DE3012341A1 - Vorrichtung zum beseitigen des spiels in einem zahnradgetriebe - Google Patents

Description

• Vorrichtung zum Beseitigen des Spiels in einem Zahnradgetriebe
• Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Beseitigung des Spiels zwischen zwei miteinander in Eingriff stehenden Zahnrädern eines Zahnradgetriebes, welches gegenüber einem auf der Abtriebseite einwirkenden Drehmoment selbsthemmend ist.
• Derartige Vorrichtungen sind insbesondere für Gelenkbeschläge von Kraftfahrzeugsitzen mit verstellbarer Lehne von Bedeutung, können aber auch für Zeichenmaschinen und andere Anwendungen nützlich sein.
• Die bisher bekannt gewordenen Vorrichtungen zur Beseitigung des Spiels zwischen in Eingriff stehenden Zahnrädern eines Zahnradgetriebes sind verhältnismäßig aufwendig in der Herstellung oder erfüllen nicht den Wunsch nach leichter, bequemer Handhabung und führen mitunter zu einem Verklemmen der Zahnräder.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine neuartige Vorrichtung zur Beseitigung des Spiels in Zahnradgetrieben anzugeben, welche aus nur wenigen, sehr einfach zu fertigenden Einzelteilen besteht und daher ermöglicht, Getriebe der genannten Art ohne wesentliche Mehrkosten in spielfreier Ausführung herzustellen.
• Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Mittel gelöst.
• Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet und werden nachstehend in Verbindung mit den ein Ausführungsbeispiel darstellenden Figuren beschrieben.
• In diesen zum Teil schematisch etwas vereinfacht gezeichneten Figuren sind einander entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
• Es zeigt: Fig. 1 die Anwendung der Erfindung zur Verstellung der Rückenlehne eines Autositzes in isometrischer Darstellung, Fig. 2 in gegenüber Fig. 1 vergrößertem Maßstab als Explosionszeichnung das zur Verstellung der Rückenlehne des Autositzes dienende erfindungsgemäß ausgebildete Getriebe, Fig. 3 einen senkrecht zur Drehachse geführten Schnitt durch die links daneben in der Explosionszeichnung dargestellten scheibenförmigen Getriebeelemente.
• Bei einem Autositz nach Figur 1 sind Sitz unterteil und Lehne durch einen Gelenkbeschlag 1 miteinander verbunden, gebildet aus einem Zahnradgetriebe, das gegenüber einem auf der Abtriebseite einwirkenden Drehmoment selbsthemmend ist. Das Zahnradgetriebe besitzt (in Fig. 1 verdeckt) ein Innenzahnrad und ein damit verkämmendes Stirnrad. Das eine Zahnrad ist über einen Befestigungsarm 2A mit dem S-itzunterteil, das zweite Zahnrad über eine Befestigung gleicher Art 2B mit der Sitzlehne verbunden. Bei Betätigung des Handrades 3 auf der Antriebseite des Getriebes wird ein Abrollvorgang beider Zahnräder aufeinander bewirkt, der zu einer Verstellung der Lehnen-Neigung führt.
• In der Ausführungsform des Zahnradgetriebes nach Figur 2 ist in einer konzentrischen Bohrung 4 einer Platte mit Innenkranz 5 eine kreisförmige Scheibe 6 mit einer spiralig verlaufenden Ausnehmung 7 drehbar angeordnet. Zur Aufnahme einer Drehachse 8 besitzt diese Scheibe 6 ihrerseits eine konzentrische Bohrung 9. Ein exzentrisch zu dem Innenzahnrad 5 liegendes Stirnrad 10 nimmt in einer zur Stinradachse 11 konzentrischen Bohrung 12 eine um die Stirnradachse drehbare kreisfbrmige Scheibe 13 mit Radialschlitz 14 auf. Mit dieser Scheibe ist ein Führungsbolzen 15 fest verbunden, der in die spiralförmige Ausnehmung 7 der ersten Scheibe 6 eingreift.
• (Zur sprachlichen Vereinfachung werden im folgenden Text die im Ausführungsbeispiel mit Radialschlitz und die mit spiralig verlaufendem Schlitz ausgebildeten Scheiben gemeinsam als Schlitz-Scheiben bezeichnet.) Der Abstand dieses Bolzens 15 von der Mittelachse des Stirnrades ist so bemessen, daß nach dem Einsetzen der Drehachse in die zentralen Ausnehmungen der Schlitzscheiben 6,13 unter Weglassen der Feder 16 beide Zahnräder 5,11 mit Spiel verkämmen würden.
• Im Ruhezustand des Getriebes werden durch die Wirkung der Feder 16 beide Scheiben gegeneinander verschwenkt. Dabei gleitet der mit der einen Scheibe 13 verbundene Bolzen 15 entlang der Führungsfläche 17 des spiralförmig verlaufenden Schlitzes der anderen Scheibe 6 und verschiebt Scheibe 13, in welcher der Bolzen befestigt ist, und das konzentrisch zu dieser Scheibe angeordnete Stirnrad 10 in radialer Richtung. Der Verlauf der Spirale ist so ausgelegt, daß bei dieser durch Wirkung der Feder hervorgerufenen relativen Drehung beider Scheiben das Stirnrad 10 in Richtung des Eingriffspunktes beider Zahnräder nach außen verschoben wird, bis spielfreier Eingriff beider Zahnungen vorliegt. Diese Spielfreiheit bleibt auch erhalten, wenn durch Krafteinwirkung von außen die beiden Zahnräder mit einem Drehmoment belastet werden, da die Reibung zwischen den Zylinderflächen 6F,13F der Schlitzscheiben 6,13 und den Oberflächen 4F,12F in den konzentrischen Bohrung 4,12 der Zahnräder 5,10 eine relative Drehung der Einzelteile gegeneinander verhindert.
• Zum Antrieb des Getriebes ist die Drehachse 8 mit einem als Handgriff ausgebildetem Antriebselement und mit als Mitnehmerscheiben 18A,18B ausgebildeten Mitnehmern ausgerüstet.
• Die Mitnehmerscheiben sind fest mit der Drehachse verbunden.
• Sie weisen Aussparungen 19A,19B auf, in welche die in den Schlitzscheiben 6,13 befestigten Mitnehmerstifte 20At20B eingreifen. Die Aussparungen in den Mitnehmerscheiben sind so bemessen, daß beim Verdrehen der Drehachse 8 jeweils nur der Mitnehmerstift einer Schlitzscheibe 6 bzw. 13 von einer Mitnehmerscheibe 18A bzw. 18B erfaßt wird, dagegen der Mitnehmerstift der anderen Schlitzscheibe 13 bzw. 6 in der Aussparung der anderen Mitnehmerscheibe 18B bzw. 18A in Richtung des Umfanges einen gewissen Spielraum behält.
• Mit Beginn der Verdrehung der Drehachse bleibt die bei der gewählten Drehrichtung jeweils von den Mitnehmerscheiben 18A, 18B nicht erfaßte Schlitzscheibe aufgrund von Haftreibung zwischen den Zylinderflächen 6F bzw. 13F der Schlitzscheibe und den Oberflächen 4F bzw. 12F der konzentrischen Bohrung im Zahnrad relativ zu der von der anderen Mitnehmerscheibe angetriebenen Schlitzscheibe geringfügig in der Drehbewegung zurück. Dadurch wird eine kleine radiale Verschiebung des Stirnrades nach innen und somit ein gewisses (sehr geringes) Zahnflankenspiel herbeigeführt, das zum Lösen der Anpressung beider Zannräder führt und ein leichtgängiges Drehen des Getriebes ermöglicht.
• Während des Verdrehens der Drehachse übernimmt die Gleitreibung zwischen den oben genannten Flächen 6F,13F und 4F,12F den Regelmechanismus, bei einem durch fertigungsbedingte Toleranzen drohenden Verklemmen der Zahnräder, ein geringes Zahnflankenspiel aufrechtzuerhalten. Bei beginnendem Verklemmen nimmt die Gleitreibung zwischen den genannten Flächen stark zu und bewirkt - wie vorstehend für den Vorgang des Drehbeginns bereits ausgeführt - eine kleine radiale Verschiebung des Stirnrades nach innen. Bei einem beginnenden zu groß werdenden Spiel dagegen wird durch die Wirkung der Feder 16 zwischen beiden Schlitzscheiben 6,13 die jeweils nicht angetriebene Schlitz scheibe relativ zur angetriebenen Schlitzscheibe nachgedreht und das Stirnrad 10 dadurch geringfügig radial nach außen verschoben, so daß das Spiel zwischen den Zahnflanken auf ein Minimum einreguliert wird.
• Nach Beendigung des Verstellvorgangs wird durch die Federwirkung auf beide Schlitz scheiben die Anpreßstellung beider Zahnräder erneut selbsttätig herbeigeführt und damit die Spielfreiheit des Getriebes gewährleistet.
• Für die Funktion der Vorrichtung zur Verringerung des Zahnflankenspiels ist es ohne Belang, wenn man abweichend von Figur 2 die Schlitzscheiben in die jeweils anderen Zahnräder einsetzt. Ebenso ohne Einlfuß ist, wenn man in einer Scheibe die spiralförmige und die radiale Aussparung vorsieht und in der anderen Scheibe die zentrische Bohrung und den Führungsbolzen.
• Eine vorteilhafte Variante der Vorrichtung zur Beseitigung des Zahnflankenspiels ergibt sich, wenn man den in den Führungsschlitz der einen Scheibe ragenden Teil des Führungsbolzen zur Reibungsverminderung mit einem Kugellager umgibt.
• Eine andere vorteilhafte Variante erhält man dadurch, daß man den Führungsbolzen in seiner Haltescheibe drehbar lagert und den in den Führungsschlitz der anderen Scheibe eingreifenden Teil des Bolzens an die Form der Flanken des Schlitzes anpaßt.
• Für manche Anwendungszwecke ist es günstig, wenn der radiale Schlitz in der Scheibe 13 länger als die Zahnhöhe der miteinander verkämmenden Zahnräder gewählt wird. Bringt man beide Scheiben 6,13 in konzentrische Stellung zueinander, dann werden beide Zahnkränze gänzlich außer Eingriff gebracht, wodurch eine Schnellverstellung der Sitzlehnen-Neigung ermöglicht wird.
• Nummern-Liste 1 Gelenkbeschlag 22B Befestigúngsarme des Gelenkbeschlages 2B 3 Handrad 4 konzentrische Bohrung im Zahnrad mit Innenzahnkranz 5 Innenzahnkranz 6 Kreisscheibe mit Spiral-Schlitz 7 spiralig verlaufende Ausnehmung in der Spiral-Schlitz-Scheibe 6 8 Drehachse 9 konzentrische Bohrung in der Spiral-Schlitz-Scheibe 6 10 Stirnrad 11 Stirnradachse 12 konzentrische Bohrung im Stirnrad 13 Kreisscheibe mit Radial-Schlitz und Führungsbolzen 14 Radial-Schlitz 15 Führungsbolzen in der Radial-Schlitz-Scheibe 13 16 Feder 17 Führungsfläche des Spiral-Schlitzes 6F 13F Zylinderflächen der Schlitzscheibeb6 bzw. 13 4F Oberflächen in den konzentrischen Bohrungen 4 bzw. 12 12F des Zahnrades 5 bzw. 10 1 8A Mitnehmerscheiben 18B 19A 19B Aussparungen in den Mitnehmerscheiben 20A Mitnehmerstifte 20B Leerseite

Claims (9)

1. Patentansprüche 1. Vorrichtung zur Beseitigung des Spiels zwischen zwei miteinander in Eingriff stehenden Zahnrädern eines Zahnradgetriebes, welches gegenüber einem auf der Abtriebseite einwirkenden Drehmoment selbsthemmend ist, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h die Kombination nachstehender Merkmale: a) auf der zur Mittelachse des einen Zahnrades konzentrischen Drehachse (8) der Vorrichtung ist eine in radialer Richtung relativ zu dieser Drehachse verschiebbare erste Scheibe (13) angeordnet; b) die erste Scheibe (13) ist mit einer zweiten Scheibe (6) derart verkoppelt, daß bei einer relativ zueinander erfolgenden Verdrehung die erste Scheibe (13) relativ zur Drehachse (8) radial verschoben wird; c) es ist ein Antriebselement (3) vorgesehen, das über eine Drehachse (8) mit einem Zahnrad (5) gekoppelt ist, derart, daß bei Drehung in jeder der beiden Drehrichtungen dieses Zahnrad relativ zum anderen Zahnrad (10) verdreht wird und bei beginnendem Verklemmen der Zahnräder (5,10) gleichzeitig eine Scheibe (6 oder 13) in Richtung einer geringen Vergrößerung des Spiels zwischen den beiden Zahnrädern (5,10) bewegt wird; d) es ist ein Federelement (16) vorgesehen, das mit den beiden Scheiben (6,13) derart verbunden ist, daß durch die Federkraft die beiden Scheiben gegeneinander in solchem Sinn verschwenkt werden, daß die radiale relative Verschiebung beider Scheiben gegeneinander zunimmt und damit das Spiel zwischen den mit den Scheiben (6,13) gekoppelten Zahnrädern (5, 10) aufgehoben wird.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Verstellvorrichtung für die Neigung der Rückenlehne eines Autositzes (Fig. 1) ausgebildet ist und daß die Lehne des Autositzes mit dem einen Zahnrad (5 bzw.

   10) des Zahnradgetriebes drehfest verbunden ist und das andere Zahnrad (10 bzw. 5) drehfest mit dem Fahrzeugboden, vorzugsweise mit dem Sitzunterteil des Autos, verbunden ist.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Scheibe (6) eine exzentrisch zur Drehachse verlaufende Führungsfläche (17) hat, an der ein mit der anderen Scheibe (13) fest verbundenes Koppelglied (15) anliegt.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die exzentrisch zur Drehachse verlaufende Führungsfläche (17) die Form einer Spirale hat.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der an der Führungsfläche (17) als Koppelelement anliegende Bolzen (15) in der einen Scheibe (13) drehbar gelagert und sein Kopfteil an die Form der Flanken der Führungsfläche der anderen Scheibe (6) angepaßt ist.
6. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsfläche (17) als Flanke einer schlitzförmigen Ausnehmung in einer Scheibe (6 oder 13) ausgebildet ist.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der als Koppelelement dienende Bolzen (15) entweder in der einen Scheibe (13) mittels eines Kugellagers drehbar gelagert ist oder daß zwischen dem Kopfteil des Bolzens und der Führungsfläche der anderen Scheibe (6) ein Kugellager vorgesehen ist.
8. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jede der beiden Scheiben (6,13) mit einem zugeordneten, mit der Drehachse drehfest verbundenen Mitnehmer (18A,18B) derart gekoppelt ist, daß bei Verschwenken der Drehachse in einer Drehrichtung die eine der beiden Scheiben (6 oder 13) von einem Mitnehmer (18A oder 18B) mitgenommen wird, bei Verschwenken in der entgegengesetzten Drehrichtung die andere Scheibe (13 oder 6) von dem anderen Mitnehmer (18B oder 18A) mitgenommen wird.
9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Koppelung zwischen Scheibe (6,13) und Mitnehmern (18A,18B) durch in Ausnehmungen (19A,19B) der Scheiben (6,13) oder der Mitnehmer eingreifende Stifte (20A,20B) erfolgt.

   10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß beide Scheiben (6,13) zwischen den scheibenförmig ausgebildeten Mitnehmern (18A,18B) angeordnet sind.

   11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (19A,19B) in den Mitnehmerscheiben (18A, 18B) in Richtung des Umfanges (bezogen auf die Achse der Mitnehmerscheibe) größere Ausdehnung haben als die Mitnehmerstifte (20A bzw. 20B) und diese mit Spiel in Richtung des Umfanges in der Ausdehnung (19A bzw. 19B) beweglich angeordnet sind.

   12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verdrehung der Drehachse (8) ein Mitnehmerstift (20A bzw. 20B) am Ende der zugeordneten Ausnehmung (19A bzw.

   19B) einer Mitnehmerscheibe (18A bzw. 18B) anliegt und die Länge der Aussparung in der anderen Mitnehmerscheibe (18B bzw. 18A) und die Kraft des Federelmentes (16) derart bemessen sind, daß der andere Mitnehmerstift (20B bzw. 20A) in Richtung des Umfanges mitbewegt wird.

   13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge (in Richtung des Umfanges) beider Ausnehmungen (19A,19B) und die Kraft des Federelementes (16) derart bemessen sind, daß bei einer Drehrichtung e-in Mitnehmerstift (20A bzw. 20B) an einem Ende der einen Ausnehmung (19A bzw. 19B) anliegt, bei der entgegengesetzten Drehrichtung der andere Mitnehmerstift (20B bzw. 20A) am entgegengesetzten Ende der anderen Ausnehmung (19B bzw.

   19A) anliegt.

   14. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnradgetriebe aus einem mit Innenverzahnung versehenen Zahnrad (5) und einem damit verkämmenden, mit Außenverzahnung versehenen kleineren Zahnrad (10) besteht, und daß der maximale wirksame Verschiebungsbereich der beiden Scheiben (6,13) (relativ zueinander in radialer Richtung) wenigstens gleich groß, vorzugsweise größer, ist als der Unterschied der Radien der beiden Teilkreise der beiden Zahnräder (5,10).

   15. Vorrichtung nach Anspruch 1,(nnzeichnet#¼urch, daß der maximale wirksame Verschiebungsbereich der beiden Scheiben (6,13) (relativ zueinander in radialer Richtung) so groß ist, daß durch Verschiebung in Richtung der Vergrößerung des Spieles die beiden miteinander verkämmenden Zahnräder (5,10) außer Eingriff bringbar sind.