DE2934874C2 - - Google Patents

Description

Stand der Technik

Es sind Schneckengetriebe bekannt, bei denen das Schneckenrad eine Stirnverzahnung aufweist, die eine nachträgliche Montage des Schneckenrades gestattet, wenn die Schnecke schon in einem Gehäuse montiert ist. Dies ist deshalb möglich, weil das Zahnprofil eines stirnverzahnten Schneckenrades über die gesamte Zahnbreite gleich und darüber hinaus parallel zur Drehachse des Schneckenrades ist. Der Nachteil eines so ausgebildeten Schneckengetriebes ist darin zu sehen, daß der jeweils im Eingriff befindliche Schneckengang immer nur punktförmig an dem momentan im Eingriff befindlichen Zahn des Schneckenrades anliegt. Die spezifische Belastung der Schnecke und insbesondere der Stirnverzahnung ist dann besonders hoch, wenn die auf das Schneckengetriebe einwirkende Belastung ihre maximale Höhe erreicht. Es ist zwar bekannt, daß bei Verwendung eines Schnecken­ rades mit einer Konkav- oder Globoidverzahnung die Berührung zwischen der Zylinderschnecke und dem globoid-verzahnten Schnecken­ rad eine linienförmige Berührung vorliegt, was die spezifische Be­ lastung der Verzahnung erheblich vermindert, doch ist die Montage eines so ausgebildeten Getriebes in der oben beschriebenen Weise nicht möglich. Es muß nämlich zuerst das Schneckenrad montiert und danach die Schnecke wie eine Schraube in die Verzahnung des Schneckenrades hineingedreht werden.

Ein anderes bekanntes Schneckengetriebe (US-PS 33 98 590) für eine Fensterhebereinrichtung weist sowohl ein Globoidschneckenrad als auch eine Globoidschnecke auf, die auf ihrer von dem Schneckenrad abgewandten Seite durch einen an die konkave Bezugsfläche des Schneckenrades angepaßten, konvexen Gehäusevorsprung abgestützt ist. Damit dieses Getriebe überhaupt montiert werden kann, hat man gemäß einer ersten Ausführung, das Getriebegehäuse und das Schneckenrad in einer Ebene geteilt, in welcher die Drehachse der Schneckenwelle liegt. Die Herstellung und Montage eines solchen Getriebes ist je­ doch sehr aufwendig. Dieser Nachteil ist aber vermieden, wenn man gemäß einer anderen Ausführung in der einen Achsrichtung des Schneckenrades - ausgehend vom kleinsten auf den Schneckenraddurch­ messer bezogenen Radius des Schneckenrades als Stirnrad ausbildet, so daß dieses durch tangentiale Schiebung zur bereits im Gehäuse montierten Getriebeschnecke eingebaut werden kann.

Derart ausgebildete Schneckenräder sind auch aus anderen Vorver­ öffentlichungen bekannt. So wird das Schneckenrad eines Fenster­ hebergetriebes (US-PS 38 21 907), bei Ausfall der Antriebseinrich­ tung in Richtung seiner Drehachse verschoben, so daß es außer Ein­ griff mit der Schneckenwelle gelangt und eine Notbetätigung der Fensterhebereinrichtung ermöglicht. Da der Ausfall der Antriebsein­ heit in jeder möglichen Betriebsstellung passieren kann, ist diese Veränderung des Zahnverlaufs am ganzen Umfang des Schneckenrades vorgesehen.

Bei einem ebenfalls bekannten Schneckenrad (US-PS 28 12 663) ist diese Veränderung des Zahnverlaufs zur Sicherung des Zahnkontakts zwischen dem Schneckenrad und der Schneckenwelle angeordnet, so daß die so gebildete Kontaktschulter ein Auslenken der Schneckenwelle in der einen Richtung verhütet.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Schneckenrad mit einer konkaven Verzahnung für bei gleichen Zähnen periodisch wechselnden Belastungen zu schaffen, das durch tangentiale Schiebung zur bereits montierten zugehörigen Schnecke eines Ge­ triebes eingebaut werden kann.

Ausgehend von einem Schneckenrad nach dem Oberbegriff der Schutzan­ sprüche ist dies alternativ durch die kennzeichnenden Merkmale der einander nebengeordneten Schutzansprüche erreicht.

Das erfindungsgemäße Schneckenrad mit den kennzeichnenden Merkmalen der Nebenansprüche hat gegenüber bekannten Schneckenrädern den Vor­ teil, daß, wenn auf das Getriebe die maximale Belastung einwirkt, die als Konkav- oder Globoidverzahnung ausgebildeten Verzahnungsab­ schnitte des Schneckenrades mit der Schnecke in Eingriff sind, was eine Herabsetzung der spezifischen Belastung der Getriebeverzahnung bedeutet. Andererseits kann das Getriebe aber auf einfache Weise montiert werden, weil der ähnlich einer Stirnverzahnung ausgebildete Bereich des Schneckenrades bei der Montage mit der Getriebeschnecke in Eingriff gebracht wird, im Betrieb dort aber die minimale Belastung stattfindet.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dar­ gestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung einer Wischvorrich­ tung für Kraftfahrzeugscheiben mit einem Schneckengetriebe,

Fig. 2 einen Schnitt durch das Schneckenrad in Fig. 1 ent­ lang der Linie II-II,

Fig. 2a eine andere Ausgestaltung des Schneckenrades gemäß Fig. 2,

Fig. 2b eine weitere Ausgestaltung des Schneckenrades gemäß Fig. 2 und

Fig. 3 einen Schnitt durch das Schneckenrad gemäß Fig. 1, entlang der Linie III-III.

Gemäß der in Fig. 1 gezeigten Prinzipdarstellung einer Wisch­ vorrichtung für Kraftfahrzeugscheiben gehören zu dieser ein Schneckengetriebe 10, dessen Schnecke 12 mit der Abtriebswelle eines nicht dargestellten Antriebsmotors wirkverbunden ist. Die als Zylinderschnecke 12 ausgebildete Getriebeschnecke kämmt mit einem aus Kunststoff gefertigten Schneckenrad 14, das mit einer Konkav- oder Globoidverzahnung versehen ist. Das Schneckenrad 14 sitzt auf einer Schneckenradwelle 16, mit der eine mit dem Schneckenrad 14 zusammen umlaufende Kurbel 18 fest verbunden ist. An dem freien Ende der Kurbel 18 ist eine Schubstange 20 angelenkt, deren anderes Ende gelenkig mit einer Schwinge 22 verbunden ist, die fest auf einer gestell­ fest gelagerten Wischerwelle 24 sitzt. Über einen an der Wi­ scherwelle 24 befestigten Wischerarm 26 ist ein Wischblatt 28 mit der Wischerwelle 24 wirkverbunden. Wenn die Wischvorrich­ tung in Betrieb ist, läuft die Kurbel 18 in Richtung des Pfeiles 30 um, wodurch die Schubstange 20 in Richtung des Doppelpfeiles 32 bewegt wird und die Schwinge in Richtung des Doppelpfeiles 34 mitnimmt. Dabei schwingt die Schwinge 22 über einen Winkel α von einer Umkehrlage in eine andere Umkehrlage.

Die Kurbel 18, die Schubstange 20 und die Schwinge 22 bilden also ein Pendelgetriebe. Mit der Schwinge 22 wird aber auch die Wischerwelle 24 und damit das Wischblatt 28 in eine Schwenkbewegung versetzt, welche durch die Doppelpfeile 36 und 38 dargestellt ist. Das Wischblatt 28 bestreicht ein Wischfeld 40 auf einer nicht dargestellten Kraftfahrzeug­ scheibe. Das Wischfeld 40 hat die Form eines Ringsegmentes und der Schwenkwinkel β des Wischblatts 28 entspricht dem Schwenkwinkel α der Schwinge 22.

Es leuchtet ein, daß sich das auf das Getriebe 10 einwirkende Moment in Abhängigkeit von der jeweiligen Stellung des Wisch­ blatts 28 im Wischfeld 40 ändert. Dabei geht dieses Moment im Bereich der Umkehrlagen 42 des Wischblatts 28 auf nahe Null zurück, während es aber einen maximalen Wert erreicht, wenn sich das Wischblatt 28 in dem in Fig. 1 dargestellten Mittelbereich des Wischfeldes 40 befindet. Das Schneckenge­ triebe 10 wird also periodisch wechselnder Belastung unter­ worfen. Aus Gründen einer vereinfachten Montage soll das Schneckenrad 14 in ein das Schneckengetriebe 10 umgebendes Ge­ häuse 44 erst dann eingesetzt werden, wenn die Getriebeschnecke 12 schon montiert ist. Das Schneckenrad 14 soll also senk­ recht zur Zeichnungsebene mit der Getriebeschnecke 12 in Ein­ griff gebracht werden. Dabei ist zu berücksichtigen, daß gleichzeitig auch die Schneckenradwelle 16 in ihre nicht­ dargestellte Lagerung im Getriebegehäuse 44 gebracht werden muß. Wenn das Schneckenrad eine sogenannte Konkav- oder Glo­ boidverzahnung aufweist, ist eine solche Montage nicht mög­ lich. Deshalb ist gemäß einer ersten Ausführung der Erfindung (Fig. 2) das Schneckenrad 14 in einem kleinen Umfangsbereich von seiner einen Seitenfläche 46 aus mit einer Stirnverzahnung 48 versehen. Die Stirnverzahnung 48 reicht etwa bis zur Mitte der Schneckenradbreite 50. Von dort aus geht die Stirnverzah­ nung 48 in eine Globoidverzahnung 52 über. Alle anderen Um­ fangsbereiche des Schneckenrades 14 sind mit einer Globoidver­ zahnung 54 versehen, welche über die gesamte Breite 50 des Schneckenrades 14 reicht.

Gemäß einer anderen Ausführungsform (Fig. 2b) kann ein relativ kleiner Umfangsbereich des Schneckenrades 14 aber auch mit einer durchgehenden Stirnverzahnung 60 versehen sein, die dann wieder in die Globoidverzahnung 54 übergeht. Der Übergang selbst kann allmählich oder in wenigstens einer Stufe erfolgen.

Gemäß einer anderen, in Fig. 2a dargestellten Ausführung der Erfindung kann das Schneckenrad 14 aber auch an seinem ge­ samten Umfang mit einer Globoidverzahnung 54 versehen sein. Um jedoch die eingangs erwähnten Montageschwierigkeiten zu umgehen, kann in einem relativ kleinen Bereich die Globoid­ verzahnung 54 bis in den Mittenbereich der Schneckenradbreite 50 entfernt werden, so daß das Schneckenrad 14 in diesem Um­ fangsbereich eine Globoidverzahnung 70 aufweist, die lediglich von einer Seitenfläche 72 bis zur Mitte der Zahnradbreite 50 reicht.

Durch die eben beschriebenen besonderen Ausgestaltungen der kleinen Umfangsabschnitte der jeweiligen Schneckenräder 14 ist gewährleistet, daß jedes Schneckenrad in der obenerwähn­ ten Weise mit der vormontierten Getriebeschnecke 12 in Ein­ griff gebracht werden kann. Bei der Montage ist jedoch da­ rauf zu achten, daß das mit einem Moment auf das Schnecken­ getriebe einwirkende Aggregat - im vorliegenden Fall also das Wischblatt 28 - sich in einer Stellung befindet, in der nur kleine, vorzugsweise Minimalkräfte auf das Schneckengetriebe 10 einwirken. Dadurch ist gewährleistet, daß bei der höheren Belastung des Schneckengetriebes 10 durch das Aggregat die Schnecke 12 mit der vollen Globoidverzahnung 54 in Eingriff ist, wo die spezifische Belastung der Verzahnungen entschei­ dend herabgesetzt wird.

Eine besonders wirtschaftliche Herstellung des Schneckenrades 14 mit den besonderen Ausgestaltungen 48, 52 bzw. 60 bzw. 70 ist dann möglich, wenn das Schneckenrad 14 aus einem Kunststoff gefertigt, vorzugsweise gespritzt wird.

Claims (2)

1. Schneckenrad mit stirnverzahnten konkaven Bereichen, in denen die Verzahnung kleinste Radien in bezug auf die Durchmesser aufweist und periodisch wiederkehrende hohe Drehmomente überträgt sowie mit anderen Bereichen mit stets wiederkehrender, minimaler Be­ lastung, dadurch gekennzeichnet, daß der Umfang, gebildet auf dem kleinsten Radius, vollständig verzahnt ist und daß in den Bereichen minimaler Belastung die Zähne in mindestens einer Achsrichtung vom kleinsten Radius bis zum Rand höchstens gleiche Zahnradien aufweisen.

2. Schneckenrad mit stirnverzahnten konkaven Bereichen, in denen die Verzahnung kleinste Radien in bezug auf die Durchmesser aufweist und periodisch wiederkehrende hohe Drehmomente überträgt sowie mit anderen Bereichen mit stets wiederkehrender, minimaler Belastung, dadurch gekennzeichnet, daß der Umfang, gebildet auf dem kleinsten Radius, vollständig verzahnt ist und daß in den Bereichen minimaler Belastung in der einen Achsrichtung auf dem gesamten Umfang überall gleiche Verzahnungsgeometrie vorliegt und in der anderen Achsrich­ tung der Radius höchstens so groß ist wie der kleinste Radius des Fußkreises der Verzahnung.