DE2921588C2

DE2921588C2 - Vorrichtung zum Beseitigen des Spiels in einem Zahnradgetriebe

Info

Publication number: DE2921588C2
Application number: DE2921588A
Authority: DE
Inventors: Horst Dipl.-Phys. 6109 Mühltal Bähring
Original assignee: Privates Institut fur Physikalisch Technische Auftragsforschung 6107 Reinheim De GmbH
Current assignee: Privates Institut fur Physikalisch Technische Auftragsforschung 6107 Reinheim De GmbH
Priority date: 1979-05-28
Filing date: 1979-05-28
Publication date: 1982-07-01
Also published as: DE2921588A1; JPS6219628B2; ES8101742A1; BR8008698A; JPS56500619A; WO1980002677A1; EP0029053A1; US4407544A; ES491935A0; EP0029053B1; DE3064621D1

Description

a) die Mittelachse (\M oder 2M) eines der beiden Einzelexzenter (1 oder 2) ist konzentrisch zur Drehachse (4D oder \QD) eines der beiden miteinander kämmenden Zahnräder (4 oder 10), von denen eines ein innenverzahntes Zahnrad (4) und das andere ein außenverzahntes Zahnrad (10) ist;

b) es sind Mittel (11, 13, 14) vorgesehen, welche bewirken, daß der Abstand der Drehachsen (4D, 10DJder beiden Zahnräder (4,10) eine Funktion der jeweiligen resultierenden Exzentrizität des Doppelexzenters ist;

c) eine Feder (12) ist mit beiden Exzentern (1, 2) derart verbunden, daß durch die Federkraft die beiden Exzenter (1, 2) gegeneinander in solchem Sinn verschwenkt werden, daß die Gesamtexzentrizität zunimmt und damit das Spiel zwischen den mit den beiden Eixzentern (1, 2) gel oppelten Zahnrädern (4, 10) aufgehoben wird;

d) ein Antriebselement (lö) ist über eine Verstellachse (5) und den Doppeiexzenter (1, 2) mit einem der kämmenden Bahnräder (4 oder 10) derart gekoppelt, daß bei Drehung in jeder der beiden Drehrichtungen dieses Zahnrad relativ zum anderen Zahnrad (10 oder 4) verdreht wird

, und gleichzeitig ein Exzenter (1 bzw. 2) in Richtung einer geringen Vergrößerung des Spiels zwischen den beiden Zahnrädern (4, 10) bewegt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Exzenter (1, 2) ineinandergesetzt ausgebildet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebselement (16) mit einem Mitnehmer (11) drehfest verbunden ist, der mittels je eines in je eine zugeordnete Ausnehmung (14' bzw. 14) eingreifenden Mitnehmerstiftes (13' bzw. 13) mit je einem Exzenter (1 bzw. 2) derart gekoppelt ist, daß bei Verdrehung des Antriebselementes ein Exzenter verschwenkt und damit eine Abrollbewegnng des einen Zahnrades (4 bzw. 10) auf dem anderen Zahnrad (10 bzw. 4) eingeleitet wird (Fig.l).

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (14, 14') in Umfangsrichtung (bezogen auf die Achse des Mitnehmers (11, 11') größere Ausdehnungen haben als die Mitnehmerstifte (13 bzw. 13'), so daß bei Verdrehung des Antriebselementes (16) ein Mitnehmerstift (13 bzw. 13') am Ende der zugeordneten Ausnehmung (14 bzw. 14') des Mitnehmers (11) anliegt und die Länge der anderen Ausnehmung (14' bzw. 14) sowie der Kraft der Feder (12) derart bemessen sind, daß der andere Mitnehmerstift (13' bzw, 13) in Richtung des Utnfanges mitbewegt wird und daß bei der entgegengesetzten Drehrichtung der andere Mitnehmerstift (13' bzw. 13) am entgegengesetzten Ende der anderen Ausnehmung (14' bzw. 14) anliegt

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die maximal mögliche Exzentrizität des Doppelexzenters (1, 2) wenigstens gleich groß,

ίο vorzugsweise größer ist, als der Unterschied der Radien der beiden Teilkreise der beiden Zahnräder (10,4).

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Exzentrizitäten der beiden Einzelexzenter (1,2) gleich groß sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Exzentern (1, 2) ein Lager (15) angeordnet ist.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Beseitigen des Spiels zwischen zwei kämmenden Zahnrädern, von denen eines innenverzahnt und eines außenverzahnt ist, eines Zahnradgetriebes, welches gegenüber einem auf der Abtriebsseite einwirkenden Drehmoment selbsthemmend ist und welches einen aus zwei relativ zueinander beweglich angeordneten Einzelexzentern bestehenden Doppelexzenter aufweist.

Exzentergetriebe sind aus der DE-OS 27 34 568 bekannt. Sie werden vielfach als Verstell-Mechanismus verwendet, insbesondere auch als Gelenkbeschlag für Sitze mit verstellbarer Rückenlehne, z. B. entsprechend DE-AS 21 30 873 oder DE-OS 24 24 042. Durch eine reine Evolventen-Verzahnung entsprechend DE-OS 17 75 564 lassen sich die Laufeigenschaften von Exzentergetrieben verbessern. Bedingt durch Fertigungstoleranzen bleibt jedoch stets ein gewisses Spiel zwischen den kämmenden Zahl./ädern vorhanden. Es besteht daher vielfach der Wunsch, das bei bekannten Exzentergetrieben vorhandene Spiel zu beseitigen.

Die bisher bekannten Vorrichtungen zur Beseitigung des Spiels zwischen den in Eingriff stehenden Zahnrädern eines Zahnradgetriebes sind aufwendig und daher für viele Zwecke, beispielsweise für den Einbau in ein Zahnradgetriebe zur Verstellung der Neigung der Rückenlehne eines Autositzes, ungeeignet.

Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, eine Vorrichtung zur Beseitigung des Spiels in einem Zahnradgetriebe der eingangs genannten Art anzugeben, welche verhältnismäßig einfach in kompakter Ausführungsform herstellbar ist und dadurch in vielen Fällen anwendbar ist, in denen die bisher bekannten Vorrichtungen nicht verwendet werden können.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art durch eine Kombination der im Kennzeichen des Anspruchs 1 genannten Merkmale gelöst.

Hierdurch wird sichergestellt, daß bei etwa beginnender Verklemmung der Zahnräder durch Ausnutzung der Reibung zwischen bewegten Teilen das Spiel zwischen den Zahnrädern etwas vergrößert und dadurch die Verklemmung verhindert wird.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet und werden nachstehend in Verbindung mit den z.T. schematisch vereinfacht gezeichneten Figuren erläutert. Es zeigt

F i g, 1 eine mögliche Ausführungsform mit zwei ineinandergesetzten und zueinander verschwenkbaren Teilexzentern als Explosionszeichnung;

Fig.2, 3 das gleiche System in Ruhezustand und Bewegungszustand;

Fig.4 den Doppelexzenter in drei verschiedenen Exzentrizitätsstellungen:
Exzentrizität Nuil (F i g. 4a)
mittlere Exzentrizität (F i g. 4b)
und maxims !e Exzentrizität (F ig. 4c); F i g. 5 die Anwendung bei einem Autositz;

F i g. 6a eine andere Ausführungsform im Schnitt;

Fig.6b die Ausführungsform nach Fig.6a als Explosionszeichnung.

In der Ausführungsform nach Fig. 1 sitzt ein erster Exzenter 1 gleitend auf einer Hülse 3, die mit dem innenverzahnten Zahnrad 4 verbunden ist. In der Hülse ist die Verstellachse (Verstellwelle) 5 gelagert. Die Symmetrieachsen von Hülse 3, innenverzahntem Zahnrad 4 und der Verstellwelle 5 fallen in der Achse 4D zusammen. Ein zweiter Exzenter 2 gleitet mit seiner Innenfläche 7 auf dem ersten Exzenter I₁ mit seiner Außenfläche 8 in einer Bohrung gleichen Durchmessers, die innerhalb des außenverzahnten Zahnrades 10 zentrisch zu dessen Drehachse IOD liegt Die Drehung der Verstellwelle 5 wird über einen als Mitnehmerscheibe 11 ausgebildeten Mitnehmer auf beide Exzenter übertragen. Eine Verdrehung der Exzenter gegeneinander bewirkt eine Änderung der Gesamtexzentriztität, die sich additiv aus den beiden, aus der Stellung der Teilexzenter zueinander ergebenden Teilexzentrizitäten zusammensetzt. Die F i g. 4a bis 4c verdeutlichen diese mit der Drehung der Teilexzenter zueinander sich ändernde Gesamtexzentrizität Beide Exzenter sind durch eine Feder 12 so miteinander gekoppelt, daß die Gesamtexzentrizität durch die Wirkung der Federkraft die Tendenz zur Zunahme hat.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 1 fallen jeweils zusammen die Mittelachse lAides ersten Exzenters 1 mit der Drehachse 2D des zweiten Exzenters 2, die Mittelac.ise 2M des zweiten Exzenters 2 mit der Drehachse IOD des außenverzahnten Zahnrades 10 und die Drehachse ID des ersten Exzenters 1 mit der Drehachse 4Ddes innenverzahnten Zahnrades 4.

Bei Nichtbetätigung der Verstellwelle nimmt der Doppelexzenter bei jeder augenblicklichen Zahnradstellung durch die Wirkung der Feder eine solche Exzentrizität an, daß beide Zahnräder 4, 10 spielfrei ineinander gepreßt werden. F i g. 2 zeigt die Stellung der Zahnräder in diesem Ruhezustand. Dieser Zustand bleibt auch erhalten, wenn eine Krafteinwirkung von außen die beiden Zahnräder gegeneinander zu verdrehen sucht, da der Doppelexzenter aufgrund von Reibung zwischen Außenfläche 8 des zweiten Exzenters 2 und Bohrungs-Innenwand des Zahnrades 10 und zwischen Hülse 3 und Bohrungs-Innenwand des ersten Exzenters in der Anpreßstellung verharrt.

Das Lösen aus der Anpreßstdlung erfolgt mit Beginn der Drehung der Verstellwelle durch eine geringfügige Verdrehung der Teilexzenter zu abnehmender Gesamtexzentrizität hin. F i g, 3 zeigt die Stellung der beiden Zahnräder nach Beginn dieser Verdrehung. Die Verdrehung in diesem Sinn wird durch die Anordnung der Mitnehmerstifte 13', 13 auf beiden Exzentern 1, 2 und die Form der Mitnehmerscheibe 11 erreicht. Die Mitnehmerstiite 13, 13' und die Ausnehmung 14, 14' in der Mitnehmerscheibe 11 sind so angeordnet, daß beim Drehen der VerstelUelle 5 jeweils nur der Mitnehmerstift eines Exzenters von der Mitnehmerscheibe erfaßt wird, während der Mitnehmerstift des anderen Exzenters in der Ausnehmung der Mitnehmerscheibe einen gewissen Spielraum behält. Der über ein als Handrad ausgebildetes Antriebselement 16, Verstellwelle 5 und Mitnehmerscheibe 11 angetriebene Exzenter überträgt seine Drehbewegung über die Feder auf den zweiten Exzenter, wobei der zweite Exzenter, bedingt durch Reibung zwischen den Gleitflächen, in seiner Drehung geringfügig hinter dem angetriebenen Exzenter zurückbleibt Dadurch wird ein minimales Zahnflankenspiel herbeigeführt, das zum Lösen der Anpressung führt und ein leichtgängiges Drehen der Verstellwelle ermöglicht Die Vorrichtung wirkt wie folgt:

Während des Drehvorganges bleibt der nicht angetriebene Exzenter jeweils gerade nur so weit in seiner Drehung hinter dem angetriebenen Exzenter zurück, wie es durch fertigungsbedingte Toleranzen erforderlich ist Der Doppelexzenter gleicht daher durch Ändern seiner Exzentrizität automatisch sowohl alle Fertigüngstoleranzen als -uch Maßänderungen infolge Abnutzung aus.

Bei einem Wechsel der Drehrichtung wird die Funktion von angetriebenem und durch Federwirkung mitgezogenen Exzenter ebenfalls vertauscht. Dadurch wird erreicht, daß beim Drehen der Verstellwelle unabhängig von der Drehrichtung automatisch die gleichen Steuermechanismen ablaufen.

Nach Beendigung aes Verstellvorganges wird durch die Federwirkung auf beide Exzenter die Anpreßstellung erneut selbsttätig herbeigeführt und damit die Spielfreiheit des Exzentergetriebes gewährleistet.

Zwischen beiden Exzentern kann ein Walzenlager 15 angebracht sein, um ein Verklemmen des Innenexzenters mit dem Außenexzenter zu verhindern.

Die Ausnehmungen in der Mitnehmerscheibe sind auf einen gewissen Winkelausschnitt begrenzt, um zu verhindern, daß die Feder zwischen beiden Exzentern durch äußere Zwangseinflüsse überdehnt werden kann.

Wenn die Exzentrizitäten beider Teilexzenter gleich groß gewählt werden und bringt man beide Exzenter in Gegenstellung (Fig.4a), so addieren sich beide Teilexzentrizitäten zur Gesamtexzentrizitäl Null. Dadurch werden beide Zahnräder gänzlich auseinander ausgerastet, wodurch ein einfaches Verstellen der Sitzlehnen-Neigung über große Winkelbereiche ermöglicht wird. Nach Beendigung dieser Grobverstellung wird durch erneutes Einrasten beider Zahnräder ineinander die Neigungsverstellung wieder kontinuierlich, spielfrei einstellbar.

In Fig.6a ist der Schnitt durch eine Variante der Ausführungsform nach Fig. 1 wiedergegeben, bei der durch geeignete Wahl der geometrischen Dinensionen der Exzenter das Walzenlager 15 entfällt. Der einfacheren Darstellbarkeit wegen ist der volle Eingriff beider Zahnräder 4 und 10 bei maximal möglicher Exzentriztität (Fig.4c: alle Achsen der Exzenter in einer Ebene liegend) des Doppelexzenters 1, 2 angenommen. Der erste Exzenter 1 gleitet in einer Bohrung mit gleichem Durchmesser im innenverzahnten Zahnrad 4, wobei die Mittelachse IA/des ersten Exzenters 1 und die Drehachse 4D des innenverzahnten Zahnrades 4 zusammenfallen. Der zweite Exzenter 2 gleitet in einer Bohrung mit gleichem Durchmesser im außenverzahnten Zahnrad 10; die Mittelachse 2M des zweiten Exzenters 2 und die Drehachse IOD des außenverzahnten Zahnrades 10 fallen ebenfalls zusammen. Die Durchmesser beider Exzenter sind gleich groß

gewählt. Beide Exzenter sind miteinander verbunden, indem um die Drehachse 2D des zweiten Exzenters 2 (die sich mit der Drehachse ID des ersten Exzenters 1 deckt) eine Hülse 3' vorgesehen ist, um die der ersten Exzenter I drehbar gelagert ist. Die Hülse kann, wie in Fig. 6a dargestellt, mit einem der beiden Exzenter verbunden sein.

F i g. 6b zeigt eine Explosionszeichnung der in F i g. 6n dargestellten Ausführungsform. In F i g. 6b sind gegenüber der schematisch stark vereinfachten Darstellung der Fig. 6a auch das Antriebselement 16, die Verstellwelle 5 und die zwei scheibenförmigen Mitnehmer It, ti' mit den Ausnehmungen 14, 14' eingezeichnet, in welche die auf den beiden Exzentern 2, I befestigten Mitnehmerstifte 13, 13' eingreifen. Die Funktion der Hülse 3' (Fig. 6a) wird von der Verstellwelle 5 selbst übernommen.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Beseitigen des Spiels zwischen zwei kämmenden Zahnrädern, von denen eines innenverzahnt und eines außenverzahiit ist, eines Zahnradgetriebes, welches gegenüber einem auf der Abtriebsseite einwirkenden Drehmoment selbsthemmend ist und welches einen aus zwei relativ zueinander beweglich angeordneten Einzelexzentern bestehenden Doppelexzenter aufweist, gekennzeichnet durch die Kombination nachstehender Merkmale: