DE102016120357B4

DE102016120357B4 - Schneckengetriebe

Info

Publication number: DE102016120357B4
Application number: DE102016120357.2A
Authority: DE
Inventors: Joachim Paul; Johannes Töpfl
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2016-10-25
Filing date: 2016-10-25
Publication date: 2024-02-15
Anticipated expiration: 2036-10-26
Also published as: US20180112763A1; US10865869B2; CN107975585A; DE102016120357A1

Abstract

Schneckengetriebe (1) mit einer drehbar gelagerten Schneckenwelle (10), und mit einer Einrichtung (40) zum Ausgleichen eines unerwünschten Axialspiels der Schneckenwelle (10), dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (40) zum Ausgleichen des unerwünschten Axialspiels der Schneckenwelle (10) zwei als Druckbleche ausgeführte Druckkörper (25,26) umfasst, zwischen denen die Schneckenwelle (10) in axialer Richtung durch eine Tellerfedereinrichtung (20) eingespannt ist, die einem der Druckkörper (25,26) zugeordnet ist, wobei die Tellerfedereinrichtung (20) mit einer Federaufnahme (30) kombiniert ist, die einen axialen Anschlagkörper (31) für die Tellerfedereinrichtung (20) aufweist, wobei die Tellerfedereinrichtung (20) in axialer Richtung zwischen dem ihr zugeordneten Druckkörper (25) und dem Anschlagkörper (31) der Federaufnahme (30) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Schneckengetriebe mit einer drehbar gelagerten Schneckenwelle, und mit einer Einrichtung zum Ausgleichen eines unerwünschten Axialspiels der Schneckenwelle.
Aus dem deutschen Gebrauchsmuster DE 29 513 699 U1 ist eine Anordnung zur Einstellung des Axialspiels einer gleitgelagerten Welle eines Kleinmotor-Antriebs bekannt, mit einem scheibenförmigen Anlaufteil vor der Stirnseite eines Wellenendes, wobei gegen jede der beiden Stirnseiten ein elastisches scheibenförmiges Anlaufteil mit einer solchen Verformungs-Federcharakteristik angedrückt ist, dass die Andruckkraft bei einer Axialspielbewegung der Welle in der einen oder anderen Richtung innerhalb des maximalen Axialspiels gering und im Wesentlichen konstant jedoch bei Erreichen des maximalen Axialspiels im Sinne einer unelastischen Anschlagbegrenzung vergrößert ist. Aus der europäischen Patentschrift EP 16 239 08 B1 ist eine elektrische Servolenkungsvorrichtung bekannt, wobei zwei Wellenteile von zwei kreisförmigen elastischen Körpern, wie zum Beispiel Tellerfedern, umfasst sind, um eine Bewegung in axialer Richtung zu unterdrücken. Aus der amerikanischen Offenlegungsschrift US 2002/0148315 A1 ist ein Drehzahlminderer bekannt, der ein Schraubengewinde aufweist, das von einer Federvorrichtung, wie zum Beispiel einer Tellerfeder, umgeben ist, um einen konstanten Druck auf ein Zahnrad auszuüben. Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2008 042 609 A1 ist eine Lagerung für eine Schnecke in einem Lenkgetriebe bekannt, wobei die Lagerung ein Festlager mit einem Außenring, einem Innenring und mit dazwischen beweglich aufgenommenen Wälzkörpern aufweist, wobei ein Federelement vorgesehen ist, das den Innenring des Festlagers mit einer axial wirkenden Kraft beaufschlagt, wobei das Federelement als Tellerfeder ausgebildet sein kann. Aus dem deutschen Gebrauchsmuster DE 94 00 232 U1 ist eine Schneckengetriebe mit einem Gehäuse bekannt, in dem eine an einem Ende mit einer Hublast beaufschlagbare Schneckenwelle, die mit einem insbesondere von einem Drehstromasynchronmotor antreibbaren Schneckenrad in Eingriff steht, über zwei Radialwälzlager gelagert ist, die mittels Tellerfedern vorgespannt sind. Aus den US Patent US 5,605,071 ist ein Schneckengetriebe bekannt, das mittels auf ein Lager wirkender Federkräfte axial zentriert wird. Die deutsche Offenlegungsschrift DE 10 2007 038 916 A1 offenbart einen Gurtstrafferantrieb, welcher einen eine Rotorwelle enthaltenden Elektromotor, eine Getriebewelle und ein Antriebsrad aufweist, wobei der Elektromotor die Getriebewelle über ein erstes Getriebe antreibt und die Getriebewelle ihrerseits über ein zweites Getriebe das Abtriebsrad antreibt, und wobei die Getriebewelle über zwei Lager in einem Getriebegehäuse gelagert ist, wobei ein Endbereich der Rotorwelle in einem Topflager gelagert ist und das Topflager in einem Topflagersitz des Getriebegehäuses platziert ist, wobei zwischen dem Topflagersitzboden und dem Topflagerboden ein Federelement eingebracht ist, das als Federscheibe ausgeführt ist, wobei im Bereich des Topflagersitzbodens eine Stufe ausgebildet ist, die verhindert, dass die Federscheibe vollständig komprimiert wird. Die japanische Offenlegungsschrift JP 2007 - 247 734 A offenbart ein Gehäuse, in welchem ein Schneckenrad konzentrisch zu einer angetriebenen Welle gelagert ist, die drehbar in dem Gehäuse gelagert ist, wobei eine Eingriffsvertiefung in einer Richtung geneigt ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Schneckengetriebe mit einer drehbar gelagerten Schneckenwelle, und mit einer Einrichtung zum Ausgleichen eines unerwünschten Axialspiels der Schneckenwelle, zu schaffen, das einfach aufgebaut und kostengünstig herstellbar ist.
Diese Aufgabe wird durch ein Schneckengetriebe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Die Druckkörper sind zum Beispiel als Druckbleche aus einem sehr harten Stahlmaterial gebildet. Mit Hilfe der Tellerfedereinrichtung kann die Schneckenwelle stabil zwischen den beiden Druckkörpern eingespannt werden, wobei die Tellerfedereinrichtung ein unerwünschtes Axialspiel, das zum Beispiel durch Temperaturausdehnungen, Fertigungsstoleranzen, Belastungen durch Kräfte beziehungsweise Momente, hervorgerufen werden kann, ausgleicht.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Schneckengetriebes ist dadurch gekennzeichnet, dass der Druckkörper, dem die Tellerfedereinrichtung zugeordnet ist, zwischen der Tellerfedereinrichtung und einem Wellenende der Schneckenwelle angeordnet ist. Die beiden Wellenenden der Schneckenwelle sind vorzugsweise jeweils einem der Druckkörper zugeordnet. Darüber hinaus sind die beiden Wellenenden der Schneckenwelle vorteilhaft mit Hilfe geeigneter Lagereinrichtungen in einem Gehäuse des Schneckengetriebes gelagert. Die Druckkörper sind in dem Gehäuse des Schneckengetriebes stabil positioniert, zum Beispiel durch entsprechende Ausnehmungen und/oder Rippen im Gehäuseinneren. Die Tellerfedereinrichtung ist in axialer Richtung vorteilhaft zwischen dem ihr zugeordneten Druckkörper und dem Anschlagkörper der Federaufnahme eingespannt.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Schneckengetriebes ist dadurch gekennzeichnet, dass die Tellerfedereinrichtung ein, zwei, oder auch vier Tellerfedern umfasst. Die beiden Tellerfedern sind vorzugsweise wechselsinnig angeordnet.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Schneckengetriebes ist dadurch gekennzeichnet, dass das Schneckengetriebe als Doppelschneckengetriebe ausgeführt ist, wobei die Schneckenwelle zwei axiale Abschnitte mit unterschiedlichen Verzahnungen aufweist. Das Doppelschneckengetriebe umfasst vorteilhaft zwei Schneckenwellen. Die vorab genannte Schneckenwelle stellt vorteilhaft eine Zwischenwelle in dem Doppelschneckengetriebe dar. Über eine erste Schneckenwelle, die auch als Antriebswelle bezeichnet wird, kann ein Drehmoment von einem Elektromotor in die zweite Schneckenwelle eingeleitet werden, die als Zwischenwelle bezeichnet wird und der die Einrichtung zum Ausgleichen des unerwünschten Axialspiels zugeordnet ist.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Schneckengetriebes ist dadurch gekennzeichnet, dass die Schneckenwelle an ihren den Druckkörpern zugewandten Wellenenden drehbar gelagert ist. Zur Lagerung der Schneckenwelle werden zum Beispiel Gleitlager verwendet.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Schneckengetriebes ist dadurch gekennzeichnet, dass die Federaufnahme einen Distanzkörper umfasst, der sich von dem Anschlagkörper durch die Tellerfedereinrichtung hindurch erstreckt und mit seinem freien Ende einen Anschlag für den Druckkörper darstellt, dem die Tellerfedereinrichtung zugeordnet ist. Durch eine entsprechende axiale Abmessung des Distanzkörpers kann verhindert werden, dass die Tellerfedereinrichtung überdrückt wird beziehungsweise auf Block geht.
Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Verstelleinrichtung mit einem vorab beschriebenen Schneckengetriebe. Die Verstelleinrichtung dient zum Beispiel zum Verstellen einer Vorrichtung an einem Kraftfahrzeug, zum Beispiel an einer Luftleitvorrichtung, die auch als Spoiler bezeichnet wird. Zum Antrieb der Verstelleinrichtung dient vorteilhaft ein Elektromotor.
Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Kraftfahrzeug mit einer derartigen Verstelleinrichtung.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Es zeigen:

1 ein Schneckengetriebe mit einer drehbar gelagerten Schneckenwelle und mit einer Einrichtung zum Ausgleichen eines unerwünschten Axialspiels der Schneckenwelle im Längsschnitt und
2 eine perspektivische Darstellung des Schneckengetriebes aus 1 ohne Gehäuse.

In den 1 und 2 ist ein Schneckengetriebe 1 im Schnitt und perspektivisch dargestellt. Das Schneckengetriebe 1 umfasst, wie man in 1 sieht, ein Gehäuse 3 mit einem Unterteil 4 und einem Oberteil 5.
Das Schneckengetriebe 1 umfasst eine Schneckenwelle 10 mit zwei Wellenenden 8, 9. Die Schneckenwelle 10 umfasst in einem ersten axialen Abschnitt 11 eine Schneckenwellenverzahnung. In einem zweiten axialen Abschnitt 12 ist die Schneckenwelle 10 mit einer Schneckenradverzahnung ausgestattet.
Das Schneckengetriebe 1 ist als Doppelschneckengetriebe mit einer Antriebswelle 14 ausgeführt. Die Antriebswelle 14 ist als Schneckenwelle ausgeführt und senkrecht zu der Schneckenwelle 10 angeordnet. Die als Schneckenwelle ausgeführte Antriebswelle 14 befindet sich in Eingriff mit der Schneckenradverzahnung im zweiten Abschnitt 12 der Schneckenwelle 10.
Die Schneckenwellenverzahnung im ersten Abschnitt 11 der Schneckenwelle 10 befindet sich im Eingriff mit einem Schneckenrad 15, das an einer Abtriebswelle 16 des Doppelschneckengetriebes 1 angebracht ist. Die Abtriebswelle 16 des Doppelschneckengetriebes 1 ist senkrecht zur Schneckenwelle 10 und parallel zur Antriebswelle 14 angeordnet.
Die Schneckenwelle 10 ist an ihren Wellenenden 8, 9 mit Hilfe von zwei Lagereinrichtungen 18, 19, die zum Beispiel als Gleitlager ausgeführt sind, in dem Gehäuse 3 drehbar gelagert. Der Schneckenwelle 10 ist in dem Doppelschneckengetriebe 1 eine Einrichtung 40 zum Ausgleichen eines unerwünschten Axialspiels zugeordnet.
Die Einrichtung 40 zum Axialspielausgleich umfasst eine Tellerfedereinrichtung 20 mit zwei Tellerfedern 21, 22. Die beiden Tellerfedern 21, 22 sind in Reihe geschaltet und dienen dazu, eine axiale Vorspannung auf die Schneckenwelle 10 aufzubringen, die in dem Doppelschneckengetriebe 1 eine Zwischenwelle zwischen der Antriebswelle 14 und der Abtriebswelle 16 darstellt.
Die Einrichtung 40 zum Axialspielausgleich umfasst des Weiteren zwei Druckkörper 25, 26. Die Druckkörper 25, 26 sind als Druckbleche aus einem sehr harten Stahlmaterial gebildet.
Die Schneckenwelle oder Zwischenwelle 10 liegt mit ihrem Wellenende 8 an dem Druckkörper 26 an. Mit ihrem Wellenende 9 liegt die Zwischenwelle oder Schneckenwelle 10 an dem Druckkörper 25 an. Der Druckkörper 25 ist in axialer Richtung zwischen dem Wellenende 9 und der Tellerfedereinrichtung 20 eingespannt.
Die Einrichtung 40 zum Axialspielausgleich umfasst des Weiteren eine Federaufnahme 30 für die Tellerfedereinrichtung 20. Die Federaufnahme 30 umfasst einen Anschlagkörper 31, an welchem sich die Tellerfedereinrichtung 20 in axialer Richtung abstützt. Die Tellerfedereinrichtung 20 ist in der Federaufnahme 30 zwischen dem Anschlagkörper 31 und dem Druckkörper 9 angeordnet.
Die Federaufnahme 30 umfasst des Weiteren einen Distanzkörper 32, der von dem Anschlagkörper 31 ausgeht und mit einem freien Ende dem Druckkörper 25 zugewandt ist. Der Distanzkörper 32 erstreckt sich durch die Tellerfedern 21, 22 der Tellerfedereinrichtung 20 hindurch und verhindert ein unerwünschtes Überdrücken der Tellerfedern 21, 22.
Im normalen Betrieb der Axialspielausgleichseinrichtung 40 ist das freie Ende des Distanzkörpers 32 von dem Druckkörper 25 in axialer Richtung beabstandet. Wenn der Distanzkörper 32 mit seinem freien Ende an dem Druckkörper 25 anschlägt, werden die Tellerfedern 21, 22 für auftretende Blockfälle gegen Überdrücken geschützt.

Claims

Schneckengetriebe (1) mit einer drehbar gelagerten Schneckenwelle (10), und mit einer Einrichtung (40) zum Ausgleichen eines unerwünschten Axialspiels der Schneckenwelle (10), dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (40) zum Ausgleichen des unerwünschten Axialspiels der Schneckenwelle (10) zwei als Druckbleche ausgeführte Druckkörper (25,26) umfasst, zwischen denen die Schneckenwelle (10) in axialer Richtung durch eine Tellerfedereinrichtung (20) eingespannt ist, die einem der Druckkörper (25,26) zugeordnet ist, wobei die Tellerfedereinrichtung (20) mit einer Federaufnahme (30) kombiniert ist, die einen axialen Anschlagkörper (31) für die Tellerfedereinrichtung (20) aufweist, wobei die Tellerfedereinrichtung (20) in axialer Richtung zwischen dem ihr zugeordneten Druckkörper (25) und dem Anschlagkörper (31) der Federaufnahme (30) angeordnet ist.
Schneckengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckkörper (25), dem die Tellerfedereinrichtung (20) zugeordnet ist, zwischen der Tellerfedereinrichtung (20) und einem Wellenende (9) der Schneckenwelle (10) angeordnet ist.
Schneckengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tellerfedereinrichtung (20) zwei Tellerfedern (21,22) umfasst.
Schneckengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneckengetriebe (1) als Doppelschneckengetriebe ausgeführt ist, wobei die Schneckenwelle (10) zwei axiale Abschnitte (11,12) mit unterschiedlichen Verzahnungen aufweist.
Schneckengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneckenwelle (10) an ihren den Druckkörpern (26,25) zugewandten Wellendenden (8,9) drehbar gelagert ist.
Schneckengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Federaufnahme (30) einen Distanzkörper (32) umfasst, der sich von dem Anschlagkörper (31) durch die Tellerfedereinrichtung (20) hindurch erstreckt und mit seinem freien Ende einen Anschlag für den Druckkörper (25) darstellt, dem die Tellerfedereinrichtung (20) zugeordnet ist.
Verstelleinrichtung mit einem Schneckengetriebe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Kraftfahrzeug mit einer Verstelleinrichtung nach Anspruch 7.