DE60302069T2 - Winkelbewegungsaktuator und zahnrad mit anschlag dafür - Google Patents

Winkelbewegungsaktuator und zahnrad mit anschlag dafür Download PDF

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    • Y10T74/19Gearing
    • Y10T74/19633Yieldability in gear trains

Description

  • Verwendung in einem solchen Mechanismus. Winkelbewegungsaktuator und Zahnrad mit Anschlag dafür EP 1024268A offenbart die Merkmale des Oberbegriffs von Anspruch 1.
  • Die Erfindung betrifft einen Winkelbewegungsaktuator, der Folgendes umfasst: ein Zahnrad, das dergestalt an einer Stützkonstruktion angebracht ist, dass es relativ zu der Stützkonstruktion eine intermittierende Drehbewegung im Uhrzeigersinn und entgegen dem Uhrzeigersinn innerhalb eines Bogens, der durch eine erste Winkelposition α1 und eine zweite Winkelposition α2 des Zahnrades begrenzt wird, vollführen kann; einen von der Stützkonstruktion getragenen Antriebsmotor mit einem aktiven Modus und einem nicht-aktiven Modus, wobei ein Antriebszahnrad antriebsmäßig mit dem Antriebsmotor und dem Zahnrad gekoppelt ist und in einem aktiven Modus des Antriebsmotors das Zahnrad in eine Drehbewegung von der ersten Position α1 zu der zweiten Position α2 versetzt; und eine Spiraltorsionsrückholfeder, die an einem Ende davon mit dem Zahnrad und am anderen Ende davon mit der Stützkonstruktion verbunden ist und die bei einer Drehbewegung des Zahnrades von der ersten Winkelposition α1 zu der zweiten Winkelposition α2 während des aktiven Modus des Antriebsmotors entgegen ihrer Vorspannung gebogen wird und sich im nicht-aktiven Modus des Antriebsmotors entspannt, indem sie das Zahnrad dazu drängt, von der zweiten Winkelposition α2 zu der ersten Winkelposition α1 zurückzukehren. Der Gebrauch solcher Winkelbewegungsaktuatoren ist aus verschiedenen Anwendungen wie beispielsweise automatischen Türverriegelungssystemen und Drosselklappenstellgliedern bekannt. Solche Mechanismen werden im Allgemeinen von einem Elektromotor angetrieben, der im Wechsel vom nicht-aktiven Modus in den aktiven Modus und umgekehrt ein- und ausgeschaltet wird, um diese intermittierende Drehbewegung des Zahnrades im Uhrzeigersinn und entgegen dem Uhrzeigersinn zu bewirken.
  • Im aktiven Modus gibt der Motor eine Drehbewegung ab, die durch das Antriebszahnrad zum Zahnrad übertragen wird und eine Biegebelastung verursacht, die sich in dem zunehmenden Biegen der Spiraltorsionsrückholfeder akkumuliert, bis das Zahnrad seine zweite Winkelposition erreicht. Wenn der Motor abgeschaltet wird, so setzt die Spiraltorsionsfeder ihre Biegebelastung frei, indem sie das Zahnrad dazu drängt, sich in Richtung seiner ersten Winkelposition zurückzudrehen. Diese Rückholdrehbewegung wird durch Blockieren des Zahnrades gestoppt, sobald es seine erste Winkelposition erreicht. Um ein Blockieren mit vollständigem Anhalten zu gewährleisten, lässt man das Zahnrad oder ein Glied, das sich mit dem Zahnrad mitbewegt, indem es beispielsweise an dem Zahnrad befestigt ist, im Allgemeinen gegen ein Element, das zur Stützkonstruktion gehört oder daran befestigt ist, genau in dem Moment stoßen, in dem das Zahnrad seine erste Winkelposition erreicht. Je nach der Reibung und Massenträgheit des Zahnrades, des Antriebszahnrades und des Antriebsmotors einerseits und der Biegeenergie der Spiraltorsionsrückholfeder andererseits können durch das Aufschlagen beim Aufprall des Gliedes auf dem Element wichtige Teile des Winkelbewegungsaktuators deformiert oder auf andere Weise beschädigt werden, was zu einem vorzeitigen Verschleiß und/oder einer Fehlfunktion des Mechanismus' führt.
  • Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben nun die besonders schädliche Auswirkung der Aufschlagenergie, die bei einem plötzlichen vollständigen Anhalten des Zahnrades in der ersten Position freigesetzt wird, erkannt.
  • Folglich ist es unter anderem eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Winkelbewegungsaktuator bereitzustellen, der eine kostengünstig zu implementierende und ausreichende Aufprallstoßdämpfung beim plötzlichen vollständigen Anhalten der durch die Feder bewirkten Drehbewegung des Zahnrades in seiner ersten Position bietet.
  • Darum ist ein erfindungsgemäßer Winkelbewegungsaktuator durch einen flexiblen Anschlag gekennzeichnet, der durch ein erstes Glied gebildet wird, das strukturell an dem Zahnrad befestigt ist und in der ersten Position α1 einen ersten Vorsprung der Stützkonstruktion in Eingriff nimmt, um die durch die Spiraltorsionsrückholfeder bewirkte Drehbewegung des Zahnrades zu blockieren, wobei das erste Glied beim Aufprall auf den ersten Vorsprung gebogen wird.
  • Die Erfindung stellt eine einfache Implementierung des Anschlages bereit, wobei die Aufprallenergie durch die Flexibilität des Gliedes gedämpft wird, wodurch schädliche Energiespitzen beim Aufprall vermieden werden.
  • Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Zahnrad für einen Winkelbewegungsaktuator, wie er oben beschrieben wurde.
  • Ein erfindungsgemäßes Zahnrad, das eine einfache und kosteneffektive Implementierung gestattet, ist dadurch gekennzeichnet, dass es aus einem flexiblen Material besteht und dass das erste Glied ein integraler Bestandteil des Zahnrades ist. Dadurch braucht man kein zusätzliches flexibles Element, das die Funktion des ersten Gliedes ausübt, und es wird die Wahl nicht-flexibler Materialien, wie beispielsweise Aluminium, für die Stützkonstruktion gestattet. Eine solche Stützkonstruktion kann einen Teil eines Gehäuses bilden, das den Winkelbewegungsaktuator als Ganzes umschließt.
  • Eine weitere Vereinfachung in der Implementierung eines solchen erfindungsgemäßen Zahnrades bei gleichzeitiger Robustheit gegen Bruch- oder Rissschäden ist dadurch gekennzeichnet, dass das erste Glied durch einen ersten Sperrzahn gebildet wird, der integral in dem Zahnrad durch das Einschneiden eines ersten Schlitzes ausgebildet ist, dessen Breite so gewählt ist, dass Stöße während des Aufpralls gedämpft werden, ohne dass die Bruchgrenze des ersten Sperrzahnes überschritten wird. Die Breite des ersten Schlitzes wird darum so gewählt, dass eine tangentiale Bewegung des ersten Sperrzahnes hinreichend begrenzt wird.
  • Um die flexible Länge des ersten Sperrzahnes zu vergrößern, wird der erste Sperrzahn integral in dem Zahnrad durch den ersten Schlitz und einen zweiten Schlitz ausgebildet. Der zweite Schlitz dient dazu, dem ersten Sperrzahn eine ausreichende Flexibilität zu verleihen.
  • Um Rückprall-Schwingbewegungen des ersten Sperrzahnes auch bei Energiespitzen während des Aufpralls aufzunehmen und gleichzeitig eine ausreichende Stabilität des ersten Sperrzahnes zu gewährleisten, haben der erste und der zweite Schlitz jeweils eine Breite, die in radialer Richtung zur Drehachse des Zahnrades hin zunimmt.
  • Um ein Einreißen am Fußende des ersten Sperrzahnes zu verhindern, enden der erste und der zweite Schlitz jeweils in einer Ausnehmung, die einen Radius aufweist, der wesentlich größer ist als die Breite der Schlitze.
  • Eine weitere bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Zahnrades ist durch einen Bogen zwischen der ersten und der zweiten Winkelposition gekennzeichnet, der ein Zahnsegment von im Wesentlichen 180° überspannt, das von dem ersten Sperrzahn durch den ersten Schlitz getrennt ist.
  • Ein solches Zahnrad kann vorzugsweise einen Umfangsradius innerhalb des Bogens aufweisen, welcher der radialen Länge des ersten Sperrzahnes im Wesentlichen gleich ist und der größer ist als der Umfangsradius des übrigen Abschnitts des Zahnrades.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die Verwendung eines Zahnsegments, das einen Bogen von mehr als 180° überspannt, der von dem ersten Sperrzahn durch den ersten Schlitz getrennt ist, und das einen Bogen von gleicher Größenordnung zwischen der ersten Winkelposition α1 und der zweiten Winkelposition α2 des Zahnrades definiert, ermöglicht, indem die radiale Länge des ersten Sperrzahnes größer gewählt wird als der Radius des Zahnrades.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Zahnrades, die eine robuste Stütze für die Spiraltorsionsrückholfeder bietet, ist durch einen axial zylindrischen Rand gekennzeichnet, der mit dem Zahnrad integral ausgebildet ist und sich entlang der Rückseite des Zahnrades erstreckt und eine Öffnung in Richtung des ersten Sperrzahnes aufweist.
  • Eine weitere bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Zahnrades, die eine ausreichende Aufprallstoßdämpfung beim plötzlichen vollständigen Anhalten der Feder sowie der vom Motor erzeugten Drehbewegung des Zahnrades sowohl in der ersten als auch der zweiten Winkelposition bietet, ist durch eine Struktur gekennzeichnet, die relativ zu einer Mittelachse symmetrisch ist und einen zweiten flexiblen Anschlag aufweist, der durch ein zweites Glied gebildet wird, das symmetrisch zu dem ersten Glied angeordnet ist und in der zweiten Position α2 einen zweiten Vorsprung der Stützkonstruktion in Eingriff nimmt, um eine Drehbewegung des Zahnrades durch den Antriebsmotor zu blockieren, wobei das zweite Glied beim Aufprall auf den zweiten Vorsprung im aktiven Modus des Antriebsmotors gebogen wird.
  • Die radiale Länge des ersten Sperrzahnes unterscheidet sich vorzugsweise von dem Radius des übrigen Abschnitts des Zahnrades um wenigstens einen Teil der radialen Länge des ersten Vorsprungs.
  • Diese und weitere Aspekte und Vorteile der Erfindung werden im Weiteren eingehender anhand der Offenbarung bevorzugter Ausführungsformen und insbesondere unter Bezug auf die angehängten Figuren besprochen.
  • 1 ist eine Draufsicht auf eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Winkelbewegungsaktuators.
  • 2A ist eine Draufsicht auf eine praktische Implementierung des Winkelbewegungsaktuators von 1 ohne Antriebszahnrad.
  • 2B ist eine Schnittansicht des ersten Sperrzahnes eines Abschnitts des Zahnrades in dem Winkelbewegungsaktuator von 1.
  • 3 ist eine Draufsicht auf die praktische Implementierung des Winkelbewegungsaktuators von 2A mit kompletter Verzahnung.
  • 4 ist eine perspektivische Vorderansicht des Zahnrades in dem Winkelbewegungsaktuator von 1.
  • 5 ist eine perspektivische Rückansicht des Zahnrades in dem Winkelbewegungsaktuator von 1.
  • 6 ist eine Vorderansicht des Zahnrades für einen erfindungsgemäßen Winkelbewegungsaktuator in einer Konstruktion, die relativ zu einer Mittelachse symmetrisch ist.
  • 1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Winkelbewegungsaktuators, der ein Zahnrad GW umfasst, das dergestalt schwenkbar an einer Stützkonstruktion SUP angebracht ist, dass es sich relativ zu der Stützkonstruktion SUP intermittierend im Uhrzeigersinn und entgegen dem Uhrzeigersinn innerhalb eines Bogens, der durch eine erste Winkelposition α1 und eine zweite Winkelposition α2 des Zahnrades GW begrenzt wird, drehen kann, wie durch Strichlinien, die mit den Bezugszeichen α1 und α2 versehen sind, angedeutet ist. In dieser 1 ist das Zahnrad GW in seiner ersten Winkelposition α1 gezeigt. In einem aktiven Modus dreht der Antriebsmotor DM in antreibender Weise ein Ritzel PG, das schwenkbar an der Stützkonstruktion SUP angebracht ist, während der Antriebsmotor DM in einem nichtaktiven Modus das Ritzel PG freigibt, um eine Rückdrehbewegung zu ermöglichen. Ein Antriebszahnrad DG ist antriebsmäßig über das Ritzel PG mit dem Antriebsmotor DM einerseits und mit dem Zahnrad GW andererseits gekoppelt. Das Antriebszahnrad DG hat eine erste Gruppe von Zähnen an einem oberen oder ersten Zahnradabschnitt GS1 und eine zweite Gruppe von Zähnen an einem unteren oder zweiten Zahnradabschnitt GS2, die fest miteinander verbunden sind und sich um eine gemeinsame Welle drehen. Der erste Zahnradabschnitt GS1 hat einen größeren Radius als der zweite Zahnradabschnitt GS2 und wirkt mit dem Ritzel PG dergestalt zusammen, dass er vom Antriebsmotor DM eine Drehantriebsleistung erhält. Der zweite Zahnradabschnitt GS2 steht in antriebsmäßiger Eingriffnahme mit dem Zahnrad GW und veranlasst in einem aktiven Modus des Antriebsmotors DM eine Drehbewegung des Zahnrades GW, dergestalt, dass das Zahnrad GW von der ersten Position α1 zu der zweiten Position α2 bewegt wird. Eine Spiraltorsionsrückholfeder RS ist an einem Ende mit dem Zahnrad GW und am anderen Ende mit der Stützkonstruktion SUP verbunden. Diese Feder RS ist so eingestellt, dass sie während der Drehbewegung des Zahnrades GW von der ersten Winkelposition α1 zu der zweiten Winkelposition α2 entgegen ihrer Vorspannung gebogen wird, wodurch eine Biegebelastung akkumuliert wird, bis das Zahnrad GW die zweite Position α2 erreicht. Wenn nun der Antriebsmotor DM abgeschaltet wird, so verlässt er seine antreibende Eingriffnahme mit dem Ritzel PG, wodurch sich das Zahnrad GW unter der Vorspannung der Spiraltorsionsrückholfeder RS aus der zweiten Winkelposition α2 zu der ersten Winkelposition α1 zurückdrehen kann. Diese Rückdrehbewegung des Zahnrades GW wird mittels eines flexiblen Anschlages angehalten, sobald es wieder die erste Position α1 erreicht hat. Dieser flexible Anschlag wird durch ein erstes Glied gebildet, das im Weiteren auch als erster Sperrzahn BT1 bezeichnet wird, der integral in dem Zahnrad GW durch das Einschneiden eines ersten Schlitzes S1 und eines zweiten Schlitzes S2 ausgebildet ist und in der ersten Winkelposition α1 des Zahnrades GW mit einem ersten Vorsprung E1 der Stützkonstruktion SUP zusammenstößt. Gemäß der Erfindung ist der erste Sperrzahn BT1 aus einem flexiblen Material hergestellt, das geeignet ist, Stöße auch bei stärkstem Aufprall des Zahnrades GW auf dem ersten Vorsprung E1 richtig zu dämpfen. Je nach der Flexibilität des Materials des ersten Sperrzahnes haben der erste Schlitz S1 und der zweite Schlitz S2 jeweils eine Breite, die genügend groß ist, um durch den Aufprall verursachte tangentiale Rückschlagbewegungen des ersten Sperrzahnes BT1 aufzufangen, und die genügend klein ist, dass eine tangentiale Bewegung des ersten Sperrzahnes BT1 so weit beschränkt wird, dass der erste Sperrzahn BT1 nicht vom Zahnrad GW abgebrochen oder abgerissen wird. Der zweite Schlitz S2 dient zur Erreichung einer ausreichenden, flexibel beweglichen Länge des ersten Sperrzahnes BT1.
  • Zur Vereinfachung der Implementierung bildet der erste Sperrzahn BT1 einen integralen Teil des Zahnrades GW, das als Ganzes vorzugsweise aus einem geeigneten flexiblen Material hergestellt ist.
  • Um einen zweckdienlichen Kompromiss zwischen Steifigkeit einerseits und Flexibilität andererseits zu erreichen, der zur Gewährleistung einer ausreichenden Stabilität des ersten Sperrzahnes BT1 auch bei heftigem Aufprall erforderlich ist, haben der erste Schlitz S1 und der zweite Schlitz S2 jeweils eine Breite, die in radialer Richtung zur Drehachse des Zahnrades GW hin zunimmt.
  • Der erste Schlitz S1 und der zweite Schlitz S2 enden jeweils in einer Ausnehmung, deren Radius wesentlich größer ist als die Breite der Schlitze. Dies verhindert ein Einreißen am Fußende des ersten Sperrzahnes BT1.
  • Das Zahnrad GW in seiner gezeigten Form ist mit einem Zahnsegment GTS versehen, das einen Bogen von im Wesentlichen 180° überspannt, der von dem ersten Sperrzahn BT1 durch den ersten Schlitz S1 getrennt ist, und das einen Bogen von gleicher Größenordnung zwischen der ersten Winkelposition α1 und der zweiten Winkelposition α2 des Zahnrades GW definiert.
  • Der Außenumfangsradius des Zahnsegmentes GTS wird so gewählt, das er gleich dem des ersten Sperrzahnes BT1 ist und größer ist als der Umfangsradius des übrigen Abschnitts RP des Zahnrades GW, so dass eine robuste und einfache Konstruktion einer radialen Kontaktfläche zwischen dem ersten Sperrzahn BT1 und dem ersten Vorsprung E1 möglich ist. Die Aufprallkräfte werden im rechten Winkel zu dieser Kontaktfläche gelenkt, wodurch eine Deformierung des auf diese Weise erhaltenen Anschlagmittels minimiert wird.
  • Bei einer praktischen Ausführungsform wurden der Durchmesser und die Dicke des Zahnrades GW in der Größenordnung von 5,5 Zentimeter bzw. 0,5 Zentimeter gewählt, und die Breite des ersten Schlitzes S1 und des zweiten Schlitzes S2 wurde in der Größenordnung von 0,7 mm gewählt, während der erste Vorsprung E1 und der erste Sperrzahn BT1 so gestaltet wurden, dass sie eine gemeinsame Kontaktfläche mit einer radialen Länge und einer tangentialen Dicke in der Größenordnung von 14 bzw. 6 Millimetern aufweisen.
  • 2A zeigt eine Draufsicht auf eine praktische Implementierung des Winkelbewegungsaktuators von 1, wobei die Stützkonstruktion SUP Folgendes enthält: einen Teil des Gehäuses des Mechanismus', einen Elektromotor als Antriebsmotor DM und dessen Ritzel PG, und das Zahnrad GW in seiner ersten Winkelposition α1, wobei der erste Sperrzahn BT1 unter der Vorspannung der Spiraltorsionsrückholfeder RS gegen den ersten Vorsprung E1 gedrückt wird. Das Antriebszahnrad DG wurde weggelassen, damit das Zahnrad GW besser zu sehen ist.
  • 2B zeigt eine Schnittansicht des ersten Sperrzahnes BT1 als Teil des Zahnrades GW in dem Winkelbewegungsaktuator von 2A. Die Breite des ersten Schlitzes S1 am Außenumfang des Zahnrades GW definiert die maximale Biegung des ersten Sperrzahnes BT1 und wird – wie bereits oben angesprochen – hinreichend groß gewählt, um Stöße des ersten Sperrzahnes BT1 infolge des Aufpralls auf den ersten Vorsprung E1 dämpfen zu können, und hinreichend klein, dass eine tangentiale Bewegung des ersten Sperrzahnes BT1 so weit beschränkt wird, dass der erste Sperrzahn BT1 nicht vom Zahnrad GW abgebrochen oder abgerissen wird.
  • 3 zeigt eine Draufsicht auf die praktische Implementierung des Winkelbewegungsaktuators von 2A mit vollständiger Verzahnung, d. h. wobei das Antriebszahnrad DG von 1 antriebsmäßig mit dem Ritzel PG des Antriebsmotors DM und dem Zahnrad GW gekoppelt ist, so dass das Zahnrad GW in eine Drehbewegung versetzt wird. Auch hier ist das Zahnrad in seiner ersten Winkelposition α1 gezeigt.
  • 4 zeigt eine perspektivische Vorderansicht eines erfindungsgemäßen Zahnrades GW für den Winkelbewegungsaktuator der 1, 2A und 3, das aus einem geeigneten flexiblen (beispielsweise synthetischen) Material hergestellt ist.
  • 5 zeigt eine perspektivische Rückansicht des Zahnrades GW von 4, das auf der Rückseite einen axial verlaufenden zylindrischen Rand RIM aufweist, der mit der Struktur des Zahnrades GW integral ausgebildet ist, um eine ausreichende Festigkeit des Zahnrades GW zu erhalten, und der mit einer Öffnung in Richtung des ersten Sperrzahnes BT versehen ist, um dessen Flexibilität nicht zu beeinträchtigen. Der Rand RIM stützt auch die Struktur der Spiraltorsionsrückholfeder RS.
  • 6 zeigt ein Zahnrad für einen erfindungsgemäßen Winkelbewegungsaktuator in einer Konstruktion, die relativ zu einer Mittelachse CA symmetrisch ist. Dieses symmetrische Zahnrad GW ist mit einem zweiten Sperrzahn BT2 versehen, der durch das Einschneiden eines dritten Schlitzes S3 und eines vierten Schlitzes S4 in dem Zahnrad GW ausgebildet ist und der relativ zu der Mittelachse CA symmetrisch zu dem ersten Sperrzahn BT1 aufgebaut ist. Dieser zweite Sperrzahn BT2 soll einen (nicht gezeigten) zweiten Vorsprung E2, der symmetrisch zu dem ersten Vorsprung E1 der Stützkonstruktion SUP aufgebaut ist, in der zweiten Winkelposition α2 des Zahnrades GW in Eingriff nehmen und so den Aufprall des zweiten Sperrzahnes BT2 auf den zweiten Vorsprung E2 während des aktiven Modus' des Antriebsmotors DM ausreichend zu dämpfen.
  • Die vorliegende Erfindung wurde oben anhand einer Offenbarung und von Zeichnungen beschrieben, die eine bevorzugte Ausführungsform veranschaulichen. Dem Fachmann fallen jedoch bei ihrem Studium verschiedene Änderungen und Modifikationen an der bevorzugten Ausführungsform ein. Die Erfindung kann ebenso gut beispielsweise mit einem Glied realisiert werden, das im Gegensatz zu dem gezeigten ersten Sperrzahn BT durch ein Element gebildet wird, das von dem Zahnrad GW getrennt ist, aber strukturell daran befestigt ist. Bei einer solchen Konstruktion kann das Material eines solchen Gliedes durchaus ein anderes sein als das Material des Zahnrades. Des Weiteren beziehen sich die Begriffe "im Uhrzeigersinn" und "entgegen dem Uhrzeigersinn" nicht auf die tatsächlichen Drehrichtungen der Zeiger von Uhren und sollen lediglich einander entgegengesetzte Drehrichtungen andeuten.
  • Darum ist die Offenbarung im vorliegenden Text nur als beispielhaft und nicht als einschränkend anzusehen, und der eigentliche Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung ist anhand der hier angehängten Ansprüche zu ersehen.

Claims (13)

  1. Winkelbewegungsaktuator, der Folgendes umfasst: – ein Zahnrad (GW), das dergestalt an einer Stützkonstruktion (SUP) angebracht ist, dass es relativ zu der Stützkonstruktion (SUP) eine intermittierende Drehbewegung im Uhrzeigersinn und entgegen dem Uhrzeigersinn innerhalb eines Bogens, der durch eine erste Winkelposition (α1) und eine zweite Winkelposition (α2) des Zahnrades (GW) begrenzt wird, vollführen kann; – einen von der Stützkonstruktion (SUP) getragenen Antriebsmotor (DM) mit einem aktiven Modus und einem nicht-aktiven Modus; – ein Antriebszahnrad (DG), das antriebsmäßig mit dem Antriebsmotor (DM) und dem Zahnrad (GW) gekoppelt ist und in einem aktiven Modus des Antriebsmotors (DM) das Zahnrad (GW) in eine Drehbewegung von der ersten Position (α1) zu der zweiten Position (α2) versetzt; – eine Spiraltorsionsrückholfeder (RS), die an einem Ende mit dem Zahnrad (GW) und am anderen Ende mit der Stützkonstruktion (SUP) verbunden ist und die bei einer Drehbewegung des Zahnrades (GW) von der ersten Winkelposition (α1) zu der zweiten Winkelposition (α2) während des aktiven Modus' des Antriebsmotors (DM) entgegen ihrer Vorspannung gebogen wird und sich im nicht-aktiven Modus des Antriebsmotors (DM) entspannt, indem sie das Zahnrad (GW) dazu drängt, von der zweiten Winkelposition (α2) zu der ersten Winkelposition (α1) zurückzukehren, gekennzeichnet durch: – wenigstens einen ersten flexiblen Anschlag, der durch ein erstes Glied (BT1) gebildet wird, das strukturell an dem Zahnrad (GW) befestigt ist und in der ersten Position (α1) einen ersten Vorsprung (E1) der Stützkonstruktion (SUP) in Eingriff nimmt, um die durch die Spiraltorsionsrückholfeder (RS) bewirkte Drehbewegung des Zahnrades (GW) zu blockieren, wobei das erste Glied (BT1) beim Aufprall auf den ersten Vorsprung (E1) gebogen wird.
  2. Zahnrad (GW) für einen Winkelbewegungsaktuator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zahnrad (GW) aus einem flexiblen Material besteht, wobei das erste Glied (BT1) ein integraler Teil des Zahnrades (GW) ist.
  3. Zahnrad (GW) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Glied von einem ersten Sperrzahn (BT1) gebildet wird, der integral in dem Zahnrad (GW) durch das Einschneiden eines ersten Schlitzes (S1) ausgebildet ist, dessen Breite so gewählt ist, dass Stöße während des Aufpralls gedämpft werden, ohne dass die Bruchgrenze des ersten Sperrzahnes (BT1) überschritten wird.
  4. Zahnrad (GW) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Sperrzahn integral in dem Zahnrad (GW) durch den ersten Schlitz (S1) und einen zweiten Schlitz (S2) ausgebildet ist.
  5. Zahnrad (GW) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schlitz (S1) und der zweite Schlitz (S2) jeweils eine Breite aufweisen, die radial zur Drehachse des Zahnrades (GW) hin zunimmt.
  6. Zahnrad (GW) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schlitz (S1) und der zweite Schlitz (S2) jeweils in einer Ausnehmung enden, die einen Radius aufweist, der wesentlich größer ist als die Breite der Schlitze (S1) und (S2).
  7. Zahnrad (GW) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, gekennzeichnet durch ein Zahnsegment (GTS), das einen Bogen von im Wesentlichen 180° überspannt, der von dem ersten Sperrzahn (BT1) durch den ersten Schlitz (S1) getrennt ist, und das einen Bogen von gleicher Größenordnung zwischen der ersten Winkelposition (α1) und der zweiten Winkelposition (α2) des Zahnrades (GW) definiert.
  8. Zahnrad (GW) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Zahnrad (GW) einen Umfangsradius innerhalb des Bogens aufweist, welcher der radialen Länge des ersten Sperrzahnes (BT1) im Wesentlichen gleich ist und der größer ist als der Umfangsradius des übrigen Abschnitts (RP) des Zahnrades (GW).
  9. Zahnrad (GW) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, gekennzeichnet durch ein Zahnsegment (GTS), das einen Bogen von mehr als 180° überspannt, der von dem ersten Sperrzahn (BT1) durch den ersten Schlitz (S1) getrennt ist, und das einen Bogen von gleicher Größenordnung zwischen der ersten Winkelposition (α1) und der zweiten Winkelposition (α2) des Zahnrades (GW) definiert, wobei die radiale Länge des ersten Sperrzahnes (BT1) größer ist als der Radius des Zahnrades (GW).
  10. Zahnrad (GW) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich die radiale Länge des ersten Sperrzahnes (BT1) von dem Radius des übrigen Abschnitts (RP) des Zahnrades (GW) um wenigstens einen Teil der radialen Länge des ersten Vorsprungs (E1) unterschiedet.
  11. Zahnrad (GW) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch einen axial verlaufenden zylindrischen Rand (RIM), der mit der Struktur des Zahnrades (GW) integral ausgebildet ist und sich entlang der Rückseite des Zahnrades (GW) erstreckt und eine Öffnung in Richtung des ersten Sperrzahnes (BT1) aufweist.
  12. Zahnrad (GW) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch eine Struktur, die relativ zu einer Mittelachse (CA) symmetrisch ist und einen zweiten flexiblen Anschlag aufweist, der durch ein zweites Glied (BT2) gebildet wird, das symmetrisch zu dem ersten Glied (BT1) angeordnet ist und in der zweiten Position (α2) einen zweiten Vorsprung (E2) der Stützkonstruktion (SUP) in Eingriff nimmt, um eine Drehbewegung des Zahnrades (GW) durch den Antriebsmotor (DM) zu blockieren, wobei das zweite Glied (BT2) beim Aufprall auf den zweiten Vorsprung (E2) im aktiven Modus des Antriebsmotors (DM) gebogen wird.
  13. Zahnrad (GW) für einen Winkelbewegungsaktuator nach einem der Ansprüche 1 bis 12, gekennzeichnet durch einen Durchmesser und eine Dicke des Zahnrades (GW) in der Größenordnung von 5,5 Zentimeter bzw. 0,5 Zentimeter und eine Breite des ersten Schlitzes (S1) und des zweiten Schlitzes (S2) in der Größenordnung von 0,7 mm, wobei der erste Vorsprung (E1) und der erste Sperrzahn (BT1) eine gemeinsame Kontaktfläche mit einer radialen Länge und einer tangentialen Dicke in der Größenordnung von 14 bzw. 6 Millimetern aufweisen.
DE60302069T 2002-06-07 2003-05-27 Winkelbewegungsaktuator und zahnrad mit anschlag dafür Expired - Lifetime DE60302069T2 (de)

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