzeugtür 11 relativ zu der Fahrzeugkarosserie 10 dient. Das Verstellteil 21 in Form des Fangbands ist um ein Gelenk 20 an der Fahrzeugkarosserie 10, beispielsweise an der A-Säule des Fahrzeugs 1, gelenkig angeordnet und bewegt sich bei einem Verschwenken der Fahrzeugtür 11 relativ zu der Fahrzeugtür 11. Das Verstellteil 21 ragt hierzu mit einem Ende 211 in einen Türinnenraum 110 der Fahrzeugtür 11 hinein und bewegt sich bei einem Verstellen der Fahrzeugtür 11 in diesem Türinnenraum 110.
Perspektivische Ansichten eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung 2 dieser Art sind in 2A und 2B dargestellt. Das Verstellteil 21 in Form des Fangbands trägt an einem Ende 210 ein Gelenk 20 mit einem Befestigungsteil 201, zu dem das Verstellteil 21 um eine Gelenkachse 200 gelenkig verschwenkbar ist. Das Befestigungsteil 201 kann an der Fahrzeugkarosserie 10, beispielsweise der A-Säule des Fahrzeugs 1, festgelegt werden, um auf diese Weise das Verstellteil 21 gelenkig mit der Fahrzeugkarosserie 10 zu verbinden.
Mit seinem vom Ende 210 abgewandten Ende 211 erstreckt sich das Verstellteil 21 in den Türinnenraum 110 der Fahrzeugtür 11 hinein. Das Verstellteil 21 steht hierbei mit der Fahrzeugtür 11 in Wirkverbindung, um die Fahrzeugtür 11 in einer eingenommenen Verstellposition relativ zu der Fahrzeugkarosserie 10 festzustellen und/oder eine elektromotorische oder manuelle Verstellung der Fahrzeugtür 11 relativ zur Fahrzeugkarosserie 10 zu ermöglichen.
Der grundlegende Aufbau einer die Wirkverbindung zwischen den Fahrzeugteilen 10, 11 herstellenden Baugruppe dieser Vorrichtung 2 ist in 3 bis 8 dargestellt.
An dem Verstellteil 21 ist ein flexibles, Zugkräfte übertragendes Kraftübertragungselement in Form eines Zugseils 22, beispielsweise eines Stahl- oder Kunststoffseils angeordnet. Das Zugseil 22 weist zwei unterschiedliche, getrennt voneinander ausgebildete Abschnitte 22A, 22B auf, die einerseits mit dem Verstellteil 21 und andererseits mit einer Seiltrommel 24 verbunden sind.
Hierzu ist jeder Abschnitt 22A, 22B mit einem Ende in eine zugeordnete Befestigungseinrichtung 212, 213 des Verstellteils 21 eingelegt und mit dem anderen Ende an der Seiltrommel 24 gehalten. Die Abschnitte 22A, 22B erstrecken sich auf diese Weise entlang einer Lauffläche 215 des Verstellteils 21 und sind teilweise auf die Seiltrommel 24 aufgewickelt.
Die Seiltrommel 24 ist an einer längs entlang einer Längsachse L erstreckten Welle 34 angeordnet und ist um die Längsachse L drehbar. Die Seiltrommel 24 weist, wie aus der gesonderten Ansicht gemäß 4 ersichtlich, eine nach Art einer Gewinderille um die Seiltrommel 24 umlaufende Seilrille 241 auf, in der die Abschnitte 22A, 22B einliegen. Beidseitig ist diese Seilrillen 241 durch Laufringe 242, 243 begrenzt, die radial über die Seiltrommel 24 nach außen hin vorstehen und geschlossene Ringe darstellen, mit denen die Seiltrommel 24 derart in Anlage mit der Lauffläche 215 des Verstellteils 21 ist, dass beim Verdrehen der Seiltrommel 24 um die Längsachse L die Seiltrommel 24 an der Lauffläche 215 des Verstellteils 21 abrollt.
An der Seiltrommel 24 sind, diametral gegenüberliegend und jeweils benachbart zu einem der Laufringe 242, 243, Befestigungseinrichtungen 244, 245 in Form von sogenannten Nippelkammern angeordnet, in denen ein jeweils zugeordneter Abschnitt 22A, 22B des Zugseils 22 mit einem Ende einliegt und somit schlupffrei an der Seiltrommel 24 gehalten ist.
Bei einem Verdrehen der Seiltrommel 24 um die Längsachse L wird einer der Abschnitte 22A, 22B (abhängig von der Drehrichtung) auf die Seiltrommel 24 aufgewickelt, während der andere Abschnitt 22B, 22A von der Seiltrommel 24 abgewickelt wird. Das Zugseil 22 ändert hierbei seine Erstreckungslänge an dem Verstellteil 21 nicht. Vielmehr führt das Verdrehen der Seiltrommel 24 zu einem Verstellen des Verstellteils 21 entlang einer Verstellrichtung V relativ zu der Seiltrommel 24, so dass durch Antreiben der Seiltrommel 24 das Verstellteil 21 und damit die Fahrzeugteile 10, 11 zueinander bewegt werden können.
Zusätzlich oder alternativ kann über die Seiltrommel 24 auch – bei einem manuellen Verstellen der Fertigteile 10, 11 zueinander – eine Bremswirkung bereitgestellt werden, um die Fahrzeugteile 10, 11 in einer gerade eingenommenen Position zueinander festzustellen oder beim Verstellen die Verstellbewegung durch Bremsen zu beeinflussen.
Die Seiltrommel 24 ist formschlüssig und auf diese Weise drehfest mit der Welle 34 verbunden. Die Welle 34 ist, wie nachfolgend noch erläutert werden soll, bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel Bestandteil eines Getriebes 30, über das zum Verstellen oder Feststellen auf die Seiltrommel 24 eingewirkt werden kann.
Der erste Abschnitt 22A des Zugseils 22 erstreckt sich zwischen einer Befestigungseinrichtung 212 des Verstellteils 21 und der Seiltrommel 24 und ist mit einem Seilnippel 223 an einem Seilende in die als Nippelkammer ausgestaltete Befestigungseinrichtung 212 formschlüssig eingelegt.
Der andere, zweite Abschnitt 22B erstreckt sich zwischen der Seiltrommel 24 und einer Einstelleinrichtung 23, die zum Einstellen der frei erstreckten Länge des Zugseils 22 an dem Verstellteil 21 dient. Die Einstelleinrichtung 23 weist einen Schieber 230 und ein Spannelement 231 auf und ist an dem von dem Gelenk 20 abliegenden Ende 211 des Verstellteils 21 angeordnet.
Wie insbesondere aus der Schnittansicht gemäß 6B ersichtlich, ist der zweite Abschnitt 22B des Zugseils 22 durch eine Öffnung 213 des Verstellteils 21 hindurchgeführt und mit einem Seilnippel 222 in eine Nippelkammer 232 des Schiebers 230 eingelegt. Über das Spannelement 231 kann die Position des Schiebers 230 an dem Ende 211 des Verstellteils 21 verändert werden, um auf diese Weise den zweiten Abschnitt 22A und damit das Zugseil 22 insgesamt an dem Verstellteil 21 zu spannen. Mittels der Einstelleinrichtung 23 kann somit eine Seillose in dem Zugseil 22 ausgeglichen werden.
Zum Anordnen des Zugseils 22 an dem Verstellteil 21 kann beispielsweise das Zugseil 22 mit seinen Abschnitten 22A, 22B zunächst an der Seiltrommel 24 befestigt und zumindest teilweise um die Seiltrommel 24 gewickelt werden. Sodann kann beispielsweise zunächst der zweite Abschnitt 22B mit seinem Seilnippel 222 in die Nippelkammer 232 des Schiebers 230 eingelegt werden, indem der Abschnitt 22B mit dem Seilnippel 222 durch die Öffnung 213 im Verstellteil 21 hindurchgeführt und in die zugeordnete Nippelkammer 232 des Schiebers 230 eingelegt wird. Sodann kann auch der andere, erste Abschnitt 22A mit seinem Seilnippel 223 in die Nippelkammer 212 am Verstellteil 21 eingelegt werden, um sodann mittels der Einstelleinrichtung 23 das Zugseil 22 in gewünschter Weise zu spannen.
Wie aus 8 ersichtlich, ist die Seiltrommel 24 in einem Seiltrommelgehäuse 380 eingefasst, das fest mit einem Gehäuse 38 der Vorrichtung 2 (siehe 2A und 2B) verbunden ist. Das Seiltrommelgehäuse 380 lagert die Seiltrommel 24 drehbar und dient zudem zur definierten Führung der Seiltrommel 24 relativ zu dem Verstellteil 21.
Hierzu weist das Seiltrommelgehäuse 380 Schenkelelemente 381 auf, die das Verstellteil 21 beidseits umgreifen und jeweils ein Führungselement in Form eines Führungszapfens 382 aufweisen, der in führendem Eingriff mit einer zugeordneten Führungsbahn 214 in Form einer Nut an einer der Seiltrommel 24 abgewandten Seite 24 des Verstellteils 21 ist.
Beim Verdrehen der Seiltrommel 24 läuft die Seiltrommel 24 somit mit ihren Laufringen 242, 243 an der Lauffläche 215 des Verstellteils 21 entlang. Über die Führungszapfen 382 wird die Seiltrommel 24 hierbei an dem Verstellteil 21 geführt, so dass zum einen die Seiltrommel 24 sich nicht von der Lauffläche 115 entfernen kann und zum anderen die Seiltrommel 24 entlang der Längsachse L ortsfest an dem Verstellteil 21 geführt ist.
Der maximale Verstellweg der Seiltrommel 24 relativ zu dem Verstellteil 21 in die Öffnungsrichtung O (siehe 1) ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel über Endanschläge 25 definiert. An diesen Endanschlägen 25 (siehe 8) schlagen die Schenkelelemente 381 des Seiltrommelgehäuses 380 an, wenn die Fahrzeugtür 11 maximal geöffnet ist.
Die Vorrichtung 2 kann nach Art eines Baukastens in unterschiedlicher Weise konfiguriert und verwendet werden.
So ist denkbar und möglich, die Vorrichtung 2 zusammen mit einer Antriebseinrichtung 3 einzusetzen, wie dies bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 2A und 2B verwirklicht ist. In diesem Fall kann die Fahrzeugtür 11 elektromotorisch relativ zu der Fahrzeugkarosserie 10 bewegt werden, wobei auch ein manuelles Verschwenken der Fahrzeugtür möglich ist und die Antriebseinrichtung 3 gleichzeitig als Feststelleinrichtung dient, um die Fahrzeugtür 11 in einer eingenommenen Schwenkposition festzustellen.
Alternativ kann die Vorrichtung 2 auch ohne elektromotorische Antriebseinrichtung 3 verwendet werden, ohne dass sich hierdurch der grundsätzliche Aufbau der in 3 bis 8 dargestellten Baugruppe der Vorrichtung 2 mit dem Verstellteil 21, dem daran angeordneten Zugseil 22 und der Seiltrommel 24 ändert. In diesem Fall dient die Vorrichtung 2 als Feststelleinrichtung, wobei eine gesonderte Bremseinrichtung vorgesehen sein kann, die eine eingenommene Schwenkposition der Fahrzeugtür 11 durch Bremsen einer Bewegung der Seiltrommel 24 relativ zu dem Zugseil 22 feststellt.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 2A und 2B ist die Seiltrommel 24 mit einer Antriebseinrichtung 3 gekoppelt, die ein Getriebe 30 aufweist und derart ausgestaltet ist, dass die Fahrzeugtür 1 elektromotorisch mittels der Antriebseinrichtung 3 oder manuell unabhängig von der Antriebseinrichtung 3 oder auch nach Art eines Servomotors elektromotorisch unterstützt durch die Antriebseinrichtung 3 verstellt werden kann.
Das Getriebe 30 der Antriebseinrichtung 3, dargestellt z.B. in 9 und 10A–10E ist als zweistufiges Planetenradgetriebe ausgebildet und weist ein Hohlrad 31, zwei Planetenradstufen 32, 33, eine zentrale Welle 34 und ein das Hohlrad 31 antreibendes Stirnrad 36 auf. An der Welle 34 ist die Seiltrommel 24 angeordnet und drehfest mit der Welle 34 verbunden.
Das Getriebe 30 dient dazu, eine über eine Motorwelle 37 in das Stirnrad 36 eingeleitete Drehbewegung in (stark) untersetzter Weise auf die Seiltrommel 24 zu übertragen. Die Motorwelle 37 steht hierzu mit einem Elektromotor 370 (siehe 9) in Verbindung und wird über den Elektromotor 370 angetrieben, um das Stirnrad 36 in eine Drehbewegung zu versetzen.
Das Stirnrad 36 steht über eine Verzahnung 360 mit einer Außenverzahnung 314 an einem Bodenteil 315 des Hohlrads 31 in Eingriff. Durch Antreiben des Stirnrads 36 wird das Hohlrad 31 in eine Drehbewegung um eine der Längsachse L der Welle 34 entsprechende Drehachse versetzt.
Das Hohlrad 31 besteht aus dem Bodenteil 315 und einem Hohlradgehäuse 316, das ein erstes Hohlradteil 310 und ein zweites Hohlradteil 311 einfasst. Das Bodenteil 315 und die Hohlradteile 310, 311 sind hierbei über das Hohlradgehäuse 316 fest miteinander verbunden.
Das Hohlrad 31 nimmt die Planetenradstufen 32, 33 in sich auf. Jede Planetenradstufe 32, 33 weist hierbei mehrere Planetenräder 321, 331 auf, die um zugeordnete Drehachsen 322, 332 drehbar an jeweils einem Trägerelement 320, 330 angeordnet sind.
Die Trägerelemente 320, 330 der beiden Planetenradstufen 32, 33 sind drehfest miteinander verbunden, indem die Drehachsen 322 der Planetenräder 321 der ersten Planetenradstufe 32 in zugeordnete Eingriffsöffnungen 333 an dem Trägerelement 330 der zweiten Planetenradstufe 33 eingreifen und entsprechend umgekehrt die Drehachsen 332 der Planetenräder 331 der zweiten Planetenradstufe 33 in zugeordnete Eingriffsöffnungen 323 an dem Trägerelement 320 der ersten Planetenradstufe 32 eingreifen.
Die Planetenräder 321 der ersten Planetenradstufe 32 stehen über ihre Verzahnung mit einer Innenverzahnung 312 des ersten Hohlradteils 310 kämmend in Eingriff. Zudem stehen die Planetenräder 321 mit einem Sonnenrad 326 der ersten Planetenradstufe 32 in Eingriff. Das Sonnenrad 326 ist drehfest an der Welle 34 angeordnet.
Die Planetenräder 331 der zweiten Planetenradstufe 33 stehen mit einer Innenverzahnung 313 des zweiten Hohlradteils 311 kämmend in Eingriff. Zudem stehen die Planetenräder 331 mit einem Sonnenrad 336 der zweiten Planetenradstufe 33 in Eingriff.
Das Sonnenrad 326 der ersten Planetenradstufe 32 und das Sonnenrad 336 der zweiten Planetenradstufe 33 (siehe 10D) sind nicht unmittelbar miteinander verbunden. Vielmehr ist das erste Sonnenrad 326 der ersten Planetenradstufe 32 drehfest an der Welle 34 angeordnet, während das zweite Sonnenrad 336 der zweiten Planetenradstufe 33 drehfest mit einem Bremstopf 42 einer Schalteinrichtung 4 verbunden ist, deren Funktionsweise nachfolgend noch erläutert werden soll.
Das Hohlrad 31 ist über ein Lager 341 relativ zu der Welle 34 gelagert und dreht sich im Betrieb des Getriebes 30 relativ zu der Welle 34. Zwischen dem Hohlrad 31 und der Welle 34 wirkt hierbei die Untersetzung des Getriebes 30, so dass im Betrieb der größte Drehzahlunterschied zwischen dem Hohlrad 31 und der Welle 34 auftritt.
Das Getriebe 30 stellt ein Untersetzungsgetriebe bereit. Die Untersetzung wird hierbei dadurch eingestellt, dass die Innenverzahnung 312 des ersten Hohlradteils 310, die Innenverzahnung 313 des zweiten Hohlradteils 311, die Planetenräder 321 der ersten Planetenradstufe 32, die Planetenräder 331 der zweiten Planetenradstufe 33 sowie die Sonnenräder 326, 336 zumindest teilweise eine unterschiedliche Zähnezahl und/oder ein unterschiedliches Modul aufweisen. Hieraus ergibt sich, dass zumindest teilweise unterschiedliche Teilkreisdurchmesser bestehen, woraus eine Untersetzung der Drehbewegung des Hohlrads 31 gegenüber der Seiltrommel 24 resultiert.
Unter dem Modul einer Verzahnung wird ein Maß für die Größe der Zähne von Zahnrädern verstanden. Das Modul ist hierbei definiert als der Quotient aus Zahnradteilung und Kreiszahl π. Der Teilkreisdurchmesser eines Zahnrads bestimmt sich hierbei durch die Anzahl der Zähne multipliziert mit dem Modul der Verzahnung.
Das Getriebe 30 wird über eine Schalteinrichtung 4 geschaltet, die in unterschiedlichen Ansichten in 10A bis 10E und 11A bis 11C dargestellt ist.
Die Schalteinrichtung 4 weist einen Bremstopf 42 auf, der fest mit dem zweiten Sonnenrad 336 des Getriebes 3 verbunden ist und bei Verdrehen des zweiten Sonnenrads 336 zusammen mit diesem zweiten Sonnenrad 336 bewegt wird. Schaltelemente 43 in Form von Bremsbacken 430, 431 sind an einem Träger 41 angeordnet, der ortsfest zu dem Gehäuse 38 angeordnet ist. Die Bremsbacken 430, 431 sind um eine Schwenkachse 432 (siehe zum Beispiel 11A) verschwenkbar an dem Träger 41 angeordnet und können zum Schalten des Getriebes 30 zwischen unterschiedlichen Stellungen verstellt werden.
Zum Verstellen der Schaltelemente 43 in Form der Bremsbacken 430, 431 ist ein Stellelement 406 vorgesehen, das verschwenkbar an dem Träger 41 angeordnet und mit einem Hebel 405 verbunden ist und über ein Ritzelgetriebe mit Ritzeln 401, 402, die über eine Welle 403 miteinander verbunden sind, verstellt werden kann. Ein erstes Ritzel 401 steht hierbei mit einer Antriebsschnecke 400 eines Stellantriebs 40 in Eingriff, während ein zweites Ritzel 402 mit einem Stellelement 404 in Form eines Zahnbogens, der fest mit dem Hebel 405 verbunden ist, kämmt. Angetrieben durch den Stellantrieb 40 kann das Stellelement 404 und darüber das auf die Bremsbacken 430, 431 einwirkende Stellelement 406 verstellt werden, so dass die Bremsbacken 430, 431 innerhalb des Bremstopfes 42 verstellt werden können.
Über die Schalteinrichtung 4 kann das Getriebe 30 zwischen einem Kopplungszustand, einem Bremszustand und einem Freilaufzustand geschaltet werden.
In dem Kopplungszustand (11A) ist der Bremstopf 42 durch sperrende Wirkung der Bremsbacken 430, 431 relativ zu dem Gehäuse 38 gesperrt und wird somit relativ zu dem Gehäuse 38 festgehalten. In diesem Kopplungszustand ist ein Kraftfluss zwischen dem Stirnrad 36 und der Seiltrommel 24 hergestellt, so dass über das Getriebe 30 der Antriebsmotor 370 mit der Seiltrommel 24 gekoppelt ist und die Seiltrommel 24 elektromotorisch verstellt werden kann.
In dem Kopplungszustand befinden sich die Bremsbacken 430, 431 in der Kopplungsstellung gemäß 11A und werden hierzu über den Stellantrieb 40 mittels des Stellelement 406 mit einer maximalen Kraft innenseitig in Anlage mit dem Bremstopf 42 gedrückt. Durch diese sperrende Anlage wird das zweite Sonnenrad 336 der zweiten Planetenradstufe 33 relativ zu dem Träger 41 und damit zu dem Gehäuse 38 festgehalten, so dass der Kraftübertragungsstrang zwischen dem Antriebsmotor 370 und der Seiltrommel 24 geschlossen ist und Verstellkräfte von dem Antriebsmotor 370 hin zu der Seiltrommel 24 übertragen werden können oder die Seiltrommel 24 (bei nicht bestromtem Antriebsmotor 370) in ihrer gerade eingenommenen Lage aufgrund der Selbsthemmung des Getriebes 30 festgestellt ist.
Die maximale Kraft, mit der die Bremsbacken 430, 431 in Anlage mit dem Bremstopf 42 gedrückt werden, kann hierbei so bemessen sein, dass bei Überschreiten dieser maximalen Kraft die Kupplung durchrutschen kann. Auf diese Weise kann beispielsweise in Notsituationen, beispielsweise in einem Einklemmfall, verhindert werden, dass übermäßig große Verstellkräfte übertragen werden können.
In dem Bremszustand (11B) werden die Bremsbacken 430, 431 hingegen mit – im Vergleich zum Kopplungszustand – reduzierter Kraft innenseitig gegen den Bremstopf 42 gedrückt, so dass das zweite Sonnenrad 336 nicht gesperrt, sondern (lediglich) in definierter Weise gebremst wird. Das Sonnenrad 336 kann sich somit relativ zu dem Träger 41 verdrehen, wird dabei aber über die reibende Anlage der Bremsbacken 430, 431 an dem Bremstopf 42 gebremst.
Durch eine solche Bremswirkung kann ein Bremsen der Bewegung der Fahrzeugteile 10, 11 zueinander bewirkt werden, beispielsweise wenn bei manueller Verstellung die Fahrzeugtür 11 sich einer Endposition, beispielsweise der maximal geöffneten Stellung annähert. Über ein definiertes Bremsen kann auch eine zu schnelle Bewegung beispielsweise bei einem manuellen Zuschlagen der Fahrzeugtür 11 gebremst werden.
In dem Freilaufzustand (11C) sind die Bremsbacken 430, 431 in einer Freilaufstellung und sind entsprechend von dem Bremstopf 42 entfernt, so dass der Bremstopf 42 nicht (mehr) gegenüber dem Gehäuse 38 festgestellt ist und auch keine (nennenswerte) Bremswirkung durch die Bremsbacken 430, 431 bewirkt wird. In diesem Freilaufzustand kann die Seiltrommel 24 grundsätzlich unabhängig vom Antriebsmotor 370 bewegt werden, ohne dass der Antriebsmotor 370 bei einer abtriebsseitigen Bewegung der Seiltrommel 24 mitbewegt wird. In diesem Freilaufzustand ist insbesondere ein leichtgängiges, manuelles Verstellen der Fahrzeugtür 11 unabhängig vom Antriebsmotor 370 möglich.
Wie aus 11A bis 11C ersichtlich, sind die Bremsbacken 430, 431 über Vorspannelemente 433 in Form von Zugfedern in Richtung ihrer Freilaufstellung (11C) vorgespannt. Zum Verstellen der Bremsbacken 430, 431 aus der Freilaufstellung heraus drückt das Stellelement 406 die Bremsbacken 430, 431 auseinander und somit in Richtung des Bremstopfes 42. Dies erfolgt entgegen der Wirkung der Vorspannelemente 433. Zum Zurückstellen der Bremsbacken 430, 431 in Richtung der Freilaufstellung wird das Stellelement 406 zurück verschwenkt, wobei die Bremsbacken 430, 431 aufgrund der Wirkung der Vorspannelemente 433 dem Stellelement 406 nachfolgen und sich somit zurück in Richtung ihrer Freilaufstellung bewegen.
In der Freilaufstellung ist somit die Kupplung geöffnet. Entsprechend ist der Kraftübertragungsstrang zwischen dem Antriebsmotor 370 und der Seiltrommel 24 unterbrochen.
Soll eine elektromotorische Antriebskraft auf die Seiltrommel 24 übertragen werden, sperrt die Schalteinrichtung 4 den Bremstopf 42 (Kopplungszustand), so dass dieser relativ zu dem Gehäuse 38 festgehalten ist. Durch Antreiben des Stirnrads 36 wird über das zweite Hohlradteil 311 die zweite Planetenradstufe 33 angetrieben, indem die Planetenräder 331 an dem (über das Feststellelement 35 festgehaltenen) Sonnenrad 336 abrollen. Weil das Trägerelement 330 der zweiten Planetenradstufe 33 drehfest mit dem Trägerelement 320 der ersten Planetenradstufe 32 verbunden ist, wird dadurch auch das Trägerelement 320 der ersten Planetenradstufe 32 mitgenommen und somit die erste Planetenradstufe 32 angetrieben. Hierdurch rollen die Planetenräder 321 der ersten Planetenradstufe 32 an dem ersten Hohlradteil 310 ab und versetzen dadurch das erste Sonnenrad 326 in eine (langsame) Drehbewegung relativ zu dem zweiten Sonnenrad 336, so dass über das erste Sonnenrad 326 die drehfest mit dem ersten Sonnenrad 326 verbundene Welle 34 und darüber die Seiltrommel 24 in eine Drehbewegung versetzt wird.
Während das Hohlrad 31 über das Stirnrad 36 in eine vergleichsweise schnelle Drehbewegung versetzt wird, wird diese Drehbewegung in untersetzter Weise übertragen auf die Seiltrommel 24, das im Vergleich zum Hohlrad 31 eine vergleichsweise langsame Drehbewegung ausführt. Die Seiltrommel 24 wird somit relativ zu dem Zugseil 22 bewegt werden, um auf diese Weise ein Verstellen der Fahrzeugtür 11 relativ zu der Fahrzeugkarosserie 10 zu bewirken.
Aufgrund seiner großen Untersetzung ist das Getriebe 30 selbsthemmend. Dies bewirkt, dass in dem Kopplungszustand bei nicht bestromtem Antriebsmotor 370 ein Feststellen der Fahrzeugtür 11 erfolgt und es insbesondere nicht durch externe Kraftwirkung auf die Fahrzeugtür 11 zu einem ungewollten Verstellen der Fahrzeugtür kommen kann.
Um ein manuelles Verstellen der Fahrzeugtür 11 zu ermöglichen, kann durch Entsperren der Schalteinrichtung 4 die Sperrung des Bremstopfes 42 aufgehoben werden, so dass das mit dem Bremstopf 42 fest verbundene zweite Sonnenrad 336 nicht (mehr) festgehalten wird. In diesem Fall ist der Kraftfluss zwischen der Seiltrommel 24 und dem Stirnrad 36 unterbrochen, so dass die Seiltrommel 24 grundsätzlich ohne Mitdrehen des Stirnrads 36 bewegt werden kann (aufgrund von Reibungseffekten kann es, wenn das Stirnrad 36 durch den Antriebsmotor 370 nicht festgehalten wird, dennoch zu einem Mitdrehen kommen, nicht aber zu einer nennenswerten Kraftübertragung). Durch Freischalten der Bremsrichtung ist somit ein Aufheben der Feststellung der Fahrzeugtür 11 möglich, so dass die Fahrzeugtür 11 manuell verschwenkt werden kann.
Um bei einem manuellen Verstellen beispielsweise ein Abbremsen der Fahrzeugtür 11 vor Erreichen einer Endposition zu erreichen, kann in den Bremszustand geschaltet werden, in dem bremsend auf die Seiltrommel 24 eingewirkt wird und somit die Verstellbewegung der Fahrzeugtür 11 gebremst wird. In diesen Bremszustand kann auch geschaltet werden, wenn bei einem manuellen Verstellen ein Anhalten der Fahrzeugtür 11 festgestellt wird, um mittels des Bremszustandes ein (für einen Nutzer manuell leicht lösbares) Feststellen der Fahrzeugtür 11 zu bewirken. Die Bremskraft in dem Bremszustand kann hierzu so bemessen sein, dass ein selbsttätiges Bewegen der Tür bei schräg gestelltem Fahrzeug oder bei (mäßiger) Windkraft unterbunden ist.
Die Antriebseinrichtung 3 kann auch ein manuelles Verstellen der Fahrzeugtür 11 elektromotorisch unterstützen. Hierzu kann die Schalteinrichtung 4 beispielsweise in den Bremszustand geschaltet werden, um eine manuelle Verstellbewegung bei schleifender Kupplung mit einer elektromotorischen Antriebskraft zu überlagern.
Auf diese Weise kann beispielsweise eine Verstellbewegung vergleichmäßigt werden, so dass ein Nutzer beispielsweise über den gesamten Verstellweg der Fahrzeugtür 11 eine konstante manuelle Kraft zum Verstellen aufwenden muss. Kraftänderungen entlang des Verstellwegs werden in diesem Fall über die Antriebseinrichtung 3 ausgeglichen.
Ein solcher Ausgleich kann beispielsweise auch abhängig von der Stellung des Fahrzeugs erfolgen, so dass z.B. bei schräg gestelltem Fahrzeug beispielsweise an einem Hang dennoch ein Schließen der Fahrzeugtür 11 mit vergleichsweise geringer Kraft möglich ist.
Die Antriebseinrichtung 3 kann hierbei in einen Servo-Betrieb geschaltet werden, wenn eine geeignete Sensoreinrichtung erkennt, dass die Fahrzeugtür 11 mit einer Kraft größer als eine vorbestimmte Betätigungskraft verstellt wird.
Denkbar und möglich ist zudem auch, mittels der Antriebseinrichtung 3 bei einer manuellen Türverstellung ein definiertes Nachlaufen der Fahrzeugtür 11 vorzusehen, auch wenn keine manuelle Betätigungskraft mehr anliegt. Bei einer schnellen Türbewegung (mit hoher Dynamik) kann hierbei beispielsweise ein längeres Nachlaufen vorgesehen sein, während bei einer langsamen Drehbewegung nur ein kurzes Nachlaufen über einen kurzen Weg erfolgt.
Der Stellantrieb 40 ist vorzugsweise nach einem Schaltvorgang, also nach einem Verstellen der Schaltelemente 43, stromlos, so dass die Fahrzeugbatterie durch den Stellantrieb 40 nicht übermäßig belastet wird. Um die Schalteinrichtung 4 hierbei in ihrer gerade eingestellten Stellung zu halten, ist beispielswiese der Eingriff der Antriebsschnecke 400 mit dem Ritzel 401 selbsthemmend.
Um bei einem Verstellen der Fahrzeugtür 11 die absolute Position der Fahrzeugtür 11 relativ zu der Fahrzeugkarosserie 10 zu ermitteln, ist an der Antriebseinrichtung 3 eine Sensoreinrichtung 5 vorgesehen, die zum Messen des absoluten Winkels zwischen der Fahrzeugtür 11 und der Fahrzeugkarosserie 10 ausgebildet ist. Die Sensoreinrichtung 5, dargestellt in 12 sowie auch ersichtlich beispielsweise aus 9, weist ein an der Welle 34 drehfest angeordnetes Stirnrad 50 auf, das mit einem an einer Welle 510 angeordneten Ritzel 51 kämmend in Eingriff steht. Das Ritzel 51 treibt ein Zahnrad 52 an, das eine geeignete Magnetanordnung oder auch eine optische Teilung oder dergleichen aufweisen kann, so dass mittels eines mit dem Zahnrad 52 in Gegenüberlage befindlichen Sensors 53 die absolute Winkelposition des Zahnrads 52 und darüber der Welle 34 mit der daran angeordneten Seiltrommel 24 sensorisch erfasst werden kann.
Dadurch, dass die Welle 34 drehfest mit der Seiltrommel 24 verbunden ist, kann über die Welle 34 die absolute Winkelposition und über die zeitliche Veränderung des Winkels auch die Winkelgeschwindigkeit der Seiltrommel 24 sensorisch erfasst werden. Über das durch das Stirnrad 50, das Ritzel 51 und das Zahnrad 52 bereitgestellte Getriebe, das vorzugsweise ein Untersetzungsgetriebe ist, kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das Zahnrad 52 über den gesamten Verstellweg der Seiltrommel 24 relativ zu dem Verstellteil 21 nicht einen über einen Winkelbereich größer als 360° bewegt wird, so dass die absolute Position und die Geschwindigkeit der Welle 34 eindeutig detektiert werden kann.
Der Sensor 3 ist abhängig von der Ausgestaltung des Zahnrads 52 beispielsweise als magnetischer Sensor oder als optischer Sensor ausgestattet und ist in der Lage, die absolute Winkelposition des Zahnrads 52 zu bestimmen.
Denkbar und möglich ist jedoch auch, den Sensor 53 beispielsweise als Hall-Effekt-Sensor zur Ermittlung der relativen Lage des Zahnrads 52 auszugestalten. In diesem Fall detektiert der Sensor 53 Pulse bei Drehung des Zahnrads 52 (wobei in diesem Fall das Zahnrad 52 eine Vielzahl von Umdrehungen über den Verstellweg des Verstellteils 21 ausführen kann) und kann durch Zählung der Pulse die Position und die Geschwindigkeit der Seiltrommel 24 ermitteln.
13 bis 19A, 19B zeigen Ansichten eines konkreten Ausführungsbeispiel eines Hohlrads 31, das ein erstes Hohlradteil 310, ein zweites Hohlradteil 311, ein Bodenteil 315 und ein Hohlradgehäuse 316 aufweist. Die einzelnen Bauteile sind hierbei gesondert hergestellt und gefertigt und werden über das Hohlradgehäuse 316 derart miteinander verbunden, dass sich, in montiertem Zustand, die in 19A und 19B dargestellte kompakte Baugruppe ergibt.
Die Hohlradteile 310, 111 können beispielsweise als Sinterteile aus einem Sintermaterial hergestellt sein. Ebenso kann das Bodenteil 315 mit einem Grundkörper 3150 aus einem Sintermaterial hergestellt sein, wobei auch denkbar und möglich ist, bei einstückiger Fertigung des Bodenteils 315 das Bodenteil 315 insgesamt als Sinterteil aus einem Sintermaterial zu fertigen.
Das Hohlradgehäuse 316 kann demgegenüber beispielsweise als geschweißtes Rohr, als nahtloses Präzisionsrohr, als gewalztes Blech mit Verpressungen an einer Fügenaht oder auf sonstige Weise als zylindrisches Teil beispielsweise aus einem Blechmaterial, beispielsweise aus Stahl, hergestellt sein.
Die Hohlradteile 310, 311, das Bodenteil 315 und das Hohlradgehäuse 316 sind konzentrisch zur Längsachse L, entlang derer die Welle 34 des Getriebes 30 erstreckt ist.
Zum Herstellen des Hohlrads 31 werden die Hohlradteile 310, 311 in das Hohlradgehäuse 316 eingesetzt. Die Hohlradteile 310, 311 weisen hierbei jeweils an den einander zugewandten Stirnseiten Vorsprünge 3101, 3111 und Aussparungen 3102, 3112 auf, die in Umfangsrichtung periodisch zueinander versetzt sind und bei aneinander angesetzten Hohlradteilen 310, 311 formschlüssig in einander eingreifen, so dass die Hohlradteile 310, 311 drehfest aneinander gehalten sind.
Die Hohlradteile 310, 311 weisen zudem jeweils axial entlang der Längsachse L erstreckte Stege 3105, 3115 auf, die radial nach außen vorstehen und innenseitig an einer Innenwandung 3164 des Hohlradgehäuses 316 zu liegen kommen. Über diese Stege 3105, 3115 werden die Hohlradteile 310, 311 in dem Hohlradgehäuse 316 zentriert.
Das Hohlradgehäuse 316 kann hierbei eine Untermaßpassung bereitstellen, so dass die Hohlradteile 110, 311 in das Hohlradgehäuse 316 einzupressen sind. Denkbar und möglich ist aber auch, dass die Hohlradteile 310, 111 ohne große Presskräfte in das Hohlradgehäuse 316 eingesetzt werden können.
Das Hohlradgehäuse 316 kann gegebenenfalls auch (leicht) konisch ausgebildet sein, so dass ein Einsetzen der Hohlradteile 310, 311 in das Hohlradgehäuse 316 erleichtert ist.
Das erste Hohlradteil 310 weist zudem an einer dem Bodenteil 315 zugewandten Stirnseite Vorsprünge 3103 auf, die axial in Richtung des Bodenteils 115 vorspringen und zwischen denen Aussparungen 3104 gelegen sind. In komplementärer Weise sind auch an dem Grundkörper 3150 des Bodenteils 315 Vorsprünge 3152 und Aussparungen 3153 angeordnet, so dass das Bodenteil 315 und das erste Hohlradteil 310 formschlüssig und drehfest miteinander in Eingriff sind, wenn das Bodenteil 115 und das erste Hohlradteil 310 aneinander angesetzt sind.
Um den Verbund aus erstem Hohlradteil 310, zweitem Hohlradteils 311 und Bodenteil 315 axial in dem Hohlradgehäuse 316 festzulegen, weist das Hohlradgehäuse 316 an einer ersten Stirnseite erste Laschen 3161 und an einer zweiten Stirnseite zweite Laschen 3163 auf. Wie in den Ansichten gemäß 17A, 17B und 18A, 18B veranschaulicht, können diese Laschen 3161, 3163 radial nach innen plastisch umgebogen werden, so dass darüber der Verbund aus Hohlradteilen 310, 311 und Bodenteil 315 axial in dem Hohlradgehäuse 316 festgelegt werden kann.
In einer Ausgangsstellung (17A, 17B) sind die Laschen 3161, 3163 hierbei nicht verformt, so dass die Hohlradteile 310, 311 und das Bodenteil 315 in das Hohlradgehäuse 316 eingesetzt werden können. Zum axialen Festlegen werden dann die ersten Laschen 3161 nach innen umgebogen, so dass auf diese Weise ein Anschlag für das zweite Hohlradteil 311 bereitgestellt wird. Zudem werden die über Aussparungen 3162 freigeschnittenen zweiten Laschen 3163 nach innen umgebogen, so dass diese mit zugeordneten Aussparungen 3154 am Grundkörper 3150 des Bodenteils formschlüssig in Eingriff gelangen und auf diese Weise das Bodenteil 315 und zudem auch die Hohlradteile 310, 311 formschlüssig an dem Hohlradgehäuse 316 festgelegt werden.
Wie aus den Ansichten gemäß 14 und 15A, 15B ersichtlich, ist das Bodenteil 315 bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel zweiteilig ausgebildet. So weist das Bodenteil 315 einen Grundkörper 3150 auf, von dem ein Bund 3155 axial vorsteht, an dem ein Stirnrad 314 zum Herstellen der Wirkverbindung mit dem antriebsseitigen Stirnrad 36 (siehe zum Beispiel 9) angeordnet ist. Während der Grundkörper 3150 beispielsweise aus Metall mittels Sintern aus einem Sintermaterial hergestellt sein kann, kann das Stirnrad 314 beispielsweise aus Kunststoff ausgebildet sein.
Denkbar und möglich ist aber auch eine einstückige Ausbildung des Bodenteils 315 mit dem Grundkörper 3150 und dem Stirnrad 314.
Das Bodenteil 315 weist eine zentrale Lageröffnung 3151 auf, in der beispielsweise ein Kugellager angeordnet sein kann, um das Hohlrad 31 und die Welle 34 drehbar zueinander zu lagern. Weil die Lageröffnung 3151 in der Ebene des Stirnrads 314 angeordnet ist, erfolgt somit eine Krafteinleitung in das Hohlrad 31 in der Ebene, in der auch die Welle 34 zu dem Hohlrad 31 gelagert ist. Dies ist günstig und kann beispielsweise ein Verkippen des Hohlrads 31 relativ zu der Welle 34 im Betrieb vermeiden.
Die Verzahnungen 312, 313 der Hohlradteile 310, 311 können grundsätzlich als Geradverzahnungen (wie dargestellt) oder auch als Schrägverzahnungen ausgebildet sein.
Ebenso kann die Verzahnung des Stirnrads 314 grundsätzlich als Geradverzahnung oder als Schrägverzahnung (wie dargestellt) ausgebildet sein.
Anstelle der Laschen 3161, 3163 oder auch zusätzlich zu den Laschen 3161, 3163 können die Hohlradteile 310, 311 und das Bodenteil 115 auch dadurch in dem Hohlradgehäuse 316 befestigt sein, dass die Hohlradteile 310, 311 und/oder das Bodenteil 315 mit dem Hohlradgehäuse 316 verpresst, verklebt, verschweißt, verschraubt oder vernietet sind.
Ein Hohlrad 31 der anhand von 13 bis 19A, 19B beschriebenen Art kann grundsätzlich bei einem Planetengetriebe, wie vorangehend beschrieben, verwendet werden. Denkbar und möglich ist aber auch, ein solches Hohlrad 31 bei einem anderen Getriebe, beispielsweise bei einem Taumelgetriebe oder dergleichen, einzusetzen.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeug
10: Karosserie
11: Fahrzeugtür
110: Türinnenraum
111: Türscharnier
2: Vorrichtung
20: Gelenk
200: Gelenkachse
201: Befestigungsteil
21: Verstellteil (Fangband)
210, 211: Ende
212: Befestigungseinrichtung
213: Öffnung
214: Führungsbahn
215: Lauffläche
22: Flexibles Kraftübertragungselement (Zugseil)
22A, 22B: Seilabschnitt
220, 221: Ende
222, 223: Seilnippel
23: Einstelleinrichtung
230: Schieber
231: Spannelement
232: Nippelkammer
24: Seiltrommel
240: Öffnung
241: Seilrille
242, 243: Laufring
244, 245: Befestigungseinrichtung (Nippelkammer)
25: Endanschläge
3: Antriebseinrichtung
30: Getriebe
31: Hohlrad
310, 311: Hohlradteil
3101, 3111: Vorsprung
3102, 3112: Aussparung
3103: Vorsprung
3104: Aussparung
3105, 3115: Stege
3106, 3116: Körper
312, 313: Innenverzahnung
314: Außenverzahnung (Stirnrad)
315: Bodenteil
3150: Grundkörper
3151: Lageröffnung
3152: Vorsprung
3153: Aussparung
3154: Aussparung
3155: Bund
316: Hohlradgehäuse
3161: Lasche
3162: Aussparung
3163: Lasche
3164: Innere Mantelfläche
32, 33: Planetenradstufe
320, 330: Trägerelement
321, 331: Planetenräder
322, 332: Drehachse
323, 333: Eingriffsöffnung
324, 334: Radkammer
326, 336: Sonnenrad
34: Welle
340: Formschlusselement
341: Lager
36: Stirnrad
360: Verzahnung
37: Motorwelle
370: Antriebsmotor
38: Gehäuse
380: Seiltrommelgehäuse
381: Schenkelelemente
382: Führungselement (Führungszapfen)
4: Schalteinrichtung
40: Stellantrieb
400: Antriebsschnecke
401, 402: Ritzel
403: Welle
404: Stellelement
405: Hebel
406: Stellelement
41: Träger
42: Bremstopf
43: Schaltelemente
430, 430: Bremsbacke
432: Schwenkachse
433: Spannfedern
5: Sensoreinrichtung (Winkelmesseinrichtung)
50: Stirnrad
51: Ritzel
510: Welle
52: Zahnrad
53: Sensor
A: Versatz
L: Längsachse
O: Öffnungsrichtung
V: Verstelleinrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2011/026463 A1 [0005]

Claims

Getriebe, mit – einer ersten Getriebestufe, die ein erstes Getriebeelement aufweist, – einer zweiten Getriebestufe, die ein zweites Getriebeelement aufweist, – einem ersten Hohlradteil, das mit dem ersten Getriebeelement in Verzahnungseingriff steht, – einem zweiten Hohlradteil, das mit dem zweiten Getriebeelement in Verzahnungseingriff steht, – einem antreibbaren Antriebselement und – einem um eine Längsachse drehbaren Abtriebselement, auf das über die erste Getriebestufe und die zweite Getriebestufe durch Antreiben des Antriebselements eine Verstellkraft übertragbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Hohlradteil (310) und das zweite Hohlradteil (311) in einem Hohlradgehäuse (316) angeordnet und über das Hohlradgehäuse (316) miteinander verbunden sind.
Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Hohlradteil (310), das zweite Hohlradteil (311) und das Hohlradgehäuse (316) konzentrisch zu der Längsachse (L) angeordnet sind.
Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlradgehäuse (316) zylindrisch ausgebildet ist und das erste Hohlradteil (310) und das zweite Hohlradteil (311) in sich aufnimmt.
Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass – das erste Hohlradteil (310) an einer dem zweiten Hohlradteil (311) zugewandten Stirnseite zumindest einen Vorsprung (3101) aufweist, der in eine Aussparung (3112) des zweiten Hohlradteils (311) eingreift und/oder – das zweite Hohlradteil (311) an einer dem ersten Hohlradteil (310) zugewandten Stirnseite zumindest einen Vorsprung (3111) aufweist, der in eine Aussparung (3102) des ersten Hohlradteils (310) eingreift, so dass das erste Hohlradteil (310) und das zweite Hohlradteil (311) drehfest um die Längsachse (L) zueinander festgelegt sind.
Getriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Hohlradteil (310) und/oder das zweite Hohlradteil (311) an einer einer Innenwandung (3164) des Hohlradgehäuses (316) zugewandten Außenseite eine Mehrzahl von axial entlang der Längsachse (L) erstreckten, um die Längsachse (L) zueinander versetzten Stegen (3105, 3115) aufweisen, die in Anlage mit der Innenwandung (3164) des Hohlradgehäuses (316) sind.
Getriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlradgehäuse (316) zumindest eine erste Lasche (3161) aufweist, die radial von einer Innenwandung (3164) des Hohlradgehäuses (316) nach innen zur axialen Befestigung des ersten Hohlradteils (310) oder des zweiten Hohlradteils (311) an dem Hohlradgehäuse (316) vorsteht.
Getriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Bodenteil (315), das fest mit dem Hohlradgehäuse (316) verbunden ist und ein mit dem Antriebselement (36) in Eingriff stehendes, durch das Antriebselement (36) antreibbares Stirnrad (314) aufweist.
Getriebe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass – das erste Hohlradteil (310) an einer dem Bodenteil (315) zugewandten Stirnseite zumindest einen Vorsprung (3103) aufweist, der in eine Aussparung (3153) des Bodenteils (315) eingreift und/oder – das Bodenteil (315) an einer dem ersten Hohlradteil (310) zugewandten Stirnseite zumindest einen Vorsprung (3152) aufweist, der in eine Aussparung (3104) des ersten Hohlradteils (310) eingreift, so dass das erste Hohlradteil (310) und das Bodenteil (315) drehfest um die Längsachse (L) zueinander festgelegt sind.
Getriebe nach Anspruch 7 oder 8 dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlradgehäuse (316) zumindest eine zweite Lasche (3163) aufweist, die radial von einer Innenwandung (3164) des Hohlradgehäuses (316) nach innen zur axialen Befestigung des Bodenteils (315) an dem Hohlradgehäuse (316) vorsteht.
Getriebe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine zweite Lasche (3163) in eine Aussparung (3154) des Bodenteils (315) eingreift.
Getriebe nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Bodenteil (315) eine Lageröffnung (3151) zur Lagerung einer entlang der Längsachse (L) erstreckten Welle (34) des Getriebes (30) aufweist.
Getriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe als Planetenradgetriebe ausgebildet ist, mit – einer ersten Planetenradstufe (32), die ein erstes Trägerelement (320) und mindestens ein an dem ersten Trägerelement (320) angeordnetes, mit dem ersten Hohlradteil (310) in Verzahnungseingriff stehendes, erstes Planetenrad (321) aufweist, und – einer zweiten Planetenradstufe (33), die ein zweites Trägerelement (330) und mindestens ein an dem zweiten Trägerelement (330) angeordnetes, mit dem zweiten Hohlradteil (311) in Verzahnungseingriff stehendes, zweites Planetenrad (331) aufweist.
Getriebe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Trägerelement (320) und das zweite Trägerelement (330) drehfest miteinander verbunden sind.
Getriebe nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Planetenradstufe (32) ein mit dem mindestens einen ersten Planetenrad (321) in Eingriff stehendes, erstes Sonnenrad (326) und die zweite Planetenradstufe (33) ein mit dem mindestens einen zweiten Planetenrad (331) in Eingriff stehendes, von dem ersten Sonnenrad (326) unterschiedliches, zweites Sonnenrad (336) aufweist, wobei zum Übertragen einer Verstellkraft von dem Antriebselement (36) auf das Abtriebselement (30) eines der Sonnenräder (336) relativ zu einem Gehäuseabschnitt (38) des Getriebes (30) feststellbar ist und das andere der Sonnenräder (326) zum Übertragen der Verstellkraft mit dem Abtriebselement (30) in Verbindung steht.
Getriebe nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Sonnenrad (326), das zweite Sonnenrad (336) und das Abtriebselement (24) auf einer gemeinsamen, um die Längsachse (L) relativ zu dem Gehäuseabschnitt (38) drehbaren Welle (34) angeordnet sind.
Getriebe nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Sonnenrad (326) und das Abtriebselement (24) drehfest mit der Welle (34) verbunden sind.
Getriebe nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Sonnenrad (336) drehbar an der Welle (34) angeordnet ist.
Getriebe nach einem der Ansprüche 14 bis 17, gekennzeichnet durch eine Schalteinrichtung (4), die einen mit dem zweiten Sonnenrad (336) verbundenen Bremstopf (42) und zumindest ein zwischen einer Kopplungsstellung, einer Bremsstellung und einer Freilaufstellung verstellbares, an einem Träger (41) angeordnetes Schaltelement (43) aufweist.
Getriebe nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Sonnenrad (336) – in der Kopplungsstellung durch sperrende Anlage des zumindest einen Schaltelements (43) an dem Bremstopf (42) relativ zu dem Träger (41) festgehalten ist, – in der Bremsstellung durch bremsende Anlage des zumindest einen Schaltelements (43) an dem Bremstopf (42) relativ zu dem Träger (41) in gebremster Weise bewegbar ist und – in der Freilaufstellung frei zu dem Träger (41) bewegbar ist.
Getriebe nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtung (4) ein mit einem Stellantrieb (40) verbundenes, über den Stellantrieb (40) antreibbares Stellelement (406) zum Verstellen des zumindest einen Schaltelements (43) aufweist.
Getriebe nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtung (4) zumindest ein das zumindest eine Schaltelement (43) in Richtung der Freilaufstellung vorspannendes Vorspannelement (433) aufweist.
Verfahren zur Herstellung eines Getriebes nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Hohlradteil (310) und das zweite Hohlradteil (311) in einem Hohlradgehäuse (316) angeordnet werden und über das Hohlradgehäuse (316) miteinander verbunden werden.