DE3342495A1 - Planetenmechanismus - Google Patents

Description

Automobilove zävody, närodni podnik Mladä Boleslav, CSSR

Planetenmechanismus

Die Erfindung betrifft einen Planetenmechanismus für Lagevorrichtungen, bei dem das Außenrad einstückig mit einem ersten Arm und das Planetenrad einstückig mit einem zweiten Arm gebildet sind, wobei durch Verdrehen des Mitnehmers eine relative Winkelbewegung der beiden Arme erzeugt werden kann. Der Planetenmechanismus ist besonders für verstellbare Rücklehnen von Sitzen, Kopfstützen und für Fenster-Hebevorrichtungen von Kraftfahrzeugen geeignet.

Bekannte Planetenmechanismen, bei denen das Außenrad und das Planetenrad einstückig mit den jeweiligen Armen geformt sind, werden durch Schneiden hergestellt. Die Übertragung der Belastungen von dem jeweiligen Arm auf das angeformte Zahnrad erfolgt durch Brücken, welche beim Durchpressen des

Zahnrades längs der Umrisse der Zähne entstehen. Die Blechdicke der Arme dieser Konstruktionen wird von der Größe der Brücke und von der verlangten Breite der Verzahnung "bestimmt, welche nicht nur durch die notwendigeFestigkeit, sondern auch durch die Forderung begrenzt wird, daß die Zähne nicht durch axiale Versetzung außer Eingriff gelangen. Diese Gefahr ist auch deshalb gegeben, weil es in den Spitzen der Verzahnung zur Kontraktion des Materials kommt, so daß an diesen Stellen die volle Breite der Verzahnung nicht ausgenützt werden kann. Die Vergrößerung der Breite der Verzahnung bei einer von der Festigkeit bestimmten Größe der Brücke führt zu einer größeren Dicke der Arme, was eine unnütze Erhöhung der Masse des ganzen Mechanismus und eine zwecklose Überdimensionierung zur Folge hat.

Q AJ MO. J- V -A-Q V

Bei einer anderen bekannten Konstruktion der Verbindung des Zahnrades mit dem Arm erfolgt die Übertragung der Belastung von den Armen auf das Zahnrad durch strahlenförmige Tragzonen, welche durch eine kegelförmige Vertiefung unter jeder Zahnlücke entstanden sind, so daß an der zweiten Seite des Armes ein schmaler dreieckiger Träger gebildet wird, der jeden Zahn mit dem Arm verbindet. Diese schmalen Träger sind jedoch unzweckmäßig, weil außer der Schubbeanspruchung in ihren Wurzeln auch eine zusätzliche Biegespannung entsteht. Diese Anforderung an eine Vertiefung der engen Zahnlücken führt zu schärferen Formen des Zahnprofils im Fuß mit einem ungünstigen inneren Scheitelwinkel und einem kleinen Rundungshalbmesser, was nicht nur die Ansprüche an die Eigenschaften des Preßteils erhöht, sondern auch höhere Ansprüche an die Herstellung der Preßwerkzeuge stellt und ihre Lebensdauer vermindert.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen universell einsetzbaren Planetenmechanismus zu schaffen, der bei geringem Gewicht eine sichere Übertragung von Drehmomenten zur Winkelverstellung seiner Arme ermöglicht und einen zuverlässigen Eingriff der Verzahnungen gewährleistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Verzahnung des Außenrads und/oder die Verzahnung des Planetenrads in einer Reihe von Zähnen mindestens eine Zahnlücke aufweist, deren Breite in der Zone der Arbeitshöhe der Zähne gleich oder größer ist, als die auf dem gleichen Durchmesser gemessene Teilung der Verzahnung, die durch den Teilungswinkel definiert ist, der durch die Symmetralen der benachbarten, an der Lücke nicht anliegenden Zähne gebildet ist, wobei an der Stelle dieser Lücke die Tragbrücken der Nabe bzw. des Planetenrades gebildet sind. Die Tragbrücke der Nabe wird durch einen axial ausgebogenen Arm gebildet, der oberhalb der Fußkreislinie der Innenverzahnung liegt und die Tragbrücke des Planetenrades wird durch einen axial ausgebogenen Arm gebildet der unterhalb der Fußkreislinie der Außenverzahnung liegt.

Durch Bildung der Tragbrücken in Form von axial ausgebogenen Armen an den Stellen der vergrößerten Zahnlücken auf der Innenverzahnung des Außenrades und auf der Außenverzahnung des Planetenrades kann die Materialstärke der Arme und damit die Gesamtmasse des Planetenmechanismus erheblich verringert werden. Die Herabsetzung der Dicke des Armes und die abgerundeten Formen insbesondere bei Anwendung einer Trochoidverzahnung haben einen günstigen Einfluß auf Lebensdauer der Preßwerkzeuge bei gleichzeitiger Sicherung eines zuverlässigen Eingriffs der Verzahnungen.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Planetenmechanismus anhand der Zeichung beschrieben. Es zeigen:

Pig. 1 eine Ansicht "P" auf einen Arm mit dem innengezahnten Außenrad;

Fig. 2 einen Schnitt A-A des Arms nach Fig. 1;

Fig. 3 eine Ansicht "W" auf den zweiten Arm mit einem außengezahnten Planetenrad;

Fig. 4 einen Schnitt B-B des zweiten Arms nach Fig. 3;

Fig. 5 einen partiellen Längsschnitt der Verzahnung des Planetenmechanismus in der Anwendung bei einem verstellbaren Gelenk der Sitzlehne eines Fahrzeugsitzes;

Fig. 6 einen Schnitt C-C durch das Außenrad mit der Innenverzahnung in vergrößertem Maßstab;

Fig. 7 einen Schnitt G-G des Planetenrades mit Außenverzahnung in vergrößertem Maßstab.

In Fig. 1 und 2 ist ein erster Arm 1 mit einem ausgepreßten Außenrad 2 mit Innenverzahnung 14 und mit einer Nabe 3 dargestellt, die nach außen aus der Ebene des Arms 1 durchgepreßt ist. Die Außenverzahnung der Nabe 3 ist nicht funktionell. Im Inneren der Nabe 3 ist eine öffnung 6 für einen Zapfen des Mitnehmers des Planetenrades gebildet. Die Verbindung der Nabe 3 mit dem ersten Arm 1 erfolgt

durch Tragbrücken 5 j die durch axiale Ausbiegungen des Armmaterials an Stellen von vergrößerten Zahnlücken 4 gebildet sind. Die wenigstens an einer Stelle der Innenverzahnung 14 des Außenrades 2 gebildete Zahnlücke 4 hat in der Arbeitshöhe h der Zähne 13 die Breite m, die gleich oder größer als die auf dem gleichen Durchmesser gemessene Teilung t der Verzahnung ist. Die Teilung t ist durch den Teilungswinkel ψ zwischen den Symmetralen c zweier benachbarter Zähne 13 bestimmt, die an dieser Lücke nicht anliegen. Die Symmetralen c führen durch die Mitte S^, des Außenrades 2 und eventuell auch durch die Mitte S2 des Planetenrades 8. Die vergrößerten Zahnlücken 4, 11 mit der verlangten Breite m sind durch Auslassen eines oder mehrerer Zähne an der Außenverzahnung I5 des Planetenrades 8 oder an der Innenverzahnung 14 des Außenrades 2 entstanden. Aus dem Diagramm des Plankenspieles einer Trochoidverzahnung geht hervor, daß das Auslassen eines Zahns der Außen- und Innenverzahnung praktisch keine Auswirkung auf die Größe des Plankenspiels hat, weil die Last automatisch von anderen Zähnepaaren übertragen wird. Mit Rücksicht auf die konkrete Geometrie und die Konfiguration der Verzahnung muß das nicht das benachbarte Zahnpaar sein. Zur Erhaltung des Charakters der kreisenden relativen Abrollbewegung genügt kinematisch, daß wenigstens drei Zähne in geeigneten Abständen im Eingriff stehen, was auch eine Grenzbedingung für die Ausnutzung des Gegenstandes der Erfindung ist.

Die Tragbrücke 5 der Nabe 3 hat die Breite u. Damit die Tragbrücken 5 nicht mit den Zähnen des Planetenrades 8 kollidieren können, liegen die axial ausgebogenen Arme, welche die Tragbrücke 6 bilden, außerhalb des Fußkreises K yj der Innenverzahnung 14 des Außenrades 2. Da die Innen-

Verzahnung 14- des Außenrades 2 direkt in den ersten Arm 1 gestanzt ist, übertragen die Tragbrücken 5 nur eine partielle Belastung in die Rabe 3· Falls an den ersten Arm 1 in den Öffnungen 12 ein Deckblech mit einer konzentrischen Lagerung für den Zapfen des Planetenrad-Mitnehmers angenietet ist, das etwa gleiche Beanspruchungen wie die Tragbrücken 5 überträgt, kann der erste Arm 1 zweckmäßig eine minimale Anzahl an vergrößerten Zahnlücken 4- und Tragbrücken 5 aufweisen.

In Fig. 3 und 4- ist der zweite Arm 7 mit einem Planetenrad 8 mit Außenverzahnung 15 dargestellt. Das Planetenrad 8 ist axial aus der Ebene des zweiten Arms 7 herausgepreßt und weist an seinem Mittelteil eine Öffnung 10 zur Lagerung des Mitnehmers des Planetenrades 8 auf. Die Verbindung des zweiten Arms 7 mit dem Planetenrad 8 erfolgt durch Tragbrücken 9 j die durch axiales Ausbiegen des Materials des zweiten Arms in Bereichen von vergrößerten Zahnlücken 11 gebildet sind. Wie bei den Tragbrücken 5 der Nabe 3 müssen zur Verhinderung von Kollisionen mit den Zähnen des Außenrades 2 die axial ausgebogenen Arme der Tragbrücken 9* welche die Breite q haben, unter bzw. innerhalb dem Fußkreis K ο der Außenverzahnung 15 des Planetenrades 8 liegen. In Fig. 4-ist eine Ausführung des zweiten Armes 7 mit sog. negativen Brücken dargestellt, wobei die Tiefe des Durchpressens des Planetenrades 8 im zweiten Arm 7 größer ist als die Dicke des Arms. Diese Möglichkeit ist jedoch bei Planetenrädern mit Außenverzahnung nur in günstigen Fällen möglich, weil zum Unterschied von den Tragbrücken 5 der Nabe 3, die Tragbrücken 9 am zweiten Arm 7 die Gesamtbelastung übertragen. Die Tragfähigkeit kann durch eine weitere Brücke 9 erhöht werden, was mit Rücksicht auf den Charakter der Beanspruchung und den verhältnismäßig großen Querschnitt der Tragarme

ausreicht. Die Tragbrücken 5 bzw. 9 der Nabe 3 bzw. des Planetenrades 8 sind vorteilhaft symmetrisch am Umfang der Zahnräder verteilt angeordnet, insbesondere bei Ausführungen mit negativen Brücken.

Der Gegenstand der Erfindung kann bei allen Planetenmechanismen mit Inneneingriff der Verzahnung ausgenützt werden, bei denen die Zahnräder aus einem Teil mit Armen ausgepreßt sind, wie z. B. bei Kippmechanismen der Sitzlehne, Kopfstützen und Fensterhebern von Kraftfahrzeugen, bei Lagemechanismen und Reduktoren mit kleinen zu übertragenden Leistungen von Textilmaschinen, weiter bei Fahrzeugen für Massentransporte, bei Kinderfahrzeugen, bei Invalidenfahrzeugen, in der Möbelindustrie, sowie bei Straßen- und Landmaschinen und Anhängern u. dgl.

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Claims (4)

Patentansprüche

1. Planetenmechanismus für Lagevorrichtungen, bei dem das Außenrad einstückig mit einem Arm und das Planetenrad einstückig mit einem zweiten Arm ausgebildet sind, wobei durch Drehen des Mitnehmers des Planetenrades eine relative Winkelbewegung der Arme erreicht wird,

-dadurch gekennzeichnet, daß die Verzahnung wenigstens eines Zahnrades (2; 8) mindestens eine Zahnlücke aufweist , deren Breite (m) in der Zone der Arbeitshöhe (h) der Zähne zumindest gleich der auf dem gleichen Durchmesser gemessenen Teilung (t) der Verzahnung ist, wobei an der Stelle dieser vergrößerten Zahnlücke (4, 11) die Tragbrücken (5 bzw. 9) der Nabe (3) bzw. des Planetenrades (8) gebildet sind.

2. Planetenmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die Tragbrücken (5) der Nabe (3) durch axiales Ausbiegen des Materials des ersten Arms (1) gebildet sind und außerhalb des Fußkreises (K-) der Innenverzahnung (14) des Außenrades (2) liegen.

233-S 10291-SdWa

3. Planetenmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die Tragbrücken (9) des Planetenrades (8) durch axiales Ausbiegen des Materials des zweiten Arms (7) gebildet sind und unterhalb des Fußkreises (Kp) der Außenverzahnung (15) des Planetenrades (8) liegen.

4. Planetenmechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet,

daß mehrere Tragbrücken (5 bzw. 9) am Umfang der Außenbzw. Innenverzahnung symmetrisch verteilt angeordnet sind.