DE19834056A1 - Getriebe - Google Patents

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 (F_RAD, E_RAD) 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 E_RAD + F_RAD,
somit kann der Kämmkreis-Umfang K_U (Teilkreis-Umfang) des TORX®-Kegelrades nach folgender Formel definiert werden:

K_U = 6.(E_RAD + F_RAD)

oder größer 6.TORX®-Kreissegmenten (E_RAD + F_RAD) = K_XU

K_XU = < 6.(E_RAD + F_RAD).

Alternativ ist in besonders bevorzugter Weise der Radius einer Erhöhung des ersten Getriebeteiles bzw. einer Vertiefung des zweiten Getriebeteiles F_RAD und der Radius einer Vertiefung des ersten Getriebeteiles bzw. einer Erhöhung des zweiten Getriebeteiles E_RAD und es ergibt sich ein Kämmkreis- bzw. Teilkreis-Umfang K_U gemäß der Formel:

K_U = 6.(E_RAD + F_RAD)

oder größer 6.K_U = K_XU

K_XU = < 6.(E_RAD + F_RAD).

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 F_RAD und die Vertiefungen 16 entsprechen im Querschnitt einem Kreisbogen mit dem Radius E_RAD. 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 F_RAD kleiner ist als der Radius E_RAD. 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 E_RAD und F_RAD 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 E_RAD.

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 E_RAD und F_RAD definiert zur Größe der TORX®-Kugel-Ra­ dien am Kugeläquator ausgebildet.

Beispielsweise bleibt der TORX®-Radius E_RAD der konvexen Erhöhungen 18 im Radialstrahl des Kegelrades 32 gleich groß. Alternativ kann vorge­ sehen sein, daß der Radius E_RAD vom Kämmbereich bzw. Teilkreis zum Radialmittelpunkt hin kleiner wird. Der TORX®-Radius F_RAD 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.

Bezugszeichenliste

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
F_RAD

Radius einer Erhöhung des ersten Treibelementes bzw. einer Vertiefung des zweiten Treibelementes
E_RAD

Radius einer Vertiefung des ersten Treibelementes bzw. einer Erhöhung des zweiten Treibelementes
K Kämmkreisdurchmesser
K_U

Kämmkreis-Umfang
K_XU

Kämmkreis-Umfang < 6.(E_RAD

+ F_RAD

)

54

Keilwellenkugel

55

Keilprofil

58

Kegelrad

60

Keilprofil
R Rotationsachse
E Ebene

62

Keilwellenkugel

64

Keilprofil

66

Zahnrad

67

Keilprofil
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 (F_RAD, E_RAD) entspre­ chen und daß die Radien (F_RAD, E_RAD) der Erhöhungen (18) gleich, größer oder kleiner sind als die Radien (F_RAD, E_RAD) 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 (F_RAD, E_RAD) 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 (F_RAD, E_RAD) 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 (F_RAD, E_RAD) entspre­ chen und darüber hinaus als Flankenlinie weiter verlaufen.

16. Getriebe (400) nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Radius (F_RAD) 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 (F_RAD) 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
K_U = 6.(E_RAD + F_RAD)
oder K_XU = < 6.(E_RAD + F_RAD).

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) F_RAD ist und daß der Radius einer Vertiefung (16) des ersten Getriebeteiles (10) bzw. eine Erhöhung (18) des zweiten Getriebeteiles (12) E_RAD ist, wobei sich ein Kämmkreis- bzw. Teilkreis-Umfang K_U gemäß der Formel
K_U = 6.(E_RAD + F_RAD)
oder < 6.K_U = K_XU
K_XU = < 6.(E_RAD + F_RAD)
ergibt.

20. Getriebe nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4 oder 12, 13 dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Getriebeteil ein Schneckenrad ist.