DE102023109478A1 - Getriebeeinheit mit Zahnflankenspielausgleich - Google Patents

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H55/00Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
    • F16H55/02Toothed members; Worms
    • F16H55/22Toothed members; Worms for transmissions with crossing shafts, especially worms, worm-gears
    • F16H55/24Special devices for taking up backlash

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Getriebeeinheit (10), welche dazu eingerichtet ist, eine Rotation einer Antriebswelle (14) derart auf eine Abtriebswelle (22) zu übertragen, dass die Abtriebswelle (22) entsprechend in Rotation versetzt wird, wobei die Getriebeeinheit (10) eine Schnecke (12) und ein Schneckenrad (20) umfasst, welche miteinander kämmend in Eingriff stehen, wobei die Schnecke (12) mit einer aus der Antriebswelle (14) und der Abtriebswelle (22) zumindest drehfest verbunden ist und das Schneckenrad (20) mit der anderen aus der Antriebswelle (14) und der Abtriebswelle (22) zumindest drehfest verbunden ist, wobei koaxial zu dem Schneckenrad (20) ein Ausgleichsschneckenrad (26) angeordnet ist, welches ebenfalls mit der Schnecke (12) kämmend in Eingriff steht, wobei das Ausgleichsschneckenrad (26) relativ zu dem Schneckenrad (20) um die gemeinsame Mittelachse (X) schwenkbar gelagert ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Getriebeeinheit, welche dazu eingerichtet ist, eine Rotation einer Antriebswelle derart auf eine Abtriebswelle zu übertragen, dass die Abtriebswelle entsprechend in Rotation versetzt wird.
  • Getriebeeinheiten, welche beispielsweise dazu eingerichtet sind, eine hohe Drehzahl eines Elektromotors bei vergleichsweise geringem Drehmoment an einer Eingangsseite der Getriebeeinheit durch ein Übersetzungsverhältnis von miteinander in Eingriff stehenden Komponenten der Getriebeeinheit in eine geringere Drehzahl bei vergleichsweise höherem Drehmoment an einer Ausgangsseite der Getriebeeinheit zu überführen, sind allgemein aus dem Stand der Technik bekannt. Besonders in dem Fall, in welchem derartige Getriebeeinheiten bei unterschiedlichsten Umgebungstemperaturen eingesetzt werden, kann es notwendig sein, ein ausreichendes Spiel des Eingriffs der Komponenten einer jeweiligen Getriebeeinheit vorzusehen, sodass es zu keiner Fehlfunktion oder einer Beschädigung dieser Komponenten kommt. Dieses notwendige Spiel resultiert jedoch üblicherweise in einer gesteigerten Geräuschemission von solchen Getriebeeinheiten.
  • Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Getriebeeinheit bereitzustellen, welche dazu eingerichtet ist, eine Geräuschemission im Vergleich zu ähnlichen Getriebeeinheiten, welche aus dem Stand der Technik bekannt sind, zu reduzieren.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Getriebeeinheit gelöst, welche dazu eingerichtet ist, eine Rotation einer Antriebswelle derart auf eine Abtriebswelle zu übertragen, dass die Abtriebswelle entsprechend in Rotation versetzt wird, wobei die Getriebeeinheit eine Schnecke und ein Schneckenrad umfasst, welche miteinander kämmend in Eingriff stehen, wobei die Schnecke mit einer aus der Antriebswelle und der Abtriebswelle zumindest drehfest verbunden ist und das Schneckenrad mit der anderen aus der Antriebswelle und der Abtriebswelle zumindest drehfest verbunden ist, wobei koaxial zu dem Schneckenrad ein Ausgleichsschneckenrad angeordnet ist, welches ebenfalls mit der Schnecke kämmend in Eingriff steht, wobei das Ausgleichsschneckenrad relativ zu dem Schneckenrad um die gemeinsame Mittelachse schwenkbar gelagert ist.
  • Dadurch, dass das Ausgleichsschneckenrad relativ zu dem Schneckenrad schwenkbar gelagert ist, kann das Spiel, welches zwischen dem kämmenden Eingriff von Schnecke und Schneckenrad vorgesehen ist, ausgeglichen werden. Das heißt, in diesem „ausgeglichenen Zustand“ der erfindungsgemäßen Getriebeeinheit kann eine erste Flanke einer Verzahnung der Schnecke von einem Zahn des Schneckenrads kontaktiert werden, insbesondere nur von diesem, und eine weitere Flanke der Verzahnung der Schnecke, welche der ersten Flanke direkt gegenüberliegend angeordnet ist und zu dieser weist, kann von einem Zahn der Verzahnung des Ausgleichsschneckenrads, insbesondere nur von diesem, kontaktiert werden, so dass eine lichte Weite zwischen zwei benachbarten und zueinander weisenden Flanken der Verzahnung der Schnecke durch die kombinierte Verzahnung aus Schneckenrad und Ausgleichsschneckenrad vollständig überbrückt werden kann. Zu diesem Zweck kann das Ausgleichsschneckenrad relativ zu dem Schneckenrad zumindest in einer Schwenkrichtung um die Mittelachse federelastisch vorbelastbar sein, sodass das Ausgleichsschneckenrad selbstständig eine Rückstellkraft in Richtung einer unbelasteten Stellung relativ zu dem Schneckenrad bereitstellen kann.
  • Je nach Betriebstemperatur, bei welcher die erfindungsgemäße Getriebeeinheit betrieben wird, und der damit einhergehenden Abmessungsänderung der Komponenten der Getriebeeinheit, kann das Ausgleichsschneckenrad mehr oder weniger weit relativ zu dem Schneckenrad rotatorisch verlagert werden, um das Spiel zwischen Schnecke und Schneckenrad auszugleichen. Dies hat zur Folge, dass die Verzahnung der Schnecke auch bei Richtungswechseln der Drehrichtung der Schnecke stets mit wenigstens einem aus der Verzahnung des Schneckenrads und der Verzahnung des Ausgleichsschneckenrads in Kontakt steht und ein schlagartiges Aufeinandertreffen der Verzahnung der Schnecke mit der Verzahnung des Schneckenrads vermieden werden kann. Auf diese Weise kann die Geräuschentwicklung der Getriebeeinheit im Vergleich zu ähnlichen aus dem Stand der Technik bekannten Getriebeeinheiten deutlich reduziert werden.
  • Insbesondere können eine Verzahnung des Schneckenrads und eine Verzahnung des Ausgleichsschneckenrads, zumindest in Bezug auf eine Form und Ausrichtung der Zähne der Verzahnungen, zueinander im Wesentlichen identisch ausgebildet sein. Ferner sei an dieser Stelle erwähnt, dass die vorliegende Erfindung zwar in Bezug auf ein Schneckenradgetriebe beschrieben wird, es aber grundsätzlich genauso denkbar ist, den erfindungsgemäßen Grundgedanken des Ausgleichsschneckenrads auf ein Stirnradgetriebe beziehungsweise ein Ausgleichsstirnrad anzuwenden.
  • Vorteilhafterweise kann das Ausgleichsschneckenrad, in einer axialen Richtung entlang der Mittelachse des Ausgleichsschneckenrads betrachtet, derart gesichert sein, dass ein Außereingrifftreten des Ausgleichsschneckenrads von der Schnecke verhindert ist. Somit kann gewährleistet werden, dass der Ausgleich des Spiels zwischen der Schnecke und dem Schneckenrad stets durch das Ausgleichsschneckenrad ausgeglichen werden kann. Die Sicherung des Ausgleichsschneckenrads in der axialen Richtung kann auch eine geringfügige axiale Verlagerung des Ausgleichsschneckenrads relativ zu dem Schneckenrad umfassen, solange die Verzahnung des Ausgleichsschneckenrads nicht außer Eingriff von der Verzahnung der Schnecke tritt.
  • Dabei kann das Ausgleichsschneckenrad direkt an dem Schneckenrad gesichert sein. Der Ausdruck „direkt“ kann hier bedeuten, dass zur axialen Sicherung des Ausgleichsschneckenrads eine direkte Verbindung zwischen Ausgleichsschneckenrad und Schneckenrad ausgebildet ist.
  • Insbesondere kann das Ausgleichsschneckenrad wenigstens einen Vorsprung aufweisen, welcher dazu eingerichtet ist, in eine entsprechende Ausnehmung der Antriebswelle oder der Abtriebswelle, an welcher das Ausgleichsschneckenrad angebracht ist, oder des Schneckenrads einzugreifen, um das Ausgleichsschneckenrad axial zu sichern. Natürlich ist auch eine invertierte Anordnung des wenigstens einen Vorsprungs und wenigstens einer dazu passenden Ausnehmung denkbar, sodass das Ausgleichsschneckenrad wenigstens eine Ausnehmung aufweist und das Schneckenrad beziehungsweise eine Welle, auf welcher das Schneckenrad angeordnet ist, den wenigstens einen Vorsprung aufweist. Zur Verbindung zwischen Ausgleichsschneckenrad und Schneckenrad beziehungsweise Antriebswelle oder Abtriebswelle kann der wenigstens eine Vorsprung mit der entsprechenden Ausnehmung eine Schnappverbindung eingehen, bei welcher ein hakenartiger Vorsprung mit einer Kante in Eingriff tritt, um ein axiales Entfernen des Ausgleichsschneckenrads von dem Schneckenrad oder der zugehörigen Welle zu verhindern.
  • Dabei kann der wenigstens eine Vorsprung einstückig mit dem Ausgleichsschneckenrad an diesem ausgebildet sein. Die einstückige Ausbildung des wenigstens einen Vorsprung an dem Ausgleichsschneckenrad kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass der wenigstens eine Vorsprung als integraler Bestandteil des Ausgleichsschneckenrads unter Verwendung eines Spritzgussverfahrens bei der Urformung des Ausgleichsschneckenrads ausgebildet wird.
  • In einer Weiterbildung der folgenden Erfindung kann das Ausgleichsschneckenrad drei Vorsprünge aufweisen, welche, in Umfangsrichtung um die Mittelachse des Ausgleichsschneckenrads betrachtet, insbesondere jeweils um 120° voneinander beabstandet sein können. Hierdurch kann beispielsweise ein Verkippen der Mittelachse des Ausgleichsschneckenrads relativ zu der Mittelachse des Schneckenrads verhindert werden, da das Ausgleichsschneckenrad über seinen Umfang gleichmäßig verteilt axial gesichert werden kann. Ferner kann hierdurch eine rotatorische Auslenkung des Ausgleichsschneckenrads über dessen Umfang verteilt gleichmäßig geführt beziehungsweise zurückgeführt werden.
  • Vorteilhafterweise kann der wenigstens eine Vorsprung eine vorbestimmte Elastizität aufweisen, welche die Schwenkbarkeit des Ausgleichsschneckenrads relativ zu dem Schneckenrad ermöglicht. Auf diese Weise kann der wenigstens eine Vorsprung bei einer Auslenkung des Ausgleichsschneckenrads relativ zu dem Schneckenrad um die gemeinsame Mittelachse eine federelastische Rückstellkraft bereitstellen, welche das Ausgleichsschneckenrad in eine Ausgangsstellung relativ zu dem Schneckenrad drängt. Durch diese elastische Rückstellkraft des wenigstens einen Vorsprungs kann eine temperaturbedingte Maßänderung der Schnecke und eine damit einhergehende Änderung des Spiels zwischen der Verzahnung der Schnecke und der Verzahnung des Schneckenrads durch das Ausgleichsschneckenrad selbsttätig ausgeglichen werden, das heißt, ohne dass es einer Einwirkung durch einen Benutzer der erfindungsgemäßen Getriebeeinheit bedarf. Der wenigstens eine Vorsprung kann diese vorbestimmte Elastizität zumindest in Umfangsrichtung um die Mittelachse des Ausgleichsschneckenrads und/oder eine Richtung aufweisen, welche zu einer radialen Verbindung zwischen der Mittelachse des Ausgleichsschneckenrads und dem Vorsprung im Wesentlichen orthogonal verläuft. Im Falle der weiter oben beschriebenen Ausführung des Ausgleichsschneckenrads mit drei Vorsprüngen kann die Richtung der Elastizität der jeweiligen Vorsprünge zumindest in einer Richtung vorhanden sein, welche zu einem imaginären Kreis im Wesentlichen tangential verläuft, wobei der Mittelpunkt dieses Kreises auf der Mittelachse des Ausgleichsschneckenrads liegt und der Kreis die drei Vorsprünge miteinander verbindet.
  • Zu diesem Zweck kann der wenigstens eine Vorsprung zwei federnde Stege umfassen, welche in Umfangsrichtung um die Mittelachse des Ausgleichsschneckenrads betrachtet zueinander benachbart angeordnet, jedoch insbesondere durch einen Luftspalt getrennt, sind, wobei ein jeweiliger Steg dazu eingerichtet ist, in Richtung des jeweils anderen Stegs federelastisch verlagert zu werden. Insbesondere kann so jeder Vorsprung durch seine beiden federelastischen Stege, welche vorteilhafterweise zueinander identisch ausgebildet, jedoch zueinander gespiegelt angeordnet sein können, aus einer Ausgangsstellung des Ausgleichsschneckenrads relativ zu dem Schneckenrad heraus sowohl eine Elastizität mit einer federelastischen Rückstellkraft in einer ersten Rotationsrichtung des Ausgleichsschneckenrads relativ zu dem Schneckenrad bereitstellen als auch in der dazu entgegengesetzten Rotationsrichtung. An einem jeweiligen freien Ende eines Stegs kann der weiter oben erwähnte hakenartige Vorsprung ausgebildet sein, um eine Schnappverbindung mit einer entsprechenden Kante zur axialen Sicherung des Ausgleichsschneckenrads eingehen zu können.
  • Das Ausgleichsschneckenrad kann aus einer unbelasteten Stellung heraus relativ zu dem Schneckenrad um bis zu einem Winkelversatz von +/- 10°, insbesondere um bis zu +/- 7°, schwenkbar sein. Diese unbelastete Stellung wurde weiter oben auch als „Ausgangsstellung“ des Ausgleichsschneckenrads relativ zu dem Schneckenrad bezeichnet. Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass diese unbelastete Stellung beziehungsweise die Ausgangsstellung des Ausgleichsschneckenrads relativ zu dem Schneckenrad als 0° definiert werden kann, sodass hiervon der entsprechende Winkelversatz zwischen Ausgleichsschneckenrad und Schneckenrad gemessen werden kann. Der maximal verschwenkbare Winkelversatz kann sich insbesondere auf eine rein elastische beziehungsweise zerstörungsfreie Deformation der federnden Stege beziehen.
  • Ferner kann das Ausgleichsschneckenrad eine radial äußere Verzahnung aufweisen, welche in einer unbelasteten Stellung relativ zu dem Schneckenrad zu einer radial äußeren Verzahnung des Schneckenrads versetzt angeordnet ist. In anderen Worten kann ein jeweiliger Zahn einer beispielsweise schräg ausgerichteten Stirnradverzahnung des Ausgleichsschneckenrads in der unbelasteten Stellung des Ausgleichsschneckenrads relativ zu dem Schneckenrad derart angeordnet sein, dass er nicht bündig in einen benachbarten Zahn der ansonsten im Wesentlichen gleich ausgebildeten Verzahnung des Schneckenrads übergeht. Dieser Versatz zwischen den Zähnen des Ausgleichsschneckenrads und den Zähnen des Schneckenrads kann insbesondere derart sein, dass selbst bei sehr heißen Betriebstemperaturen der Schnecke, beispielsweise im Bereich von -40°C bis 120°C, insbesondere im Bereich von -40°C bis 80°C, und einer damit einhergehenden Streckung der Schnecke, das Spiel zwischen der Verzahnung der Schnecke und der Verzahnung des Schneckenrads durch das Ausgleichsschneckenrad ausgeglichen werden kann. Beim Einsatz der erfindungsgemäßen Getriebeeinheit bei geringeren Temperaturen und einem damit einhergehenden Schrumpfen der Schnecke in deren Längsrichtung kann das Ausgleichsschneckenrad entgegen der elastischen Rückstellkraft des wenigstens einen Vorsprungs rotatorisch um die Mittelachse in Richtung auf eine bündige Ausrichtung der Zähne des Ausgleichsschneckenrads zu den Zähnen des Schneckenrads zu verlagert werden.
  • In diesem Zusammenhang kann der Versatz der Zähne der radial äußeren Verzahnung des Ausgleichsschneckenrads und der Zähne der radial äußeren Verzahnung des Schneckenrads zwischen 1° und 10°, insbesondere etwa 7°, gemessen als Winkelversatz in Umfangsrichtung um die gemeinsame Mittelachse des Ausgleichsschneckenrads und des Schneckenrads, betragen.
  • Alternativ oder zusätzlich kann die Schnecke auf die Antriebswelle oder die Abtriebswelle aufgeschrumpft sein oder integral damit ausgebildet sein und/oder das Schneckenrad kann auf die Antriebswelle oder die Abtriebswelle aufgeschrumpft sein oder integral damit ausgebildet sein. Natürlich sind auch geeignete mechanische Verbindungen zwischen der Schnecke und der zugehörigen Welle beziehungsweise dem Schneckenrad und der zugehörigen Welle wie beispielsweise eine Passfeder, eine Keilwellenverzahnung mit Sicherungsring und dergleichen denkbar. Hierdurch kann zumindest ein Großteil des Lastmoments, insbesondere das gesamte Lastmoment, welches von der Schnecke aufgebracht wird, über das Schneckenrad in die Abtriebswelle (oder vom Schneckenrad in die Schnecke) übertragen werden.
  • Insbesondere im Zusammenhang mit einer Herstellung der Schnecke und/oder des Schneckenrads unter Verwendung eines Spritzgussverfahrens, jedoch nicht darauf begrenzt, kann die Schnecke und/oder das Schneckenrad POM und/oder PA umfassen. So hat sich gezeigt, dass eine Verwendung von POM oder PA oder eines Gemischs aus POM und PA ein gutes Verhältnis zwischen einer Festigkeit in Bezug auf eine mechanische Stabilität und einer ausreichenden Elastizität bietet. Diese Elastizität des verwendeten Materials trägt ferner dazu bei, dass der kämmende Eingriff der Verzahnung des Schneckenrads mit der Schnecke beziehungsweise des Ausgleichsschneckenrads mit der Schnecke im Betrieb der Getriebeeinheit besonders geräuscharm ist.
  • Es sei an dieser Stelle ferner erwähnt, dass eine Dicke des Ausgleichsschneckenrads, gemessen in einer Richtung, welche sich parallel zu dessen Mittelachse erstreckt, wesentlich geringer ist als eine in der gleichen Richtung gemessene Dicke des Schneckenrads. Zum Beispiel kann die Dicke des Ausgleichsschneckenrads höchstens die Hälfte, insbesondere höchstens ein Viertel, der Dicke des Schneckenrads betragen.
  • Eine erfindungsgemäße Getriebeeinheit eignet sich daher besonders vorteilhaft als Getriebeeinheit einer Stellvorrichtung, welche dazu eingerichtet ist, Klappen eines Fahrzeugs, wie beispielsweise eine Heckklappe oder eine Tür eines Fahrzeugs, relativ zu einer Karossiere des Fahrzeugs zu verlagern, um eine Öffnung der Karosserie des Fahrzeugs durch die Verlagerung der Fahrzeugklappe zu öffnen oder zu schließen. Alternativ kann eine hier beschriebene erfindungsgemäße Getriebeeinheit auch in einer Stellvorrichtung verwendet werden, welche zur Verlagerung einer Möbelklappe o.ä. eingerichtet ist.
  • Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels in größerem Detail mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben werden. Es stellt dar:
    • 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Getriebeeinheit;
    • 2 eine Explosionsansicht der Getriebeeinheit aus 1;
    • 3 eine teilweise geschnittene Ansicht eines Details der Getriebeeinheit aus 1; und
    • 4 eine Seitenquerschnittsansicht der Getriebeeinheit aus 1.
  • In 1 ist eine erfindungsgemäße Getriebeeinheit allgemein mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet. Die Getriebeeinheit 10 umfasst eine Schnecke 12, welche hier integral mit einer Antriebswelle 14 ausgebildet ist, welche von einem nicht dargestellten Elektromotor angetrieben wird. Eine Verzahnung 16 der Schnecke 12 steht in kämmendem Eingriff mit einer Verzahnung 18 eines Schneckenrads 20, welches in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel integral mit einer Abtriebswelle 22 ausgebildet ist, sodass eine Rotation der Schnecke 12 um deren Mittelachse Y eine Rotation des Schneckenrads 20 um dessen Mittelachse X hervorruft.
  • Ferner steht eine Verzahnung 24 eines Ausgleichsschneckenrads 26 kämmend mit der Verzahnung 16 der Schnecke 12 in Eingriff, sodass eine Rotation der Schnecke 12 auch eine rotatorische Verlagerung des Ausgleichsschneckenrads 26 hervorruft. Dabei ist das Ausgleichsschneckenrad 26 koaxial zu dem Schneckenrad 20 angeordnet, sodass beide die gemeinsame Mittelachse X aufweisen.
  • In 2 ist nun zu erkennen, dass das Ausgleichsschneckenrad 26 drei Vorsprünge 28 aufweist, wobei jeder Vorsprung 28 zwei federnde Stege 30 umfasst. An dem freien Ende eines jeweiligen federnden Stegs 30 ist ein hakenartiger Vorsprung 32 angeordnet. Ferner ist in 2 zu erkennen, dass das Schneckenrad 20 zu den Vorsprüngen 28 passende Ausnehmungen 34 aufweist. Das Ausgleichsschneckenrad 26 kann somit auf die Abtriebswelle 22 aufgeschoben werden, bis die federnden Stege 30 so weit in die entsprechenden Ausnehmungen 34 des Schneckenrads 20 eingeführt worden sind, dass die hakenartigen Vorsprünge 32 der federnden Stege 30 mit einer entsprechenden Kante 36 des Schneckenrads 20 in Eingriff treten, um eine Schnappverbindung zwischen dem Ausgleichsschneckenrad 26 und dem Schneckenrad 20 herzustellen.
  • Diese Schnappverbindung zwischen dem Ausgleichsschneckenrad 26 und dem Schneckenrad 20 ist in der teilweise geschnittenen Detailansicht von 3 in einem eingegriffenen Zustand dargestellt. Dabei ist erkennbar, dass die Ausnehmung 34, durch welche hindurch in 3 das Schneckenrad 20 teilweise geschnitten dargestellt ist, in Einführrichtung der federnden Stege 30 in die Ausnehmung 34 betrachtet, zunächst mit Einführschrägen 38 versehen ist, welche dazu eingerichtet sind, die federnden Stege 30 entgegen der Elastizität des Materials, aus welchem die federnden Stege 30 ausgebildet sind, aufeinander zu zu verlagern, um den Vorsprung 28 durch einen engen Abschnitt 40 der Ausnehmung 34 hindurch verlagern zu können, dessen den engen Abschnitt 40 begrenzende Seitenwände einen geringeren Abstand zueinander aufweisen als die Spitzen der hakenartigen Vorsprünge 32 der beiden federnden Stege 30 eines Vorsprungs 28 zueinander. Anschließend weist die Ausnehmung 34 einen Abschnitt von größerer Breite 42 auf, welcher den federnden Stegen 30 erlaubt, sich aufgrund ihrer elastischen Rückstellkraft zumindest teilweise, insbesondere vollständig, voneinander weg in Richtung ihres unbelasteten Zustands zu bewegen.
  • Der in den 1 und 3 verrastete Zustand des Ausgleichsschneckenrads 26 an dem Schneckenrad 20 ist in 4 als Seitenquerschnittsansicht dargestellt. Dabei ist zu erkennen, dass in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel das Schneckenrad 20 einstückig mit der Abtriebswelle 22 ausgebildet ist und dass das Ausgleichsschneckenrad 26 über die federnden Stege 30 mit dem Schneckenrad 20 verbunden ist, sodass es axial in Bezug auf die Mittelachse X an diesem gesichert ist.
  • Zurück zu 1 ist zu erkennen, dass die schräge Stirnradverzahnung 18 des Schneckenrads 20 im Wesentlichen identisch zu der Verzahnung 24 des Ausgleichsschneckenrads 26 ausgebildet ist, insbesondere in Bezug auf die Geometrie und die Schrägstellung der Zähne der Verzahnungen 18 und 24, dass das Ausgleichsschneckenrad 26 aber relativ zu dem Schneckenrad 20 derart angeordnet ist, dass in Richtung der Mittelachse X betrachtet, zueinander benachbarte Zähne der Verzahnungen 18 und 24 nicht bündig ineinander übergehen, sondern einen Versatz zueinander aufweisen. Durch diesen Versatz kann ein Spiel zwischen der Verzahnung 18 des Schneckenrads 20 und der Verzahnung 16 der Schnecke 12 ausgeglichen werden, welches vorhanden wäre, wenn das Schneckenrad 20 beziehungsweise dessen Verzahnung 18 durchgängig über die gemeinsame axiale Erstreckung (in Richtung X) des Schneckenrads 20 zuzüglich des Ausgleichsschneckenrads 26 ausgebildet wäre.
  • Um dieses ausgeglichene Spiel anhand eines Beispiels zu verdeutlichen, soll angenommen werden, dass die Schnecke 12 das Schneckenrad 20 derart antreibt, dass die Abtriebswelle 22 um die Achse X im Uhrzeigersinn (Pfeilrichtung A) rotiert wird. Aufgrund dieses Antriebs liegen Flanken der Verzahnung 18 des Schneckenrads 20 an denjenigen Flanken der Verzahnung 16 der Schnecke 12 an, welche von einem Betrachter der 1 abgewandt sind. Zwischen den Zähnen der Verzahnung 18 des Schneckenrads 20 und den Flanken der Verzahnung 16 der Schnecke 12, welche dem Betrachter der 1 zugewandt sind (eine davon ist mit dem Bezugszeichen 44 bezeichnet), kann dann ein Luftspalt vorliegen, welcher weiter oben als „Spiel“ bezeichnet worden ist. Wird die Getriebeeinheit 10, insbesondere die Schnecke 12, bei einer höheren Betriebstemperatur betrieben, so vergrößert sich dieses Spiel, wird die Schnecke 12 abgekühlt, so verringert sich dieses Spiel.
  • Durch den weiter oben beschriebenen Winkelversatz zwischen den Zähnen der Verzahnung 18 des Schneckenrads 20 und den Zähnen der Verzahnung 24 des Ausgleichsschneckenrads 26 kann dieses Spiel derart ausgeglichen werden, dass in dem angenommenen Betriebsbeispiel die Flanken der Zähne der Verzahnung 24 des Ausgleichsschneckenrads 26 die Flanken 44 der Verzahnung 16 der Schnecke 12 kontaktieren. Insbesondere kann der Versatz zwischen den Zähnen der Verzahnung 18 des Schneckenrads 20 zu den Zähnen der Verzahnung 24 des Ausgleichsschneckenrads 26 derart ausgelegt sein, dass auch bei einer maximal zulässigen Betriebstemperatur der Getriebeeinheit 10 beziehungsweise der Schnecke 12 und einem damit einhergehenden Abstand der zueinander weisenden Flanken der Verzahnung 16 der Schnecke 12 das vorhandene Spiel zuverlässig ausgeglichen werden kann. Demzufolge kann bei jeder Betriebstemperatur unterhalb der maximal zulässigen Betriebstemperatur (gewünschtenfalls auch bei der maximal zulässigen Betriebstemperatur oder sogar einem vorbestimmten Temperaturbereich darüber) eine rotatorische Auslenkung des Ausgleichsschneckenrads entgegen der federelastischen Rückstellkraft der federnden Stege 30 der Vorsprünge 28 vorhanden sein.
  • Im Ergebnis kann die erfindungsgemäße Getriebeeinheit 10 über den gesamten zulässigen Temperaturbereich für einen Betrieb der Getriebeeinheit 10 hinweg ein Spiel zwischen einer Verzahnung 16, welche mit der Antriebswelle 14 verbunden ist, und einer Verzahnung 18, 24, welche an der Abtriebswelle 22 vorgesehen ist, zuverlässig ausgeglichen werden und somit eine Geräuschemission des kämmenden Eingriffs dieser Verzahnungen, sogar bei einem Wechsel der Rotationsrichtung der Antriebswelle 14, reduziert werden.

Claims (13)

  1. Getriebeeinheit (10), welche dazu eingerichtet ist, eine Rotation einer Antriebswelle (14) derart auf eine Abtriebswelle (22) zu übertragen, dass die Abtriebswelle (22) entsprechend in Rotation versetzt wird, wobei die Getriebeeinheit (10) eine Schnecke (12) und ein Schneckenrad (20) umfasst, welche miteinander kämmend in Eingriff stehen, wobei die Schnecke (12) mit einer aus der Antriebswelle (14) und der Abtriebswelle (22) zumindest drehfest verbunden ist und das Schneckenrad (20) mit der anderen aus der Antriebswelle (14) und der Abtriebswelle (22) zumindest drehfest verbunden ist, wobei koaxial zu dem Schneckenrad (20) ein Ausgleichsschneckenrad (26) angeordnet ist, welches ebenfalls mit der Schnecke (12) kämmend in Eingriff steht, wobei das Ausgleichsschneckenrad (26) relativ zu dem Schneckenrad (20) um die gemeinsame Mittelachse (X) schwenkbar gelagert ist.
  2. Getriebeeinheit (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgleichsschneckenrad (26), in einer axialen Richtung entlang der Mittelachse (X) des Ausgleichsschneckenrads (26) betrachtet, derart gesichert ist, dass ein Außereingrifftreten des Ausgleichsschneckenrads (26) von der Schnecke (12) verhindert ist.
  3. Getriebeeinheit (10) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgleichsschneckenrad (26) direkt an dem Schneckenrad (20) gesichert ist.
  4. Getriebeeinheit (10) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgleichsschneckenrad (26) wenigstens einen Vorsprung (28) aufweist, welcher dazu eingerichtet ist, in eine entsprechende Ausnehmung (34) der Antriebswelle (14) oder der Abtriebswelle (22), an welcher das Ausgleichsschneckenrad (26) angebracht ist, oder des Schneckenrads (20) einzugreifen, um das Ausgleichsschneckenrad (26) axial zu sichern.
  5. Getriebeeinheit (10) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Vorsprung (28) einstückig mit dem Ausgleichsschneckenrad (26) an diesem ausgebildet ist.
  6. Getriebeeinheit (10) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgleichsschneckenrad (26) drei Vorsprünge (28) aufweist, welche, in Umfangsrichtung um die Mittelachse (X) des Ausgleichsschneckenrads (26) betrachtet, insbesondere jeweils um 120° voneinander beabstandet sind.
  7. Getriebeeinheit (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Vorsprung (28) eine vorbestimmte Elastizität aufweist, welche die Schwenkbarkeit des Ausgleichsschneckenrads (26) relativ zu dem Schneckenrad (20) ermöglicht.
  8. Getriebeeinheit (10) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Vorsprung (28) zwei federnde Stege (30) umfasst, welche in Umfangsrichtung um die Mittelachse (X) des Ausgleichsschneckenrads (26) betrachtet zueinander benachbart angeordnet, jedoch insbesondere durch einen Luftspalt getrennt, sind, wobei ein jeweiliger Steg (30) dazu eingerichtet ist, in Richtung des jeweils anderen Stegs (30) federelastisch verlagert zu werden.
  9. Getriebeeinheit (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgleichsschneckenrad (26) aus einer unbelasteten Stellung heraus relativ zu dem Schneckenrad (20) um bis zu einem Winkelversatz von +/- 10°, insbesondere um bis zu +/-7°, schwenkbar ist.
  10. Getriebeeinheit (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgleichsschneckenrad (26) eine radial äußere Verzahnung (24) aufweist, welche in einer unbelasteten Stellung relativ zu dem Schneckenrad (20) zu einer radial äußeren Verzahnung (18) des Schneckenrads (20) versetzt angeordnet ist.
  11. Getriebeeinheit (10) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Versatz der Zähne der radial äußeren Verzahnung (24) des Ausgleichsschneckenrads (26) und der Zähne der radial äußeren Verzahnung (18) des Schneckenrads (20) zwischen 1° und 10°, insbesondere etwa 7°, gemessen als Winkelversatz in Umfangsrichtung um die gemeinsame Mittelachse (X) des Ausgleichsschneckenrads (26) und des Schneckenrads (20), beträgt.
  12. Getriebeeinheit (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnecke (12) auf die Antriebswelle (14) oder die Abtriebswelle (22) aufgeschrumpft ist oder integral damit ausgebildet ist und/oder dass das Schneckenrad (20) auf die Antriebswelle (14) oder die Abtriebswelle (22) aufgeschrumpft ist oder integral damit ausgebildet ist.
  13. Getriebeeinheit (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnecke (12) und/oder das Schneckenrad (20) POM und/oder PA umfassen/umfasst.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US3535948A (en) 1968-11-29 1970-10-27 John Harold Winzeler Worm gearing
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JPH06249322A (ja) 1993-02-23 1994-09-06 Fuji Photo Optical Co Ltd バックラッシュ除去装置
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