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VERSTELLSITZ
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Die Erfindung betrifft eine Getriebeeinrichtung zum Verstellen von
Sitzlehnen, insbesondere geeignet für Autositze, wobei die Sitzlehne stufenlos um
eine gemeinsame Koaxialachse in jede mögliche oder erwünschte Winkellage verstellt
werden kann, und einstufig Übersetzungen von i = 20 ... ca. 300 so realisiert werden
können, daß theoretisch bis zu 90 % der Zähne im Eingriff sind. Weiterhin wird sichergestellt,
daß eine Drehrichtungsumkehr bzw. ein Selbstverstellen des Sitzes ohne Betätigung
des Antriebelementes unmöglich werden. Die Einrichtung ist selbstsperrend, trotz
hohen Wirkungsgrades.
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Hauptsächlich bekannt als Sitzverstellung ist der sogenannte Taumelsitzbeschlag,
der infolge seiner günstigen Herstellkosten den Liegesitz zur Standardeinrichtung
gefiihrt hat.
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Bei dieser Ausführung wird ein seit längerer Zeit bekanntes als Zweischeiben-Planetengetriebe
bezeichnetes Getriebe verwendet, bei dem in einem konzentrischen, innenverzahnten
Hohlrad ein außenverzahntes Stirnrad mit einer Zahnzahldifferenz exzentrisch verlagert
im Eingriff steht. Das Getriebe arbeitet nach dem Abwälzprinzip. Die Verzahnung
hat vorzugsweise Evolventenform.
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Die Umlaufbewegung entsteht durch Eindrücken einer der beides Zahnreihen
über eine exzentrisch gelagerte Welle.
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Die Basis- und Lehnenteile des Sitzes haben je eine Außen- und Innenverzahnung.
Der Antriebsexzenter ist dabei meistens in der Innenverzahnung gelagert und wird
über ein Handrad oder elektrisch betätigt.
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Bei jeder Umdrehung des Handrades wird die Sitzlehne um die Zahnzahldifferenz
bewegt. Der Kreisbewegung ist eine Radialbewegung überlagert, wodurch die sogenannte
Taumelbewegung der Sitzlehne entsteht.
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Diese Verstelleinrichtung hat zweifelsohne gegenüber Hebel und hydraulischen
Verstellungen große Vorteile gebracht, verfügt jedoch auch über Nachteile, und zwar:
1. Theoretisch befindet sich nur ein Zahnpaar im Eingriff, wobei dieser Eingriff
linienförmig stattfindet. Bei der Drehbewegung kommt ein Zahn nach dem anderen in
Ein- und Ausgriff. Erst durch Abplattung an der Angriffslinie verteilt sich die
Belastung mehr oder minder auf einige weitere Zähne.
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2. An der Berührungsfläche der Zähne entsteht hohe Flächenpressung
und als Reaktionskraft eine freie Umfangskomponente, die ein unerwünschtes Selbstverstellen
des Sitzes auch unter Last bewirken kann.
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3. Planetengetriebe nach dieser Anordnung haben normalerweise einen
schlechten Wirkungsgrad, der im Falle des Sitzbeschlages soweit verschlechtert werden
muß, daß unerwünschtes Verstellen durch Selbsthemmung vermieden werden kann.
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4. Es ist praktisch unmöglich, den Sitz im Gelenk spielfrei zu gestalten.
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Erst eine sehr weit getriebene Präzision bringt einigermaßen befriedigende
Ergebnisse, jedoch führt der beim Automobil durch Erschütterung bedingte Verschleiß
nach kurzer Zeit zu unerwünschter Spielvergrößerung, was speziell für einen unbelasteten
Sitz ungünstig ist.
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5. Zur genauen Fixierung der Zahnreihen zueinander ist eine Präzision-Exzenter-Welle
notwendig, die infolge hoher möglicher Schockkräfte beidseitig gelagert sein muß.
Außerdem wird die Welle durch die freie Reaktionskraft hoch auf Flächenpressung
belastet.
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6. Infolge der hohen Schockkräfte treten im Verstellteil hohe Drehmomente
auf, die, da quasi nur ein Zahn im Eingriff ist, große Zahnbreiten oder/ und Härten
der Zahnreihen sowie der Exzenterwellen erfordern.
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7. Da infolge der notwendigen Lehnenstabilität der Verstellbeschlag
meistens beidseits am Sitz angebracht wird, erfolgt ein Durchtrieb mittels Welle
zum zweiten Sitzbeschlag. Der Einbau der Beschläge in die Sitze, der meist durch
Einschweißen erfolgt, führt zu Fertigungsproblemen, da die Exzenterlagen zueinander
genau definiert sein müssen.
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8. Infolge des schlechten Wirkungsgrades der Verstelleinrichtung kann
der Sitz nur unter geringer Last verstellt werden. Bei elektromotorischer Verstellung
muß der Verstellmotor verhältnismäßig leistungsstark ausgeführt werden.
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Ausgehend von dieser bekannten Erfindung und um deren Nachteile zu
vermeiden sowie eine weitere Reduzierung der Herstellungskosten zu erzielen, wurde
die dieser Patentanmeldung zugrundeliegende Erfindung gemacht.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß Basis-
und Lehnenteil je eine Hohlverzahnung oder Außenverzahnung erhalten, die bei nahezu
gleichem Außen-Durchmesser durch eine Zähnezahldifferenz von mindestens A z = 2
unterschieden sind, wobei die Zähne im wesentlichen Dreiecksform oder Trapezform
haben und in bekannter Weise durch Überlappung zwei sogenannte virtuelle Zahnkränze
bilden, die über weitgehend konstante Teilung verfügen und jede, um 1800 versetzt,
kreisförmig aus den beiden konzentrischen Zahnreihen herauslaufen. Die dabei sich
bildenden Mittelpunkte sind um die zirka halbe Zahnhöhe vom konzentrischen Mittelpunkt
entfernt.
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In die virtuellenZahnreihen greift ein Ringelement mit entgegengesetzter
Verzahnung ein, das über ungefähr gleiche Zahnteilung verfügt. Dieses Ringelement
wird durch ein kreisrundes zylindrisches Antriebselement bzw. durch zwei auseinandergerückte
zylindrische Halbkreise oder leicht elliptisch geformtes Antriebselement betätigt.
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Bei einer Drehbewegung von Basis-ll und dem Lehnenteil 12 zueinander
um den gemeinsamen Mittelpunkt, vergrößern und verkleinern sich die keilförmigen
Zahnlücken der virtuellen Zahnreihe, wobei speziell im Bereich der großen Zahnlücken
über einen weiten peripheren Bereich die entstehenden Dreieckslücken ähnlich sind.
Somit schneiden sich alle senkrecht auf der Dreiecksbasis stehenden Zahnhalbierenden
in einem Punkt, dem gemeinsamen Drehpunkt der nahezu mit dem konzentrischen Mittelpunkt
zusammenfällt. Beim Eindrücken eines Keiles mit der gleichen Dreiecksform gemäß
der virt.
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Zahnlücken entsteht ein geschlossenes Kräfteparallelogramm'. Die
resultierende Rekationskraft steht senkrecht auf der Dreiecksbasis und geht somit
auch durch den Mittelpunkt (Drehpunkt).
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Durch das Fehlen einer freien Umfangskomponenten ist eine Drehung
des antreibenden Elementes, hervorgerufen durch ein auf die Lehnenteile wirkendes
Drehmoment, nicht möglich. Es können somit Antriebslager mit kleinstem Reibverlust
als Antriebselement verwendet werden. Selbst bei höchstem Wirkungsgrad ist das Getriebe
selbstsperrend (keine Selbsthemmung).
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Die virt. Zahnreihen können, wie vorher beschrieben, durch innenverzahnte
Hohlräder erzeugt werden. Es besteht selbstverständlich auch die Möglichkeit, durch
eine Außenverzahnung mit denselben Kriterien die virt. Zahnreihen zu erzeugen. Bei
der innenverzahnten Reihe muß die Drehbewegung von innen nach außen eingeleitet
werden, bei Außenverzalmung von außen nach innen.
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Am vorteilhaftesten jedoch dürfte die Anordnung der Innenverzahnung
sein.
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Grundsätzlich bestehen in beiden Fällen zwei Möglichkeiten, die virt.
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Zahnreihen zu benutzen.
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In eine der kreisrunden, bzw. nahezu kreisrunden virt. Zahnreihe wird
ein kreisrundes Ringelement eingelegt, das vorzugsweise mit der gleichen Zähnezahl
bzw. mit der Teilung der virt. Zahnreihen gefertigt ist. Mindestens ein Zahn läuft
bei 180.° aus der virt. Zahnreihe heraus.
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Im konzentrischen Mittelpunkt ist exzentrisch gelagert ein kreisrundes
Antriebselement, auf dem mittels Gleit-:oder Wälzlager, das außenverzahnte Ringelement
gelagert wird. Bei Drehung des Antriebelementes werden gleichzeitig eine große Zahl
von Zähnen des Ringelementes in die virt. Reihe eingeschoben bzw. heraus gedrückt.
Hierdurch entsteht eine Drehbewegung der Hohlräder zueinander. Je nachdem, welches
Hohlrad festgehalten wird, entsteht eine gleichsinnige oder entgegengesetzte Drehbewegung.
Das Übersetzungsverhältnis errechnet sich nach Gleichung 1
worin
oder
undZ 1 / Z 2 die Zähnezahlen der Hohlräder sind.
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Die Zähnezahl des Ringelementes spielt für die Übersetzung keine Rolle;
Je mehr Zähne des Ringelementes im Eingriff sind, um so höhere Drehmomentübertragungen
sind möglich.Außerdem erzielt man dann eine gute Flankenanlage.
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Da auf die Zähne des Ringelementes keine freie Umfangskraft wirkt,
können die Zähne lose auf dem Ringelement gelagert sein. Vorteilhaft jedoch verwendet
man elastische Ringelemente, die sogar aus ebenen zickzackförmigem Blech oder Federstahl
hergestellt sein können. Bei Anordnung solcher Elemente kann auch der in gewissen
Bereichen entstehende geringe Flankenfehler und Teilungsfehler ausgeglichen werden.
Außerdem können auch kleinere Teilungsfehler in Kauf genommen werden. Das Ringelement
wird in keinem Fall durch Drehmomente belastet.
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Eine weitere, noch vorteilhaftere Möglichkeit besteht in der Benutzung
beider virt. Zahnreihen, wobei jeweils die obere und untere Kreishälfte der gegenüberliegenden
Reihen benutzt werden.
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Die Zähne gleiten an den Kontaktflächen aufeinander auf ebenen Flächen.
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Nachdem die Möglichkeit besteht, die Zähne des Ringelementes lose
oder als Federelement oder elastisch anzuordnen und weiterhin kein Drehmoment auf
das Ringelement wirkt, kann man von der kreisrunden Form des Antriebelementes abweichen
und beide virt. Zahnreihen gegenüberliegend nutzen.
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Am besten geschieht es dadurch, daß man dem Antriebselement zwei Halbkreise
zuordnet, die vorteilhaft gleiche Kreisgeometrie haben und um den Zirka-Betrag von
einer Zahnhöhe in ihren Mittelpunkten auseinander gerückt sind, so daß die gegenüberliegenden
Außenzähne eines elastischen oder federnden oder aus Einzel sektoren bestehenden,
verzahnten Ringelementes, das nicht geschlossen zu sein braucht, in die gegeffüberliegenden
Zähne so eingedrückt werden, daß bei 900 mindestens ein Zahn aus jeder virt. Zahnreihe
herausläuft. Hierdurch liegen sich die ebenfalls den Drehpunkt schneidenden Reaktionskräfte
gegenüber mit dem umgekehrten Vqrzeichen und heben sich auf. Somit wirkt auf das
Antriebselement keine Biegekraft und alle Teile, Hohlräder, Antriebselement, werden
durch das außenverzahnte Ringelement zentriert. Eine zusätzliche gegenseitige Lagerung
ist nicht erforderlich.
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Da auch hier auf das elastische Ringelement bzw. den Einzel zahn kein
Drehmoment wirkt, und das Ringelement nur um ca. 2 % voR der kreisrunden Form abweicht,-treten
kaum Verformungsspannungen auf. Die Rückstellkräfte des Ringelementes können so
klein wie möglich gewählt werden, da die sich öffnenden und schließenden Zahnlücken
den Zahn selbsttätig herausdrücken und an das schnellaufende Antriebselement anpressen.
Für die Errechnung des Übersetzungsverhältnisses ist ebenfalls Gleichung 1 gültig.
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Die umlaufende Kreisscheibe bzw Doppelkreisscheibe geben dem Zahn
eine sinusförmige Radialgeschwindigkeit, die normalerweise zu einer leicht ungleichförmigen
Drehbewegung führen. Da jedoch diese Sinuskurve, sehr abgeflachs rist infolge der
geringen Exzentrizität und da infolge einesfedernden Ringelementes Ausgleichsmöglichkeiten
bestehen, kann mit einer nahezu beschleunigungsfreten Drehbewegung- gerechnet werden.
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Eine beschleunigungsfreie Drehbewegung ist im Falle Sitzbeschlag oder
Stelltrieb von untergeordneter Bedeutung.
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Für schnell umlaufende Präzisionsgetriebe könnten zur Erzielung einer
beschleunigungsfreien Drehbewegung die Zahnreihen z. B. leicht gekrümmt aus geführt
werden.
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Es ist einleuchtend, daß, infolge einer leicht zu erzeugenden geringen
Vorspannung durch das Ringelement, auch unbelastet völlige Spielfreiheit herrscht
und man auf übertriebene Herstellungstoleranzen verzichten kann.
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Durch den hohen Anteil tragender Zähne sowie deren Flächenkontakte
können auf kleinstem Raum große Drehmomente übertragen werden und einwirken.
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(Der Wirkungsgrad wird erstrangig durch die Reibungsverluste im Bereich
des schnellaufenden Antriebelementes bestimmt.
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Die Zahnverluste können vernachlässigt werden. Die Zähne gleiten auf
ebenen Flächen mit geringen Gleitgeschwindigkeiten. An die Oberflächenqualität brauchen
deshalb keine besonderen Ansprüche gestellt werden. Es wird nur selten notwendig
sein, die Hohlräder zu härten.
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Bei Erzeugung der virt. Zahnreihen durch Außenverzahnung gilt im wesentlichen
dasselbe, jedochtewirken die resultierenden Zahnnormalkräfte eine Dehnung des Antriebringes
der entsprechend festigkeitsmäßig ausgelegt sein muß.
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Um bei vernünftigen Zähnezahlen noch erheblich größere oder kleinere
Übersetzungen zu erzielen, empfiehlt sich ein Überlagerungsglied zwischenzuschalten,
derart, daß zwischen die Lehnenteile ein zweifach innenverzahntes Hohlrad angeordnet
wird, das mit zwei voneinander unabhängigen elastischen Ringelementen in Eingriff
steht. Für diese Anordnung leitet sich Gleichung 2 für das Übersetzungsverhältnis
ab.
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Gleichung 2
worin il - i2 die Einzelübersetzungen darstellen und nach Gleichung 1 berechnet
werden.
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Ein -Beispiel zeigt, daß durch geringe Änderung einer Zahnreihe sehr
unterschiedliche Ubersetzungen erreicht werden.
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BEISPIEL Basisteil z = 60 Überlagerungsring z = 62 § = (-) 30 Überlagerungsring
z = 62 Lehnenteil z = 64 1= i ges = (-) 930 Basisteil z = 60 Überlagerungsring z
= 62 3 30 Überlagerungsring z = 64 Lehnenteil z = 62 g i ges = (+) 15 Dieses Beispiel
zeigt deutlich die weit gestreuten Möglichkeiten, Über--setzungsverhältnisse zu
schaffen, ohne daß wesentliche Zuordnungen geändert werden. i gesamt ca. 930 ist
gut geeignet für einen motorischen Antrieb.
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Infolge der hohen Zahl tragender Zähne ist es möglich, auch plastich
verformbare Materialien für das Ringelement zu verwenden, wobei z. B. die Außenverzahnung
des Ringelementes einen kleinen Durchmesser haben kann und die plastische Zwischenlage
den Raum zwischen virt. und Ringverzahnung ausfüllt.
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Weiterhin kann das Ringelement in einzelne Segmente unterteilt werden,
wodurch die Ausgleichmöglichkeit verbessert wird. Außerdem können zwischen einzelnen
Zähnegruppen Zähne durch eine Wölbung ersetzt werden.
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Gelegentlich ist es wünschenswert, die Lehnenverstellung außer Eingriff
zu bringen. Dieses läßt sich leicht realisieren. Z. B. durch Herausziehen des Handrades
bis zu einem Anschlag werden die halbkreisförmigen Antriebselemente vorzugsweise
über Federn bis zu einem definierten Anschlag zusammengezogen, wodurch das Ringelement
ebenfalls außer Eingriff kommt.
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Hierzu empfiehlt es sich jedoch, die Lehnenteile vorzuzentrieren.
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Vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen
dargestellt.
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Fig. 1 zeigt die Seitenansicht eines Sitzbeschlages.
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Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt y ...y durch Fig. 1 mit innenverzahnten
Sitzelementen.
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Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt y ...y durch Fig. 1 mit außenverzahnten
Sitzelementen.
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Fig. 4 zeigt einen Längsschnitt y ...y durch Fig. 1 mit exzentrisch
gelagertem Ringelement.
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Fig. 5 zeigt eine detaillierte Seitenansicht von Fig. 1.
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Fig. 6 zeigt eine detaillierte Seitenansicht von Fig. 1 mit federndem
Ringelement.
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Fig. 7 stellt Teilansicht des elastischen ebenen Elementes dar.
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Fig. 8 zeigt eine detaillierte Draufsicht auf Fig. 2.
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Fig. 9 zeigt eine detaillierte Draufsicht auf Fig. 3.
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Fig. 10 zeigt das Eindringen eines Zahnes in die virt. Zahnreihe in
vergrößertem Maßstab.-Fig.ll zeigt einen Längsschnitt von Fig. 1 mit Überlagerungsglied.
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Fig. 12 zeigt Draufsicht auf ein ausrückbares Antriebselement.
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Fig. 13 Seitenansicht des ausrückbaren Antriebelementes mit Handrad.
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Fig.14 Segment eines elastischen Ringelementes mit Ausgleichbalg.
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Gemäß Fig. 1 besteht der Sitzbeschlag aus einem gelenkarmig zusammengefügten
Basisteil 11 und dem Lehnenteil 12. Gestrichelt sind schematisch angedeutet die
Außen-Durchmesser der kreisrunden Innenverzahnungen 13 und 14 der Gelenkteile. Der
gemeinsame Mittelpunkt 15 sowie die Außen-Durchmesser 16 und 17 der exzentrisch
versetzten virt. Zahnreihen mit ihren Mittelpunkten 18 und 19.
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In Fig. 2 erkannt man die Anordnung des außenverzahnten Ringelementes
21, das durch das Handrad 22 in die gegenüberliegenden virt. Zahnreihen 216 und
217 eingedrückt wird. Das Ringelement trägt die Außenverzahnung 211.
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Die Beschlagteile 11 und 12 tragen die Innenverzahnung 118 und 119,
die am besten direkt eingearbeitet werden.
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Fig. 3 zeigt im Längsschnitt einen Sitzbeschlag, bei dem die virt.
Zahnreihen durch eine Außenverzahnung 316 und 317 erzeugt werden, und ein innenverzahntes
Ringelement 311, über das das hohle Handrad 32 in die virt.
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Zahnreihe von außen eingedrückt wird. Die ringförmig ausgebildeten
außenverzahnten Zahnräder 33 und 34 werden vorteilhaft in die Beschlagteile 11 und
12 eingeschweißt.
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Fig. 4. Im Längsschnitt 4 erkennt man die Anordnung eines kreisrunden
Ringelementes 411, das exzentrisch durch ein Rohrteil mit eingewalzter Exzentrizität
42 in eine der virt. Zahnreihen, z. B. 416, eingedrückt wird. In den Beschlagteilen
11 und 12 wird das exzentrische Antriebselement 42 konzentrisch an den Ringstellen
43 gelagert. Das Handrad 44 ist mit dem exzentrischen Element 42, z. B. durch Preßsitz,
verbunden.
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Zur Lagerung verwendet man am besten die ausgestanzten Elemente, die
die Innenverzahnung 418 und 419 bilden.
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In der Fig. 5 erkennt man, daß die von den Flanken der Zahnreihen
18 und 19 gebildeten Flankenlinien sich derart überlappen, daß sie eine dritte virt.
Zahnreihe bilden.
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(Diese "eine" virtuelle dritte Zahnreihe) ist dadurch hervorgehoben,
daß in sie die Außenzähne 7 des (punktiert angelegten) Ringelementes 6 angreifen.
Man erkennt, insbesondere im linken Teil der Fig. 5, daß noch
eine
zweite virtuelle Zahnreihe entsteht, welche in Fig. 5 nicht benutzt wird. Diese
zweite virt. Zahnreihe stimmt identisch mit der ersten virt.
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Zahnreihe überein, ist jedoch um einen Winkelbetrag versetzt. Statt
der ersten, in Fig. 1 benutzten virt. Zahnreihe könnte man die zweite virt.
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Zahnreihe benutzen, wobei sich nur der Drehsinn ändern würde. Im folgenden
ist nur noch von "der" virtuellen dritten Zahnreihe die Rede, welche benutzt wird.
Die Zahnlückenspitzen 12 und 14 der Hohlräder 2 und 4 liegen auf einem Kreis 18
mit dem Mittelpunkt 16, welcher der Durchstoßpunkt der gemeinsamen mathematischen
Achse der beiden Hohlräder durch die Zeichenebene ist.
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Die Zahnlückenspitzen 20 der virt. dritten Zahnreihe dagegen liegen
auf einem Kreis 22, dessen Mittelpunkt 24 gegenüber dem Mittelpunkt 16 des Kreises
18 versetzt ist. Bei der Drehung des Ringelementes 6 beschreibt'der Mittelpunkt
24 einen Kreis um den Mittelpunkt 16.
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In Fig. 5 erkennt man weiterhin, daß-in die "Zahnlücken" der virt.
dritten Zahnreihe die Außenzähne 7 des Ringelementes derart eingreifen, daß die
Spitzen der Zähne 7 des Ringelementes 6 bis in die Zahnlückenspitzen 20 der virt.
Zahnlücken vordringen. Die Höhe der Zähne 7 des Ringelementes 6 ist ca.
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doppelt so groß wie der Abstand zwischen den Mittelpunkten 16 und
24. Der Mittelpunkt 24 der virt. Zahnreihe stimmt überein mit dem Durchstoßpunkt
der Achse des Ringelementes 6 durch die Zeichenebene.
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Fig. 6 zeigt einge Abbildung ähnlich der oberen Hälfte der Fig. 5.
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Fig. 7 zeigt einen Abschnitt aus einem zickzackförmig gebogenen Blech.
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Die einzelnen nach oben vorstehenden Zacken dieses Bleches bilden
die Zähne 207 des Ringelementes 206 (Fig. 6) , wenn man das zickzackförmig gebogene
Blech um die Drehscheibe 208 legt. Die Zähne 207 greifen dann, wie die Zähne 7 der
Fig. 5, in die virt. dritte Zahnreihe. Die direkte Anordnung des zickzackförmig
gebogenen Bleches auf der Drehscheibe 208 ist bei Stellantrieben möglich, da in
diesem Falle die aufgrund der relativen Drehbewegung der Teile zueinander auftretende
Reibung verna,chlässigbar ist. Bei schnelleren Drehbewegungen wählt man jedoch vorteilhaft
die in der linken Hälfte der Fig. 6 dargestellte Anordnung. Das zickzackförmige
Blech sitzt auf einem Ring 305 und bildet mit diesem zusammen das Ringelement 306.
Der Ring 305 ist mittels Walzen 325 auf der Drehscheibe 308 derart gelagert, daß
bei einer Relativbewegung des Ringes 305 gegenüber der Drehscheibe 308 nur eine'minimale
Reibung auftritt.
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Ein zickzackförmig gebogenes Blech gemäß den Fig. 6 und 7 hat die
gleichen Vorteile wie ein elastisch und biegsam ausgeführtes Ringelemeint, wie es
in Bild 5 dargestellt ist. Bei ungleichmäßiger Teilung der virt. dritten Zahnreihe
bietet somit das zickzackförmige Blech nicht nur den Vorteil, leicht und billig
herstellbar zu sein, sondern auch darüber hinaus eventuelle ungleichmäßige Teilung
der virtuellen Zahnreihen auszugleichen.
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In Fig. 8 werden im Gegensatz zu Fig. 5 beide virt. Zahnreihen ausgenutzt.
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Ein zickzackförmiges Blech 81 oder ein entsprechend elastisch geformtes
Ringelement gemäß Fig. 5 wird so in die virt. Zahnreihen eingeschoben, daß bei 90"
mindestens ein Zahn aus der virt. Zahnreihe herausläuft. Das Antriebselement 82
ist in Draufsicht dargestellt. Man erkennt, daß das Antriebslementamvorteilhaftesten
dadurch entsteht, daß ein kreisrunder Zylinder in der Mitte geteilt wird und um
den Betrag 2 E aus dem konzentrischen Mittelpunkt herausgerückt wird. Die schnellaufende
Bewegung des Antriebelementes 82 wird vom Zentrum aus nach außen ins langsame untersetzt.
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Fig. 9 zeigt einen Längsschnitt durch das Handrad der Fig. 3.
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In das Handrad 32 ist ein.Stahlring 33 eingelegt, der die Innenform
des vorher beschriebenen Antriebelementes der Fig. 8 hat. Die Zähne des elastischen
Ringelementes 8oder 35 werden durch das hohlzylinderförmige Antriebselement 32 in
die virt. Zahnreihen eingeschoben. Die Übersetzung erfolgt jedoch von außen nach
innen.
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Weiterhin dargestellt ist in Fig. 9 ein elastisches Zahnelement 35,
von dem mehrere nebeneinander angeordnet werden können, das aber auch, aus einem
Stück gefertigt, die Flächenpressung zu dem 12ntriebselement 32/33 vermindert. Dieses
Element 35 kann selbstverständlich auch eine für Fig. 8 passende Außenverzahnung
haben.
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In Fig. 10 erkennt man das Eindringen des Einzelzahnes in die virt.
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Zahnlücke. Man erkennt, daß sich die tindrückkraft P zu einem geschlossenen
Kräfteparallelogramm, bestehend aus den Einzelkomponenten (-)U (+)U, R, (-)N und
(+)N zerlegt. Die resultierende freie Zahnkraft R wirkt senk recht auf die Zähnebasis
B und ist der Eindrückkraft entgegengesetzt.
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Beim Festhalten des Zahnes 101 bewegen sich die Zähne 102 und 103
der konzentrischen Zahnreihe entgegengesetzt. Beim Festhalten des Zahnes 102 z.
B., bewegt sich der Zahn 103 um die doppelte Strecke von Zahn 101 nach links. Dieses
Bild ist maßgebend für alle in Eingriff stehenden Zähne.
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Fig. 11 entspricht weitgehend Fig. 2, jedoch ist zwischen den Beschlagteilen
11 und 12 ein Überlagerungsglied 111 zwischengeschaltet, das mit zwei unabhängigen
Ringelementen 21 und 22 kämmt, wodurch erheblich größere und kleinere Übersetzungen
hergestellt werden können (siehe Beispiel).
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Auch hier wird zum Antrieb vorteilhaft das Handrad 113 benutzt, auf
dem die Ringelemente 21, 22 direkt gelagert werden, bzw. kann an der Lagerstelle
114 ein Wälzlager bzw. ein Gleitlager mit guten Laufeigenschaften eingebaut werden.
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Fig. 12' zeigt ein Antriebselement 121, das verstellbar ist und wodurch
das verzahnte Ringelement außer Eingriff gebracht werden kann. Das Antriebselement
besteht aus zwei Hälften 122, 123, die vorteilhaft zueinander an der Stelle 124
geführt werden und durch Zugfedern 125 nach innen zu einem vorteilhaft zylindrisch
ausgebildeten Anschlag 126 gezogen werden.
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Durch Herausziehen des Handrades 131 in Fig. 13 bis zu dem Anschlag
132 wird die vorher beschriebene Funktion erfüllt. Die Mitnahme des Antrieb elementes
121 erfolgt vorteilhaft durch Bolzen 133, die in eine Platte 134 eingebracht sind.
Die Platte 134 ist auf geeignete Weise mit dem Handrad 131 verbunden.
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Fig. 14 zeigt ein elastischesRingelement mit den Dreieckszähnen 143
und den Dehnungsbalg 142. Dieses Ringelement kann geschlossen oder in Segmenten
in die virt. Zahnreihe eingelegt werden. Die Zahngruppen 143 behindern nicht die
gegenseitig geringfügige Verformung.