DE102016200615A1 - Double gear and actuator with a spur gear - Google Patents
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- F16H1/04—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving only two intermeshing members
- F16H1/06—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving only two intermeshing members with parallel axes
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Doppelzahnrad (11), aufweisend eine erste Schrägverzahnung (11a) mit einem ersten Schrägungswinkel (β1) und einem ersten Durchmesser (d1), eine zweite Schrägverzahnung (11b) mit einem zweiten Schrägungswinkel (β2) und einem zweiten Durchmesser (d2). Die Erfindung betrifft auch einen Aktuator mit einem Stirnradgetriebe. Es wird vorgeschlagen, dass die erste und die zweite Schrägverzahnung (11a, 11b) die gleiche Steigungshöhe (pz) aufweisen. Ferner wird vorgeschlagen, dass der Aktuator ein Stirnradgetriebe mit einem Doppelzahnrad (11) als Zwischenzahnrad aufweist.The invention relates to a double gear (11) comprising a first helical gearing (11a) with a first helix angle (β1) and a first diameter (d1), a second helical gearing (11b) with a second helix angle (β2) and a second diameter (d2 ). The invention also relates to an actuator with a spur gear. It is proposed that the first and the second helical gearing (11a, 11b) have the same pitch height (pz). It is also proposed that the actuator has a spur gear with a double gear (11) as an intermediate gear.
Description
Die Erfindung betrifft ein Doppelzahnrad nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie einen Aktuator nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 6. The invention relates to a double gear according to the preamble of
Durch die
Eine Alternative zu dem vorgenannten Riementrieb besteht darin, die Spindelmutter über Zahnräder anzutreiben, wobei aus Geräuschgründen eine Schrägverzahnung von Vorteil ist. Nachteilig sind die aus der Schrägverzahnung resultierende Axialkräfte, die möglichst ausgeglichen werden sollten, um die Lager der Zahnradwellen zu entlasten. Es ist auch bekannt, schräg verzahnte Zahnräder aus Kunststoff herzustellen, welche Vorteile hinsichtlich der Kosten und Geräuschdämpfung bieten, allerdings Probleme bei der Herstellung, insbesondere bei der Entformung, bereiten. An alternative to the aforementioned belt drive is to drive the spindle nut via gears, for reasons of noise, a helical gearing is an advantage. Disadvantages are the axial forces resulting from the helical gearing, which should be compensated as much as possible in order to relieve the bearings of the gear shafts. It is also known to produce helical gears made of plastic, which offer advantages in terms of cost and noise reduction, however, prepare problems in the production, especially during demolding.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein kostengünstig herstellbares Doppelzahnrad der eingangs genannten Art vorzuschlagen, welches insbesondere für ein Untersetzungsgetriebe eines Aktuators geeignet ist. An object of the invention is to propose a cost-manufacturable double gear of the type mentioned, which is particularly suitable for a reduction gear of an actuator.
Die Erfindung umfasst die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche 1 und 6. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen. The invention comprises the features of
Erfindungsgemäß ist bei einem Doppelzahnrad, welches eine erste und eine zweite Schrägverzahnung aufweist, vorgesehen, dass die erste und die zweite Schrägverzahnung die gleiche Steigungshöhe pz aufweisen, wobei die Steigungshöhe wie folgt definiert ist: pz = (d·π)/tan β, wobei d der Teilkreisdurchmesser der Verzahnung und β der Schrägungswinkel der Schrägverzahnung ist. Diese Definition der Steigungshöhe findet sich in dem
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung ist das Doppelzahnrad einstückig ausgebildet und in einem Spritzgussverfahren herstellbar. Aufgrund der gleichen Steigungshöhe für beide Schrägverzahnungen ergibt sich der Vorteil, dass das Doppelzahnrad sowohl mit mehrteiligem verzahnungsbildendem Formeinsatz als auch insbesondere mit einem einteiligen verzahnungsbildenden Formnest in einer Spritzgussform im Spritzgussverfahren herstellbar ist. Sowohl der mehrteilige verzahnungsbildende Formeinsatz, als auch das einteilige verzahnungsbildende Formnest weisen eine korrespondierende Innenverzahnung auf und umschließen beide Außenverzahnungen. Die Entformung erfolgt – aufgrund der gleichen Steigungshöhe – mit einer Schraubenbewegung, d. h. einer Bewegung wie zwischen Mutter und Schraube. Das „Ausschrauben“ des Kunststoffzahnrades aus dem mehrteiligen verzahnungsbildenden Formeinsatz, als auch aus dem einteiligen Verzahnungseinsatz kann durch eine mit der Form zusammenwirkenden Kulisse, welche die Schraubenbewegung unterstützt, erleichtert werden. Die zuvor beschriebene Ausführung ist sowohl in Ein- als auch in Mehrkavitätenwerkzeugen einsetzbar. According to an advantageous development of the double gear is formed in one piece and produced in an injection molding process. Due to the same pitch height for both helical gears there is the advantage that the double gear can be produced both with a multi-part tooth-forming mold insert and in particular with a one-piece tooth-forming mold cavity in an injection mold by injection molding. Both the multi-part tooth-forming mold insert, as well as the one-piece tooth-forming mold cavity have a corresponding internal toothing and enclose both outer toothings. The demolding takes place - due to the same pitch height - with a screw movement, d. H. a movement like between nut and screw. The "unscrewing" of the plastic gear from the multi-part tooth-forming mold insert, as well as from the one-piece toothing insert can be facilitated by a cooperating with the shape of the gate, which supports the screw movement. The embodiment described above can be used both in single and in multi-cavity tools.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Doppelzahnrad aus Kunststoff – im Spritzgussverfahren – herstellbar. Daraus ergeben sich einerseits Kostenvorteile, z. B. gegenüber metallischen Zahnrädern und andererseits Vorteile hinsichtlich der Dämpfung des Geräusches durch den Zahnreingriff. According to a further preferred embodiment, the double gear made of plastic - by injection molding - can be produced. On the one hand, this results in cost advantages, eg. As compared to metallic gears and on the other hand advantages in terms of attenuation of the noise by the Zahnreingriff.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Doppelzahnrad als Zwischenzahnrad eines zweistufigen Stirnradgetriebes ausgebildet. Hierbei ist einerseits von Vorteil, dass sich die Axialkräfte am Zwischenzahnrad kompensieren, so dass auf Axiallager verzichtet werden kann. Andererseits kommen die Kosten- und Geräuschvorteile von Kunststoffzahnrädern zum Tragen. According to a further preferred embodiment, the double gear is formed as an intermediate gear of a two-stage spur gear. Here, on the one hand, it is advantageous that the axial forces on the intermediate gear compensate, so that it is possible to dispense with thrust bearings. On the other hand, the cost and noise advantages of plastic gears come into play.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Doppelzahnrad eine Nabe auf, in welche eine Lagerhülse aus Stahl eingesetzt ist. Mit der metallischen Lagerhülse lässt sich eine verbesserte Verbindung mit einer Zwischenwelle, auf welcher das Zwischenzahnrad angeordnet ist, herstellen. Die Lagerhülse ist beispielsweise innen beschichtet, um gegenüber der Zwischenwelle einen optimierten Reibwert aufzuweisen. According to a further preferred embodiment, the double gear on a hub, in which a bearing sleeve made of steel is used. With the metallic bearing sleeve can be an improved connection with an intermediate shaft, on which the intermediate gear is arranged to produce. The bearing sleeve is coated on the inside, for example, in order to have an optimized coefficient of friction with respect to the intermediate shaft.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist bei einem Aktuator ein zweistufiges Stirnraduntersetzungsgetriebe vorgesehen, bei welchem ein als Doppelzahnrad ausgebildetes Zwischenzahnrad der vorgenannten Art Verwendung findet. Durch die Verwendung von Kunststoff für das Zwischenzahnrad, die Herstellung im Spritzgussverfahren und die Kompensation der Axialkräfte ergibt sich ein kostengünstiges, hinsichtlich Bauraum und Gewicht optimiertes Untersetzungsgetriebe zwischen antreibendem Elektromotor und angetriebener Spindelmutter des Spindelantriebes. According to a further aspect of the invention, in an actuator, a two-stage Stirnraduntersetzungsgetriebe is provided in which a trained as a double gear idler gear of the aforementioned type is used. The use of plastic for the intermediate gear, the production by injection molding and the compensation of the axial forces results in a cost-effective, optimized in terms of space and weight reduction gear between driving electric motor and driven spindle nut of the spindle drive.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist das Zwischenzahnrad auf einer Zwischenwelle, welche lediglich als Achse fungiert und keine Drehmomente überträgt, gelagert und steht einerseits mit einem antreibenden Ritzel des Elektromotors und andererseits mit einem Abtriebszahnrad auf der Spindelmutter in Eingriff. According to a preferred embodiment, the intermediate gear is mounted on an intermediate shaft, which acts only as an axle and transmits no torque, and is on the one hand with a driving pinion of the electric motor and on the other hand with a driven gear on the spindle nut in engagement.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben, wobei sich aus der Beschreibung und/oder der Zeichnung weitere Merkmale und/oder Vorteile ergeben können. Es zeigen Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be described in more detail below, which may result from the description and / or the drawing further features and / or advantages. Show it
Das zweistufige Stirnradgetriebe
Das Doppelzahnrad
Für die Auslegung der beiden Schrägverzahnungen
Darüber hinaus ergibt sich der Vorteil, dass sich die Axialkräfte beider Schrägverzahnungen
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1 1
- Spindelantrieb spindle drive
- 2 2
- Elektromotor electric motor
- 3 3
- Stirnradgetriebe Spur gears
- 4 4
- Spindelmutter spindle nut
- 5 5
- Bewegungsgewinde motion thread
- 6 6
- Spindel spindle
- 7 7
- Ritzel pinion
- 7a 7a
- Schrägverzahnung helical teeth
- 8 8th
- erstes Zwischenrad first idler
- 8a 8a
- Schrägverzahnung helical teeth
- 8/9 8.9
- Zwischenzahnrad intermediate gear
- 9 9
- zweites Zwischenrad second intermediate wheel
- 9a 9a
- Schrägverzahnung helical teeth
- 10 10
- Abtriebszahnrad output gear
- 10a 10a
- Schrägverzahnung helical teeth
- 11 11
- Doppelzahnrad double gear
- 11a 11a
- erste Schrägverzahnung first helical toothing
- 11b 11b
- zweite Schrägverzahnung second helical toothing
- 11c 11c
- Nabe hub
- 12 12
- Lagerhülse bearing sleeve
- 13 13
- Schrägstirnrad helical gear
- 13a 13a
- Schrägverzahnung helical teeth
- a a
- Zwischenachse, Zwischenwelle Intermediate axle, intermediate shaft
- b b
- Motorachse motor axis
- c c
- Spindelachse spindle axis
- d1 d 1
- erster Durchmesser first diameter
- d2 d 2
- zweiter Durchmesser second diameter
- pz p z
- Steigungshöhe slope height
- β β
- Schrägungswinkel helix angle
- β1 β 1
- erster Schrägungswinkel first helix angle
- β2 β 2
- zweiter Schrägungswinkel second helix angle
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102014206934 A1 [0002] DE 102014206934 A1 [0002]
Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
- Fachbuch „Stirnradverzahnung“ von Heinz Linke, 1996, auf den Seiten 93–95 [0006] Reference book "Spur Gears" by Heinz Linke, 1996, on pages 93-95 [0006]
- Fachliteratur, H. Linke, „Stirnradverzahnung“, Seite 95 [0020] Specialist literature, H. Linke, "Spur Gears", page 95 [0020]
- DIN 3960, Seite 9 [0023] DIN 3960, page 9 [0023]
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-
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- 2016-01-19 DE DE102016200615.0A patent/DE102016200615A1/en not_active Withdrawn
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Non-Patent Citations (3)
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DIN 3960, Seite 9 |
Fachbuch „Stirnradverzahnung" von Heinz Linke, 1996, auf den Seiten 93–95 |
Fachliteratur, H. Linke, „Stirnradverzahnung", Seite 95 |
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