DE10322335A1

DE10322335A1 - Zugmittelgetriebe

Info

Publication number: DE10322335A1
Application number: DE2003122335
Authority: DE
Inventors: Paul WÖLLHAF
Original assignee: ZF Lenksysteme GmbH
Current assignee: Robert Bosch Automotive Steering GmbH
Priority date: 2003-05-17
Filing date: 2003-05-17
Publication date: 2004-12-02

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Zugmittelgetriebe 1 zur formschlüssigen Umsetzung einer in beiden Drehrichtungen begrenzten Rotationsbewegung einer Antriebswelle 2 auf eine Abtriebswelle 3, wobei ein Zugmittel 4 mit seinen beiden Enden 5, 5' an der Antriebswelle 2 so festgelegt ist, dass bei Rotation der Antriebswelle 2 das Zugmittel 4 an einem Ende 5 aufgewickelt und an seinem anderen Ende 5' abgewickelt wird. Die Antriebswelle 2 kann zu der Abtriebswelle 3 in einem variablen Winkel alpha von etwa 0-90 DEG stehen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Zugmittelgetriebe zur formschlüssigen oder reibschlüssigen Umsetzung einer in beiden Drehrichtungen einer Antriebswelle begrenzten Rotationsbewegung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die DE 197 23 812 C1 beschreibt ein Zugmittelgetriebe zum Umsetzen einer in beiden Richtungen begrenzten schnellen antriebsseitigen Rotationsbewegung einer Antriebswelle in eine langsame Rotationsbewegung einer Abtriebswelle, wobei ein Zugmittel in Form eines Seiles mit seinen beiden Enden an einer als Antriebswelle wirkenden Einrichtung festgelegt ist. Das Seil ist um eine Antriebswelle eines Antriebsmotors gewickelt und über eine Seilspanneinrichtung gespannt.

Das Zugmittelgetriebe ist lediglich bei paralleler oder annähernd paralleler Anordnung von Antriebswelle und Abtriebswelle funktionsfähig und ermöglicht zwar eine spielfreie Über- oder Untersetzung, ist aber aufwändig im Aufbau und sein Bauraum ist nicht minimiert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Zugmittelgetriebe zu schaffen, das bei einfachstem Aufbau einen geringen Bauraumbedarf aufweist.

Die Aufgabe wird mit einem Zugmittelgetriebe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Das Zugmittelgetriebe weist einen im Winkel von etwa 0 bis 90° zueinander variable Anordnung von Antriebswelle und Abtriebswelle auf, wobei die Antriebswelle direkt mit dem Zugmittel mit der Abtriebswelle wirkverbunden ist. Auf diese Weise kann ohne aufwändiges Zwischenschalten eines Umlenkgetriebes, Kardangelenkes oder dergleichen zwischen der Artriebs- und Abtriebswelle ein kleinbauendes, einfachst aufgebautes Getriebe dargestellt werden, das unterschiedlichen Einbausituationen gerecht wird und Drehmomente und Drehzahlen überträgt.

Die Antriebs- und die Abtriebswelle kann dabei in einer parallelen bis gekreuzten Anordnung zueinander angeordnet werden. Dadurch lässt sich beispielsweise ein Antriebsmotor der Antriebswelle platzsparend in unmittelbarer Nähe zu der Abtriebswelle anordnen. Bevorzugt sind die beiden Enden des Zugmittels auf der An triebswelle mit axialem Abstand zueinander form- oder kraftschlüssig festgelegt, wobei das Zugmittel an gegenüberliegenden Seiten der Antriebswelle mit seinen Enden an die Antriebswelle geführt ist. Bei einer Rotation der Antriebswelle lässt sich eine Seite des Zugmittels dadurch aufwickeln und die andere Seite abwickeln.

Es kann zweckmäßig sein, die Welle, auf welcher die Enden des Zugmittels festgelegt sind, zwischen den Enden des Zugmittels unter Torsionsspannung zu setzen. Dies kann durch Torsion der Antriebswelle oder durch eine Trennung der betreffenden Welle zwischen den Enden des Zugmittels und ein in die Welle an dieser Stelle eingesetztes Torsionselement erfolgen. Auf diese Weise ist das Zugmittel vorspannbar. Das Zugmittelgetriebe wird dadurch spielfrei.

Der Abstand der Antriebswelle zu der Abtriebswelle kann beliebig sein. Um den Bauraumbedarf des Zugmittelgetriebes zu minimieren, ist der radiale Abstand der Antriebswelle von der Abtriebswelle so gering wie möglich zu wählen.

Die Radien der Antriebswelle und der Abtriebswelle sind in beliebigem Verhältnis zueinander wählbar und werden durch die zulässige Biegelast und den zur Verfügung stehenden Bauraum begrenzt. Um eine variable Übersetzung bei der Rotation der Antriebswelle zu ermöglichen, kann der Radius der Antriebswelle und / oder der Abtriebswelle über den Umfang der Wellen variierend vorgegeben werden. Eine Variation des Radius der Antriebswelle und / oder der Abtriebswelle kann auch über die axiale Länge der Wellen erfolgen.

Das erfindungsgemäße Zugmittelgetriebe lässt sich mit einem Getriebe, welches die Rotationsbewegung der Abtriebswelle in eine translatorische Bewegung umformt, verbinden. Auf diese Weise können zum Beispiel verschiedenste Stellfunktionen in einem Fahrzeug mit dem Zugmittelgetriebe übernommen werden oder das Zugmittelgetriebe als Teil einer Fahrzeug-Lenkeinrichtung verwandt werden.

Das Zugmittelgetriebe kann allgemein zur Darstellung einer konstanten oder nicht konstanten Untersetzung von hin- und hergehenden oder rotierenden Bewegungen angewandt werden. Es eignet sich auch zum Antrieb einer oder mehrerer Spindeln. Es kann auch zweckmäßig sein, die Antriebsfunktion auf die als Abtriebswelle definierte Welle zu übertragen und die Abtriebsfunktion auf die als Antriebswelle definierte Welle zu übertragen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnung gezeigt. In der Zeichnung zeigt:
1 Ein Schnitt durch ein schematisch dargestelltes Zugmittelgetriebe entlang der Längsachse seiner Antriebswelle,
2 eine Draufsicht in Pfeilrichtung 1 auf das Zugmittelgetriebe in 1.
In 1 ist ein Schnitt durch ein Zugmittelgetriebe 1 zur form- oder reibschlüssigen Umsetzung einer in beiden Drehrichtungen einer Antriebswelle 2 begrenzten Rotationsbewegung in eine Rotationsbewegung einer Abtriebswelle 3 des Zugmittelgetriebes 1 entlang der Antriebswelle 2 gezeigt.
Ein Zugmittel 4, das vorzugsweise als Seil, aber auch als Band oder Riemen ausgebildet ist, ist mit seinen beiden Enden 5, 5' an der Antriebswelle 2 formschlüssig festgelegt. Ausgehend von den beiden Enden 5, 5' ist das Zugmittel 4 zunächst jeweils mehrfach in entgegengesetzter Richtung um die Antriebswelle 2 geschlungen. Die beiden Enden 5, 5' des Zugmittels 4 sind mit einem axialen Abstand 6 auf der Antriebswelle 2 festgelegt. Das Zugmittel 4 ist, ausgehend von seinem Ende 5' um die Abtriebswelle 3 geschlungen oder ein- oder mehrfach gewickelt und zu seinem Befestigungsort seines Endes 5 um die Antriebswelle 2 geführt. Bei Rotation der Antriebswelle 2 wickelt sich das Zugmittel 4 an einem Ende weiter um die Antriebswelle 2 auf und an dem anderen Ende ab.
Die Antriebswelle 2 weist zumindest in dem Bereich, in dem das Zugmittel 4 um sie geschlungen ist, einen Radius r₁ auf, der kleiner ist als der Radius r₂ der Abtriebswelle 3 in dem Bereich, in dem das Zugmittel um die Abtriebswelle 3 geschlungen ist. Dadurch ergibt sich eine Übersetzung des Zugmittelgetriebes von
Das Übersetzungsverhältnis des Zugmittelgetriebes 1 kann ins Schnelle oder Langsame in Grenzen, die vom Bauraumbedarf und der zulässigen Biegespannung der Antriebs- und / oder Abtriebswelle und deren Durchbiegung bestimmt sind, gewählt werden. Es kann auch zweckmäßig sein, die Radien der Antriebswelle und der Ab triebswelle gleich groß zu wählen.
Wie 2 in einer Draufsicht in Pfeilrichtung 1 auf das Zugmittelgetriebe 1 in 1 zeigt, kann die Längsachse 8 der Antriebswelle 2 zu der Längsachse 9 der Abtriebswelle 3 einen Winkel α einnehmen, der von 0–90° variabel konstruktiv wählbar ist. Bei allen Winkeln lässt sich das Zugmittel 4 von der Antriebswelle 2 ausgehend um die Abtriebswelle 3 schlingen oder wickeln. Beispielsweise lässt sich so ein Antriebsmotor eng an den Wellen 2, 3 anordnen und ein großes Übersetzungsverhältnis des Zugmittelgetriebes 1 erreichen.
Die Antriebswelle 2 und die Abtriebswelle 3 liegen in dem in 1, 2 gezeigten Ausführungsbeispiel mit einem Winkel α von 90° zueinander und in parallelen Ebenen zueinander. Es kann aber auch zweckmäßig sein, die Antriebswelle 2 und die Antriebswelle 3 in nicht parallel zueinander liegenden Ebenen, schräg und winklig zueinander anzuordnen.
Um das Zugmittelgetriebe 1 spielfrei zu gestalten, ist vorgesehen, die Antriebswelle 2 zwischen den Enden 5, 5' des Zugmittels 4 unter Torsionsspannung in Bezug auf die Enden 5, 5' des Zugmittels 4 zu setzen. Dadurch ist gewährleistet, dass das Zugmittel 4 ständig in gespanntem Zustand um die Wellen 2, 3 geschlungen ist. Dies kann auch durch eine Trennung der Antriebswelle 2 zwischen den Enden 5, 5' des Zugmittels 4 und einem dort eingesetzten Torsionselement erfolgen.
Wie in 1 erkennbar ist, ist der Bauraum des Zugmittelgetriebes 1 durch einen minimierten radialen Abstand 7 der Antriebswelle 2 zur Abtriebswelle 3 verringert. Zudem ist es vorteilhaft, die Radien der Antriebswelle 2 und der Abtriebswelle 3 nur in dem Bereich des Zugmittels 4 in Abhängigkeit von dem gewünschten Übersetzungsverhältnis zu wählen und im Übrigen zu minimieren. Die Enden 5, 5' des Zugmittels 4 lassen sich anstatt an der Antriebswelle 2 auch an der Abtriebswelle 3 festlegen. Prinzipiell kann der radiale Abstand 7 der Antriebswelle 2 und der Abtriebswelle 3 beliebig groß sein.
Um ein variables Übersetzungsverhältnis zu ermöglichen, kann der Radius r₁ der Antriebswelle 2 und / oder der Radius r₂ der Abtriebswelle 3 über den jeweiligen Umfang der betreffenden Welle variabel gestaltet sein.
Es können in dem Zugmittelgetriebe 1 auch mehrere Zugmittel 4 eingesetzt sein, die auch geteilt sein können und sowohl mit einem Ende an der Antriebswelle 2 als auch mit dem andern Ende an der Abtriebswelle 3 festgelegt sein.
BEZUGSZEICHENLISTE

Claims

Zugmittelgetriebe zur Umsetzung einer in beiden Drehrichtungen begrenzten Rotationsbewegung einer Antriebswelle (2) auf eine Abtriebswelle (3), wobei ein Zugmittel (4) mit seinen beiden Enden (5, 5') an der Antriebs- oder Abtriebswelle so festgelegt ist, dass bei Rotation der Antriebswelle (2) das Zugmittel (4) an einem Ende (5) aufgewickelt und an seinem anderen Ende (5') abgewickelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (2) in einem Winkel (α) von etwa 0 bis 90° zu der Abtriebswelle (3) angeordnet ist.
Zugmittelgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Enden (5, 5') des Zugmittels (4) auf der Antriebswelle (2) oder der Abtriebswelle (3) mit axialem Abstand (6) angeordnet sind und die Antriebswelle (2) oder die Abtriebswelle (3) zwischen den Enden (5, 5') so unter Torsionsspannung steht, dass das Zugmittel (4) in dem Zugmittelgetriebe (1) gespannt wird.
Zugmittelgetriebe nach einem der Ansprüche 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (2) oder die Abtriebswelle (3) zwischen den Enden (5, 5') des Zugmittels (4) getrennt ist und ein Torsionselement zwischen den Enden (5, 5') in die Antriebswelle (2) oder die Abtriebswelle (3) eingesetzt ist.
Zugmittelgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (2) mit kleinstmöglichem radialen Abstand (7) zu der Antriebswelle (3) angeordnet ist.
Zugmittelgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Radius (r₁) der Antriebswelle (2) im Bereich des Zugmittels (4) von dem Radius (r₂) der Abtriebswelle (3) verschieden ist.
Zugmittelgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Radius (r₁) der Antriebswelle (2) und / oder der Radius (r₂) der Abtriebswelle (3) über den Umfang der Antriebswelle (2) oder der Abtriebswelle (3) im Bereich des Zugmittels (4) variabel ist.
Zugmittelgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebswelle (3) mit einem Eingangselement eines Getriebes verbunden ist, wobei das Getriebe die Rotationsbewegung der Abtriebswelle (3) in eine translatorische Bewegung eines Getriebeelements umformt.
Zugmittelgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugmittelgetriebe (1) in einem Fahrzeug eingesetzt ist.
Zugmittelgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugmittelgetriebe (1) in einer Fahrzeug-Lenkeinrichtung eingesetzt ist.
Zugmittelgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugmittelgetriebe (1) zum Antrieb einer Spindel eingesetzt ist.
Zugmittelgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugmittelgetriebe (1) so eingesetzt ist, dass die Antriebswelle (2) Abtriebsfunktion hat und die Abtriebswelle (3) Antriebsfunktion hat.