DE102021214111A1 - Double worm gear and gear drive unit for adjusting moving parts in a vehicle - Google Patents

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Andreas Meier
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Doppel-Schneckengetriebe (10), sowie eine Getriebe-Antriebseinheit (11) zur Verstellung von beweglichen Teilen (12) in einem Fahrzeug, insbesondere von Sitzkomponenten oder einer Lenksäule, mit einer ersten Getriebestufe (21), bestehend aus einer ersten Schnecke (20) und einem mit der ersten Schnecke (20) kämmenden ersten Schneckenrad (22), und mit einer zweiten Getriebestufe (31), bestehend aus einer zweiten Schnecke (30) und einem mit der zweiten Schnecke (30) kämmenden zweiten Schneckenrad (32), wobei das erste Schneckenrad (22) über eine gemeinsame Drehachse (42) drehfest mit der zweiten Schnecke (30) gekoppelt ist, und das zweite Schneckenrad (32) monolithisch mit einer Lagerwelle (34) aus Kunststoff gefertigt ist, die in einem gemeinsamen Getriebegehäuse (18) der beiden Getriebestufen (21, 31) gelagert ist, und die Lagerwelle (34) als Abtriebselement (50) ein Hohlwellenprofil (52) aufweist, in das mindestens eine entsprechende Profilwelle (54) formschlüssig in Axialrichtung (8) einfügbar ist.

Figure DE102021214111A1_0000
The invention relates to a double worm gear (10) and a gear drive unit (11) for adjusting moving parts (12) in a vehicle, in particular seat components or a steering column, with a first gear stage (21), consisting of a first Worm (20) and a first worm wheel (22) meshing with the first worm (20), and with a second gear stage (31) consisting of a second worm (30) and a second worm wheel (30) meshing with the second worm (30). 32), wherein the first worm wheel (22) is coupled to the second worm (30) in a rotationally fixed manner via a common axis of rotation (42), and the second worm wheel (32) is manufactured monolithically with a bearing shaft (34) made of plastic, which is in a common gear housing (18) of the two gear stages (21, 31), and the bearing shaft (34) has a hollow shaft profile (52) as the output element (50), into which at least one corresponding profile shaft (54) can be inserted in a form-fitting manner in the axial direction (8). is.
Figure DE102021214111A1_0000

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Doppel-Schneckengetriebe und auf eine Getriebe-Antriebseinheit zur Verstellung von beweglichen Teilen in einem Fahrzeug nach der Gattung der unabhängigen Ansprüche.The invention relates to a double worm gear and to a gear drive unit for adjusting moving parts in a vehicle according to the species of the independent claims.

Stand der TechnikState of the art

In der DE 2 240 640 A1 ist ein zweistufiges Schneckengetriebe beschrieben, bei dem jeweils separat gefertigte Schnecken und Schneckenräder auf Stahlwellen angeordnet sind. Bei dieser Ausführung wird das Abtriebsmoment nach der zweiten Schneckenradstufe mittels einer weiteren Stirnradstufe auf eine Abtriebswelle übertragen, die sich koaxial zur antreibenden Rotorwelle erstreckt. Diese Ausführung beansprucht einen relativ großen Bauraum und weist aufgrund der hohen Anforderungen an die Positionierung der Abtriebswelle ein relativ hohes Gewicht auf. Diese Nachteile sollen durch die erfindungsgemäße Lösung behoben werden.In the DE 2 240 640 A1 describes a two-stage worm gear in which separately manufactured worms and worm gears are arranged on steel shafts. In this embodiment, after the second worm gear stage, the output torque is transmitted by means of a further spur gear stage to an output shaft, which extends coaxially to the driving rotor shaft. This design takes up a relatively large amount of space and is relatively heavy due to the high demands placed on the positioning of the output shaft. These disadvantages are to be remedied by the solution according to the invention.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of Invention

Das erfindungsgemäße Doppel-Schneckengetriebe mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche hat demgegenüber den Vorteil, dass durch die einstückige Ausbildung des zweiten Schneckenrads mit dessen Lagerwelle aus Kunststoff sowohl Materialkosten als auch Gewicht und Fertigungsschritte eingespart werden können. Indem das Hohlwellenprofil als Abtriebs-Schnittstelle in die Lagerwelle integriert wird, entfällt mit der Fertigung des zusammen mit der Lagerwelle ausgebildeten zweiten Schneckenrads die Fertigung und Montage eines separaten Abtriebs-Elements. Die Getriebe-Einrichtung der Verstell-Vorrichtung umfasst zwei in Reihe hintereinander angeordnete Schneckengetriebestufen, über die eine Untersetzung der Drehzahl des vorzugsweise elektrischen Antriebsmotors auf ein zu verstellendes Teil durchgeführt wird. Die erste Getriebestufe besteht aus einer ersten Schnecke und einem mit der ersten Schnecke kämmenden ersten Schneckenrad. Die zweite Getriebestufe besteht aus der zweiten Schnecke und dem damit kämmenden zweiten Schneckenrad, wobei das zweite Schneckenrad über eine Profilwelle die bewegliche Komponente antreibt. Dabei sind beide Getriebestufen in einem gemeinsamen Getriebegehäuse gelagert. Besondere Vorteile ergeben sich bei der erfindungsgemäßen mehrstufigen Getriebeeinrichtung durch eine sehr kompakte Bauweise in Verbindung mit verhältnismäßig hohen, übertragbaren Drehmomenten. Dies ermöglicht den Einsatz klein bauender und kostengünstigerer elektrischer Antriebsmotoren.The double worm gear according to the invention with the features of the independent claims has the advantage that both material costs and weight and production steps can be saved by the one-piece design of the second worm wheel with its bearing shaft made of plastic. Since the hollow shaft profile is integrated into the bearing shaft as an output interface, the manufacture and assembly of a separate output element is no longer necessary when the second worm gear formed together with the bearing shaft is manufactured. The gear mechanism of the adjustment device comprises two worm gear stages arranged one behind the other in a row, via which the speed of the preferably electric drive motor is reduced to a part to be adjusted. The first gear stage consists of a first worm and a first worm gear meshing with the first worm. The second gear stage consists of the second worm and the second worm wheel meshing with it, with the second worm wheel driving the moving component via a profiled shaft. Both gear stages are stored in a common gear housing. Particular advantages result from the multi-stage transmission device according to the invention due to a very compact design in connection with relatively high torques that can be transmitted. This enables the use of small and less expensive electric drive motors.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen ergeben sich vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der in den abhängigen Ansprüchen angegebenen Merkmalen. Besonders günstig kann die Lagerwelle aus Kunststoff mit einem axial vollständig durchgängigen Hohlwellenprofil gefertigt werden. Dadurch wird weiteres Material und Gewicht gespart, wobei gleichzeitig beidseitig am zweiten Schneckenrad eine Abtriebs-Schnittstelle zur Verfügung gestellt wird. Somit kann auch eine durchgängige Profilwelle in das Hohlwellenprofil der Lagerwelle eingeführt werden, die gleichzeitig an ihren beiden freien Enden ein bewegliches Teil verstellen kann. Alternativ kann je nach Bauraum die Profilwelle von der einen oder der anderen axialen Seite in die Lagerwelle des zweiten Schneckenrads eingesteckt werden. Beispielsweise greifen die freien Enden einer durchgehende Profilwelle unmittelbar in jeweils eine Aufnahme in einem Sitzgelenk ein, so dass beispielsweise die Rückenlehne gegenüber der Sitzfläche verkippt werden kann.The measures listed in the subclaims result in advantageous developments and improvements of the features specified in the dependent claims. The bearing shaft can be made of plastic with an axially completely continuous hollow shaft profile in a particularly favorable manner. This saves further material and weight, while at the same time an output interface is made available on both sides of the second worm wheel. A continuous profiled shaft can thus also be introduced into the hollow shaft profile of the bearing shaft, which can simultaneously adjust a movable part at both of its free ends. Alternatively, depending on the installation space, the profiled shaft can be inserted into the bearing shaft of the second worm wheel from one or the other axial side. For example, the free ends of a continuous profile shaft engage directly in a respective receptacle in a seat joint, so that, for example, the backrest can be tilted relative to the seat.

Um die Lagerwelle monolithisch mit dem zweiten Schneckenrad auszubilden, sind an diesem beidseitig Lagerstutzen angeformt, die sich zentrisch zur Drehachse des zweiten Schneckenrads erstrecken. Die Lagerstutzen stützen sich radial in den Lageraufnahmen des Getriebegehäuses ab, wobei die Lagerstutzen bevorzugt von Fortsätzen des Gehäusedeckels radial gegen die Gehäuseschale des Getriebegehäuses gedrückt wird.In order to form the bearing shaft monolithically with the second worm wheel, bearing stubs are formed on both sides of the latter and extend centrally to the axis of rotation of the second worm wheel. The bearing sockets are supported radially in the bearing mounts of the transmission housing, with the bearing sockets preferably being pressed radially against the housing shell of the transmission housing by extensions of the housing cover.

Zur Optimierung der Verzahnungseigenschaften des zweiten Schneckengetriebes und zur unmittelbaren Lagerung der Lagerwelle im Getriebegehäuse aus Kunststoff ist das Schneckenrad mit der Lagerwelle aus POM gefertigt, insbesondere aus einem homopolymeren POM einteilig gespritzt. Dadurch werden störende Geräusche unterbunden und der Verschleiß der reibenden Bereiche entsprechend der Lebensdauer des Doppel-Schneckengetriebes ausgelegt.In order to optimize the toothing properties of the second worm gear and for the direct mounting of the bearing shaft in the plastic gear housing, the worm wheel with the bearing shaft is made of POM, in particular injection molded in one piece from a homopolymer POM. This prevents annoying noises and the wear of the rubbing areas is designed according to the service life of the double worm gear.

Das Hohlwellenprofil kann beim Spritzgießen aus Kunststoff ohne Mehraufwand als ein Vierkant-Profil oder als ein Sechskant-Profil oder als ein Torx- oder als ein Innenvielzahn-Profil ausgebildet werden. Dadurch wir für die Profilwelle ein ausreichend guter Formschluss in dem Kunststoff-Bauteil für die Drehmomentübertragung erzielt. Außerdem wird hierdurch axial außerhalb der Lagerwelle kein Bauraum für die Anbindung der Flex-Welle benötigt.When injection molding plastic, the hollow shaft profile can be designed without additional effort as a square profile or as a hexagonal profile or as a Torx or as an internal multi-tooth profile. As a result, we achieve a sufficiently good form fit in the plastic component for torque transmission for the profiled shaft. In addition, this means that no installation space is required axially outside of the bearing shaft for connecting the flex shaft.

Damit sich die Lagerwelle aus Kunststoff nicht durchbiegt, und die zweite Schneckenverzahnung über die gesamte Lebensdauer ausreichen robust bleibt, weist die zweite Schnecke 8 bis 10 Zähne auf, die mit 12 bis 18 Zähnen des zweiten Schneckenrads kämmen. Dabei weist die Verzahnung der zweiten Schnecke bevorzugt einen Kopfkreisdurchmesser von 12 bis 15 mm, und die Verzahnung des zweiten Schneckenrads einen Kopfkreisdurchmesser von 16 bis 19 mm auf.The second worm has 8 to 10 teeth that mesh with 12 to 18 teeth of the second worm wheel so that the plastic bearing shaft does not sag and the second worm gearing remains sufficiently robust over the entire service life. The Verzah The gearing of the second worm preferably has a tip circle diameter of 12 to 15 mm, and the toothing of the second worm wheel has a tip circle diameter of 16 to 19 mm.

Für eine kompakte Bauweise und eine ausreichende Zahnüberdeckung des Doppel-Schneckengetriebes erweist sich ein Abstand der Drehachse der zweiten Schnecke zur Drehachse des zweiten Schneckenrads von 12 bis 15 mm als besonders günstig. Besonders vorteilhaft weisen die zweite Schnecke und das zweite Schneckenrad ein Modul, d.h. eine Durchmesserteilung von 0,8 bis 1,1 mm auf. Das Modul wird dabei aus dem mittleren Teilkreisdurchmesser des Zahnrads / Anzahl der Zähne ermittelt.A distance between the axis of rotation of the second worm and the axis of rotation of the second worm wheel of 12 to 15 mm has proven to be particularly favorable for a compact design and sufficient tooth overlap of the double worm gear. Particularly advantageously, the second worm and the second worm wheel have a module, i.e. a diameter pitch of 0.8 to 1.1 mm. The module is determined from the average pitch circle diameter of the gear / number of teeth.

Um eine möglichst kompakte Getriebe-Antriebseinheit zu realisieren, ist die erste Schnecke direkt auf der einstückigen Rotorwelle des Elektromotors angeordnet. Über die zwei Schnecken-Getriebestufen wird das Abtriebsmoment näherungsweise zwei Mal rechtwinklig umgelenkt, so dass die Drehachse der Lagerwelle als Abtriebselement etwa parallel zur Rotorwelle ausgerichtet ist.In order to realize a gear drive unit that is as compact as possible, the first worm is arranged directly on the one-piece rotor shaft of the electric motor. The output torque is deflected approximately twice at right angles via the two worm gear stages, so that the axis of rotation of the bearing shaft as the output element is aligned approximately parallel to the rotor shaft.

Der Elektromotor ist über einen Flansch am Motorgehäuse direkt am Getriebegehäuse angeflanscht, wobei die durchgehende Rotorwelle mit der ersten Schnecke in das Getriebegehäuse hineinragt. Die Rotorwelle ist dabei am Boden des Motorgehäuses und an einem Lagerschild im Bereich des Flansches gelagert, so dass die Rotorwelle mit einem freien Ende in die erste Schnecken-Getriebestufe hinein ragt.The electric motor is flanged directly to the gearbox housing via a flange on the motor housing, with the continuous rotor shaft protruding into the gearbox housing with the first worm. The rotor shaft is mounted on the bottom of the motor housing and on an end shield in the area of the flange, so that the free end of the rotor shaft protrudes into the first worm gear stage.

Besonders günstig kann das Abtriebsmoment am Hohlwellenprofil mittels einer Flex-Welle auf das zu verstellen Teil übertragen werden. Dabei kann das Abtriebsmoment bevorzugt ein weiteres Spindelgetriebe antreiben, das dann das beweglich Teil verstellt. Somit kann beispielsweise eine sehr kompakte und leichte, sowie robuste Lenksäulen- oder Sitz-Verstellvorrichtung realisiert werden.The output torque on the hollow shaft profile can be transferred particularly favorably to the part to be adjusted by means of a flex shaft. The output torque can preferably drive another spindle gear, which then adjusts the movable part. Thus, for example, a very compact and light, as well as robust, steering column or seat adjustment device can be implemented.

Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:

  • 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Getriebe-Antriebseinheit, und
  • 2 eine Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen das Doppel-Schneckengetriebes.
Further advantages and expedient embodiments can be found in the further claims, the description of the figures and the drawings. Show it:
  • 1 a perspective view of a transmission drive unit according to the invention, and
  • 2 a sectional view of the double worm gear according to the invention.

In 1 ist eine Getriebe-Antriebseinheit 11 dargestellt, die zur Verstellung eines beweglichen Teils 12 in einem Fahrzeug eingesetzt wird, beispielsweise zur Verstellung von Sitzkomponenten, oder einer Lenksäule. Die Getriebe-Antriebseinheit (11) weist ein Doppel-Schneckengetriebe (10) auf, mit einer ersten Getriebestufe 21, die als erstes Schneckengetriebe ausgebildet ist, und einer zweiten Getriebestufe 31, die als zweites Schneckengetriebe ausgebildet ist. Das erste Schneckengetriebe 21 besteht aus einer ersten Schnecke 20, die drehfest mit einer Rotorwelle 16 eines Elektromotors 14 verbunden ist, und einem ersten Schneckenrad 22, das in die erste Schnecke 20 eingreift. Eine Drehachse 33 des ersten Schneckenrads (22) ist dabei etwa senkrecht zur ersten Schnecke 20 und damit auch etwa senkrecht zur Rotorwelle 16 angeordnet. Das erste Schneckenrad (22) ist auf einer gemeinsamen Drehachse 42 mit der zweiten Schnecke 30 angeordnet. Dabei ist das erste Schneckenrad 22 und die zweiten Schnecke 30 drehfest auf einer gemeinsamen Welle 44 befestigt, die drehbar im Getriebegehäuse 18 gelagert ist. Die zweite Schnecke 30 der zweiten Getriebestufe 31 kämmt mit einem zweiten Schneckenrad 32, dessen Drehachse 33 etwa senkrecht zu der zweiten Schnecke 30 mit deren Drehachse 42 angeordnet ist. Das zweite Schneckenrad 32 ist drehfest auf einer Lagerwelle 34 angeordnet, die drehbar in Lageraufnahmen 38 des Getriebegehäuses 18 gelagert ist. Dabei ist das zweite Schneckenrad 32 einstückig - also monolithisch - mit der Lagerwelle 34 aus Kunststoff ausgebildet. Bevorzugt wird als Kunststoff POM - insbesondere ein homopolymerer POM - verwendet. Als Lagerwelle 34 sind an dem zweiten Schneckenrad 32 beidseitig Lagerstutzen 36 angeformt, die bevorzugt radial unmittelbar an Lageraufnahmen 38 anliegen. Das Getriebegehäuse 18 ist ebenfalls aus Kunststoff ausgebildet, wobei eine Gehäuseschale 28 mit einem Deckel verschlossen wird, dessen Montagerichtung quer zur gemeinsamen Drehachse 42 und quer zur Drehachse 33 verläuft. Die Lageraufnahmen 38 sind hier in der Gehäuseschale 28 ausgebildet, wobei die Lagerstutzen 36 mittels am Deckel 19 angeformter Niederhalter 40 radial zur Drehachse 33 gegen die Lageraufnahmen 38 gepresst werden. In Axialrichtung stützt sich das zweite Schneckenrad entlang der Drehachse 33 mit einem Axialanlauf 35 jeweils an Axialanschlägen 75 im Getriebegehäuse 18 ab. Dabei können optional Anschlagsringe 76 axial zwischen dem zweiten Schneckenrad 32 und dem Getriebegehäuse 18 auf die Lagerwelle 34 gefügt werden, die dann die Axialanschläge 75 bilden. Die Gehäuseschale 28 und deren Deckel 19 werden bevorzugt mittels Spritzgießen hergestellt, wobei fertigungstechnisch innerhalb der Niederhalter 40 entsprechende Hohlräume 41 ausgebildet werden. In der Lagerwelle 34 ist als Abtriebselement 50 ein Hohlwellenprofil 52 ausgebildet, das in 1 beispielsweise als InnenVierkant 53 ausgeformt ist. Dabei fällt eine Längsachse des Hohlwellenprofils 52 mit der Drehachse 33 der Lagerwelle 34 zusammen. Bevorzugt durchdringt das Hohlwellenprofil 52 die Lagerwelle 34 auf deren gesamter Länge, so dass sowohl die beiden Lagerstutzen 36 als auch das zweite Schneckenrad 32 von dem Hohlwellenprofil 52 durchdrungen sind. Dadurch steht an beiden axialen Seiten des zweiten Schneckenrads 32 eine Abtriebs-Schnittstelle zur Verfügung. In 1 wird das Doppel-Schneckengetriebe 10 von dem Elektromotor 14 angetrieben dessen Statorgehäuse 15 über einen daran angeformten Flansch 58 mit dem Getriebegehäuse 18 verbunden ist. Auf der Rotorwelle 16 des Elektromotors 14 ist ein Rotorkörper 60 angeordnet, der mit einer elektrischen Wicklung 62 bewickelt ist, die mit einem auf der Rotorwelle 16 angeordneten Kommutator 66 verbunden ist. Die elektrische Wicklung 62 wirkt mit Permanentmagneten zusammen, die im Statorgehäuse 15 angeordnet sind. Dabei ist die Rotorwelle 16 einerseits mit einem Poltopf-Lager 57 im Statorgehäuse 15 gelagert und im Bereich des Flansches 58 in einem Kalottenlager 17, das beispielsweise an einem Bürstenhalter-bauteil angeordnet ist. Die Rotorwelle 16 ragt dann durch das Kalottenlager 17 hindurch in das Getriebegehäuse 18 hinein. Die Rotorwelle 16 ist dabei bevorzugt einstückig ausgebildet, wobei an deren freiem Ende im Getriebegehäuse 18 die erste Schnecke 20 drehfest angeordnet ist.In 1 a transmission drive unit 11 is shown which is used to adjust a movable part 12 in a vehicle, for example to adjust seat components or a steering column. The gear drive unit (11) has a double worm gear (10) with a first gear stage 21, which is designed as a first worm gear, and a second gear stage 31, which is designed as a second worm gear. The first worm gear 21 consists of a first worm 20 which is non-rotatably connected to a rotor shaft 16 of an electric motor 14 and a first worm wheel 22 which engages in the first worm 20 . An axis of rotation 33 of the first worm wheel (22) is arranged approximately perpendicular to the first worm 20 and thus also approximately perpendicular to the rotor shaft 16. The first worm wheel (22) is arranged on a common axis of rotation 42 with the second worm 30 . The first worm wheel 22 and the second worm 30 are fixed in a rotationally fixed manner on a common shaft 44 which is rotatably mounted in the gear housing 18 . The second worm 30 of the second gear stage 31 meshes with a second worm wheel 32 whose axis of rotation 33 is arranged approximately perpendicularly to the second worm 30 with its axis of rotation 42 . The second worm wheel 32 is arranged in a rotationally fixed manner on a bearing shaft 34 which is rotatably mounted in bearing mounts 38 of the gear housing 18 . The second worm wheel 32 is in one piece, ie monolithic, with the bearing shaft 34 made of plastic. POM--in particular a homopolymeric POM--is preferably used as the plastic. Bearing sockets 36 are integrally formed on both sides of the second worm wheel 32 as the bearing shaft 34 and preferably rest directly radially on the bearing mounts 38 . The transmission housing 18 is also made of plastic, with a housing shell 28 being closed with a cover whose assembly direction runs transversely to the common axis of rotation 42 and transversely to the axis of rotation 33 . The bearing mounts 38 are formed here in the housing shell 28 , the bearing sockets 36 being pressed radially to the axis of rotation 33 against the bearing mounts 38 by means of hold-down devices 40 formed on the cover 19 . In the axial direction, the second worm wheel is supported along the axis of rotation 33 with an axial stop 35 on axial stops 75 in the gear housing 18 . Optionally, stop rings 76 can be added axially to the bearing shaft 34 between the second worm wheel 32 and the gear housing 18 , which rings then form the axial stops 75 . The housing shell 28 and its cover 19 are preferably produced by means of injection molding, with corresponding cavities 41 being formed inside the hold-down device 40 in terms of production technology. In the bearing shaft 34, a hollow shaft profile 52 is formed as the output element 50, which in 1 is formed, for example, as a square socket 53 . A longitudinal axis of the hollow shaft profile 52 coincides with the axis of rotation 33 of the bearing shaft 34 . The hollow shaft profile 52 preferably penetrates the bearing shaft 34 over its entire length, so that both the two bearings clip 36 and the second worm wheel 32 are penetrated by the hollow shaft profile 52. As a result, an output interface is available on both axial sides of the second worm wheel 32 . In 1 the double worm gear 10 is driven by the electric motor 14 whose stator housing 15 is connected to the gear housing 18 via a flange 58 formed thereon. A rotor body 60 is arranged on the rotor shaft 16 of the electric motor 14 and is wound with an electrical winding 62 which is connected to a commutator 66 arranged on the rotor shaft 16 . The electrical winding 62 interacts with permanent magnets that are arranged in the stator housing 15 . The rotor shaft 16 is mounted on the one hand with a pole pot bearing 57 in the stator housing 15 and in the area of the flange 58 in a spherical bearing 17 which is arranged, for example, on a brush holder component. The rotor shaft 16 then projects through the spherical bearing 17 into the gear housing 18 . The rotor shaft 16 is preferably designed in one piece, with the first worm 20 being arranged in a rotationally fixed manner at its free end in the gear housing 18 .

In 2 ist ein Schnitt durch eine weitere Ausführung eines Doppel-Schneckengetriebes 10 entsprechend 1 dargestellt. Der Deckel 19 drückt mit den Niederhaltern 40 die Lagerwelle 34 gegen die Lageraufnahmen 36 der Gehäuseschale 28. Die zweite Schnecke 30 weist hier beispielsweise acht Schneckenzähne 70, auf was einer 8-gänigen Schnecke 30 entspricht. Alternativ können auch neun oder zehn Schneckenzähne 70 ausgebildet sein. Dabei weist die Schneckenverzahnung 70 einen Kopfkreisdurchmesser von 12 bis 15 mm auf. Das zweite Schneckenrad 32 weist beispielsweise zwölf bis achtzehn Schneckenradzähne 72 auf mit einem Kopfkreisdurchmesser von 15 bis 20 mm. Die Drehachse 42 der zweiten Schnecke 30 ist in einem Abstand zur Drehachse 33 des zweiten Schneckenrads 32 von 12 bis 16 mm angeordnet. Das Verzahnungsmodul der zweiten Getriebestufe 31 liegt dabei im Bereich von 0,8 bis 1,1. Das Hohlwellenprofil 52 ist in 2 beispielsweise als Innensechskant 55 ausgebildet, kann jedoch alternativ auch als Mehrzahn-Innenprofil 47 ausgebildet sein. In das Hohlwellenprofil 52 ist hier an einer axialen Seite eine Profilwelle 54 eingefügt, die axial aus dem Lagerstutzen 36 des Abtriebsrads 50 heraus ragt. Dabei wird das Drehmoment über die formschlüssig mit dem Abtriebsrad 50 verbundene Profilwelle 54 über eine Übertragungseinheit 13 zu dem zu verstellenden Teilen 12 übertragen. Die Profilwelle 54 kann beispielsweise als Flexwelle ausgebildet sein, die insbesondere in die Übertragungseinheit 13 eingreift, die als weiteres Getriebe - bevorzugt als ein Spindelgetriebe - am zu verstellenden Teil 12 ausgebildet ist. Das zu verstellende Teil 12 ist hier beispielsweise als Lenksäule ausgebildet, die gegenüber der Karosserie verstellt wird.In 2 is a section through another embodiment of a double worm gear 10 accordingly 1 shown. The cover 19 uses the hold-down devices 40 to press the bearing shaft 34 against the bearing mounts 36 of the housing shell 28 . Alternatively, nine or ten worm teeth 70 can also be formed. The worm gearing 70 has a tip circle diameter of 12 to 15 mm. The second worm wheel 32 has, for example, twelve to eighteen worm wheel teeth 72 with a tip circle diameter of 15 to 20 mm. The axis of rotation 42 of the second worm 30 is arranged at a distance from the axis of rotation 33 of the second worm wheel 32 of 12 to 16 mm. The toothing module of the second gear stage 31 is in the range from 0.8 to 1.1. The hollow shaft profile 52 is in 2 For example, designed as a hexagon socket 55, but can alternatively be designed as a multi-tooth inner profile 47. A profiled shaft 54 is inserted here on an axial side of the hollow shaft profile 52 and protrudes axially out of the bearing socket 36 of the output gear 50 . The torque is transmitted to the parts 12 to be adjusted via the profiled shaft 54, which is positively connected to the driven wheel 50, via a transmission unit 13. The profiled shaft 54 can be designed, for example, as a flexible shaft, which engages in particular with the transmission unit 13, which is designed as a further gear—preferably as a spindle gear—on the part 12 to be adjusted. The part 12 to be adjusted is designed here, for example, as a steering column that is adjusted in relation to the body.

Bei einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel einer Sitz-Verstellung greifen zwei freien Enden der beidseitig aus der Lagerwelle 34 heraus ragenden Profilwellen 54 in korrespondierende Wellenaufnahmen von Sitzlehnenbeschlägen ein, die ein Gelenk zwischen einer Rückenlehne und der Sitzfläche bilden. Die Wellenaufnahmen sind bevorzugt beidseitig in jeweiligen Planeten- oder Exzentergetrieben 13 der Sitzlehnenbeschläge angeordnet, um die Rückenlehne gegenüber der Sitzfläche zu verdrehen. Dabei ist der Antriebsmotor 14 mit dem Getriebegehäuse 18 bevorzugt an der Rückenlehne befestigt, die Wellenaufnahmen für die Profilwelle 54 hingegen an der Sitzfläche.In a not-shown exemplary embodiment of a seat adjustment, two free ends of the profiled shafts 54 projecting out of the bearing shaft 34 on both sides engage in corresponding shaft receptacles of seat back fittings, which form a joint between a backrest and the seat surface. The shaft mounts are preferably arranged on both sides in respective planetary or eccentric gears 13 of the seat backrest fittings in order to rotate the backrest relative to the seat surface. The drive motor 14 with the gear housing 18 is preferably attached to the backrest, while the shaft mounts for the profiled shaft 54 are attached to the seat surface.

Es sei angemerkt, dass hinsichtlich der in den Figuren und der Beschreibung gezeigten Ausführungsbeispiele vielfältige Kombinationsmöglichkeiten der einzelnen Merkmale untereinander möglich sind. Die beschriebene Antriebseinheit 11 kann in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen. So kann die Ausführung des Elektromotors 14 sowie die Momenten-Übertragung auf die erste Schnecke 20 und die Abtriebs-Schnittstelle 50 den Erfordernissen der Verstellbewegung des Teils 12 und dem zur Verfügung stehenden Bauraum angepasst werden. Ebenso kann die Anzahl der zweiten Schneckenzähne 70 und der zweiten Schneckenradzähne 72 gewissen Grenzen entsprechend variiert werden. Das erfindungsgemäße Doppel-Schneckengetriebe 10 eignet sich besonders zur Verstellung beweglicher Komponenten im Kraftfahrzeug, insbesondere zur Verstellung der Lenksäule oder von Sitzkomponenten.It should be noted that with regard to the exemplary embodiments shown in the figures and the description, a wide variety of possible combinations of the individual features are possible. The drive unit 11 described can be altered or modified in many ways without deviating from the spirit of the invention. Thus, the design of the electric motor 14 and the torque transmission to the first worm 20 and the output interface 50 can be adapted to the requirements of the adjustment movement of the part 12 and the available space. Likewise, the number of second worm teeth 70 and second worm gear teeth 72 can be varied within certain limits. The double worm gear 10 according to the invention is particularly suitable for adjusting movable components in the motor vehicle, in particular for adjusting the steering column or seat components.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

  • DE 2240640 A1 [0002]DE 2240640 A1 [0002]

Claims (11)

Doppel-Schneckengetriebe (10) zur Verstellung von beweglichen Teilen (12) in einem Fahrzeug, insbesondere von Sitzkomponenten oder einer Lenksäule, mit einer ersten Getriebestufe (21), bestehend aus einer ersten Schnecke (20) und einem mit der ersten Schnecke (20) kämmenden ersten Schneckenrad (22), und mit einer zweiten Getriebestufe (31), bestehend aus einer zweiten Schnecke (30) und einem mit der zweiten Schnecke (30) kämmenden zweiten Schneckenrad (32), wobei das erste Schneckenrad (22) über eine gemeinsame Drehachse (42) drehfest mit der zweiten Schnecke (30) gekoppelt ist, und das zweite Schneckenrad (32) monolithisch mit einer Lagerwelle (34) aus Kunststoff gefertigt ist, die in einem gemeinsamen Getriebegehäuse (18) der beiden Getriebestufen (21, 31) gelagert ist, und die Lagerwelle (34) als Abtriebselement (50) ein Hohlwellenprofil (52) aufweist, in das mindestens eine entsprechende Profilwelle (54) formschlüssig in Axialrichtung (8) einfügbar ist.Double worm gear (10) for adjusting moving parts (12) in a vehicle, in particular seat components or a steering column, with a first gear stage (21), consisting of a first worm (20) and a gear connected to the first worm (20) meshing first worm wheel (22), and with a second gear stage (31), consisting of a second worm (30) and a second worm wheel (32) meshing with the second worm (30), the first worm wheel (22) having a common The axis of rotation (42) is coupled in a rotationally fixed manner to the second worm (30), and the second worm wheel (32) is made monolithically with a bearing shaft (34) made of plastic, which is mounted in a common gear housing (18) of the two gear stages (21, 31) is mounted, and the bearing shaft (34) has a hollow shaft profile (52) as the output element (50), into which at least one corresponding profile shaft (54) can be positively inserted in the axial direction (8). Doppel-Schneckengetriebe (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlwellenprofil (52) die Lagerwelle (34) entlang deren Drehachse (33) vollständig durchdringt und die mindestens eine Profilwelle (54) axial von beiden entgegengesetzten axialen Richtungen (8) in das Hohlwellenprofil (52) einsteckbar ist.Double worm gear (10) after claim 1 , characterized in that the hollow shaft profile (52) completely penetrates the bearing shaft (34) along its axis of rotation (33) and the at least one profile shaft (54) can be inserted axially from the two opposite axial directions (8) into the hollow shaft profile (52). Doppel-Schneckengetriebe (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Lagerwelle (34) zwei axial gegenüberliegende Lagerstutzen (36) am zweiten Schneckenrad (32) angeformt sind, die in korrespondierende Lageraufnahmen (38) in dem Getriebegehäuse (18) eingreifen, um das zweite Schneckenrad (32) drehbar auf der Drehachse (33) zu lagern, und das Hohlwellenprofil (52) zentrisch zur Drehachse (33) in den Lagerstutzen (36) ausgebildet ist, und insbesondere das Hohlwellenprofil (52) die Lagerstutzen (36) in Axialrichtung (8) vollständig durchdringt.Double worm gear (10) after claim 1 or 2 , characterized in that two axially opposite bearing sockets (36) are formed on the second worm wheel (32) as the bearing shaft (34) and engage in corresponding bearing mounts (38) in the gear housing (18) in order to rotate the second worm wheel (32). the axis of rotation (33), and the hollow shaft profile (52) is formed centrally to the axis of rotation (33) in the bearing socket (36), and in particular the hollow shaft profile (52) completely penetrates the bearing socket (36) in the axial direction (8). Doppel-Schneckengetriebe (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Schneckenrad (32) mit den Lagerstutzen (36) aus POM gefertigt ist, und die Lagerstutzen (36) unmittelbar radial an Kunststoffoberflächen der Lageraufnahmen (38) anliegen.Double worm gear (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the second worm wheel (32) with the bearing stub (36) is made of POM, and the bearing stub (36) bear directly radially on the plastic surfaces of the bearing mounts (38). Doppel-Schneckengetriebe (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlwellenprofil (52) ein Vierkant-Profil (53) oder ein Sechskant-Profil (55) oder ein Torx- oder Innenvielzahn-Profil aufweist.Double worm gear (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the hollow shaft profile (52) has a square profile (53) or a hexagonal profile (55) or a Torx or internal multi-tooth profile. Doppel-Schneckengetriebe (10) nach ein einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schnecke (30) mit acht bis zehn Zähnen (70) 8 - 10 -gängig ausgebildet ist, und das zweite Schneckenrad (32) zwölf bis achtzehn Zähne (72) aufweist.Double worm gear (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the second worm (30) is designed with eight to ten teeth (70) with 8-10 threads and the second worm wheel (32) has twelve to eighteen teeth (72). Doppel-Schneckengetriebe (10) nach ein einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schnecke (30) einen Kopfkreisdurchmesser von 12 bis 15 mm aufweist, und das zweite Schneckenrad (32) einen Kopfkreisdurchmesser von 16 bis 19 mm aufweist.Double worm gear (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the second worm (30) has a tip circle diameter of 12 to 15 mm and the second worm wheel (32) has a tip circle diameter of 16 to 19 mm. Doppel-Schneckengetriebe (10) nach ein einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der gemeinsamen Drehachse (42) der zweiten Schnecke (30) zur Drehachse (33) des zweiten Schneckenrads (32) 12 bis 15 mm beträgt, und insbesondere das Verzahnungsmodul der zweiten Getriebestufe (31) im Bereich 0,8 bis 1,1 mm liegt.Double worm gear (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the distance between the common axis of rotation (42) of the second worm (30) and the axis of rotation (33) of the second worm wheel (32) is 12 to 15 mm, and in particular the toothing module of the second gear stage (31) is in the range of 0.8 to 1.1 mm. Doppel-Schneckengetriebe (10) nach ein einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schnecke (20) auf einer Rotorwelle (16) eines Elektromotors (14) angeordnet ist, und die Rotorwelle (16) näherungsweise parallel zur Lagerwelle (34) des zweiten Schneckenrads (32) verläuft.Double worm gear (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the first worm (20) is arranged on a rotor shaft (16) of an electric motor (14), and the rotor shaft (16) is approximately parallel to the bearing shaft (34) of the second worm wheel (32). Getriebe-Antriebseinheit (11) mit einem Doppel-Schneckengetriebe (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Statorgehäuse (15) des Elektromotors (14) mittels einem Flansch (58) an das Getriebegehäuse (18) angeflanscht ist, derart, dass die Rotorwelle (16) aus dem Statorgehäuse (15) in das Getriebegehäuse (18) hinein ragt.Gear drive unit (11) with a double worm gear (10) according to one of the preceding claims, characterized in that a stator housing (15) of the electric motor (14) is flanged to the gear housing (18) by means of a flange (58), such that the rotor shaft (16) protrudes from the stator housing (15) into the gear housing (18). Lenksäulen-Verstellvorrichtung (11) mit einem Doppel-Schneckengetriebe (10) nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Profilwelle (30) einerseits mit der Lagerwelle (34) des zweiten Schneckenrads (32) und andererseits mit einem Spindelgetriebe (13) verbunden ist, mittels dem eine Lenksäule im Kraftfahrzeug motorisch gegenüber der Karosserie verstellbar ist.Steering column adjusting device (11) with a double worm gear (10) according to one of Claims 1 - 9 , characterized in that at least one profiled shaft (30) is connected on the one hand to the bearing shaft (34) of the second worm wheel (32) and on the other hand to a spindle gear (13), by means of which a steering column in the motor vehicle can be adjusted in relation to the body by a motor.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE2240640A1 (en) 1972-08-18 1974-02-28 Nobert Dipl Ing Hammerl GEAR - DOUBLE WORM GEAR WITH ALIGNMENT IN AND OUTPUT SHAFT

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