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Dokumentenidentifikation DE102004054910B4 24.08.2006
Titel Getriebe, insbesondere für einen Aktuator und insbesondere für ein Fahrzeug
Anmelder Johnson Controls GmbH, 51399 Burscheid, DE
Erfinder Schüle, Robert, Dipl.-Ing., 71034 Böblingen, DE;
Marcysiak, Szczepan, Dipl.-Ing., 71065 Sindelfingen, DE;
Schmodde, Hans, Dipl.-Ing., 71034 Böblingen, DE;
Lowinski, Clemens, Dipl.-Ing., 40721 Hilden, DE
Vertreter Kutzenberger & Wolff, 50668 Köln
DE-Anmeldedatum 12.11.2004
DE-Aktenzeichen 102004054910
Offenlegungstag 01.06.2006
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 24.08.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 24.08.2006
IPC-Hauptklasse F16H 1/14(2006.01)A, F, I, 20060301, B, H, DE
IPC-Nebenklasse F16H 1/46(2006.01)A, L, I, 20060301, B, H, DE   B60N 2/02(2006.01)A, L, I, 20060301, B, H, DE   
Zusammenfassung Die vorliegende Erfindung betrifft ein Getriebe, insbesondere für einen Aktuator und insbesondere für ein Fahrzeug, das ein erstes Getriebeteil und zwei zweite Getriebeteile aufweist, die jeweils drehbar um eine Achse angeordnet sind, wobei an dem ersten Getriebeteil mindestens ein Drehmittel drehbar angeordnet ist und die beiden zweiten Getriebeteile formschlüssig mit dem Drehmittel in Eingriff sind.

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Getriebe, insbesondere für einen Aktuator und insbesondere für ein Fahrzeug, das ein erstes Getriebeteil und zwei zweite Getriebeteile aufweist, die jeweils drehbar um eine Achse angeordnet sind, wobei an dem ersten Getriebeteil mindestens ein Drehmittel drehbar angeordnet ist und wobei die beiden zweiten Getriebeteile formschlüssig mit dem Drehmittel in Eingriff sind.

In Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen, wird die Bedienung von Fahrzeugkomponenten und der Komfort für den Fahrgast immer mehr dadurch vereinfacht, dass die Fahrzeugkomponenten automatisiert werden. Dafür werden Getriebe benötigt, die auch in unzugänglichen Bereichen des Fahrzeugs für Verstellaufgaben, Verriegel- und Entriegelaufgaben und Positionieraufgaben verwendbar sind. Aufgrund des geringen zur Verfügung stehenden Bauraums sollen die Getriebe möglichst klein sein.

Aus der US 1977943 ist ein Untersetzungsgetriebe mit Planetenrädern bekannt, die mit zwei Getriebeteilen formschlüssig in Eingriff sind. In der WO 93/04304 A1 ist eine Planetengetriebeanordnung mit großer Untersetzung beschrieben, die über Zahnkegel angetrieben ist.

Aufgabe der Erfindung ist, ein Getriebe zu schaffen, das eine hohe Untersetzung aufweist und ein hohes Drehmoment überträgt, das wenig Bauraum einnimmt, auch in unzugänglichen Bereichen einsetzbar ist, mit dem Positionieraufgaben durchführbar sind und das sehr vielfältig verwendbar ist.

Die Aufgabe wird gelöst mit einem Getriebe nach Patentanspruch 1. Durch Antrieb der beiden zweiten Getriebeteile oder durch Antrieb des ersten Getriebeteils ist das Drehmittel drehbar. Da die beiden zweiten Getriebeteile drehbar um die Achse angeordnet sind, erstrecken sich das erste Getriebeteil und die zweiten Getriebeteile im wesentlichen parallel zueinander, so dass das Getriebe in Richtung der Achse sehr flach gebaut werden kann, während die Abmessungen des Getriebes quer zur Achse im wesentlichen durch den Durchmesser der zweiten Getriebeteile und/oder des ersten Getriebeteils bestimmt sind. Ein Gehäuse, dass das Getriebe umgibt, kann aufgrund eines solchen Aufbaus in Richtung quer zur Achse im wesentlichen symmetrisch gebaut werden. Dieser Aufbau kann leicht gefertigt und montiert werden und nimmt sehr wenig Bauraum ein.

Bevorzugt weisen die beiden zweiten Getriebeteile jeweils Formschlussmittel auf, deren jeweiliger Abstand von der Achse verschieden ist. Dadurch ist beim Antreiben des Getriebes die Drehzahl desjenigen zweiten Getriebeteils, dessen Abstand der Anformung von der Achse kleiner ist, größer, als die Drehzahl des anderen zweiten Getriebeteils.

Besonders bevorzugt weisen die Formschlussmittel sowie das mindestens eine Drehmittel jeweils Form- und/oder Kraftschlussmittel auf, wobei die Form- und/oder Kraftschlussmittel der zweiten Getriebeteile jeweils mit den Form- und/oder Kraftschlussmitteln des Drehmittels zumindest teilweise in Eingriff sind. Die Ausbildung von Form- und/oder Kraftschlussmitteln, bevorzugt einer Verzahnung, ist mit herkömmlichen Mitteln kostengünstig möglich.

Vorzugsweise sind die Form- und/oder Kraftschlussmittel der zweiten Getriebeteile auf im wesentlichen gegenüberliegenden Seiten einer durch eine Drehachse des Drehmittels, auf der das Drehmittel drehbar am ersten Getriebeteil angeordnet ist, und die Achse verlaufenden Linie angeordnet. Dadurch drehen sich die beiden zweiten Getriebeteile in entgegengesetzte Drehrichtungen um die Achse.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Drehmittel aufgrund der Differenz der Winkelgeschwindigkeiten der beiden zweiten Getriebeteile konzentrisch um die Achse drehbar. Da die Ausgangsdrehzahl des Getriebes durch die Differenz der Winkelgeschwindigkeiten der zweiten Getriebeteile bestimmt ist, ist mit dem erfindungsgemäßen Getriebe eine sehr hohe Untersetzung erreichbar. Bevorzugt ist daher die Differenz der Winkelgeschwindigkeiten klein.

Erfindungsgemäß ist das Getriebe so vorgesehen, dass das Drehmittel konzentrisch um die Achse gedreht wird, wenn die Winkelgeschwindigkeit der zweiten Getriebeteile ungleich ist. In Abhängigkeit davon, ob die Winkelgeschwindigkeit eines der beiden zweiten Getriebeteile größer oder kleiner als die Winkelgeschwindigkeit des anderen zweiten Getriebeteils ist, ist die Drehung der Achse in beide Drehrichtungen möglich. Der Fachmann versteht, dass das Drehmittel – und daher auch das erste Getriebeteil – bei gleicher Winkelgeschwindigkeit der zweiten Getriebeteile nicht um die Achse gedreht wird. Der erfindungsgemäße Aufbau des Getriebes ist insofern vorteilhaft, dass im wesentlichen nur ein Drehmoment mittels einem solchen Getriebe übertragen wird und das übertragbare Drehmoment daher groß ist.

Weiterhin ermöglicht dieser Aufbau einen Rücklauf des Getriebes.

Es ist weiterhin eine Ausführungsform bevorzugt, in der mehrere Drehmittel, besonders bevorzugt drei Drehmittel, vorzugsweise konzentrisch um die Achse angeordnet sind, so dass die Achse beim Antreiben im wesentlichen symmetrisch belastet wird.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Getriebe entlang der Achse mehrere Abtriebe auf, die mittels dem ersten Getriebeteil oder mittels der beiden zweiten Getriebeteile jeweils rotatorisch und/oder translatorisch antreibbar sind. Da die zweiten Getriebeteile und das erste Getriebeteil um die Achse angeordnet sind, können auch die zweiten Getriebeteile für den Abtrieb genutzt werden. Dabei ermöglichen die zweiten Getriebeteile im Vergleich zum ersten Getriebeteil schnelle Abtriebe mit geringer und zueinander verschiedener Untersetzung, von denen sich sogar einer in entgegengesetzte Richtung zu den beiden durch das andere zweite Getriebeteil oder das erste Getriebeteil möglichen Abtrieben dreht. Das Getriebe ist daher sehr vielfältig einsetzbar.

Bevorzugt erfolgt der rotatorische Abtrieb mittels einem Drehelement, das drehbar um die Achse und drehfest am ersten Getriebeteil oder einem der zweiten Getriebeteile angeordnet ist. Besonders bevorzugt ist das Drehelement eine Gewindehülse. Der Fachmann versteht, dass die Abtriebe auch gleichzeitig für verschiedene Funktionen nutzbar sind.

Der translatorische Abtrieb erfolgt bevorzugt mittels eines Verstellelements das in dem Drehelement und entlang der Achse angeordnet ist. Besonders bevorzugt ist das Drehelement eine Hohlwelle mit Innengewinde, wobei der translatorische Abtrieb mit einer Gewindestange erfolgt. Die Länge des Verstellmittels bzw. der Gewindestange ist vorteilhafter Weise wählbar. Auch der translatorische Abtrieb ist gemeinsam mit einem oder mehreren der rotatorischen Abtriebe nutzbar.

In Abhängigkeit vom Anwendungsfall ist ebenfalls bevorzugt, das Drehmoment des Abtriebs, insbesondere des translatorischen Abtriebs, beispielsweise mittels eines mechanischen Hubkraftbegrenzers zu begrenzen, wobei die Begrenzung auf den Anwendungsfall abstimmbar ist, und die Ausführungsform aus Kostengründen nur dann eingesetzt wird, wenn eine solche Begrenzung notwendig ist. Alternativ kann das Drehmoment des Abtriebs auch durch Überwachung und Begrenzung des Antriebs der zweiten Getriebeteile, beispielsweise des Stroms eines Motors, begrenzt werden.

Vorzugsweise umfasst das Getriebe ein Kraftmittel, besonders bevorzugt eine Feder, wobei der Abtrieb mit der Kraft oder gegen die Kraft des Kraftmittels erfolgt. Dadurch wird das. Kraftmittel entweder beim Antreiben oder beim Zurücktreiben des Abtriebs gespannt, so dass das Getriebe mittels der Kraft des Kraftmittels in seine Ausgangslage entweder zurückstellbar oder vorstellbar ist.

Es ist ebenfalls eine Ausführungsform bevorzugt, die kein Kraftmittel zum vor- oder zurückstellen des Getriebes aufweist, beispielsweise bei Positionieraufgaben, die keine Vor- oder Zurückstellung erfordern.

Vorzugsweise ist das Kraftmittel zwischen einem der zweiten Getriebeteile und dem ersten Getriebeteil, besonders bevorzugt zwischen Formschlussmitteln dieses zweiten Getriebeteiles und des ersten Getriebeteils, angeordnet. Aufgrund der hohen Untersetzung des Getriebes ist das Kraftmittel mittels weniger Umdrehungen dieses zweiten Getriebeteiles spannbar und seine Abmessungen sind klein. Die Kraft des Kraftmittels sowie seine Orientierung zwischen diesem zweiten Getriebeteil und dem ersten Getriebeteil – und daher, ob das Kraftmittel das Getriebe in seine Ausgangslage zurückstellt oder vorstellt – ist in Abhängigkeit vom Anwendungsfall wählbar.

Bevorzugt ist das Getriebe mittels eines Antriebs der eine Antriebachse aufweist, angetrieben. Vorzugsweise wird als Antrieb ein Elektromotor verwendet, jedoch ist auch ein anderer zur Durchführung mechanischer Arbeit vorgesehener Antrieb verwendbar.

Das Getriebe ist kegelgetrieben. Dadurch ergeben sich eine Vielzahl Möglichkeiten zur Anordnung der Antriebachse in einem Winkel relativ zur Achse, so dass das Getriebe an die räumlichen Einbauverhältnisse angepasst werden kann.

Bevorzugt erfolgt ein elektrischer Anschluss für den Antrieb mittels eines an einen Kabelschwanz vorgesehenen für den Einzelfall frei konfektionierbaren Steckers Dadurch ist der elektrische Anschluss des Getriebes an die bauräumlichen Gegebenheiten im Fahrzeug und an Kundenwünsche leicht anpassbar.

In einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Antriebachse und die Achse einen Schnittpunkt auf und sind im wesentlichen senkrecht zueinander angeordnet. In Abhängigkeit von der Funktion des Getriebes ist das Getriebe und/oder sein Antrieb so dimensionierbar, dass seine Abmessungen in Richtung der Achse ebenso flach oder sogar flacher sind, als die Abmessungen des Antriebs in diese Richtung. Das Getriebe ist daher sehr flach.

Der Fachmann versteht, dass die Antriebachse auch gleich der Achse sein kann, und dass eine Differenz der Winkelgeschwindigkeiten beispielsweise durch Anordnung der beiden zweiten Getriebeteile auf Bereiche einer entlang der Antriebachse angeordneten Welle mit verschiedenem Durchmesser oder durch Anordnung auf zwei unabhängig voneinander angetriebenen und entlang der Antriebachse angeordneten Wellen hervorgerufen werden kann.

Das Getriebe umfasst zwei Zahnkegel, deren Radien verschieden sind, die auf der Antriebachse drehfest angeordnet sind, und die mit jeweils einem der beiden zweiter Getriebeteile zusammenwirken. Die beiden Getrebeteile sind daher mittels jeweils eines Zahnkegels kegelgetrieben. Bei Anordnung beider zweiter Getriebeteile auf im wesentlichen gegenüberliegenden Seiten der Zahnkegel wird die Leistung des Antriebs auf beide zweite Getriebeteile aufgeteilt und die Antriebachse im wesentlichen symmetrisch belastet. Die auf die Antriebachse beim Antrieb der zweiten Getriebeteile wirkenden Momente heben sich daher zumindest teilweise auf, so dass sich am Antrieb auftretende Lagerkräfte zumindest teilweise aufheben, die Reibung reduziert ist und, insbesondere bei einem schnelllaufenden Antrieb, erheblich geringere Verluste entstehen. Die Langlebigkeit des Motors ist daher verbessert. Außerdem ist der Antrieb daher sehr leise.

Da das Drehmittel mittels der beiden zweiten Getrebeteile angetrieben ist, wird die auf die zweiten Getriebeteile an den Zahnkegeln aufgeteilte Leistung am Drehmittel zumindest teilweise wieder zusammengeführt.

Weiterhin ist die Anordnung der zweiten Getriebeteile auf im wesentlichen gegenüberliegenden Seiten der Antriebachse insofern vorteilhaft, dass die zweiten Getriebeteile dadurch in entgegengesetzte Drehrichtungen angetrieben werden.

Durch die Verwendung von Zahnkegeln mit verschiedenem Radius ist die Drehzahl der zweiten Getriebeteile vorteilhafter Weise verschieden groß. Der Fachmann versteht, dass das zweite Getriebeteil, das mittels des kleineren Zahnkegels kegelgetrieben ist, die Anformung mit Form- und/oder Kraftschlussmitteln zum Antrieb des Drehmittels aufweist, die den größeren Abstand zur Achse hat.

Die Radien der Zahnkegel werden bevorzugt so gewählt, dass die räumlichen Abmessungen des Getriebes in Richtung der Achse nicht oder nicht wesentlich über die räumlichen Abmessungen des Motors in diese Richtung hinausgehen und das Getriebe daher insgesamt flach ist.

Vorzugsweise weisen die Zahnkegel jeweils einen Scheitelpunkt auf, wobei der Scheitelpunkt der Zahnkegel der Schnittpunkt ist. Dadurch ist das Getriebe gleichförmig kontinuierlich verstellbar und daher leichtgängig.

Bevorzugt umfasst der Antrieb mehrere Teilantriebe, die eines der oder beide zweiten Getriebeteile antreiben. In einer ersten bevorzugten Ausführungsform treibt jeweils ein Teilantrieb einen Zahnkegel an. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Teilantriebe konzentrisch um die Achse und in einer Ebene angeordnet, haben eine Antriebachse, die durch den Schnittpunkt verläuft und treiben zwei Zahnkegel an, wobei die Zahnkegel die beiden zweiten Getriebeteile antreiben. Diese beiden Ausführungsformen zur Aufteilung des Antriebs in Teilantriebe sind auch kombinierbar, so dass die um die Achse. herum angeordneten Teilantriebe teilweise den einen Zahnkegel und teilweise den anderen Zahnkegel antreiben. Insgesamt ist durch die Verwendung mehrerer Teilantriebe ein größeres Drehmoment erzeugbar und mittels des Getriebes auf die Achse übertragbar, so dass die Drehung der Achse schneller veränderbar ist. Die mittels des Getriebes auszuführenden Funktionen sind daher sicherer durchführbar.

In der Ausführungsform, in der die Zahnkegel jeweils mittels eine oder mehrerer Teilantriebe angetrieben sind, ist die Drehzahl der Zahnkegel insbesondere zueinander veränderbar.

Vorzugsweise sind die zweiten Getriebeteile elektrisch antreibbar und elektrisch zurückstellbar, oder die zweiten Getriebeteile sind elektrisch antreibbar und mittels der Kraft des Kraftmittels zurückstellbar, oder die zweiten Getriebeteile sind mittels der Kraft des Kraftmittels vorstellbar und elektrisch zurückstellbar. Dadurch kann das Getriebe nach dem Verstellen aus einer Ausgangslage in die Ausgangslage elektrisch zurückgetrieben oder mittels des Kraftmittels zurückgestellt oder vorgestellt werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Getriebe eine zweite Achse auf, wobei die zweite Achse im wesentlichen parallel der Achse angeordnet und von dieser beabstandet ist. Dadurch ist der Abtrieb an einem von der Achse entfernten und gegebenenfalls zu ihr räumlich versetzten Ort möglich. Das Getriebe eignet sich daher auch für Verstellfunktionen, die in schwer zugänglichen Bereichen durchzuführen sind.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die zweite Achse mittels zweier Abtriebsegmente antreibbar, die beim Antreiben der Achse zusammenwirken. Bei Verwendung von zwei voneinander getrennten Abtriebsegmenten ist ihre Form so wählbar, dass das Getriebe und die zweite Achse voneinander getrennt sind, solange es nicht aus seiner Ausgangslage verstellt ist. Fehler im Getriebe wirken sich daher nicht zwingend auf das vom Getriebe angetriebene System aus und umgekehrt, so dass die Fehleranfälligkeit reduziert ist. Die Abtriebsegmente sind außerdem so anpassbar, dass die Achse um einen gezielt vorgesehenen Drehwinkel verstellt werden muss, bevor das Getriebe mit der zweiten Achse zusammenwirkt, so dass durch die Form der Abtriebsegmente ein Leerhub realisierbar ist. Bei Verwendung des Getriebes zur Entriegelung oder Verriegelung von Komponenten gewährleistet diese Ausführung eine sehr hohe Sicherheit gegen ungewolltes Entriegeln oder Verriegeln. Außerdem können aufgrund des Leerhubs Toleranzen des Getriebes größer gewählt werden.

Vorzugsweise ist jeweils der Drehwinkel eines der zweiten Getriebeteile und/oder eines der Abtriebsegmente mittels eines Sensors erfassbar. Durch die Erfassung des Drehwinkels zumindest eines der zweiten Getriebeteile kann der Drehwinkel des ersten Getriebeteils und/oder des Drehelementes und/oder der Verstellweg des Verstellelementes sehr genau berechnet werden, so dass das Getriebe sich auch für Positionieraufgaben eignet.

Durch die Erfassung des Drehwinkels eines der Abtriebsegmente, insbesondere mittels eines beispielsweise am Getriebegehäuse angebrachten Hall-Sensors kann das Verstellen der zweiten Achse erfasst werden, und zwar sowohl beim Verstellen aus der Ausgangslage als auch in jeder wählbaren anderen Position, insbesondere auch in der Endlage. Beispielsweise bei Verwendung des Getriebes zur Verriegelung und/oder Entriegelung einer Komponente ist daher sowohl der verriegelte als auch der entriegelte Zustand erfassbar. Fehlfunktionen einer mittels eines erfindungsgemäßen Getriebes verstellbaren Komponente sind daher registrierbar und die Sicherheit der Komponente gegen ungewolltes Verstellen ist sehr groß.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren beschrieben. Die Beschreibungen sind lediglich beispielhaft und schränken den allgemeinen Erfindungsgedanken nicht ein.

1 zeigt einen Ausschnitt aus einem erfindungsgemäßen Getriebe.

2 zeigt schematisch einen Ausschnitt aus einem erfindungsgemäßen Getriebe.

3 zeigt in den Darstellungen a und b schematisch ein erfindungsgemäßes Getriebe.

4 zeigt in den Darstellungen a-c perspektivische Ansichten eines erfindungsgemäßen Getriebes, wobei die Darstellung a einen Ausschnitt zeigt.

5 zeigt in den Darstellungen a-c perspektivische Ansichten eines Ausschnitts aus einer Sitzverstellung eines Kraftfahrzeugsitzes.

1 zeigt einen Ausschnitt aus einem erfindungsgemäßen Getriebe 555. Das Getriebe 555 weist zwei zweite Getriebeteile 5.1, 5.2 auf, die um eine Achse 6 drehbar angeordnet sind. Zwischen den zweiten Getriebeteilen 5.1, 5.2 ist ein erstes Getriebeteil 8 drehbar um die Achse 6 angeordnet. Auf einer Drehachse 9, die drehfest und im wesentlichen senkrecht am ersten Getriebeteil 8 angeordnet ist, ist ein Drehmittel 7 drehbar vorgesehen. Das Drehmittel 7 weist Form- und/oder Kraftschlussmittel 751, 752 auf, die jeweils mit Form- und/oder Kraftschlussmitteln 751, 752 beider zweiten Getriebeteile 5.1, 5.2 zumindest teilweise in Eingriff sind, wobei die Form- und/oder Kraftschlussmittel 751, 752 des Drehmittels 7 und jeweils eines zweiten Getriebeteiles 5.1, 5.2 nur schematisch angedeutet sind. Die Form- und/oder Kraftschlussmittel 751, 752 der zweiten Getriebeteile 5.1, 5.2 sind jeweils an Formschlussmitteln 5.17, 5.27 der zweiten Getriebeteile 5.1, 5.2 vorgesehen, wobei die Formschlussmittel 5.17, 5.27 an gegenüberliegenden Seiten einer durch die Drehachse 9 und die Achse 6 verlaufenden Linie 99, die in 2 gezeigt ist, angeordnet sind. Am ersten Getriebeteil 8 ist drehfest und entlang der Achse 6 ein Drehelement 10 angeordnet, in dem ein Verstellmittel 11 angeordnet ist. Die zweiten Getriebeteile 5.1, 5.2 sind jeweils mittels eines von zwei Zahnkegeln 4.1, 4.2 mit verschiedenem Radius 4.12, 4.22 antreibbar, die drehfest auf einer Antriebwelle 3 eines Antriebs 2 angeordnet sind, wobei die Antriebwelle 3 sich entlang einer Antriebachse 2.1 erstreckt, die im wesentlichen senkrecht zur Achse 6 angeordnet ist. Der größere der beiden Zahnkegel 4.1 treibt das zweite Getriebeteil 5.1 an, welches das Drehmittel 7 an der der Achse 6 näherliegenden Seite antreibt. Daher weist es eine geringere Drehzahl auf, als das andere zweite Getriebeteil 5.2, das dementsprechend das Drehmittel 7 an der der Achse 6 entfernteren Seite antreibt. Da die zweiten Getriebeteile 5.1, 5.2 auf gegenüberliegenden Seiten der Antriebachse 2.1 angetrieben werden, drehen sich die zweiten Getriebeteile 5.1, 5.2 in entgegengesetzte Drehrichtungen. Auch die Zahnkegel 4.1, 4.2 weisen bevorzugt Form- und/oder Kraftschlussmittel 4151, 4252 auf, die mit Form- und/oder Kraftschlussmitteln 4151, 4252 der zweiten Getriebeteile 5.1, 5.2 zumindest teilweise in Eingriff sind und hier nur schematisch angedeutet sind.

Das Getriebe 555 ist erfindungsgemäß so ausgelegt, dass beim Antrieb des Drehmittels 7 eine Differenz zwischen der Winkelgeschwindigkeit beider zweiter Getriebeteile 5.1, 5.2 besteht, aufgrund derer sich das erste Getriebeteil 8 beim Antrieb des Drehmittels 7 mittels der beiden zweiten Getriebeteile 5.1, 5.2 um die Achse 6 dreht.

Zwischen dem ersten Getriebeteil 8 und einem der zweiten Getriebeteile 5.2 ist ein Kraftmittel 12 angeordnet, mittels dessen das Getriebe 555 nach dem Verstellen aus seiner Ausgangslage wieder zurückstellbar ist.

Das Getriebe 555 weist mehrere Drehmittel 7 auf, die konzentrisch um die Achse 6 drehbar sind und von denen zwei sichtbar sind. Die Zahnkegel 4.1, 4.2 weisen jeweils einen Scheitelpunkt 6.1 auf, der im Schnittpunkt 6.1 der Antriebachse 2.1 mit der Achse 6 liegt.

Das Getriebe ermöglicht an den zweiten Getriebeteilen 5.1, 5.2 jeweils einen rotatorischen Abtrieb R3, R4 mit kleinem Drehmoment, großer Drehzahl und geringer Untersetzung, wobei die Drehzahl des mittels des kleineren Zahnkegels 4.2 angetriebenen zweiten Getriebeteiles 5.2 größer als die des anderen zweiten Getriebeteiles 5.1 ist. An dem ersten Getriebeteil 8 ermöglicht es einen Abtrieb R1 mittels dem Drehelement 10 mit einem hohen Drehmoment, geringer Drehzahl und hoher Untersetzung. Weiterhin ermöglicht es mittels des Verstellelements 11 einen translatorischen Abtrieb T1 mit hoher Verstellkraft, geringer Verstellgeschwindigkeit und hoher Untersetzung.

2 zeigt schematisch einen Ausschnitt aus einem erfindungsgemäßen Getriebe 555. Die 2 zeigt die zweiten Getriebeteile 5.1, 5.2 und das erste Getriebeteil 8, die drehbar um die Achse 6 angeordnet sind, sowie das Drehmittel 7, das drehbar um die Drehachse 9 und am ersten Getriebeteil 8 angeordnet ist. Die zweiten Getriebeteile 5.1, 5.2 sind an gegenüberliegenden Seiten einer durch die Drehachse 9 und die Achse 6 verlaufenden Linie 99 am Drehmittel 7 angeordnet. Beim Antreiben der zweiten Getriebeteile 5.1, 5.2 dreht sich das zweite Getriebeteil 5.2 mit dem größeren Radius, der nicht näher bezeichnet ist, und das daher eine Anformung 5.27 – siehe 1 – aufweist, dessen Entfernung von der Achse 6 größer ist, in eine Drehrichtung D1 um die Achse 6, während sich das andere zweiten Getriebeteile 5.1 in die entgegengesetzte Drehrichtung D2 um die Achse 6 dreht. Dadurch wird das Drehmittel 7 um die Drehachse 9 gedreht D3. Da das Drehmittel 7 am ersten Getriebeteil 8 angeordnet und das erste Getriebeteil 8 drehbar um die Achse 6 ist, wird bei einer Differenz der Winkelgeschwindigkeiten der zweiten Getriebeteile 5.1, 5.2 das Drehmittel 7 konzentrisch um die Achse 6 gedreht

3 zeigt in den Darstellungen a und b schematisch ein erfindungsgemäßes Getriebe 555. Sichtbar sind in beiden Darstellungen die Zahnkegel 4.1, 4.2, die drehbar auf einer Antriebachse 2.1 angeordnet sind und die zweiten Getriebeteile 5.1, 5.2 antreiben, wobei diese gemeinsam das Drehmittel 7, das am ersten Getriebeteil 8 angeordnet ist, antreiben, wobei das erste Getriebeteil 8 drehfest an einem Drehelement 10 angeordnet ist, das entlang der Achse 6 angeordnet ist.

In Darstellung a sind der Schnittpunkt 6.1 der Antriebachse 2.1 mit der Achse 6 sowie die Scheitelpunkte 6.1 der Zahnkegel 4.1, 4.2 verdeutlicht. Der Antrieb 2 der Zahnkegel 4.1, 4.2 erfolgt mittels einem oder mehreren konzentrisch um die Achse 6 angeordneten Teilantrieben 2, 2.00, deren Antriebachsen 2.1, 2.001 durch den Schnittpunkt 6.1 verlaufen, wobei bei mehreren Teilantrieben 2.00 alle Teilantriebe 2.00 immer zwei Zahnkegel 4.1, 4.2 antreiben, deren Scheitelpunkte 6.1 der Schnittpunkt 6.1 ist. Dargestellt ist nur der eine Antrieb 2 bzw. ein Teilantrieb 2.00.

Im Gegensatz dazu sind die Zahnkegel 4.1, 4.2 in Darstellung b jeweils mittels eines Teilantriebs 2.01, 2.02 angetrieben, wobei die Antriebachsen 2.11, 2.12 der Teilantriebe 2.01, 2.02 eine gemeinsame Antriebachse 2.1 sein können, oder verschieden sein können. Bei Anordnung der Teilantriebe 2.01, 2.02 analog der Darstellung a und bei Antrieb jeweils eines Zahnkegels 4.1, 4.2 mittels eines Teilantriebs 2.01, 2.02 analog der Darstellung b sind die Antriebwellen bzw. Antriebachsen 2.11, 2.12 der Teilantriebe 2.01, 2.02 verschieden.

Durch Verwendung mehrerer Teilantriebe 2.00, 2.01, 2.02, ist beispielsweise ein mittels dem ersten Getriebeteil 8 auf die Achse 6 übertragenes Drehmoment von mehr als 5 Nm, bevorzugt von ca. 7-9 Nm erreichbar.

4 zeigt in den Darstellungen a-c perspektivische Ansichten eines erfindungsgemäßen Getriebes 555, wobei die Darstellung a einen Ausschnitt zeigt. In Darstellung a sind das zweite Getriebeteil 5.2, das mittels des kleineren Zahnkegel 4.2 angetrieben ist und dessen Anformung 5.27 daher an der der Achse 6 entfernteren Seite mehrerer Drehmittel 7 mit den Drehmitteln 7 zusammenwirkt, die Zahnkegel 4.1, 4.2, die Drehmittel 7, das erste Getriebeteil 8, das Drehelement 10, welches sich entlang der Achse 6 erstreckt, sowie der Antrieb 2 dargestellt. Weiterhin sind die zweite Achse l5, die Abtriebsegmente 13, 14, ein Sensor 16, der die Lage eines der Abtriebsegmente 14 erfasst und das Gehäuse 1 zumindest teilweise sichtbar. Die Darstellungen b und c zeigen das Getriebe 555 bei geschlossenem Gehäuse 1, so dass die Abtriebsegmente 13, 14 und ihre relative Lage zueinander erkennbar sind. Das an der Achse 6 drehfest angeordnete Abtriebsegment 13 ist im wesentlichen U-förmig. Das an der zweiten Achse 15 angeordnete Abtriebsegment 14 greift zwischen die Schenkel des U-förmigen Abtriebsegmentes 13 ein. Bei Antrieb der Achse 6 gerät einer der Schenkel des U-förmigen Abtriebsegmentes 13 in Anlage mit dem an der zweiten Achse 15 angeordneten Abtriebsegment 14, so dass dieses gedreht wird, wodurch die zweite Achse 15 gedreht wird. Beim Zurückstellen der Achse 8 gerät der andere Schenkel des U-förmigen Abtriebsegmentes 13 in Anlage mit dem an der zweiten Achse 15 angeordneten Abtriebsegment 14, so dass dieses zurückgedreht wird, wobei die zweite Achse 15 zurückgedreht wird. Durch Veränderung der Form der Abtriebsegmente 13, 14 ist ein Leerhub realisierbar, durch den beim Drehen der Achse 6 um einen wählbaren Winkel die Abtriebsegmente 13, 14 nicht aneinander anliegen und daher die zweite Achse 15 nicht gedreht oder zurückgedreht wird. Die Darstellungen b und c zeigen ebenfalls den Sensor 16, der die Lage des an der zweiten Achse 15 angeordneten Abtriebsegmentes 14 erfasst, so dass die Drehung der zweiten Achse 15 erfassbar ist.

Beispielsweise bei Verwendung des Getriebes in einem Aktuator zur Verriegelung und/oder Entriegelung eines Schlosses ist durch den Sensor nicht nur erfassbar, dass das Schloss entriegelt ist, sondern auch, dass es verriegelt ist.

5 zeigt in den Darstellungen a-c perspektivische Ansichten eines Ausschnitts aus einer Sitzverstellung 53 eines Kraftfahrzeugsitzes. Der Kraftfahrzeugsitz weist ein erfindungsgemäßes Getriebe 555 auf, dessen Achse 6 zum Verriegeln und/oder Entriegeln eines Recliners 52, der hier nur teilweise sichtbar ist, verwendet wird, wobei die zweite Achse 15 für die Synchronisation zweier seitlich am Sitz angeordneter Recliner 52 genutzt wird. Dargestellt sind nur Ausschnitte aus einer Seite des Sitzes. Aufgrund der Symmetrie des Getriebes 555 und insbesondere seines Gehäuses 1 kann auf beiden Seiten ein baugleiches Getriebe 555 verwendet werden.

1Getriebegehäuse 2Antrieb 2.01, 2.02Teilantrieb 2.1Antriebachse 2.11Erste Teilantriebachse 2.12Zweite Teilantriebachse 3Antriebwelle 4Doppelkegelzahnrad 4.1, 4.2Zahnkegel 4.12, 4.22Radius der Zahnkegel 4151, 4252Form- und/oder Kraftschlussmittel der Zahnkegel und zweiten Getriebeteile 5.1, 5.2zweite Getriebeteile 5.17, 5.27Formschlussmittel der zweiten Getriebeteile 5.177, 5.277Abstand der Formschlussmittel von der Achse 6Achse 6.1Schnittpunkt Antriebachse/Achse, Scheitelpunkt Zahnkegel 7Drehmittel 751, 752Form- und/oder Kraftschlussmittel der Drehmittel und zweiten Getriebeteile 8erstes Getriebeteil 9Drehachse 99Linie durch die Drehachse und die Achse 10Drehelement, Gewindehülse 11Verstellelement 12Kraftmittel, Feder 13, 14erstes und zweites Abtriebsegment 15Zweite Achse 16Sensor 52Recliner eines Kraftfahrzeugsitzes 53Beschlag eines Kraftfahrzeugsitzes 54Stirnradzug 555Getriebe D, D1, D2, D3Drehrichtungen R1, R3, R4, T1Abtriebe

Anspruch[de]
  1. Getriebe (555), das ein erstes Getriebeteil (8) und zwei zweite Getriebeteile (5.1, 5.2) aufweist, die jeweils drehbar um eine Achse (6) angeordnet sind, wobei an dem ersten Getriebeteil (8) mindestens ein Drehmittel (7) drehbar angeordnet ist und wobei die beiden zweiten Getriebeteile (5.1, 5.2) formschlüssig mit dem Drehmittel (7) in Eingriff sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (555) zwei Zahnkegel (4.1, 4.2) umfasst, deren Radien (4.12, 4.22) verschieden sind, wobei die zwei Zahnkegel (4.1, 4.2) auf einer Antriebachse (2.1) drehfest angeordnet sind und mit jeweils einem der zweiten Getriebeteile (5.1, 5.2) zusammenwirken.
  2. Getriebe (555) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden zweiten Getriebeteile (5.1, 5.2) jeweils Formschlussmittel (5.17, 5.27) aufweisen, deren jeweiliger Abstand (5.177, 5.277) von der Achse (6) verschieden ist.
  3. Getriebe (555), nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehmittel (7) aufgrund der Differenz der Winkelgeschwindigkeiten der beiden zweiten Getriebeteile (5.1, 5.2) konzentrisch um die Achse (6) drehbar ist.
  4. Getriebe (555) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Drehmittel (7), bevorzugt drei Drehmittel (7), vorzugsweise konzentrisch um die Achse (6) angeordnet sind.
  5. Getriebe (555) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es entlang der Achse (6) mehrere Abtriebe (R1, R3, R4, T1) aufweist, die mittels des ersten Getriebeteils (8) oder mittels der zweiten Getriebeteile (5.1, 5.2) jeweils rotatorisch und/oder translatorisch antreibbar sind.
  6. Getriebe (555) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der rotatorische Abtrieb (R1, R3, R4) mittels eines Drehelements (10) erfolgt, das drehbar um die Achse (6) und drehfest am ersten Getriebeteil (8) oder einem der zweiten Getriebeteile (5.1, 5.2) angeordnet ist.
  7. Getriebe (555) nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der translatorische Abtrieb (T1) mittels eines Verstellelements (11) erfolgt, das in dem Drehelement (10) und entlang der Achse (6) angeordnet ist.
  8. Getriebe (555) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Kraftmittel (12), bevorzugt eine Feder, umfasst und dass der Abtrieb (R1, R3, R4, T1) mit der Kraft oder gegen die Kraft des Kraftmittels (12) erfolgt.
  9. Getriebe (555) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es mittels eines Antribs (2), der die Antriebachse (2.1) aufweist, angetrieben ist.
  10. Getriebe (555) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebachse (2.1) und die Achse (6) einen Schnittpunkt (6.1) aufweisen und im wesentlichen senkrecht zueinander angeordnet sind.
  11. Getriebe (555) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (2) mehrere Teilantriebe (2.00, 2.01,  2.02) umfasst, die eines der oder beide zweite Getriebeteile (5.1, 5.2) antreiben.
  12. Getriebe (555) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Getriebeteile (5.1, 5.2) elektrisch antreibbar und elektrisch zurückstellbar sind, oder dass die zweiten Getriebeteile (5.1, 5.2) elektrisch antreibbar und mittels der Kraft des Kraftmittels (12) des Getriebes zurückstellbar sind, oder dass die zweiten Getriebeteile (5.1, 5.2) mittels der Kraft des Kraftmittels (12) vorstellbar und elektrisch zurückstellbar sind.
  13. Getriebe (555) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es eine zweite Achse (15) aufweist, wobei die zweite Achse (15) im wesentlichen parallel der Achse (6) angeordnet und von dieser beabstandet ist.
  14. Getriebe (555) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Achse (15) mittels zweier Abtriebsegmente (14) antreibbar ist, die beim Antreiben der Achse (6) zusammenwirken.
  15. Getriebe (555) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils der Drehwinkel eines der zweiten Getriebeteile (5.1, 5.2) und/oder eines der Abtriebsegmente (13, 14) mittels eines Sensors (16) erfassbar ist.
  16. Getriebe (555) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es in einem Aktuator für ein Fahrzeug verbaut ist.
Es folgen 5 Blatt Zeichnungen






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