DE19848883A1

DE19848883A1 - Antriebsritzel für den Eingriff in ein spiralförmig gewendetels Antriebskabel

Info

Publication number: DE19848883A1
Application number: DE1998148883
Authority: DE
Inventors: Bernhard Meier; Thomas Kraus; Stephan Oberle
Original assignee: Webasto Karosseriesysteme GmbH
Current assignee: Webasto Karosseriesysteme GmbH
Priority date: 1998-10-23
Filing date: 1998-10-23
Publication date: 2000-05-11

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Antriebsritzel (5) für den Eingriff in ein spiralförmig gewendeltes Antriebskabel (6), insbesondere für den Antrieb eines bewegbaren Fahrzeugteiles. Für eine deutliche Geräusch- und Verschleißminderung ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß das Verzahnungsprofil des Antriebsritzels (5) im Flankenbereich (5B) im Kontaktbereich (5C) zur Verzahnung (9) des Antriebskabels (6) einen Profilwinkel (beta¶1¶) von weniger als 5 DEG aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Antriebsritzel für den Eingriff in ein spiralförmig gewendeltes Antriebskabel, insbesondere für den Antrieb eines bewegbaren Fahrzeugdachteiles.

Aus der DE-AS 12 45 794 ist ein Antriebsritzel für ein Schiebefenster eines Kraftfahrzeuges gezeigt, das mit einem spiralförmig gewendelten Antriebskabel im Eingriff steht. Die Antriebsritzel für öffnungsfähige Fahrzeugdachteile weisen bisher eine in Fig. 3 dargestellte gewöhnliche Evolventenverzahnung auf. Beim Eingriff eines derartigen Antriebsritzels in ein spiralförmig gewendeltes Antriebskabel entstehen unangenehme laute Geräusche. Der Bewegungsablauf ist nicht konstant, eine schlechte Profilüberdeckung, hohe Radialkräfte und ein erhöhter Verschleiß sowie eine erhöhte Toleranzempfindlichkeit der Verzahnungspaarung sind weitere negative Begleiterscheinung neben der unerwünschten Geräuschbildung.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Antriebsritzel bzw. eine Verzahnungsgeometrie für einen Eingriff eines Antriebsritzels in ein spiralförmig gewendeltes Antriebskabel zu schaffen, mittels dem ein verschleißärmerer ruhiger Antrieb erreicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Während bei der bisher üblichen Evolventenverzahnung (Fig. 3) im Kontaktpunkt 15C der Zahnflanken 15B des Antriebsritzel 15 ein Flankenwinkel β₂ von etwa 20° üblich war, zeichnet sich die vorliegende Erfindung dadurch aus, daß das Verzahnungsprofils des Antriebsritzels im Flankenbereich im Kontaktbereich zur Verzahnung des Antriebskabels einen Profilwinkel β₁ von weniger als 5° aufweist.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Antriebsritzels wird ein optimales Abrollverhalten gegenüber dem Profil des Antriebskabels erreicht. Die erreichbare Geräuschreduzierung beträgt im Durchschnitt etwa dB5 (A).

Die bisherige Profilüberdeckung von etwa 0,85 erhöht sich bei mittlerem Achsabstand bei der erfindungsgemäßen Verzahnung auf etwa 1,4, wodurch ein wesentlich konstanterer Bewegungsablauf erreicht wird. Durch den kleineren Profilwinkel von weniger als 5° gegenüber bisher etwa 20° im Kontaktpunkt treten auch erheblich kleinere Radialkräfte auf, die bei der bisherigen Verzahnung etwa 35% der Umfangskraft betrugen und bei der erfindungsgemäßen Verzahnung auf weniger als 9% zurückgehen. Dadurch ergibt sich ein deutlich geringerer Verschleiß in der Kabelführung und ein geräuschreduzierter Lauf. Durch weitere Modifikationen des Verzahnungsprofils im Kopf- und Fußbereich, ergeben sich auch bei verschiedenen Achsabständen des Antriebskabel optimale Abrollverhältnisse, so daß das System deutlich Toleranz unempfindlicher wird.

Vorteilhaft ist es dabei, wenn die Zähne des Antriebsritzels im Kopfbereich annähernd rechteckig ausgebildet sind. An den Übergängen vom Kopfbereich der Zähne des Antriebsritzels in dem Flankenbereich ist vorzugsweise ein Radius vorhanden, der etwa einem Viertel bis zu einem Sechstel, vorzugsweise etwa einem Fünftel der Zahnkopfbreite im Wälzkreis entspricht.

Die Breite einer Zahnlücke des Antriebsritzels beträgt im Wälzkreis das 1,15 bis 1,20fache insbesondere etwa das 1,17fache der Breite eines Zahnkopfes.

Eine bevorzugte Verzahnungsgeometrie mit einem Antriebsritzel für den Eingriff in ein spiralförmig gewendeltes Antriebskabel sieht vor, daß die Verzahnung der Antriebskabel im Kopfbereich im Querschnitt kreisabschnittsförmig ausgebildet ist. Dabei umfaßt der Kreisabschnitt vorzugsweise einen Zentralwinkel von etwa 270°.

Die Zähnezahl eines erfindungsgemäßen Antriebsritzels für eine Verwendung bei einem Antrieb eines öffnungsfähigen Fahrzeugdachteils (Deckel eines Schiebedaches) beträgt vorzugsweise 20).

Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 Einen schematischen Teilschnitt durch den vorderen Bereich eines Fahrzeugdaches,

Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt einer erfindungsgemäßen Verzahnungs geometrie mit einem erfindungsgemäßen Antriebsritzel und

Fig. 3 eine Darstellung ähnlich der Fig. 2 zur Verdeutlichung einer herkömmlichen, dem bisherigen Stand der Technik entsprechenden Verzahnung.

In Fig. 1 ist schematisch der vordere Teil eines öffnungsfähigen Fahrzeugdachteils, wie beispielsweise eines Deckels eines Schiebehebedachs in geschlossener Position dargestellt. Das Fahrzeugdachteil 1 stößt dabei mit einer nicht näher bezeichneten Dichtung an eine Abkantung eines festen Fahrzeugdaches 2 an, unterhalb dem im Randbereich zur Dachöffnung, die vom Fahrzeugdachteil 1 abgedeckt wird, sich ein Rahmen 3 erstreckt. Am Rahmen 3 ist die Bewegungsmechanik des Fahrzeugdachteils 1 gelagert. Der Rahmen 3 dient ferner zur Lagerung eines elektrischen Antriebsmotors 4, welcher über ein Antriebsritzel 5 mit zwei Antriebskabeln 6 bzw. 7 im Eingriff steht, welche in Führungen am Rahmen 3 geführt sind und für eine zug- und druckfeste Verbindung zur nicht dargestellten Mechanik des Fahrzeugdachteils 1 sorgen.

In Fig. 2 ist die Verzahnungsgeometrie eines solchen Antriebskabels 6 und des damit im Eingriff stehenden Antriebsritzels 5 vergrößert dargestellt. Die Verzahnung des Antriebsritzels 5 ist in einem Kopfbereich 5A im wesentlichen rechteckig ausgebildet. Am Übergang zum Flankenbereich 5B, der mit dem Kopfbereich 5A im wesentlich einen rechten Winkel bildet, ist ein Radius 5R vorgesehen, der etwa einem Viertel bis einem Sechstel, vorzugsweise etwa einem Fünftel der Zahnkopfbreite B, gemessen im Wälzkreis 8 des Antriebsritzels 5, entspricht.

Verglichen zur Breite B eines Zahnkopfes 5A beträgt die Breite L einer Zahnlücke 5L des Antriebsritzels 5 im Wälzkreis 8 etwa das 1,15 bis 1,20fache, insbesondere etwa das 1,17fache der Breite B eines Zahnkopfes 5A.

Die Verzahnungsgeometrie als Paarung zwischen einem Antriebsritzel 5 und einem spiralförmig gewendelten Antriebskabel 6 bzw. 7 ist optimal ausgebildet, wenn die Verzahnung 9 der Antriebskabel 6 bzw. 7 in deren Kopfbereich im Querschnitt kreisabschnittsförmig ausgebildet ist. Dabei beträgt ein Zentralwinkel α des Kreisabschnitts etwa 270°, mit einer Abweichung von etwa 40° nach oben oder unten. Für optimale Wälzverhältnisse in Verbindung mit einem für öffnungsfähige Fahrzeugdächer üblichen spiralförmig gewendelten Antriebskabels 6 bzw. 7, hat es sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn die Zähnezahl des Antriebsritzels 5 exakt 20 beträgt.

Der Profilwinkel β₁, gebildet von Tangenten an das Verzahnungsprofil des Antriebsritzels 5 bzw. des Antriebskabels 6 im Kontaktpunkt 5C beträgt bei der erfindungsgemäßen Verzahnung gern. Fig. 2 etwa 5° oder auch weniger.

Im Vergleich dazu, ist in Fig. 3 eine bisher übliche Verzahnungsgeometrie mit einem Ritzel 15 mit einer typischen Evolventen-Verzahnung dargestellt, bei dem Kopfbereich 15A und Flankenbereich 15B derart ausgebildet sind, daß sich beim Eingriff in ein Antriebskabel 16, das in seiner Geometrie identisch mit dem Antriebskabel 6 gem. Fig. 2 sein kann, im Kontaktpunkt 15C ein Flankenwinkel 2 β₂ ergibt, der etwa 20° beträgt. Die aufgrund des größeren Profilwinkels wesentlich erhöhten Radialkräfte wurden bereits eingangs erwähnt.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Antriebsritzels bzw. die erfindungsgemäße Verzahnungsgeometrie als Paarung mit einem entsprechenden Antriebskabel wurde mit relativ einfachen Mitteln, eine deutliche Geräuschreduzierung und eine Reduzierung des Verschleißes erreicht.

Bezugszeichenliste

1

Fahrzeugdachteil (Deckel)

2

(festes Fahrzeugdach)

3

Rahmen

4

Antriebsmotor

5

Antriebsritzel

5

A Kopfbereich der Verzahnung

5

B Flankenbereich

5

C Kontaktbereich

5

R Radius (zwischen

5

A und

5

B)

5

L Zahnlücke

6

Antriebskabel

7

Antriebskabel

8

Wälzkreis (von

5

)

9

Verzahnung von

6

,

7

15

Antriebsritzel (Stand der Technik)

15

A Kopfbereich der Verzahnung

15

B Flankenbereich

15

C Kontaktbereich

16

Antriebskabel
α Zentralwinkel (bei

9

)
β₁

Profilwinkel (

Fig.

2)
β₂

Profilwinkel (

Fig.

3)
B Breite des Zahnkopfes
L Breite einer Zahnlücke

Claims

1. Antriebsritzel (5) für den Eingriff in ein spiralförmig gewendeltes Antriebskabel (6, 7), insbesondere für den Antrieb eines bewegbaren Fahrzeugdachteiles (1), dadurch gekennzeichnet, daß das Verzahnungsprofil des Antriebsritzels (5) im Flankenbereich (5B) im Kontaktbereich (5C) zur Verzahnung (9) des Antriebskabels (6, 7) einen Profilwinkel (β₁) von weniger als 5° aufweist.

2. Antriebsritzel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne des Antriebsritzels (5) im Kopfbereich (5A) annähernd rechteckig ausgebildet sind.

3. Antriebsritzel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne des Antriebsritzels (5) an den Übergängen vom Kopfbereich (5A) in den Flankenbereich (5B) einen Radius (5R) aufweisen, der etwa einem Viertel bis einem Sechstel, vorzugsweise einem Fünftel der Zahnkopfbreite (B) im Wälzkreis (8) entspricht.

4. Antriebsritzel gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite (L) einer Zahnlücke (5L) im Wälzkreis (8) etwas das 1,15 bis 1,20fache, insbesondere etwa das 1,17fache der Breite (B) eines Zahnkopfes (5A) entspricht.

5. Verzahnungsgeometrie mit einem Antriebsritzel gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzahnung (9) der Antriebskabel (6, 7) im Kopfbereich im Querschnitt kreisabschnittsförmig ausgebildet ist.

6. Verzahnungsgeometrie nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kreisabschnitt einen Zentralwinkel (α) von etwa 270° umfaßt.

7. Antriebsritzel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dessen Zähnezahl 20 beträgt.