DE102016222540B4

DE102016222540B4 - Getriebewellenarretierung

Info

Publication number: DE102016222540B4
Application number: DE102016222540.5A
Authority: DE
Inventors: Benjamin Wübbolt-Gorbatenko
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2016-11-16
Filing date: 2016-11-16
Publication date: 2018-11-08
Anticipated expiration: 2036-11-17
Also published as: DE102016222540A1

Abstract

Arretierung einer in einem Gehäuse (2) drehbar gelagerten Getriebewelle (1), wobei die Getriebewelle (1) Formteile (17) aufweist, die im Arretierzustand der Getriebewelle (1) in vorgesehene Formteile (18) des Gehäuses (2) formschlüssig eingreifen,wobei die Getriebewelle (1) in Achsrichtung in eine Antriebswelle (6) und eine Abtriebswelle (7) zweigeteilt ausgebildet ist, die mittels einer Hülse (8) miteinander gekoppelt sind, dadurch gekennzeichnet, dassein die Getriebewelle (1) im Bereich der Abtriebswelle (7) koaxial umfassendes Federmittel (21) vorgesehen ist, welches axial auf die Hülse (8) wirkt und am Gehäuse (2) oder einem Lagerbock (15) des Gehäuses (2) abgestützt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Arretierung, insbesondere eine Drehlagensicherung, für eine Getriebewelle, beispielsweise zum Festsetzen einer Getriebewelle eines Schneckengetriebes zur Längsverstellung eines Fahrzeugsitzes oder für ein Getriebebestandsteil eines Fahrzeugaktuators, z.B. eine Niveauregulierung oder Sturzverstellung einer Hinterachslenkung.
Es ist allgemein bekannt, fremdgesteuerte elektrische, pneumatische oder hydraulische Arretierungen einzusetzen, um eine Getriebewelle gegen Verdrehung zu sichern. Diese Vorrichtungen benötigen jedoch Ansteuerungsaktuatoren, die außer einem erhöhten Energiebedarf auch eine separate Ansteuerungslogik benötigen. Darüber hinaus sind Arretierungen bekannt, die mittels Reibschluss ein Verdrehen einer Getriebewelle verhindern.
Durch die EP 1 856 361 B1 ist z. B. ein Fensterheber für ein Kraftfahrzeug bekannt, welcher eine Zahnstangenverzahnung und ein antreibbares Ritzel aufweist, welches in die Zahnstangenverzahnung eingreift. Das Ritzel ist mittels einer Schneckenradverzahnung von einer motorisch antreibbaren Schnecke antreibbar. Da das aus Schneckenrad und Schnecke bestehende Schneckengetriebe nicht selbsthemmend ausgebildet ist, ist zur Arretierung einer, die Schnecke antreibenden, Motorwelle eine Schlingfederbremse vorgesehen. Hierbei ist das Schneckenrad über die Schlingfederbremse mit dem Ritzel verbunden. Ein von dem Ritzel auf die Schlingfeder ausgeübtes Drehmoment spreizt die Schlingfeder gegenüber einem Bremstopf auf, so dass das Reibgesperre sperrt, bzw. die Antriebswelle durch Reibung festgehalten wird.
Die EP 2 126 262 B1 zeigt einen Seilfensterheber zum Anheben und Absenken einer Fensterscheibe eines Kraftfahrzeuges mit einem, auf einer Seiltrommelwelle angeordneten, Schneckenrad, welches mit einer antreibbaren Schnecke im Zahneingriff steht. Zum Festsetzen der Seiltrommelwelle in einer gewählten Position ist eine Schlingfederbremse vorgesehen, die die Seiltrommelwelle durch Reibschluss bremst.
Durch Verschleiß der Reibflächen und Nachlassen der Federkräfte kann es bei dem Einsatz von Schlingfederbremsen zum Rutschen in der Verriegelungsposition kommen.
Weitere Arretierungen gehen aus DE 10 2015 203 571 A1 , US 2015 / 0 122 080 A1 und US 2014 / 0 080 609 A1 hervor. DE 100 34 746 A1 zeigt eine gattungsgemäße Arretierung einer Getriebewelle.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Getriebewellenarretierung zu schaffen, bei welcher eine Drehlagenarretierung der Getriebewelle durch Formschluss sichergestellt ist.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Arretierung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Es ist ein besonderer Vorteil der Erfindung, dass eine Arretierung der Getriebewelle mittels formschlüssig ineinander greifender Getriebeteile, z. B. Formteile oder Zähne erfolgt. In vorteilhafter Weise benötigt die Arretierung keine fremdgesteuerten Schaltmittel, sondern wird einzig durch die Drehung der Antriebswelle gesteuert.
Der Eingriff der Formteile erfolgt stirnseitig durch eine axiale Verschiebung der Formteile gegeneinander. Durch diese Maßnahme kann eine stufenweise Verstellung der Arretierpositionen der Getriebewelle erfolgen.
Die Arretierung weist eine in Achsrichtung zweigeteilt ausgebildete Getriebewelle auf, wobei die Getriebeteilwellen mittels einer Hülse miteinander gekoppelt sind. Die Hülse weist an ihrem Umfang mindestens ein Formteil, vorzugsweise eine Anzahl gleichmäßig voneinander beabstandet angeordneter Formteile auf, die mit entsprechend angepasst ausgebildeten, am Gehäuse angeordneten, Formteilen in einer Arretierstellung im Eingriff stehen.
Zum Schalten der Arretierung, d. h. Festsetzen oder Freigeben der Abtriebswelle, weist die Hülse eine erste und eine zweite Schaltkulisse auf. Die erste Schaltkulisse ist als V-förmige Führungsnut ausgebildet, in welche ein Mitnehmer der Antriebswelle eingreift.
Die zweite Schaltkulisse ist als achsparallel verlaufende Führungsnut ausgebildet und steht im Eingriff mit einem Mitnehmer der Abtriebswelle.
Die Mitnehmer der An-und Antriebswellen sind vorzugsweise als Mitnehmernasen ausgebildet und im bevorzugten Ausführungsbeispiel an die An-und Antriebswellen angeformt. Es ist jedoch auch möglich, die Mitnehmernasen in Bohrungen der An-und Antriebswelle einzusetzen.
Ein Federelement ist vorgesehen, das die Abtriebswelle koaxial umgibt und am Gehäuse abgestützt ist. Das Federelement wirkt axial auf die Hülse, um diese in die Arretierstellung zu verschieben. Durch diese Maßnahme ist ein selbsttätiges Schalten der Arretierung, hervorgerufen durch die Antriebsdrehung der Antriebswelle möglich.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden beschrieben. Es zeigen

1 die Getriebewelle in der Arretierstellung im Schnitt in schematischer Darstellung
2 eine Draufsicht auf die Getriebewelle
2 eine Hülse mit Formteilen der Arretierung in perspektivischer Ansicht.

Eine Getriebewelle 1 ist gemäß 1 in einem Getriebegehäuse 2 drehbar gelagert. Die Getriebewelle 1 ist zweigeteilt ausgebildet und weist axial voneinander beabstandet eine erste Getriebeteilwelle 6, z. B. eine Antriebswelle und eine zweite Getriebeteilwelle 7, z. B. eine Abtriebswelle auf. Die Getriebeteilwellen 6, 7 sind zur Drehmomentübertragung an ihren einander zugewandten Endbereichen 6.1, 7.1 von einer Hülse 8 koaxial umfasst.
Die Antriebswelle 6 weist an ihrem Außenumfang mindestens einen Mitnehmer 9, z. B. in Form einer Mitnehmernase auf, welche in eine, an der Hülse 8 angeordnete, erste Schaltkulisse 11 eingreift. Die Abtriebswelle 7 weist an ihrem Außenumfang mindestens einen Mitnehmer 12, z. B. eine Mitnehmernase auf, welche in eine zweite, an der Hülse 8 angeordnete, Schaltkulisse 13 eingreift.
Die Hülse 8 ist in Lagerböcken 14, 16 des Getriebegehäuses 2 drehbar und axial verschiebbar gelagert. Die Hülse 8 weist an ihrem Umfang verteilt eine Anzahl Mitnehmer 17, vorzugsweise einen Zahnkranz auf, welcher im Arretierzustand in Formelemente 18, vorzugsweise eine Innenverzahnung des Gehäuses 2 eingreift. Der Eingriff der Formelemente 17 in die Formelemente 18 erfolgt durch eine axiale Verschiebung der Hülse 8, so dass ein Festsetzen der
Getriebewelle 1 in vorgesehenen Drehwinkellagen stufenweise erfolgen kann, wobei eine Schrittweite der Stufen durch die Abstände der Formteile 17 der Hülse 8 und die darin eingreifenden Formteile 18 des Gehäuse 2, jeweils in Umfangsrichtung gesehen, bestimmt ist.
Die Abtriebswelle 7 ist unter anderem in einem Lagerbock 15 des Gehäuses 2 drehbar gelagert.
Ein Federelement 21, z. B. eine Spiralfeder, umfasst die Abtriebswelle 7 koaxial und ist an einer Stirnseite des Lagerbocks 15 axial abgestützt. Das Federelement 21 wirkt hierbei in axialer Richtung unter Vorspannung auf die Hülse 8, und drückt diese in axialer Richtung gegen die Antriebswelle 6, bzw. eine Stirnseite 9.1 des Mitnehmers 9.
Die erste Schaltkulisse 11 der Hülse 8, in welcher der Mitnehmer 9 geführt ist, weist in ihrem Mantel zwei V-förmig angeordnete Führungsnuten 11.1 und 11.2 gemäß 2 auf.
Die zweite Schaltkulisse 13, in welcher der Mitnehmer 12 der Abtriebswelle 7 geführt ist, erstreckt sich achsparallel im Mantel der Hülse 8.
In einer Arretierstellung gemäß 1 ist die Hülse 8 und somit die, drehfest mit der Hülse 8 verbundene, Abtriebswelle 7 durch Eingriff der Formteile 17 in die Formteile 18 des Gehäuses 2 gegen Drehung gesichert. In dieser Arretierstellung hat das Federelement 21 die Hülse 8 so weit in Richtung der Antriebswelle 6 verschoben, dass ein Mitnehmer 9 an dem Schnittpunkt der V-förmig angeordneten Führungsnuten 11.1, 11.2 anschlägt.
Durch eine Drehung der Antriebswelle 6 im oder gegen den Uhrzeigersinn (siehe Pfeil in 1) drückt der Mitnehmer 9 gegen eine Seitenwand der Führungsnut 11.1 oder 11.2. Da die Hülse 8 durch den Eingriff der Formteile 17, 18 gegen Verdrehung gesichert ist, wirkt lediglich eine axiale Kraftkomponente auf die Hülse 8 und verschiebt diese axial so weit gegen die Kraft des Federelementes 21, bis die Formteile 17, 18 außer Eingriff sind. Die Hülse 8 ist nunmehr frei drehbar und kann durch die Antriebswelle 6 angetrieben werden, wobei die Hülse 8 ihrerseits die Abtriebswelle 7 über den Eingriff des Mitnehmers 12 in die Führungsnut der zweiten Schaltkulisse 13 in Rotationsrichtung der Antriebswelle 6 antreibt.
Bezugszeichenliste

1: Getriebewelle
2: Gehäuse
3
4
5
6: Getriebeteilwelle (1)
7: Getriebeteilwelle (1)
8: Hülse
9: Mitnehmer (6)
10
11: Kulisse (8)
12: Mitnehmer (7)
13: Kulisse (8)
14: Lagerbock
15: Lagerbock
16: Lagerbock
17: Formteil (8)
18: Formteil (2)
19
20
21: Federelement

Claims

Arretierung einer in einem Gehäuse (2) drehbar gelagerten Getriebewelle (1), wobei die Getriebewelle (1) Formteile (17) aufweist, die im Arretierzustand der Getriebewelle (1) in vorgesehene Formteile (18) des Gehäuses (2) formschlüssig eingreifen, wobei die Getriebewelle (1) in Achsrichtung in eine Antriebswelle (6) und eine Abtriebswelle (7) zweigeteilt ausgebildet ist, die mittels einer Hülse (8) miteinander gekoppelt sind, dadurch gekennzeichnet, dass ein die Getriebewelle (1) im Bereich der Abtriebswelle (7) koaxial umfassendes Federmittel (21) vorgesehen ist, welches axial auf die Hülse (8) wirkt und am Gehäuse (2) oder einem Lagerbock (15) des Gehäuses (2) abgestützt ist.
Arretierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Formteile (17) zur Herstellung des Arretierzustandes der Getriebewelle (1) gegenüber den Formteilen (18) des Gehäuses (2) axial verschiebbar angeordnet sind.
Arretierung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Formteile (17) an der Hülse (8) angeordnet sind, wobei die Hülse (8) axial verschiebbar gelagert ist.
Arretierung nach einem der Ansprüche 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (8) die An- und Abtriebswelle (6, 7) koaxial umfasst und dass die Hülse (8) zur Drehmomentübertragung drehfest mit den An- und Abtriebswellen (6, 7) verbunden ist.
Arretierung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die An- und Abtriebswellen (6, 7) Mitnehmer (9, 12) aufweisen, die in nutförmige Schaltkulissen (11, 13) der Hülse (8) eingreifen.
Arretierung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitnehmer (9,12) als Mitnehmernasen an die An- und Antriebswellen (6, 7) angeformt oder in Bohrungen der An-und Antriebswellen (6, 7) angeordnet sind.
Arretierung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die nutförmige erste Schaltkulisse (11) zur Aufnahme des Mitnehmers (9) der Antriebswelle (6) V-förmig ausgebildet ist, wobei die Nuten (11.1, 11.2) der ersten Schaltkulisse (11) schräg zur Achsrichtung der Antriebswelle (1) im Mantel der Hülse (8) ausgebildet sind.
Arretierung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die nutförmige zweite Schaltkulisse (13) zur Aufnahme des Mitnehmers (12) der Abtriebswelle (7) achsparallel zur Rotationsachse der Getriebewelle (1) angeordnet ist.