DE202008000740U1 - Worm gear for adjusting devices in motor vehicles - Google Patents

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Abstract

Schneckengetriebe (1) für Verstelleinrichtungen in Kraftfahrzeugen, mit einem Schneckenrad (5) und mit einer mit dem Schneckenrad (5) kämmenden drehgelagerten Schnecke (2) sowie mit einer die Schnecke (2) lagernden Antriebswelle (6), dadurch gekennzeichnet, dass die Schnecke (2) ein Innengewinde (12) aufweist, in das ein Außengewinde (11) eines Wellenabschnitts (6a) der Antriebswelle (6) eingreift.Worm gear (1) for adjusting devices in motor vehicles, with a worm wheel (5) and with a worm wheel (5) meshing rotatably mounted worm (2) and with a worm (2) overlapping drive shaft (6), characterized in that the worm (2) has an internal thread (12) into which an external thread (11) of a shaft portion (6a) of the drive shaft (6) engages.

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die Erfindung betrifft ein Schneckengetriebe für Verstelleinrichtungen in Kraftfahrzeugen, mit einem Schneckenrad und mit einer mit diesem kämmenden Schnecke sowie mit einer mit dieser verbundenen Antriebswelle. Unter Verstelleinrichtungen werden hierbei insbesondere Fensterheber oder Sitzverstellungen verstanden.The The invention relates to a worm gear for adjusting in motor vehicles, with a worm wheel and with one with this meshing screw and with a drive shaft connected thereto. Under adjusting devices are in particular windows or seat adjustments understood.

Ein Schneckengetriebe für Verstellantriebe in Kraftfahrzeugen ist beispielsweise aus der DE 195 41 118 A1 bekannt. Das Schneckengetriebe ist Bestandteil einer Antriebseinheit mit einem Elektromotor, dessen Ankerwelle in eine Getriebe- oder Schneckenwelle übergeht, die eine ein Schneckenrad antreibende Schnecke trägt. Das Schneckenrad kann dabei mit einem Fensterhebermechanismus verbunden sein, wie dies beispielsweise auch aus der DE 198 54 038 A1 bekannt ist. Die Anwendung eines Schneckengetriebes für eine Sitzverstellung eines Kraftfahrzeugs ist in der DE 38 15 356 A1 erwähnt.A worm gear for adjusting drives in motor vehicles, for example, from DE 195 41 118 A1 known. The worm gear is part of a drive unit with an electric motor whose armature shaft merges into a gear or worm shaft which carries a worm driving a worm. The worm wheel can be connected to a window regulator mechanism, as for example from the DE 198 54 038 A1 is known. The application of a worm gear for a seat adjustment of a motor vehicle is in the DE 38 15 356 A1 mentioned.

Der Einsatz von Schneckengetrieben für derartige Verstelleinrichtungen in Fahrzeugen ist einerseits in der in einem Schritt erzielbaren hohen Untersetzung und andererseits der Möglichkeit der Selbsthemmung des Schneckenbetriebes begründet. Die Selbsthemmung tritt bei geringen Gangzahlen infolge der Gleitreibung zwischen der eingängigen Schnecke und dem üblicherweise schräg verzahnten Schneckenrad auf. Der aufgrund der funktionsbedingten Relativbewegung der Bewegungsflächen der Schnecke und des Schneckenrades relativ niedrige Wirkungsgrad des Schneckengetriebes wird für die Selbsthemmung genutzt, um ein abtriebsseitig über das Schneckenrad auf das Schneckengetriebe wirkendes Drehmoment zu hemmen.Of the Use of worm gears for such adjustment in vehicles, on the one hand, can be achieved in one step high reduction and, on the other hand, the possibility of Self-locking of the screw operation justified. The self-locking occurs at low speeds due to the sliding friction between the catchy snail and the usual helical worm wheel. The due to the functional Relative movement of the movement surfaces of the screw and the Worm wheel relatively low efficiency of the worm gear is used for self-locking, on the output side over the Worm wheel to the worm gear acting torque to inhibit.

Dabei sind die Geometrie und die Abmessungen sowie die Gangzahl der Schnecke und die Zähnezahl des Schneckenrades derart konfiguriert und abgestimmt, dass zwar einerseits ein abtriebsseitiger Momentenrückfluss zuverlässig gehemmt und andererseits ein Lösen und Anlaufen des Schneckengetriebes infolge eines antriebsseitig wirksamen Drehmomentes sichergestellt ist. Eine entsprechende Fertigung eines solchen Schneckengetriebes ist jedoch aufgrund des temperatur- und alters- sowie toleranzabhängigen Reibungsverhaltens auch bei hohem Fertigungsaufwand äußerst schwierig. Hinzu tritt, dass der für die Selbsthemmung einerseits und für das Lösen bzw. Anlaufen des Schneckengetriebes andererseits durch konstruktive und/oder fertigungstechnische Maßnahmen bereitzustellende Wirkungsgrad einerseits kleiner als 50% sein muss, jedoch möglichst nahe an 50% heranreichen sollte, was jedoch nur äußerst schwierig einzustellen und daher nur mit erheblichen Aufwand realisierbar ist.there are the geometry and dimensions as well as the number of turns of the screw and the number of teeth of the worm wheel configured and tuned, that on the one hand a driven-side torque return reliably inhibited and on the other hand a release and start of the worm gear as a result of a drive side effective torque is ensured. A corresponding production However, such a worm gear is due to the temperature- and age- and tolerance-dependent friction behavior even with high production costs extremely difficult. In addition, the one for the self-locking one hand and for the release or start of the worm gear on the other hand by constructive and / or manufacturing measures On the one hand, the efficiency to be provided must be less than 50%, but should approach as close to 50%, but what only extremely difficult to adjust and therefore only can be realized with considerable effort.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Schneckengetriebe der eingangs genannten Art anzugeben, das bei möglichst verbesserter Selbsthemmung geringe Lösespannungen aufweist bzw. erzeugt.Of the Invention is therefore the object of a worm gear to specify the type mentioned, if possible improved self-locking has low release stresses or generated.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.These The object is achieved by the features of claim 1. Advantageous embodiments and developments are the subject of the dependent claims.

Dazu ist eine über ein Gewinde axial bewegliche Verbindung zwischen der Antriebs- oder Getriebewelle und der von dieser getragenen Schnecke gebildet, während diese in das Schneckenrad eingreift. Durch ein speziell auf einem Wellenabschnitt der Antriebswelle vorgesehenes Außengewinde und ein mit diesem kämmenden Innengewinde der Schnecke ist praktisch eine Anlaufuntersetzung für das Schneckengetriebe hergestellt. Um hierbei eine gewisse axiale Bewegung zwischen der Antriebswelle und der Schnecke zu ermöglichen, ist prinzipiell das Außengewinde länger ausgeführt als das Innengewinde. Konkret ist es zweckmäßig, den das Außengewinde aufweisenden Wellenabschnitt länger auszuführen als die Schnecke.To is an axially movable connection via a thread the drive or gear shaft and the worm carried by this formed while engaging in the worm wheel. By a specially provided on a shaft portion of the drive shaft External thread and a meshing with this internal thread the worm is practically a starting gear for the worm gear made. To achieve a certain axial Allow movement between the drive shaft and the worm, In principle, the external thread is made longer as the internal thread. Specifically, it is appropriate the shaft portion having the male thread longer to execute as the snail.

Um die Bewegungsstrecke der Schnecke in Wellenlängsrichtung zu begrenzen, sind in zweckmäßiger Ausgestaltung beidseitig des das Außengewinde tragenden Wellenabschnitts Anschläge vorgesehen. Diese Anschläge sind zweckmäßiger weise gedämpft, um Anschlaggeräusche zumindest möglichst gering zu halten. Die Gewindelänge und die Gewindesteigung des Innen- bzw. Außengewindes sind an die Anforderungen des Gesamtantriebs, dessen wesentliche Bestandteile das Schneckengetriebe, eine Elektromotor und eine Steuerungselektronik sind, angepasst und entsprechend konstruktiv eingestellt.Around the movement distance of the screw in the wavelength direction to limit, are in an appropriate embodiment on both sides of the shaft portion carrying the external thread Provided stops. These attacks are appropriate wise damped to stop noises at least as low as possible to keep. The thread length and thread pitch of the Internal or external thread are to the requirements of Total drive, the essential components of which are the worm gear, an electric motor and a control electronics are adapted and set accordingly constructive.

Aufgrund der zugelassenen Bewegungsstrecke der Schnecke über deren Gewindeverbindung mit der Antriebswelle kann bei einem antriebsseitig wirksamen Drehmoment infolge der Massenträgheit bereits kinetische Energie vom Schneckengetriebe aufgenommen werden, die dann zum Losbrechen der Schnecke vom Schneckenrad wieder abgegeben wird. Auf diese Weise sind bei gleichzeitig verbesserter Selbsthemmung besonders geringe Lösespannungen im Schneckengetriebe zu überwinden.by virtue of the permitted range of movement of the snail over its Threaded connection with the drive shaft can be effective on a drive side Torque due to inertia already kinetic Energy be absorbed by the worm gear, which then breaks free Snail from the worm wheel is discharged again. In this way are particularly low at the same time improved self-locking To overcome release stresses in the worm gear.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt die einzige Figur schematische ein erfindungsgemäßes Schneckengetriebe mit Anlaufuntersetzung.following an embodiment of the invention with reference to a Drawing explained in more detail. In it shows the only one Figure schematically a worm gear according to the invention with start-up reduction.

Die Figur zeigt in der prinzipiellen Schemadarstellung ein Schneckengetriebe 1 mit einer Schnecke 2, die über deren Außenverzahnung 3 mit der Außenverzahnung 4 eines Schneckenrades 5 kämmt. Durch die Schnecke 2 ist eine nachfolgend als Antriebswelle bezeichnete Welle (Getriebe- oder Schneckenwelle) 6 geführt. Die Antriebswelle 6 ist in beidseitig der Schnecke 2 vorgesehenen Radiallagem 7, 8 und in einem Axiallager 9 drehgelagert abgestützt. Die Antriebswelle 6 ist von einem nachfolgend auch als Antrieb bezeichneten Elektromotor 10 angetrieben.The figure shows in the schematic diagram of a worm gear 1 with a snail 2 , over their external teeth 3 With the external toothing 4 a worm wheel 5 combs. By the snail 2 is a shaft referred to below as drive shaft (gear or worm shaft) 6 guided. The drive shaft 6 is in both sides of the snail 2 provided radial bearings 7 . 8th and in a thrust bearing 9 rotatably supported. The drive shaft 6 is of a hereinafter also referred to as the drive electric motor 10 driven.

Ein Wellenabschnitt 6a der Antriebswelle 6 trägt ein Außengewinde 11, das mit einem korrespondierenden Innengewinde 12 der Schnecke 2 kämmt bzw. in dieses eingreift. Die Länge LA des Außengewindes 11 ist größer als die Länge LI des Innengewindes 12 der Schnecke 2. Dabei erstreckt sich das Außengewinde 11 in Wellenlängsrichtung 13 über den gesamten Wellenabschnitt 6a.A wave section 6a the drive shaft 6 carries an external thread 11 that with a corresponding internal thread 12 the snail 2 meshes or engages in this. The length L A of the external thread 11 is greater than the length L I of the internal thread 12 the snail 2 , In this case, the external thread extends 11 in the wavelength direction 13 over the entire shaft section 6a ,

Beidseitig der Schnecke 2 sind Anschläge 14, 15 vorgesehen, die eine der Länge LA des Außengewindes 11 entsprechende Bewegungsstrecke W für eine axiale Bewegung der Schnecke 2 in Wellenlängsrichtung 13 begrenzt. Zwischen dem Wellenabschnitt 6a und dem Elektromotor 10 erstreckt sich einstückig oder auch mehrteilig ein vorderer Wellenabschnitt 6b. Ein sich auf der dem Elektromotor 10 gegenüber liegenden Seite der Schnecke 2 erstreckender hinterer Wellenabschnitt 6c dient im Wesentlichen zur Radial- bzw. Axiallagerung des entsprechenden Wellenendes der Antriebswelle 6. Die Anschläge 14, 15 sind mit Dämpfungselementen 16, 17 zur Verringerung oder Vermeidung von Anschlaggeräuschen versehen.Both sides of the screw 2 are stops 14 . 15 provided, one of the length L A of the external thread 11 corresponding movement distance W for an axial movement of the screw 2 in the wavelength direction 13 limited. Between the shaft section 6a and the electric motor 10 extends integrally or in several parts, a front shaft portion 6b , An on the the electric motor 10 opposite side of the screw 2 extending rear shaft section 6c essentially serves for the radial or axial bearing of the corresponding shaft end of the drive shaft 6 , The attacks 14 . 15 are with damping elements 16 . 17 provided to reduce or avoid impact noises.

Infolge der Gewindeverbindung der Schnecke 2 und des Wellenabschnitts 6a der Antriebswelle 6 ist eine weitere Schneckenuntersetzung bereitgestellt, über die eine Anlaufunterstützung ermöglicht ist. Zudem ist mit dem durch das Außengewinde 11 und das Innengewinde 12 gebildeten Anlaufgewinde eine Entlastung des Elektromotors 10 und damit des Antriebs erreicht. Grund hierfür ist, dass der Elektromotor 10 aufgrund des vergleichsweise kleinen Reibradius des Anlaufgewindes 11, 12 gegenüber der Außenverzahnung 3, 4 des Schneckengetriebes 1 ein geringeres Drehmoment zur Drehung der Welle 6a innerhalb der Schnecke 2 aufbringen muss, als ein zur Drehung der Schnecke 2 auf dem Schneckenrad 5 erforderliches Drehmoment.Due to the threaded connection of the screw 2 and the shaft section 6a the drive shaft 6 is provided a further screw reduction over which a start-up support is made possible. Moreover, with the through the external thread 11 and the internal thread 12 formed start-up a relief of the electric motor 10 and thus reached the drive. Reason for this is that the electric motor 10 due to the comparatively small friction radius of the starting thread 11 . 12 opposite the external toothing 3 . 4 of the worm gear 1 a lower torque for rotating the shaft 6a inside the snail 2 must apply as a to the rotation of the screw 2 on the worm wheel 5 required torque.

Während dieses Anlaufes infolge eines antriebsseitigen Drehmomentes ist somit eine Relativbewegung zwischen dem Wellenabschnitt 6a der Welle 6 und der sich am Schneckenrad 5 abstützenden Schnecke 2 bei vergleichsweise geringer Reibung ermöglicht. Dabei verhindert die Reibung zwischen dem Schneckenrad 5 und der Schnecke 2 ein Rückdrehen der Antriebswelle 6 in Gegenrichtung und damit ein Rückdrehen des Antriebs 10 bei einem abtriebsseitig wirksamen Momentenrückfluss über das Schneckenrad 5. Dies bedeutet insgesamt eine besonders geringe Lösespannung bei gleichzeitig verbesserter Selbsthemmung. Über die Steigung und die Länge der Gewindeverbindung 11, 12 ist das Rückdrehverhalten des gesamten Antriebssystems einstellbar.During this start-up as a result of a drive-side torque is thus a relative movement between the shaft portion 6a the wave 6 and at the worm wheel 5 supporting snail 2 allows for comparatively low friction. This prevents friction between the worm wheel 5 and the snail 2 a reverse rotation of the drive shaft 6 in the opposite direction and thus a reverse rotation of the drive 10 at a torque effective return on the output side via the worm wheel 5 , Overall, this means a particularly low release stress with simultaneously improved self-locking. About the pitch and the length of the threaded connection 11 . 12 is the reverse rotation of the entire drive system adjustable.

Während eines antriebsseitig wirksamen Drehmomentes erfolgt zunächst zwischen der Schnecke 2 und der Antriebswelle 6 eine axiale Relativbewegung, die infolge eines drehrichtungsabhängigen Anschlagens der Schnecke 2 am Anschlag 14 oder 15 beendet ist. Dabei bewegt sich entweder die Schnecke 2 oder die Antriebswelle 6 axial entlang der Bewegungsstrecke W in Wellenlängsrichtung 13. Zweckmäßigerweise wird jedoch die Antriebswelle 6 ortsfest, d. h. axial unverschiebbar gehalten, so dass sich während dieser Anlaufphase die Schnecke 2 entlang der Bewegungsstrecke W axial verschiebt und dabei das Schneckenrad entsprechend geringfügig gedreht wird. Gleichzeitig wird ein Rückdrehen der Schnecke 2 infolge eines Momentenrückflusses über das Schneckenrad 5 verhindert.During a torque effective on the drive side, there is first between the worm 2 and the drive shaft 6 an axial relative movement, due to a rotational direction-dependent stop the screw 2 at the stop 14 or 15 finished. It either moves the screw 2 or the drive shaft 6 axially along the movement path W in the wavelength direction 13 , Appropriately, however, the drive shaft 6 stationary, ie kept axially immovable, so that during this start-up phase, the screw 2 moves axially along the movement path W while the worm wheel is rotated accordingly slightly. At the same time, turning back the screw 2 as a result of a torque return via the worm wheel 5 avoided.

11
Schneckengetriebeworm gear
22
Schneckeslug
33
Außenverzahnung der Schneckeexternal teeth the snail
44
Außenverzahnung des Schneckenradesexternal teeth of the worm wheel
55
Schneckenradworm
66
Antriebswelledrive shaft
6a6a
Wellenabschnittshaft section
6b6b
vorderer Wellenabschnittfront shaft section
6c6c
hinterer Wellenabschnittrear shaft section
7, 87, 8th
Radiallagerradial bearings
99
Axiallageraxial bearing
1010
Elektromotor/AntriebMotor / drive
1111
Außengewindeexternal thread
1212
Innengewindeinner thread
1313
WellenlängsrichtungWave longitudinal direction
14, 1514 15
Anschlagattack
16, 1716 17
Dämpfungselementdamping element
LA L A
Länge des Außengewindeslength of external thread
LI L I
Länge des Innengewindeslength of the internal thread
WW
Bewegungsstrecketravel distance

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - DE 19541118 A1 [0002] DE 19541118 A1 [0002]
  • - DE 19854038 A1 [0002] - DE 19854038 A1 [0002]
  • - DE 3815356 A1 [0002] - DE 3815356 A1 [0002]

Claims (6)

Schneckengetriebe (1) für Verstelleinrichtungen in Kraftfahrzeugen, mit einem Schneckenrad (5) und mit einer mit dem Schneckenrad (5) kämmenden drehgelagerten Schnecke (2) sowie mit einer die Schnecke (2) lagernden Antriebswelle (6), dadurch gekennzeichnet, dass die Schnecke (2) ein Innengewinde (12) aufweist, in das ein Außengewinde (11) eines Wellenabschnitts (6a) der Antriebswelle (6) eingreift.Worm gear ( 1 ) for adjusting devices in motor vehicles, with a worm wheel ( 5 ) and one with the worm wheel ( 5 ) meshing rotary bearing screw ( 2 ) as well as with a snail ( 2 ) supporting drive shaft ( 6 ), characterized in that the screw ( 2 ) an internal thread ( 12 ) into which an external thread ( 11 ) of a shaft section ( 6a ) of the drive shaft ( 6 ) intervenes. Schneckengetriebe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Außengewinde (11) länger ist als das Innengewinde (12).Worm gear ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the external thread ( 11 ) is longer than the internal thread ( 12 ). Schneckengetriebe (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der das Außengewinde (11) aufweisende Wellenabschnitt (6a) länger ist als die Schnecke (2).Worm gear ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the external thread ( 11 ) having wave section ( 6a ) is longer than the snail ( 2 ). Schneckengetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bewegungsstrecke (W) der Schnecke (2) in Wellenlängsrichtung (13) beidseitig des Wellenabschnitts (6a) durch Anschläge (14, 15) begrenzt ist.Worm gear ( 1 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that a movement distance (W) of the screw ( 2 ) in the wavelength direction ( 13 ) on both sides of the shaft section ( 6a ) by stops ( 14 . 15 ) is limited. Schneckengetriebe (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschläge (14, 15) mittels Dämpfungselementen (16, 17) schallgedämpft sind.Worm gear ( 1 ) according to claim 4, characterized in that the stops ( 14 . 15 ) by means of damping elements ( 16 . 17 ) are soundproofed. Schneckengetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (6) in Axial- und/oder Radiallagern (7, 8, 9) abgestützt ist.Worm gear ( 1 ) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the drive shaft ( 6 ) in axial and / or radial bearings ( 7 . 8th . 9 ) is supported.
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