DE3136376C2

DE3136376C2 - Zahnradsegmentgetriebe mit intermittierender Verriegelung

Info

Publication number: DE3136376C2
Application number: DE19813136376
Authority: DE
Inventors: Siegfried 3180 Wolfsburg Tiedtke
Original assignee: Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle Behr GmbH and Co KG
Priority date: 1981-09-14
Filing date: 1981-09-14
Publication date: 1986-06-12
Also published as: SE8205168D0; DE3136376A1; SE8205168L; FR2512908A1

Abstract

Ein Zahnradsegmentgetriebe besteht mindestens aus einem Antrieb und einem Abtrieb, die alternierend miteinander in Eingriff oder außer Eingriff stehen. Bei kontinuierlicher Antriebsbewegung ergibt sich eine intermittierende Abtriebsbewegung, wobei der Abtrieb während seines Stillstandes verriegelt ist. Diese Verriegelung erfolgt durch eine konzentrisch auf dem Antrieb angebrachte kreisbogenförmige Verriegelungsrippe, die vorübergehend in eine korrespondierende exzentrisch auf dem Abtrieb angeordnete, kreisbogenförmige Verriegelungsnut eingreift.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Zahnradsegmentgetriebe gemäß dem Oberbegriff des vorstehenden Patentanspruches 1.

Derartige Zahnradsegmentgetriebe werden für unterschiedliche Stellantriebe eingesetzt, unter anderem für den Antrieb von Luftklappen in einem Gehäuse einer Heizungs- bzw. Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges. Hierbei besteht oft die Aufgabe, daß mehrere Klappen, also Abtriebe, gleichzeitig von einem Bedienungsorgan, dem Antrieb, nach einem Programm betätigt werden, wobei beispielsweise eine Klappe in eine andere Stellung bewegt wird. In diesem Falle muß die in Ruhe befindliche Klappe verriegelt werden, damit sie ihre Stellung trotz fortlaufenden Antriebs tatsächlich beibehält.

Durch die US-PS 17 58 206 wurde ein Zahnradsegmentgetriebe bekannt, bei welchem die miteinander kämmenden Zahnradsegmente (Zähne 65 und 67) in einer oberen Ebene und die Verriegelungsmittel (Scheibe und Zähne 64) in einer unteren Ebene, also axial gegeneinander versetzt, angeordnet sind. Bei dieser Art von Verriegelungsmitteln korrespondiert ein konvexer Bereich auf dem Antriebsglied mit einem konkaven Bereich auf dem Abtriebsglied. Hieraus ergibt sich der

Nachteil, daß im Falle der Verriegelung eine unsymmetrische Belastung auftritt, weil das Lastmoment nur über eine Normalkraft zwischen An- und AbtriebsgKcd abgefangen wird. Hieraus resultiert wiederum eine relativ hohe Pjnkt- oder Flächenbelastung für die verriegelten Bauteile.

Durch die DE-AS 25 03 812 wurde ein Schrittschaltwerk bekannt, bei welchem Antrieb und Abtrieb über Nuten und korrespondierende Rippen miteinander in

ίο Eingriff stehen; dabei erfolgt eine Verriegelung des Abtriebsgliedes bei weiterlaufendem Antrieb dann, wenn sich eine antriebsseitige Rippe in einer koaxialen, korrespondierenden, abtriebsseitigen Nut befindet Die Bewegungsübertragung erfolgt ebenfalls über eine antriebsseitige Rippe und eine abtriebsseitige Nut, wodurch sich jedoch keine gleichförmige Bewegungsübertragung erzielen läßt.

Durch die DE-PS 4 84 292 wurde ein Getriebe für eine Zehnerschaltvorrichtung bekannt, bei welcher

mehrere, nebeneinander angeordnete Trommein bzw. Ziffernscheiben über zwischen den Trommeln angeordnete Zwischen- bzw. Schalträder miteinander in Eingriff stehen. Die Verriegelung des Zwischenrades erfolgt wiederum — wie bereits vorstehend erwähnt — durch einen konvexen Bereich (Kranz) auf dem Antriebsglied gegenüber einem konkaven Bereich des Zwischenrades. Die Mitnahme erfolgt über Schaltstifte und Schaltzähne — insofern liegt auch hier keine gleichmäßige Bewegungsübertragung vor. Im übrigen erfolgt bei dieser Zehnerschaltvorrichtung der Antrieb nicht von einer Trommel auf zwei beiderseits angeordnete Zwischenscheiben, sondern von der Trommel auf die Zwischenscheibe und von der Zwischenscheibe auf die nächste Trommel. Eine Trommel wird also von einem Zwischenrad angetrieben und treibt selbst über ein anderes Zwischenrad ab, und zwar jeweils mit unterschiedlichem Übersetzungsverhältnis; eine Trommel hat also nur einen Abtrieb.
Schließlich wurde durch die DE-OS 24 35 133 ein Getriebe bekannt, bei welchem das Antriebsrad und das Abtriebsrad über eine Verzahnung bzw. Zahnradsegmente miteinander in Eingriff stehen. Die Verriegelungzwischen An- und Abtrieb erfolgt über einen sogenannten Konvexdachzahn auf dem Antriebsrad, welcher mit einem sogenannten Konkavdachzahn des Abtriebes in Eingriff kommen kann, wodurch der Abtrieb blockiert wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, für ein Zahnradsegmentgetriebe der eingangs genannten Art die Verriegelungsmittel zu verbessern, insbesondere im Hinblick auf ihre Belastbarkeit und ihre Spielempfindlichkeit.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des vorstehenden Patentanspruches 1 gelöst. Durch die Ausbildung der Verriegelungsmittel in Form von Verriegellungsrippen und korrespondierenden Verriegelungsnuten wird eine symmetrische Belastung im Falle der Verriegelung erreicht, d. h. das Lastmoment wird über zwei Normalkräfte aufgenommen. Dadurch ergibt sich eine geringere Belastung an den Berührungsstellen. Darüber hinaus wird das Spiel zwischen An- und Abtriebsglied infolge dieser Art von Verriegelungsmitteln vermindert. Schließlich können infolge dieser Gestaltung mindestens zwei Abtriebe mit einem Antrieb gekoppelt werden.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 2 ist gewährleistet, daß die Verriegelung ruckfrei erfolgt, weil die Eingriffsflanke der Verriegelungsrippe in ihrer Form dem kinematischen

Bewegungsablauf von Antriebs- und Abtriebsglied angepaßt ist.

Gemäß Anspruch 3 ergibt sich eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung insbesondere für die Steuerung der Klappen einer Heizungs- bzw. Klimaanlage dadurch, daß diese per Hand, d. h. über einen Handdrehknopf, betätigt werden können.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 ein Zahnradsegmentpaar mit Verriegelungsrippe und Verriegelungsnut,

Fi g. 2 ein Zahnradsegment-Antriebsglied mit zwei Zahnradsegmentabtriebsgliedern mit erfindungsgemäßer intermittierender Verriegelung und

F i g. 3 ein Zahnradsegmentgetriebe mit erfindungsgemäßer intermittierender Verriegelung bei einem ersten Abtrieb und mit einem zweiten kontinuierlichen Abtrieb.

triebsarm 18 bzw. 19 auf, der die in ausgezogenen Linien dargestellte Stellung 18 bzw. 19 und die in strichpunktierten Linien dargestellte Stellung 18' bzw. 19' einnehmen soll. Das Abtriebsgiied 13 weist ferner eine Verzah-5 nung 26 auf, die mit der Verzahnung des Zahnradsegmenf; 24 in Eingriff gebracht werden kann; das Abtriebsglied 14 besitzt eine Verzahnung 27, die mit dem weiteren Zahnradsegment 25 in bzw. außer Eingriff gebracht werden kann. Im Unterschied zum Ausführungs-10 beispiel nach Fig. 1 weist das Antriebsglied 12 zwei Verriegelungsrippen 20 und 21 auf, die wiederum kreisringförmig ausgebildet sind, sich jedoch jeweils nur über einen Teil des Umfanges erstrecken, so daß zwischen ihnen verriegelungsfreie Abschnitte verbleiben. Jedes 15 Abtriebsglied 13 und 14 weist eine kreisringförmige ausgebildete Verriegelungsnut 22 bzw. 23 auf, die wiederum derart gegenüber den Antriebsachsen versetzt sind, daß sie sich bei einer bestimmten Stellung der Abtriebsglieder mit dem Kreisring der Verriegelungsrippen 20 Fig. 1 zeigt ein als Rad ausgebildetes auf einer An- 20 und 21 decken. Bei dem dargestellten Ausführungsbeitriebswelle 3 angeordnetes, mit einem Zahnradsegment spiel .befindet sich das Zahnradsegment 24 des Antriebs-5 versehenes Antriebsglied 1, das ein ebenfalls als Rad güedes 12 mit der Verzahnung 26 des ersten Abtriebsausgebildetes, auf einer Abtriebswelle 4 angeordnetes, gHedes 13 in Eingriff, und der Abtriebsarm 18 befindet mit einer Verzahnung 6 versehenes Abtriebsgiied 2 an- sich in seiner unteren Stellung. Gleichzeitig ist das zweitreibt. Dieses Abtriebsglied 2 weist einen Abtriebsarm 25 te Abtriebsglied 14 infolge Eingriffes der Verriegelungs-11 auf, der bei fortlaufender Antriebsbewegung die in rippe 21 in die Vemegelungsnut 23 verriegelt, und der ausgezogenen Linien dargestellte Stellung 11 sowie die Abtriebsarm 19 befindet sich in seiner rechten Stellung, in strichpunktierten Linien dargestellte Stellung 11' ein- Bei weiterer Drehbewegung des Antriebsgliedes 12 in nehmen und in dieser verriegelt werden soll. Pfeilrichtung bleibt das zweite Abtriebsglied 14 verrie-

Das Antriebsglied 1 weist auf seiner Stirnseite eine 30 gelt, während das erste Abtriebsglied 13 in Pfeilrichtung Verriegelungsrippe 7 auf, die sich über einen Teil cies verdreht wird, bis der Abtriebsarm 18 seine obere Stel-Umfanges, in diesem Falle etwa 270°, als kreisringförmi- lung 18' erreicht hat. Dann sind die Verzahnungen 24 ger Steg erstreckt. Auf der Stirnseite des Abtriebsglie- und 26 außer Eingriff, während unmittelbar daran andes 2 ist eine kreisringförmige Verriegelungsnut 8 ange- schließend die Verriegelungsrippe 21 mit der Verriegeordnet, deren Innen- und Außendurchmesser denen der 35 lungsnut 22 in Eingriff kommt und somit das erste Ab-Verriegelungsrippe 7 entsprechen und die derart gegen- triebsglied 13 in der Stellung 18' verriegelt. Gleichzeitig über der Drehachse des Abtriebsgliedes 2 nach außen gelangt die Verzahnung 25 in Eingriff mit der Verzahverschoben ist, daß sich bei einer bestimmten Stellung nung 27, so daß das zweite Abtriebsglied 14 links herum von Antriebsglied 1 und Abtriebsglied 2 Verriegelungs- bewegt wird, bis der Abtriebsarm 19 die strichpunktiert rippe 7 und Verriegelungsnut 8 decken, d. h. im Eingriff 40 eingezeichnete linke Stellung 19' einnimmt. Der geschilmiteinander befinden. Die Anordnungen der Verzah- derte Bewegungsablauf der Abtriebsglieder 13 und 14

nungen 5 und 6 einerseits sowie der Verriegelungsrippe 7 und der Verriegelungsnut 8 andererseits auf den Antriebs- und Abtriebsgliedern 1 und 2 sind so getroffen,

verläuft bei Umkehr der Drehrichtung des Antriebsgliedes 12, also entgegen der Pfeilrichtung, entgegengesetzt, d. h. in die Ausgangsstellung zurück. Analog der

daß die Eingriffsflanke 9, d. h. der Punkt A 1 der Verrie- 45 Anordnung dieses Ausführungsbeispieles mit zwei Abgelungsrippe 7, dann mit dem Punkt B1 der Verriege- triebsgliedern ist es jedoch auch denkbar, weitere Verlungsnut 8 zusammentrifft, wenn die Verzahnungen 5 riegelungsrippen abschnittsweise auf dem Umfang des und 6 gerade außer Eingriff gekommen sind. Damit das Antriebsgliedes anzuordnen und dementsprechend wei-Einrücken der Verriegelungsrippe 7 in die Verriege- tere Abtriebsglieder mit entsprechenden Verriegelungsnut 8 ruckfrei erfolgt, ist die Eingriffsflanke 9 zu 50 lungsnuten am Umfang des Antriebsgliedes, also radial einer Einrückkurve abgerundet; analog sind die Ein- zu dessen Achse, anzuordnen. Hierdurch können mehtrittskanten 10 der Verriegelungsnut 8 abgerundet. Bei rere Abtriebsfunktionen etwa in einer Ebene untergediesem dargestellten Ausführungsbeispiel ist es also bracht werden, d. h. es wird eine in axialer Richtung möglich, den Abtriebsarm 11 zunächst aufgrund der im gesehen kurze Bauweise des gesamten Getriebes erEingriff befindlichen Verzahnung 5,6 in die Stellung 1Γ 55 zielt,
zu bringen und das Abtriebsglied 2 dann in dieser Stellung zu verriegeln, weil dann bei fortlaufender Drehbewegung des Antriebsgliedes 1 die Verriegelungsrippe 7
in die Verriegelungsnut 8 eingreift und somit das Abtriebsgiied 2 an einer Drehbewegung hindert.

Fig. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem das Antriebsglied 12 zwei Abtriebsglieder 13 und 14 antreibt bzw. verriegelt. Das Antriebsglied 12 ist auf einer Antriebsachse 15 gelagert und weist auf je einer

Stirnseite ein Zahnradsegment 24 und 25 auf. Das Ab- 65 arm 11 des Abtriebsgliedes 2 weist einen Anlenkpunkt triebsglied 13 ist auf der Abtriebsachse 16 und das wei- 31 auf, an dem ein Bowdenzug für die Betätigung einer

Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem das Zahnradsegmentgetriebe gemäß Fig. 1 mit einer weiteren Zahnradstufe gekoppelt ist und als Stellantrieb für die Klappen im Heizungs- bzw. Klimagehäuse 60 für ein Kraftfahrzeug fungiert. Gieiche Teile in Fig. 1 und Fig.3 sind mit gleichen Bezugszahlen bezeichnet. Das Antriebsglied 1 ist drehfest mit der Antriebswelle 3 verbunden, die ihrerseits im Lager 29 der Gehäusewand 28 eil, js Heizungsgehäuses gelagert ist. Der Abtriebs-

tere Abtriebsglied 14 ist auf der Abtriebsachse 17 gelagert; beide Abtriebsglieder 13 und 14 weisen einen Ab-

Luftklappe angreift. Antriebsglied 1 und Abtriebsglied 2 stehen über die Zahnradseemente 5 und 6 (also wie in

F i g. 1) zeitweise miteinander in Eingriff bzw. zeitweise außer Eingriff — dann greift die Verriegelungsrippe 7 des Antriebsgliedes 1 in die Verriegelungsnut 8 des Abtriebsgliedes 2 ein und verriegelt somit den ersten Abtrieb 2.

Die Verlängerung 3' der Antriebswelle 3 trägt an ihrem Ende ein Ritzel 35, das im Lager 33 einer Gehäusezwischenwand 32 gelagert ist. Mit diesem Ritzel 35 befindet sich ein Zahnrad 36 in Eingriff, das drehfest auf einer Abtriebsachse 37 angeordnet ist, die ihrerseits im Lager 34 drehbar gelagert ist. Mit dem Zahnrad 36 fest verbunden ist ein Abtriebsarm 38, an dem sich ein Anlenkpunkt 39 für die Anlenkung eines weiteren Bowdenzuges zur Betätigung einer weiteren Luftklappe befindet, !m Unterschied zu dem ersten Abtriebsglied 2, das ts verriegelt werden kann, findet bei diesem zweiten Abtrieb keine Verriegelung statt; vielmehr soll dieser Abtrieb 36 bzw. 39 kontinuierlich weiter bewegt werden, sobald und so lange der Antrieb eine Drehbewegung erfährt. Mit dieser Getriebeanordnung ist es also möglieh, mit einem Antrieb zwei Abtriebe in der Weise zu steuern, daß der erste Abtrieb intermittierend angetrieben bzw. verriegelt und der zweite Abtrieb kontinuierlich angetrieben wird. Eine solche Steuerung ist beispielsweise für ein Programm für die Luftklappensteuerung einer Heizungs- oder Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug einsetzbar, wo die eine Luftklappe nur zwei verschiedene Stellungen, die andere dagegen mehrere Stellungen einnehmen soll.

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Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Zahnradsegmentgetriebe mit Außenverzahnung, bei dem mindestens ein Zahnradsegment eines Antriebsgliedes mit einem korrespondierenden Zahnradsegment mindestens eines Abtriebsgliedes in Eingriff oder außer Eingriff und gleichzeitig durch Verriegelungsmittel in Verriegelungsstellung gebracht werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Abtriebsglieder (2; 13, 14) den beiden Stirnseiten des Antriebsgliedes (1; 12) gegenüberliegend angeordnet sind und daß die Verriegelungsrnittel als Verriegelungsrippen (7; 20, 21) und Verriegelungsnuten (8; 22, 23) ausgebildet sind, wobei die Verriegelungsrippen (7; 20,21) kreisringförmig und sich in axialer Richtung erstreckend ausgebildet und koaxial auf Teilen des Umfanges des Antriebsgliedes (1; 12) stirnseitig angeordnet sind und die Verriegelungsnuten (8; 22, 23) ebenfalls kreisringförmig, sich in axialer Richtung erstreckend und mit den Verriegelungsrippen korrespondierend ausgebildet und stirnseitig derart auf den Abtriebsgliedern angeordnet sind, daß sich bei der Stellung des Antriebs- und der Abtriebsglieder (1, 2; 12, 13, 14) zueinander, in der sich ihre Zahnradsegmente (5, 6; 24, 25, 26,27) außer Eingriff befinden, die Verriegelungsrippen mit den Verriegelungsnuten in Eingriff befinden und somit die Abtriebsglieder verriegeln.

2. Zahnradsegmentgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingriffsflanken (9) der Verriegelungsrippe (7) und die Eintrittskanten (10) der Verriegelungsnut (8) zu Einrückkurven abgerundet sind.

3. Zahnradsegmentgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, insbesondere für die Steuerung von Klappen einer Heizungs- bzw. Klimaanlage, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb des Antriebsgliedes (1; 12) über einen Handdrehknopf erfolgt.