DE19834056A1 - Getriebe - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Treibelement-Anordnung (400) bzw. Stellantrieb zum Betätigen bzw. Einstellen von Mechanikkomponenten mit einem ersten Treibelement (10) und einem zweiten Treibelement (12), wobei das zweite Treibelement (12) vom ersten Treibelement (10) über in Eingriff stehende Bereiche an den jeweiligen Oberflächen der Treibelemente (10, 12) angetrieben wird, wobei die in Eingriff stehenden Bereiche einen Kämmbereich (14) in Form einer nicht geschlossenen Trajektorie auf den in Eingriff stehenden Oberflächen der beiden Treibelemente (10, 12) definieren. Hierbei weisen die kämmenden Oberflächen beider Treibelemente (10, 12) abwechselnd aufeinanderfolgend konvexe und konkave, ineinander übergehende Vertiefungen (16) und Erhöhungen (18) auf, wobei eine Erhöhung (18) des Treibelementes (10, 12) in eine jeweilige Vertiefung (16) des anderen Treibelementes (10, 12) greift, wobei die Erhöhungen (18) und Vertiefungen (16) im Querschnitt jeweils kreisähnlichen Segmenten, ellipsenähnlichen Segmenten oder Bögen mit jeweiligen Radien (F¶RAD¶, E¶RAD¶) entsprechen und wobei ferner die Radien (F¶RAD¶, E¶RAD¶) der Erhöhungen (18) gleich, größer oder kleiner sind als die Radien (F¶RAD¶, E¶RAD¶) der Vertiefungen (16) wenigstens eines Treibelementes (10, 12).
Description
Die Erfindung betrifft ein Getriebe zum Betätigen bzw. Einstellen von Me
chanikkomponenten, insbesondere zum Betätigen bzw. Einstellen von
Scheinwerfer-Mechaniken, Sitz-Mechaniken, Fensterheber-Mechaniken
oder Lenkungs-Verstellmechanismen, insbesondere in der Automobilin
dustrie, mit einem ersten Getriebeteil und einem zweiten Getriebeteil,
wobei das zweite Getriebeteil vom ersten Getriebeteil über in Eingriff ste
hende Bereiche an den jeweiligen Oberflächen der Getriebeteile angetrie
ben wird, wobei die in Eingriff stehenden Bereiche einen Kämmbereich,
insbesondere in Form einer nicht geschlossenen Trajektorie, auf den in
Eingriff stehenden Oberflächen der beiden Getriebeteile definieren.
Aus der DE 85 24 285 U und der EP 0 235 183 B1 ist eine Gelenkverbin
dung bekannt, die aus einem ersten Treib-Element am Ende einer ersten
drehbaren Welle und einem zweiten Treib-Element am Ende einer zweiten
drehbaren Welle besteht, welche Treibelemente verschwenkbar mit
einander in Eingriff stehen derart, daß die Achsen der Wellen gegenein
ander bis zu einem bestimmten Winkel schwenkbar sind, wobei das erste
Treib-Element etwa die Form eines Hohlzylinders aufweist und an der
Innenfläche, parallel zur Achse verlaufende, gleichmäßig am Umfang ver
teilte, abwechselnd konvexe und konkave, ineinander übergehende Ver
tiefungen und Erhöhungen aufweist, und daß das zweite Treib-Element
etwa kugelförmig ausgebildet ist und an seiner Oberfläche abwechselnd
Vertiefungen und Erhöhungen aufweist, die in Längsrichtung entspre
chend einer, die Achse der zweiten Welle enthaltenen Ebene verlaufen
und die in Umfangsrichtung, insbesondere in der Aquatorebene des ku
gelförmigen zweiten Treib-Elementes, einen zur Innenfläche des ersten
Treib-Elementes etwa komplementären Verlauf aufweisen. Bei einer sol
chen Gelenkverbindung ergibt sich durch das vollständige Einsetzen der
TORX®-Kugel in eine etwa gleich große Ausnehmung ein kreisartiger
geschlossener Kämmbereich um die Kugel herum.
Die DE 90 10 606 schlägt eine Einsteckeinrichtung mit einer TORX®-Füh
rungsspitze vor, bei der ein Kämmen der Nordpolhälfte der TORX®-Ku
gel gegeben ist.
Zum Betätigen bzw. Einstellen von Mechanik-Komponenten z. B. in der
Automobilindustrie für z. B. Scheinwerfer, Sitze, Sitzlehnen, Fensterheber,
Lenkungsverstellungen und ähnliches werden Treibelementanordnungen
zur manuellen und/oder motorischen Betätigung benötigt. So ist bei
spielsweise aus der US-Patentschrift 5 365 415 ein Einstellmechanismus
für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer bekannt, bei dem mittels eines
Drehwerkzeuges manuell ein Zahnrad auf einer Welle betätigt wird. Hier
bei kämmen herkömmliche Verzahnungen miteinander, was den Nachteil
hat, daß das Drehwerkzeug und das Zahnrad einen ganz bestimmten fe
sten Winkel zueinander einnehmen müssen, damit das Drehwerkzeug das
Zahnrad drehen kann. Im vorliegenden Beispiel der US 5 365 415 beträgt
dieser Winkel 90 Grad. Dies ist umständlich, zeitaufwendig und benötigt
entsprechend viel Raum.
Aus der GB 2 229 510 A ist ein Getriebesystem für eine Rückenlehnen
verstellung mit einem ersten und einem zweiten Getriebeteil bekannt.
Diese Getriebeteile sind miteinander kämmende Zahnräder mit bogenför
miger Verzahnung. Auch diese Anordnung funktioniert nur dann, wenn die
Getriebeteile in einem genau vorbestimmten Winkel zu einander stehen,
nämlich dann, wenn sie in einer Ebene liegen, da ansonsten die bogen
förmigen Verzahnungen aneinander abrutschen.
Aus der DE 37 27 370 A1 ist eine Vorrichtung zur Umwandlung von Line
arbewegungen in eine davon in der Richtung abweichende, z. B. eine
Drehbewegung, oder umgekehrt bekannt. Hierzu sind mit einer Verzah
nung versehenen Rollkörper vorgesehen, wobei die Verzahnungen der
Rollkörper in entsprechende Verzahnungselemente an Rampenflächen
von relativ zueinander beweglichen Maschinenteilen greifen. Dadurch be
wegen sich die Rollkörper zueinander zwangsysnchron und bewirken eine
störungsfreie und präzise Funktion. Jedoch auch diese ineinander
greifende Verzahnung arbeitet nur bei einem ganz bestimmten Winkel
zwischen Rollkörper und Maschinenteilen.
Aus der US 3 709 005 ist ein Getriebe mit Zahnprofilen mit runden Bogen
spitzen bekannt. Dabei greifen zwei entsprechend ausgebildete Zahnräder
ineinander, wobei wiederum die Zähne aneinander abrutschen, wenn
diese Zahnräder nicht genau in einer Ebene liegen.
Die GB 2 199 633 offenbart ein Getriebe mit einem gezahnten Getrie
beelement, welches in ein weiteres gezahntes Getriebeelement greift. Die
Verzahnung ist mit bogenförmigen Spitzen ausgebildet. Die Getriebeele
mente sind Zahnräder, Zahnstangen oder Schnecken. Bei allen Ausfüh
rungsformen muß jedoch die Verzahnung genau in einer Ebene liegen,
d. h. es müssen die Getriebeelemente eine genau vordefiniert Position
zueinander haben, da sonst die bogenförmigen Zähne aneinander abrut
schen. Dies macht auch dieses System unflexibel und umständlich.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Getriebe der
obengenannten Art zur Verfügung zu stellen, welche die obengenannten
Nachteile beseitigt.
Diese Aufgabe wird durch ein Getriebe der o.g. Art mit den in Anspruch 1
gekennzeichneten Merkmalen gelöst.
Dazu ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß das erste Getriebeteil minde
stens einseitig einer zur Rotationsachse R des ersten Getriebeteils senk
rechten Ebene in einem Kämmabschnitt eine teilkugelähnliche Grundge
stalt aufweist, wobei der kämmenden Oberflächen beider Getriebeteile
abwechselnd aufeinanderfolgende Vertiefungen und Erhöhungen auf
weisen und in den Kämmabschnitt eine Erhöhung des einen Getriebeteils
in eine jeweilige Vertiefung des anderen Getriebeteils eingreift.
Dabei ist vorgesehen, daß das erste Getriebeteil zur Ausbildung einer
Schwenkbarkeit zumindestens in eine Richtung in einem im vorgesehenen
Kämmbereich ausgebildeten Kammabschnitt eine von einem Zylinder
abweichende Grundform aufweist, die in diesem Bereich vorgesehene
phärische Gestaltung kann ein Abschnitt einer Kugel, eines Ellipsoids, ei
nes Torus oder eines anderen stetig oder auch unstetig gekrümmten Kör
pers sein. In diesem Bereich sind die Außenoberfläche bildend abwech
selnd aufeinanderfolgend Vertiefungen und Erhöhungen angeordnet.
Die Gestalt der Vertiefungen und Erhöhungen ist dabei frei wählbar, wenn
gewährleistet ist, daß in dem Kämmbereich jeweils eine Erhöhung eines
Getriebeteils in eine entsprechende Vertiefung des anderen Getriebeteils
eingreift.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß das erste Ge
triebeteil (10) ein Kugelelement (20) ist, wobei die Vertiefungen (16) und
Erhöhungen (18) in Umfangsrichtung verlaufen und wenigstens in einem
vorbestimmten Bereich beidseits einer Aquatorlinie des Kugelelementes
(20) im Querschnitt jeweils kreisähnlichen Segmenten, elipsenähnlichen
Segmenten oder Bögen mit jeweiligen Radien (FRAD, ERAD) entsprechend
und darüber hinaus als Flankenlinien in Richtung von Polkappen des Ku
gelelementes (20) verlaufen.
Dies hat den Vorteil, daß der Winkel zwischen den Getriebeteilen in weiten
Bereichen sogar während des Antriebes variiert werden kann, ohne daß
ein wirksamer Eingriff zwischen den beiden Getriebeteilen zum
Kraftübertragen verloren geht. Mit anderen Worten ist aufgrund der erfin
dungsgemäßen Ausgestaltung eine dreidimensionale Verschwenkbarkeit
zwischen dem ersten und dem zweiten Getriebeteil gegeben.
Vorzugsweise Weitergestaltungen der Vorrichtung sind in den Unteran
sprüchen beschrieben.
So ergibt sich eine besonders einfache und wirkungsvolle Anordnung,
wenn das erste Getriebeteil ein Kugeltreibelement ist, wobei die Vertie
fungen und Erhöhungen in Umfangsrichtung verlaufen und wenigstens in
einem vorbestimmten Bereich beidseits einer Aquatorlinie der Kugel im
Querschnitt jeweils Kreissegmenten mit jeweiligen Radien entsprechen
und darüber hinaus als Stege in Richtung von Polkappen der Kugel ver
laufen.
Eine einfache und kostengünstige Herstellung eines erfindungsgemäßen
Getriebes ergibt sich dadurch, daß die Vertiefungen und Erhöhungen auf
dem zweiten Getriebeteil wenigstens in einem vorbestimmten Bereich
eines Kämmbereichs mit dem ersten Getriebeteil im Querschnitt jeweils
Kreissegmenten mit jeweiligen Radien entsprechen und darüber hinaus
als Flankenlinien weiter verlaufen.
Eine besonders wirkungsvolle Kraftübertragung ergibt sich dadurch, daß
die Profile der Erhöhungen und Vertiefungen der beiden Getriebeteile we
nigstens im Kämmbereich zueinander kongruent ausgebildet sind.
Unter Kämmbereich ist hier der Teil- oder Kämmkreis bzw. der Wälzkreis
zu verstehen.
In vorteilhafter Weise ist das erste Getriebeteil an wenigstens einem Ende,
vorzugsweise an beiden Enden einer Ankerwelle eines Antriebsmotors,
insbesondere eines Elektromotors, angeordnet.
In besonders vorteilhafter Weise ist das zweite Getriebeteil eine Zahn
stange oder ein Zahnrad, wobei bevorzugt das Zahnrad einen Zahnkranz
aufweist, wobei die Erhöhungen und Vertiefungen außen und/oder innen
am Zahnkranz zum Eingriff des ersten Getriebeteiles angeordnet sind.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist das zweite Getriebeteil ein
Kegelrad, wobei bevorzugt die Erhöhungen und Vertiefungen zum Eingriff
des ersten Getriebeteiles auf dem Kegelrad wenigstens im Kämmbereich
mit dem ersten Getriebeteil im Querschnitt jeweils Kreissegmenten mit
jeweiligen Radien entsprechen und darüber hinaus als Flankenlinien
weiter verlaufen. Dabei ist es besonders bevorzugt daß der Radius der
Erhöhungen am Kegelrad, ausgehend vom Kämmkreis (Teilkreis) im Ra
dialstrahl in beide Radialstrahlrichtungen gleich groß bleibt oder alternativ
vom Kämmkreis nach innen kleiner werden kann oder daß der Radius der
Vertiefungen am Kegelrad ausgehend vom Kämmkreis (Teilkreis) auf dem
Radialstrahl nach außen des Kegelrades größer und nach innen kleiner
wird.
Der Kämmkreis-Umfang (Teilkreis-Umfang) eines z. B. Kegelrades mit
TORX®-Radialstrahlen mit einer kämmenden TORX®-Kugel ist bei
spielsweise wie folgt zu definieren:
Die TORX®-Kugel ist gebildet aus
je 6 TORX®-Kreissegmenten ERAD + FRAD,
somit kann der Kämmkreis-Umfang KU (Teilkreis-Umfang) des TORX®-Kegelrades nach folgender Formel definiert werden:
Die TORX®-Kugel ist gebildet aus
je 6 TORX®-Kreissegmenten ERAD + FRAD,
somit kann der Kämmkreis-Umfang KU (Teilkreis-Umfang) des TORX®-Kegelrades nach folgender Formel definiert werden:
KU = 6.(ERAD + FRAD)
oder größer 6.TORX®-Kreissegmenten (ERAD + FRAD) = KXU
KXU = < 6.(ERAD + FRAD).
Alternativ ist in besonders bevorzugter Weise der Radius einer Erhöhung
des ersten Getriebeteiles bzw. einer Vertiefung des zweiten Getriebeteiles
FRAD und der Radius einer Vertiefung des ersten Getriebeteiles bzw. einer
Erhöhung des zweiten Getriebeteiles ERAD und es ergibt sich ein
Kämmkreis- bzw. Teilkreis-Umfang KU gemäß der Formel:
KU = 6.(ERAD + FRAD)
oder größer 6.KU = KXU
KXU = < 6.(ERAD + FRAD).
Für einen besonders kompakten und einbaufreundlichen Aufbau der An
ordnung, wobei gleichzeitig ohne zusätzliche Mittel in jeder Stellung eine
Sperre gegen ein Verdrehen der Anordnung durch Krafteinwirkung auf das
angetriebene Getriebeteil vorhanden ist, ist es vorgesehen, daß das erste
und das zweite Getriebeteil jeweils ein Zahnrad ist, wobei an einem Zahn
rad die Erhöhungen und Vertiefungen ein Innenprofil und beim entspre
chend anderen Zahnrad die Erhöhungen und Vertiefungen ein Außenprofil
bilden und wobei ferner-die Zahnräder unterschiedliche Radien aufweisen,
so daß das eine Zahnrad mit seinem Außenprofil in das Innenprofil des
anderen Zahnrades greift. Eine derartige Anordnung ist besonders für den
Einsatz bei Sitzlehnenverstellungen in Kraftfahrzeugen geeignet.
In besonders vorteilhafter Weise hat dabei das äußere Zahnrad einen Ra
dius von 35 mm oder 45 mm und das innere Zahnrad einen Radradius von
33 mm oder 43 mm.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform ist das zweite
Getriebeteil ein Schneckenrad.
Nachstehend wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen
näher erläutert. Diese zeigen in
Fig. 1 im Querschnitt eine bevorzugte Ausführungsform eines erfin
dungsgemäßen Getriebeteiles,
Fig. 2 eine Schnittansicht einer ersten bevorzugten Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Getriebes,
Fig. 3 eine seitliche Ansicht der ersten bevorzugten Ausführungs
form einer erfindungsgemäßen Getriebes von Fig. 2,
Fig. 4 eine Teilaufsicht auf eine zweite bevorzugte Ausführungsform eines
erfindungsgemäßen Getriebes,
Fig. 5 eine seitliche Teilschnittansicht der zweiten bevorzugten Ausführungs
form eines erfindungsgemäßen Getriebes von Fig. 4,
Fig. 6 eine Schnittansicht einer dritten bevorzugten Ausführungsform eines er
findungsgemäßen Getriebes
Fig. 7 eine Aufsicht auf eine vierte bevorzugte Ausführungsform eines erfin
dungsgemäßen Getriebes,
Fig. 8 eine seitliche Teilschnittansicht auf die vierte bevorzugte Ausführungs
form eines erfindungsgemäßen Getriebes von Fig. 7,
Fig. 9 eine schematische Darstellung der Anwendung der vierten bevorzugten
Ausführungsform des erfindungsgemäßen Getriebes von Fig. 7,
Fig. 10A und 10B seitliche Ansichten bevorzugter Ausführungsformen für eine
Antriebswelle für ein erfindungsgemäßes Getriebe.
Fig. 11A und 11B Ansichten einer weiteren bevorzugten Ausführungsform eines
Getriebes mit einem Kegelrad und einer Antriebskugel mit einem Keil
wellenprofil für einen Raumwinkelantrieb, und
Fig. 12 Ansichten einer weiteren bevorzugten Ausführungsform eines Getriebes
mit einem Zahnrad und einer Antriebskugel mit einem Keilwellenprofil für
einen Raumwinkelantrieb.
Fig. 1 zeigt beispielhaft einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen
ersten Getriebeteiles 10 mit einem Außenprofil zum Eingreifen in ein ent
sprechendes Profil eines zweiten Getriebeteiles. Hierbei folgen konvexe
und konkave Erhöhungen 18 und Vertiefungen 16 stetig aufeinander. Die
Erhöhungen 18 entsprechen dabei im Querschnitt einem Kreisbogen mit
dem Radius FRAD und die Vertiefungen 16 entsprechen im Querschnitt
einem Kreisbogen mit dem Radius ERAD. Der Abstand der höchsten
Punkte zweier gegenüberliegender Erhöhungen 18 ist mit A und der Ab
stand der tiefsten Punkte zweier gegenüberliegender Vertiefungen 16 ist
mit B bezeichnet. Das besondere an diesem Querschnitt liegt darin, daß
im Querschnitt die Außenflächen kantenfreie Oberflächen mit vorbe
stimmten Radien bilden, wobei bevorzugt der Radius FRAD kleiner ist als
der Radius ERAD. Diese Geometrie wird auch als TORX®-Geometrie be
zeichnet, wobei die TORX®-Radien als sogenannte ablaufende Radien zu
verstehen sind.
Fig. 2 und 3 zeigen eine erste bevorzugte Ausführungsform einer erfin
dungsgemäßen Getriebes 100. Das erste Getriebeteil 10 ist hierbei eine
TORX®-Kugel 20 und das zweite Getriebeteil 12 ist eine Zahnstange 26.
Die Zahnstange 26 weist bevorzugt ebenfalls eine TORX®-Geometrie auf,
jedoch ist es auch möglich, die Radien ERAD und FRAD entlang der Zahn
stange 26 zu variieren, wie dies am in der Fig. 2 linken Ende der Zahn
stange 26 in den Vertiefungen 16A angedeutet ist. Wie aus den Fig. 2
und 3 ersichtlich, treibt die Kugel 20 die Zahnstange 26 derart an, daß sich
letztere entsprechend der Drehung der Kugel 20 in die mit Pfeil 42 ange
deuteten Richtungen hin- und herbewegt. Auf diese Weise ist ein Stell- oder
Betätigungsmechanismus, beispielsweise zum Einstellen eines
Kraftfahrzeugscheinwerfers betreibbar.
Fig. 4 und 5 zeigen eine zweite vorteilhafte Ausführungsform eines erfin
dungsgemäßen Getriebes 200. Hierbei ist das erste Getriebeteil 10 wieder
eine Kugel 20, jedoch ist das zweite Getriebeteil 12 ein Zahnrad 28 mit
Innen- oder Außentrieb. An einem Zahnkranz 30 sind sowohl innen als
auch außen Erhöhungen 18 und Vertiefungen 16 zum Eingriff des Profils
der Kugel 20 vorgesehen. Wiederum treibt die Kugel 20 auf der Welle 38
das zweite Getriebeteil 12, nämlich das Zahnrad 28 an. Wie insbesondere
aus Fig. 5 ersichtlich, ist dieser Antrieb auch für einen größeren dreidi
mensionalen Schwenkbereich 40 der Welle 38 gewährleistet. Obwohl in
der Fig. 5 der Schwenkbereich 40 nur zweidimensional angedeutet ist,
versteht es sich, daß die Welle 38 auch aus der Blattebene heraus
schwenkbar ist. Mit 16A sind wieder Bereiche alternativer Radien für die
Vertiefungen 16 angedeutet. Bei der Vertiefung 16B ist beispielsweise der
veränderte Radius größer als der übliche Radius ERAD.
Fig. 6 zeigt im Schnitt ein Taumelgetriebe mit der erfindungsgemäßen
Ausbildung des Getriebes 300. Hierbei sind ein Innenzahnrad 34 und ein
Außenzahnrad 36 vorgesehen, die entsprechende, kämmende Erhöhun
gen 18 und Vertiefungen 16 aufweisen. Diese sind mit entsprechenden
Radien ähnlich oder identisch einer TORX®-Geometrie ausgebildet. Die
Dreh- bzw. Mittelpunkte 50 oder 52 der Zahnräder 34 und 36 sind gegen
einander beispielsweise um 2 mm versetzt. Der Radius des Außenrades
36 beträgt jeweils beispielsweise 35 mm oder 45 mm und der Radius des
Innenrades 34 beträgt jeweils beispielsweise 33 mm oder 43 mm.
Die Erhöhungen 18 und Vertiefungen 16 sind, je nach Bedarf, über dem
ganzen Umfang der Zahnräder 34, 36 oder nur in vorbestimmten Krei
ssegmenten angeordnet. Die Radien der Erhöhung 18 und Vertiefungen
16 auf den Kreissegmenten können jeweils für die Erhöhungen 18 bzw.
Vertiefungen 16 gleich oder nicht gleich sein. Ferner sind auch Ellipsen
segmente gleicher oder nicht gleicher Radien möglich.
Dadurch, daß die Radien stetig ineinander übergehen, ist eine Kerbwir
kung wirksam verhindert. Dies gilt für das erfindungsgemäße Getriebe
allgemein.
Eine derartige Anordnung 300 findet beispielsweise in Sitzlehnenverstel
lungen Anwendung, wo es besonders darauf ankommt, daß der Dreh
punkt, um den die Rückenlehne bewegt wird, jederzeit gesperrt ist, damit
die Rückenlehne eine einmal gewählte Stellung ohne zusätzliches Einra
sten von Sperrmitteln beibehält.
Die Fig. 7 und 8 zeigen eine vierte bevorzugte Ausführungsform einer
erfindungsgemäßen Getriebes 400. Hierbei ist das erste Getriebeteil 10
wieder eine Kugel 20 mit TORX®-Geometrie und das zweite Getriebeteil
ist ein Kegelrad 32 mit einer entsprechenden Geometrie zum Eingriff des
Profils der Kugel 20. Das Kegelrad 32 weist entsprechende Erhöhungen
18 und Vertiefungen 16 mit jeweiligen Radien auf. Wie insbesondere aus
Fig. 7 ersichtlich, ist die Kugel 20 gegenüber dem Kegelrad 32 wiederum
um einen vorbestimmten Bereich 40 dreidiemensional verschwenkbar,
ohne den Eingriff zwischen Kugel 20 und Kegelrad 32 zu verlieren.
Obwohl in Fig. 8 der Schwenkbereich 40 der Welle 38 nur zweidimensio
nal angedeutet ist, versteht es sich, daß die Welle 38 auch aus der Blat
tebene heraus schwenkbar ist.
Eine Linie 14 bezeichnet schematisch einen Kämmbereich bzw. Teilkreis
zwischen der Kugel-Geometrie und der Kegelrad-Geometrie. In wenig
stens einem vorbestimmten Bereich um diese Linie 14 herum sind die
TORX®-Radien ERAD und FRAD definiert zur Größe der TORX®-Kugel-Ra
dien am Kugeläquator ausgebildet.
Beispielsweise bleibt der TORX®-Radius ERAD der konvexen Erhöhungen
18 im Radialstrahl des Kegelrades 32 gleich groß. Alternativ kann vorge
sehen sein, daß der Radius ERAD vom Kämmbereich bzw. Teilkreis zum
Radialmittelpunkt hin kleiner wird. Der TORX®-Radius FRAD der konkaven
Vertiefungen 16 kann sich im Radialstrahl verändern und wird beispiels
weise größer, je weiter man sich vom Radialmittelpunkt entfernt. Im Er
gebnis ist in bevorzugterweise nur im Kämmbereich um die Kämmlinie 14
herum eine TORX®-Geometrie vorhanden. Im weiteren Verlauf sind dann
die Erhöhungen 18 und Vertiefungen 16 beidseitig von der Kämmlinie 14
weg nur mehr Flankenlinien.
Fig. 9 zeigt eine bevorzugte Anwendung eines erfindungsgemäßen Ge
triebes 400. Hierbei ist an einer Ankerwelle 22 eines Antriebsmotors 24
ein- oder beidseitig eine TORX®-Kugel 20 angeordnet. Diese treibt ein
TORX®-geometrisches Kegelrad 32 an, welches wiederum eine Welle 38
mit entsprechend ausgebildeten Enden aufweisen kann. Die Kraftüber
tragung bleibt auch bei einer Verschwenkung von Motor 24 zu Welle 38
innerhalb eines dreidimensionalen Schwenkbereiches 40 erhalten.
Wie in Fig. 10A und 10B dargestellt, können die Enden der Ankerwelle 22
neben der TORX®-Kugel 20 auch einen zylindrischen Außen-TORX® 48
oder einen zylindrischen Innen-TORX®-Kopf 46 oder eine entsprechende
Kombination dieser alternativ einer Kugel an verschiedenen Enden auf
weisen.
Wie in Fig. 11A und 11B dargestellt, kann das Getriebe aus einem ersten
Getriebeteil 10 als Keilwellenkugel 54 mit einem Keilprofil 56 und einem
Kugelrad 58 mit einem entsprechenden Keilprofil 60 bestehen. Das Ge
triebeteil 10 weist dabei zumindest unterhalb oder oberhalb eine Ebene E,
die senkrecht zur Rotationsachse R des Getriebeteils 10 steht eine kuge
lähnliche Grundgestalt auf. Im Ausführungsbeispiel ist eine Vollkugel dar
gestellt, jedoch würde eine Teilkugel ausreichen, wobei hier auch eine
andere Krümmung vorgesehen werden kann. Auf der Oberfläche ist als
Erhöhungen und Vertiefungen ein Keilprofil 56 ausgebildet, das in das
Keilprofil 60 des Kegelrades 58 eingreift. Bei dieser Kombination ergibt sich die Ver
schwenkbarkeit um den Raumwinkel Alpha.
Bei der in Fig. 12 dargestellten Ausführungsform kämmt die in einer seitlichen An
sicht und in zwei Schnitten dargestellte Keilwellenkugel 62 über das Keilprofil 64 mit
einem Keilprofil 68 eines Zahnrades 66, so daß sich auch hier eine Verschwenkbar
keit um einen Raumwinkel Alpha ergibt. Wie sich aus der Darstellung des Ausfüh
rungsbeispieles ergibt, sind die Erhöhungen auf der Keilwellenkugel 62 etwa kon
stant ausgebildet und werden zu den Polen hin schmäler, während die Vertiefungen
mit zunehmendem Abstand zur Ebene E gleichbleibend oder breiter werden.
100
,
200
300
,
400
Getriebe
10
erstes Getriebeteil
12
zweites Getriebeteil
14
Kämmbereich, Teil-, Kämm- oder Wälzkreis
16
,
16
A, B Vertiefungen
18
Erhöhungen
20
Kugeltreibelement
22
Ankerwelle
24
Antriebsmotor
26
Zahnstange
28
Zahnrad
30
Zahnkranz
32
Kegelrad
34
Zahnrad (innen)
36
Zahnrad (außen)
38
Welle
40
Schwenkbereich
42
Vorschubbereich der Zahnstange
44
Gewinde
46
zylindrischer Innen-TORX
48
zylindrischer Außen-TORX
50
Dreh- bzw. Mittelpunkt des Innenzahnrades
34
52
Dreh- bzw. Mittelpunkt des Außenzahnrades
36
A Abstand zweier gegenüberliegender Erhöhungen
des Kugeltreibelements
B Abstand zweier gegenüberliegender Vertiefungen des Kugeltreibelementes
FRAD
B Abstand zweier gegenüberliegender Vertiefungen des Kugeltreibelementes
FRAD
Radius einer Erhöhung des ersten Treibelementes
bzw. einer Vertiefung des zweiten Treibelementes
ERAD
ERAD
Radius einer Vertiefung des ersten Treibelementes
bzw. einer Erhöhung des zweiten Treibelementes
K Kämmkreisdurchmesser
KU
K Kämmkreisdurchmesser
KU
Kämmkreis-Umfang
KXU
KXU
Kämmkreis-Umfang < 6.(ERAD
+ FRAD
)
54
Keilwellenkugel
55
Keilprofil
58
Kegelrad
60
Keilprofil
R Rotationsachse
E Ebene
R Rotationsachse
E Ebene
62
Keilwellenkugel
64
Keilprofil
66
Zahnrad
67
Keilprofil
Alpha Raumwinkel
Alpha Raumwinkel
Claims (21)
1. Getriebe (100, 200, 400) zum Betätigen bzw. Einstellen von Mecha
nikkomponenten, insbesondere zum Betätigen bzw. Einstellen von
Scheinwerfer-Mechaniken, Sitz-Mechaniken, Fensterheber-Me
chaniken oder Lenkungs-Verstellmechanismen, insbesondere in der
Automobilindustrie, mit einem ersten Getriebeteil (10) und einem
zweiten Getriebeteil (12), wobei das zweite Getriebeteil (12) vom
ersten Getriebeteil (10) über in Eingriff stehende Bereiche an den
jeweiligen Oberflächen der Getriebeteil (10, 12) angetrieben wird,
wobei die in Eingriff stehenden Bereiche einen Kämmbereich (14)
auf den in Eingriff stehenden Oberflächen der beiden Getriebeteile
(10, 12) definieren,
dadurch gekennzeichnet,
daß das erste Getriebeteil (10) mindestens einseitig einer zur Rota
tionsachse (R) des ersten Getriebeteils (10) senkrechten Ebene (E)
in einem Kämmabschnitt eine teilkugelähnliche Grundgestalt auf
weist, wobei die kämmenden Oberflächen beider Getriebeteile (10),
(12) abwechselnd aufeinanderfolgende Vertiefungen (16) und Er
höhungen (18) aufweisen und in den Kämmabschnitt eine Erhö
hung des einen Getriebeteils (10, 12) in eine jeweilige Vertiefung
des anderen Getriebeteils (10, 12) eingreift.
2. Getriebe nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das erste Getriebeteil (10) beiderseitig der zur Rotationsachse
(R) des ersten Getriebeteils (10) senkrechten Ebene (E) eine teilku
gelähnliche Grundgestalt aufweist.
3. Getriebe nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die teilkugelartige Grundgestalt durch mindestens einen Teil
einer Kugel, eines Elipsoides oder dgl. gebildet wird.
4. Getriebe nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis
3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Erhöhungen (18) und Vertiefungen (16) des ersten
und/oder zweiten Getriebeteils (10, 12) die Form einer Keilverzah
nung, einer Evolventenverzahnung, einer Treibstockverzahnung
oder dgl. aufweisen.
5. Getriebe nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis
4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Übergänge der Erhöhungen (18) und Vertiefungen (16) ei
nes Getriebeteils (10, 12) stetig verlaufen.
6. Getriebe nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis
5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Erhöhungen (18) und Vertiefungen (16) im Querschnitt je
weils Kreissegmenten mit jeweiligen Radien (FRAD, ERAD) entspre
chen und daß die Radien (FRAD, ERAD) der Erhöhungen (18) gleich,
größer oder kleiner sind als die Radien (FRAD, ERAD) der Vertiefun
gen (16) wenigstens eines Getriebeteiles (10, 12).
7. Getriebe nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis
6,
dadurch gekennzeichnet,
daß das erste Getriebeteil (10 ein Kugelelement (20) ist, wobei die
Vertiefungen (16) und Erhöhungen (18) in Umfangsrichtung ver
laufen und wenigstens in einem vorbestimmten Bereich beidseits
einer Äquatorlinie des Kugelelementes (20) im Querschnitt jeweils
kreisähnlichen Segmenten, ellipsenähnlichen Segmenten oder Bö
gen mit jeweiligen Radien (FRAD, ERAD) entsprechen und darüber
hinaus als Flankenlinien in Richtung von Polkappen des Kugelele
mentes (20) verlaufen.
8. Getriebe (100, 200, 400) nach wenigstens einem der vorherstehen
den Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Vertiefungen (16) und Erhöhungen (18) auf dem zweiten
Getriebeteil (12) wenigstens in einem vorbestimmten Bereich eines
Kämmbereichs bzw. Teilkreises (14) mit dem ersten Getriebeteil
(10) im Querschnitt jeweils kreisähnlichen Segmenten, elipsenähn
lichen Segmenten oder Bögen mit jeweiligen Radien (FRAD, ERAD)
entsprechen und darüber hinaus als Flankenlinien weiter verlaufen.
9. Getriebe (100, 200, 400) nach wenigstens einem der vorstehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Profile der Erhöhungen (18) und Vertiefungen (16) der bei
den Getriebeteile (10, 12) wenigstens im Kämmbereich bzw. Teil
kreis (14) zueinander kongruent ausgebildet sind.
10. Getriebe (100, 200, 400) nach wenigstens einem der vorstehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das erste Getriebeteil (10) an wenigstens einem Ende, vor
zugsweise an beiden Enden einer Ankerwelle (22) eines Antriebs
motors (24), insbesondere eines Elektromotors, angeordnet ist.
11. Getriebe (100) nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprü
che,
dadurch gekennzeichnet,
daß das zweite Getriebeteil (12) eine Zahnstange (26) ist.
12. Getriebe (200) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß das zweite Getriebeteil (12) ein Zahnrad (28) ist.
13. Getriebe (200) nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Zahnrad (28) einen Zahnkranz (30) aufweist, wobei die
Erhöhungen (18) und Vertiefungen (16) Außen und/oder innen am
Zahnkranz (30) zum Eingriff des ersten Treibelementes (10) ange
ordnet sind.
14. Getriebe (400) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß das zweite Getriebeteil (12) ein Kegelrad (32) ist.
15. Getriebe (400) nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Erhöhungen (18) und Vertiefungen (16) zum Eingriff des
ersten Getriebeteiles (10) auf dem Kegelrad (32) wenigstens im
Kämmbereich bzw. Teilkreis (14) mit dem ersten Treibelement (10)
im Querschnitt jeweils kreisähnlichen Segmenten, ellipsenähnlichen
Segmenten oder Bögen mit jeweiligen Radien (FRAD, ERAD) entspre
chen und darüber hinaus als Flankenlinie weiter verlaufen.
16. Getriebe (400) nach Anspruch 14 oder 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Radius (FRAD) der Erhöhungen (16) am Kegelrad (32) aus
gehend vom Kämmkreis bzw. Teilkreis (14) im Radialstrahl in beide
Radialstrahlrichtungen gleich groß bleibt oder vom Kämmkreis bzw.
Teilkreis (14) nach innen kleiner wird.
17. Getriebe (400) nach Anspruch 14 oder 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Radius (FRAD) der Vertiefungen (16) am Kegelrad (32)
ausgehend vom Kämmkreis bzw. Teilkreis (14) auf dem Radial
strahl nach außen des Kegelrades größer und nach innen kleiner
wird.
18. Getriebe (100, 200, 400) nach wenigstens einem der vorhergehen
den Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der einen Kämmkreis bildende Teilkreis-Umfang K des zweiten
Getriebeteils aus 6 oder mehr TORX®-kreisähnlichen oder ellip
senähnlichen Segmenten ergibt nach der Formel
KU = 6.(ERAD + FRAD)
oder KXU = < 6.(ERAD + FRAD).
KU = 6.(ERAD + FRAD)
oder KXU = < 6.(ERAD + FRAD).
19. Getriebe (100, 200, 400) nach wenigstens einem der vorstehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Radius einer Erhöhung (18) des ersten Getriebeteiles (10)
bzw. einer Vertiefung (16) des zweiten Getriebeteiles (12) FRAD ist
und daß der Radius einer Vertiefung (16) des ersten Getriebeteiles
(10) bzw. eine Erhöhung (18) des zweiten Getriebeteiles (12) ERAD
ist, wobei sich ein Kämmkreis- bzw. Teilkreis-Umfang KU gemäß
der Formel
KU = 6.(ERAD + FRAD)
oder < 6.KU = KXU
KXU = < 6.(ERAD + FRAD)
ergibt.
KU = 6.(ERAD + FRAD)
oder < 6.KU = KXU
KXU = < 6.(ERAD + FRAD)
ergibt.
20. Getriebe nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4 oder 12, 13
dadurch gekennzeichnet,
daß das zweite Getriebeteil ein Schneckenrad ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1998134056 DE19834056A1 (de) | 1998-07-29 | 1998-07-29 | Getriebe |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1998134056 DE19834056A1 (de) | 1998-07-29 | 1998-07-29 | Getriebe |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19834056A1 true DE19834056A1 (de) | 2000-02-03 |
Family
ID=7875647
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1998134056 Ceased DE19834056A1 (de) | 1998-07-29 | 1998-07-29 | Getriebe |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19834056A1 (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE20100476U1 (de) | 2001-01-11 | 2001-05-03 | Mitronic P. Miller GmbH, 82515 Wolfratshausen | Scheinwerfer-Dimm-Antrieb |
DE102006029895A1 (de) * | 2006-06-29 | 2008-01-03 | Wilhelm Karmann Gmbh | Verfahren zur Steuerung eines Cabrioletverdecks |
EP2683965B1 (de) * | 2011-03-07 | 2018-07-25 | CreaTec Fischer & Co. GmbH | Vorrichtung für ein vakuum und zum übertragen oder ermöglichen einer bewegung |
-
1998
- 1998-07-29 DE DE1998134056 patent/DE19834056A1/de not_active Ceased
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE20100476U1 (de) | 2001-01-11 | 2001-05-03 | Mitronic P. Miller GmbH, 82515 Wolfratshausen | Scheinwerfer-Dimm-Antrieb |
DE102006029895A1 (de) * | 2006-06-29 | 2008-01-03 | Wilhelm Karmann Gmbh | Verfahren zur Steuerung eines Cabrioletverdecks |
EP2683965B1 (de) * | 2011-03-07 | 2018-07-25 | CreaTec Fischer & Co. GmbH | Vorrichtung für ein vakuum und zum übertragen oder ermöglichen einer bewegung |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8125 | Change of the main classification |
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