WO2017005641A1 - Untersetzungsgetriebe sowie getriebemotor - Google Patents

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WO2017005641A1
WO2017005641A1 PCT/EP2016/065555 EP2016065555W WO2017005641A1 WO 2017005641 A1 WO2017005641 A1 WO 2017005641A1 EP 2016065555 W EP2016065555 W EP 2016065555W WO 2017005641 A1 WO2017005641 A1 WO 2017005641A1
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torque support
support disc
cam
reduction gear
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Andreas Hoffmann
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Johnson Controls Metals and Mechanisms GmbH and Co KG
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    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/10—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters
    • H02K7/116—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with gears
    • H02K7/1163—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with gears where at least two gears have non-parallel axes without having orbital motion
    • H02K7/1166—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with gears where at least two gears have non-parallel axes without having orbital motion comprising worm and worm-wheel

Definitions

  • the invention relates to a reduction gear having a housing, a first gear stage and a second gear stage, wherein the second gear stage has an externally toothed first gear and meshing with the first gear, internally toothed second gear, which is at least indirectly connected rotationally fixed to an output, and a driven by the first gear stage, rotating eccentric to drive a relative
  • Torque support plate has at least one guide pin which engages in a guide groove of the first gear.
  • the invention also relates to a geared motor.
  • a generic reduction gear is known from the prior art by use in a motor vehicle seat for driving a Height adjustment known.
  • a first gear of a second gear stage has two guide pins, which in two guide grooves of a
  • the width of the guide pin corresponds approximately to the width of the guide grooves. As a result, a relative rotation between the torque support disc and the first gear is avoided. However, the guide pins are linearly displaceable in the guide grooves
  • the guide pins are each cuboid and integrally formed from a base body of the first gear, in particular made of the material of the first gear. Due to production reasons a must
  • Transition region between each a guide pin and the body circumferentially be rounded with a radius. Due to the radius, the guide pins can jam with limiting edges of the guide grooves.
  • a reduction gear with an additional third gear stage is known from DE 10 2004 043 310 b4.
  • the invention is based on the object to improve a reduction gear of the type mentioned, in particular a jamming between the guide pin and the guide grooves due to rounded
  • a reduction gear with the features of claim 1 and a geared motor having the features of claim 14.
  • the first gear has at least one cam which protrudes in the axial direction of a main body of the first gear and is applied to the torque support disc such that the at least one
  • the dimensions of the at least one guide pin and the guide groove can thereby be designed so that a linear guide is provided with a planar contact and without or with little play.
  • Torque support disc is formed or vice versa.
  • the inventive teaching is also independent of whether the at least one cam is formed on the gear or on the torque support disc.
  • a guide pin is understood to be any projection which is suitable for cooperating with a groove as a linear guide.
  • a basic shape of the guide pin can be cubic, cuboid or cylindrical, for example.
  • a guide pin can, for example, have a round or oval or angular, in particular rectangular, or polygonal cross section.
  • a guide groove is to be understood as any opening or depression which is suitable for interacting with a counter element, in particular a guide pin, as a linear guide. Under a cam is to understand any form of a survey that protrudes over an adjacent region.
  • the torque support disc is preferably guided in a first direction linearly movable in the housing, and the first gear in a second direction guided linearly movable in the torque support disc.
  • the least a guide groove in the torque support disc extends in the second
  • the second direction is oriented perpendicular to the first direction. Due to the two mutually perpendicular directions two linear guides are provided which allow movement of the first gear in all directions of a plane arranged perpendicular to the axis of rotation plane. The movement is restricted by an eccentric to a wobbling motion.
  • first gear with exactly two guide pins and a torque support disc with exactly two aligned or a continuous guide. Also two parallel, but mutually offset grooves are possible.
  • the first gear may have a plurality, preferably at least three, cams.
  • the torque support disc may have a plurality, preferably at least three, cams. Three cams provide a statically determined support between the first gear and the torque support disc.
  • cams can be achieved by the first gear or the torque support disc has exactly four cams, which are arranged in particular mirror-symmetrical to each other.
  • a plurality of cams are arranged distributed uniformly to one another. It is particularly preferred that two guide pins are arranged on a line which coincides with the second direction, and a plurality of cams are arranged mirror-symmetrically to the line.
  • the height of the at least one cam is preferably greater than a radius of the transition region between the at least one guide pin and the main body of the first gear. This ensures that the
  • Transition region of the at least one guide pin can not collide with edges of the associated guide groove, resulting in a jamming between the first gear and the torque support disc would lead.
  • the height of the at least one cam should be greater than a radius of a rounding of a transition region between the at least one guide pin and the base of the
  • At least one cam is integrally connected to the first gear or integrally connected to the torque support disc, can be
  • the at least one cam is put through.
  • the at least one cam may be a passage from a base body of the first gear.
  • the at least one cam may be a passage from the base of the torque support disc.
  • the at least one cam can also be materially connected to the first gear or the torque support disc, for example by welding.
  • the at least one cam can also be positively connected to the first gear or the torque support disc, for example by means of a clip connection.
  • the at least one cam can also be
  • the at least one cam may also be a rolling element, which is mounted in a recess of the first gear and / or in a recess of the torque support disc.
  • the first gear and / or the torque support disc may be made of metal, preferably made of steel.
  • the torque support disk, at least one base part of the torque support disk, is preferably a flat disk-shaped component.
  • the cams have a minimum height corresponding to the maximum radius of the
  • Transition areas between the guide pin and the first gear corresponds.
  • Reduction gear is preferably characterized by the fact that a first gear stage has a rotatably connected to a motor output shaft screw and a worm wheel, wherein in particular an eccentric is fixedly connected to the worm wheel.
  • a geared motor can be used, for example, as a drive of a height adjustment device for a vehicle seat.
  • FIG. 1 is a perspective view of a known from the prior art geared motor with an electric motor and a reduction gear
  • Fig. 2 is another perspective view of the geared motor of FIG. 1, in a relation to FIG. 1 opposite viewing direction.
  • FIG. 3 an exploded view of the geared motor of FIG. 1
  • FIG. 4 a top view of the geared motor of FIG. 1 without a housing cover
  • FIG. 6 is a perspective view of a first gear of a second
  • Fig. 7 is a perspective view of a first gear of a second
  • Gear stage of a reduction gear according to the invention of a geared motor according to the invention of a geared motor according to the invention.
  • the reduction gear 200 is almost completely disposed in a housing 210.
  • the housing 210 is largely closed by a housing cover 212.
  • the gear cover 212 has a circular lid opening 214 which is aligned with a housing opening 216 in the housing 210.
  • Gear cover 212 is screwed by means of a plurality of screws 218 with the housing 210.
  • the housing 210 is connected to the electric motor 1 10.
  • the electric motor 1 10 has an engine output shaft 1 12, which is not visible in the figures, because these sections within the electric motor 1 10 and in sections within the housing 210 is disposed. In Figure 4, the motor output shaft 1 12 is indicated by a dashed line.
  • Motor output shaft 1 12 protrudes into the housing 210 of the reduction gear 200. At one of the electric motor 1 10 facing away from the
  • a helical worm 220 of a first gear stage of the reduction gear 200 is arranged and rotatably connected to the motor output shaft 1 12.
  • the worm 220 thus turns on
  • the motor output shaft 1 12 of the electric motor 1 10 also acts as a transmission input shaft of the reduction gear 200.
  • a worm wheel 225 is rotatably mounted on an output shaft 230 in the present case.
  • One end of the output shaft 230 is rotatably supported in the housing opening 216 of the housing 210.
  • the output shaft 230 is arranged at an angle of 90 ° to the motor output shaft 1 12.
  • the worm 220 and the worm wheel 225 form the first gear stage of the reduction gear 200.
  • the worm wheel 225 has an eccentric 226.
  • the eccentric 226 has a substantially hollow cylindrical shape, wherein an inner, cylindrical opening with an axis of rotation 232 of the output shaft 230 is aligned.
  • a cylindrical, outer circumferential surface of the eccentric 226 is offset by an eccentricity, for example 1, 2 mm to 1, 3 mm to the rotation axis 232.
  • a central axis of the outer circumferential surface of the eccentric 226 is parallel to the axis of rotation 232, but radially offset by the eccentricity. Due to the bearing of the worm wheel 225 on the output shaft 230 causes a rotation of the worm wheel 225 a about the rotational axis 232 wobbling outer surface of the eccentric 226th
  • a first gear 240 has a disc-shaped base body 241, which carries on its outer periphery an outer toothing 242.
  • the main body 241 has a bearing opening 243, which serves to support the first gear 240 on the eccentric 226 of the worm wheel 225, preferably below
  • the two guide pins 244 are each cuboid, cubic in the present case, and integrally formed from the base body 241, preferably put through.
  • a transitional area 245 is in each case between the
  • Base body 241 and the respective guide pin 244 circumferentially rounded with a radius R.
  • the two guide pins 244 are diametrically opposite each other, with respect to a center of the circular bearing opening 243.
  • a torque support disk 250 is disposed between the worm wheel 225 and the first gear 240 when viewed in the axial direction.
  • Torque support plate 250 is also referred to as a guide plate.
  • the torque support disk 250 is a largely flat, plate-shaped and mirror-symmetrically designed component which has a through-opening 251 in the middle of a mirror axis, the inner diameter of which is greater than the sum of the outer diameter of the eccentric 226 and the eccentricity of the eccentric
  • the eccentric 226 extends through the through hole 251 in
  • the torque plate 250 prevents the first gear 240 from rotating relative to the housing 210.
  • the torque support disc 250 has two guide grooves 253, which are arranged diametrically opposite one another.
  • the guide grooves 253 extend radially outward from the through-opening 251 and serve to receive the two guide pins 244 of the first gear 240.
  • the length of the guide grooves 253 is selected so that the previously described tumbling movement of the first gear 240 is due to a linear movement Relative mobility between the guide grooves 253 and the guide pin 244 is possible.
  • the torque support disc 250 also has a first guide nose 254 projecting radially from the base 252 and two second ones
  • the two second guide tabs 255 are parallel to each other and take the mirror axis of the torque plate 250 centered between them.
  • the first direction R1 is perpendicular to a second direction R2, which results from the relative mobility between the guide grooves 253 of the torque support disc 250 and the guide pin 244 of the first gear 240. Due to the previously described linear guide between the housing 210 and the
  • the first gear 240 with the eccentricity of the eccentric 226 may tumble relative to the housing 210 without thereby relative to the housing 210 to rotate.
  • the external toothing 242 of the first gear 240 is in constant mesh with an internal toothing 262 of a second gear 260, which is non-rotatably connected to the output shaft 230.
  • the first gear 240 and the second gear 260 are in constant mesh with an internal toothing 262 of a second gear 260, which is non-rotatably connected to the output shaft 230.
  • Gear 260 form a second gear stage of the reduction gear 200.
  • the internal gear 262 has at least one tooth more than the
  • the second gear 260 On the side facing away from the first gear 240 side of the second gear 260, the second gear 260 has a bearing collar 264, the one Wheellagerung of the second gear 260 in the lid opening 214 of the
  • Housing cover 212 is used.
  • An output pinion 270 is disposed on the side facing away from the second gear 260 side of the housing cover 212 and rotatably connected to the output shaft 230 and the second gear 260.
  • the driven pinion 270 serves as an interface to a device to be driven, in particular for a
  • An inventive geared motor 100 with an electric motor 1 10 and a reduction gear 200 according to the invention corresponds exactly to the previously described and known from the prior art geared motor 100, with the exception of details of a first gear 240 according to the invention, which is why the description thereof on the inventive geared motor 100 and the invention Reduction gear 200 applies, unless otherwise described below.
  • Gear motor 100 are also assigned the same reference numerals as those from the previously described, known from the prior art,
  • the gear 240 differs from the previously described gear 240 in that four cams 246 protrude from the main body 241 in the axial direction.
  • the cams 246 are in the same direction from the base body 241, as the two guide pin 244. In the axial direction, all cams 246 have a same height H.
  • the height H is greater than the radius R of a transition region 245 between the base body 241 and the respective guide pin 244.
  • the four cams 246 are distributed uniformly over the circumference of the first gear 240.
  • the four cams 246 are distributed mirror-symmetrically over the circumference of the first gear 240.
  • the four cams 246 and the two guide pins 244 are arranged distributed mirror-symmetrically.
  • the terms first gear 240 and second gear 260 do not limit the invention to reduction gear 100 having only two gears.
  • the worm wheel 225 of the first gear stage is a gear.
  • a reduction gear according to the invention may have further gear stages.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Untersetzungsgetriebe (200) mit einem Gehäuse (210), einer ersten Getriebestufe und einer zweiten Getriebestufe, wobei die zweite Getriebestufe ein außenverzahntes erstes Zahnrad (240) und ein mit dem ersten Zahnrad (240) kämmendes, innenverzahntes zweites Zahnrad (260) aufweist, das mit einem Abtrieb (270) zumindest mittelbar drehfest verbunden ist, und einem von der ersten Getriebestufe angetriebenen, umlaufenden Exzenter (226) zum Antrieb einer relativen Abwälzbewegung von dem zweiten Zahnrad (260) auf dem ersten Zahnrad (240), wobei das erste Zahnrad (240) von dem Exzenter (226) auf einer Kreisbahn bewegt wird, und einer axial neben dem ersten Zahnrad (240) angeordneten Drehmomentstützscheibe (250), die das erste Zahnrad (240) an einer Relativdrehung gegenüber dem Gehäuse (210) hindert, wobei das erste Zahnrad (240) wenigstens einen Führungszapfen (244) aufweist, der in eine Führungsnut (253) der Drehmomentstützscheibe (250) eingreift,oder die Drehmomentstützscheibe wenigstens einen Führungszapfen aufweist, der in eine Führungsnut des ersten Zahnrads eingreift. Erfindungsgemäß weist das erste Zahnrad (240) wenigstens einen Nocken (246) auf, der in axialer Richtung von einem Grundkörper (241) des ersten Zahnrads (240) absteht und an der Drehmomentstützscheibe (250) derart anliegt, dass der wenigstens eine Führungszapfen (244) nicht vollständig in die Führungsnut (253) eingreift, oder die Drehmomentstützscheibe weist wenigstens einen Nocken auf, der in axialer Richtung von einem Grundteil der Drehmomentstützscheibe absteht und an dem ersten Zahnrad derart anliegt,dass der wenigstens eine Führungszapfen nicht vollständig in die Führungsnut eingreift.

Description

UNTERSETZUNGSGETRIEBE SOWIE GETRIEBEMOTOR
Die Erfindung betrifft ein Untersetzungsgetriebe mit einem Gehäuse, einer ersten Getriebestufe und einer zweiten Getriebestufe, wobei die zweite Getriebestufe ein außenverzahntes erstes Zahnrad und ein mit dem ersten Zahnrad kämmendes, innenverzahntes zweites Zahnrad aufweist, das mit einem Abtrieb zumindest mittelbar drehfest verbunden ist, und einem von der ersten Getriebestufe angetriebenen, umlaufenden Exzenter zum Antrieb einer relativen
Abwälzbewegung von dem zweiten Zahnrad auf dem ersten Zahnrad, wobei das erste Zahnrad von dem Exzenter auf einer Kreisbahn bewegt wird, und einer axial neben dem ersten Zahnrad angeordneten Drehmomentstützscheibe, die das erste Zahnrad an einer Relativdrehung gegenüber dem Gehäuse hindert, wobei das erste Zahnrad wenigstens einen Führungszapfen aufweist, der in eine
Führungsnut der Drehmomentstützscheibe eingreift oder die
Drehmomentstützscheibe wenigstens einen Führungszapfen aufweist, der in eine Führungsnut des ersten Zahnrads eingreift. Die Erfindung betrifft zudem einen Getriebemotor.
Stand der Technik
Ein gattungsgemäßes Untersetzungsgetriebe ist aus dem Stand der Technik durch Verwendung in einem Kraftfahrzeugsitz zum Antrieb einer Höheneinstellvorrichtung bekannt. Ein erstes Zahnrad einer zweiten Getriebestufe weist zwei Führungszapfen auf, die in zwei Führungsnuten einer
Drehmomentstützscheibe eingreifen. Die Breite der Führungszapfen entspricht annähernd der Breite der Führungsnuten. Dadurch ist eine Relativdrehung zwischen der Drehmomentstützscheibe und dem ersten Zahnrad vermieden. Die Führungszapfen sind jedoch linear verschiebbar in den Führungsnuten
angeordnet. Die Führungszapfen sind jeweils quaderförmig und einteilig aus einem Grundkörper des ersten Zahnrades ausgeformt, insbesondere aus dem Material des ersten Zahnrades durchgestellt. Fertigungsbedingt muss ein
Übergangsbereich zwischen jeweils einem Führungszapfen und dem Grundkörper umlaufend mit einem Radius verrundet sein. Infolge des Radius können die Führungszapfen mit Begrenzungskanten der Führungsnuten verklemmen.
Ein Untersetzungsgetriebe mit einer zusätzlichen dritten Getriebestufe ist aus der DE 10 2004 043 310 b4 bekannt.
Aufgabe
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Untersetzungsgetriebe der eingangs genannten Art zu verbessern, insbesondere ein Verklemmen zwischen den Führungszapfen und den Führungsnuten aufgrund von abgerundeten
Übergangsbereichen zwischen Führungszapfen und einem Grundkörper eines Zahnrads zu vermeiden, sowie einen entsprechenden Fahrzeugsitz
bereitzustellen.
Lösung
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Untersetzungsgetriebe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und einen Getriebemotor mit den Merkmalen des Anspruchs 14 gelöst. Dadurch, dass das erste Zahnrad wenigstens einen Nocken aufweist, der in axialer Richtung von einem Grundkörper des ersten Zahnrads absteht und an der Drehmomentstützscheibe derart anliegt, dass der wenigstens eine
Führungszapfen nicht vollständig in die Führungsnut eingreift, oder dass die Drehmomentstützscheibe wenigstens einen Nocken aufweist, der in axialer
Richtung von einem Grundteil der Drehmomentstützscheibe absteht und an dem ersten Zahnrad derart anliegt, dass der wenigstens eine Führungszapfen nicht vollständig in die Führungsnut eingreift, ist ein Verklemmen zwischen dem wenigstens einen Führungszapfen und der Führungsnut wirkungsvoll vermieden. Die Abmessungen des wenigstens einen Führungszapfens und der Führungsnut können dadurch so ausgelegt werden, dass eine Linearführung mit einer flächigen Anlage und ohne oder mit nur wenig Spiel bereitgestellt ist.
Die positive Wirkung der Erfindung ist unabhängig davon, ob der wenigstens eine Führungszapfen an dem Zahnrad und die Führungsnut an der
Drehmomentstützscheibe ausgebildet ist oder umgekehrt. Die erfinderische Lehre ist zudem unabhängig davon, ob der wenigstens eine Nocken an dem Zahnrad oder an der Drehmomentstützscheibe ausgebildet ist. Unter einem Führungszapfen ist jeder Vorsprung zu verstehen, der dazu geeignet ist, mit einer Nut als Linearführung zusammenzuwirken. Eine Grundform des Führungszapfens kann beispielsweise würfelförmig, quaderförmig oder zylindrisch sein. Ein Führungszapfen kann beispielsweise einen runden oder ovalen oder eckigen, insbesondere rechteckigen, oder polygonalen Querschnitt haben. Unter einer Führungsnut ist jede Öffnung oder Vertiefung zu verstehen, die dazu geeignet ist, mit einem Gegenelement, insbesondere einem Führungszapfen, als Linearführung zusammenzuwirken. Unter einem Nocken ist jede Form einer Erhebung zu verstehen, die über eine benachbarte Region hervorsteht. Die Drehmomentstützscheibe ist vorzugsweise in einer ersten Richtung linear beweglich in dem Gehäuse geführt, und das erste Zahnrad in einer zweiten Richtung linear beweglich in der Drehmomentstützscheibe geführt. Die wenigstens eine Führungsnut in der Drehmomentstützscheibe verläuft in der zweiten
Richtung. Vorteilhafterweise ist die zweite Richtung senkrecht zu der ersten Richtung orientiert. Aufgrund der beiden senkrecht zueinander angeordneten Richtungen sind zwei Linearführungen bereitgestellt, die eine Bewegung des ersten Zahnrades in allen Richtungen einer senkrecht zu der Drehachse angeordneten Ebene zulassen. Die Bewegung wird durch einen Exzenter auf eine Taumelbewegung eingeschränkt.
Besonders geeignet ist ein erstes Zahnrad mit genau zwei Führungszapfen und eine Drehmomentstützscheibe mit genau zwei miteinander fluchtenden oder einer durchgehenden Führungsnut. Auch zwei parallele, aber zueinander versetzte Nuten sind möglich.
Das erste Zahnrad kann mehrere, vorzugsweise wenigstens drei, Nocken aufweisen. Alternativ kann die Drehmomentstützscheibe mehrere, vorzugsweise wenigstens drei, Nocken aufweisen. Drei Nocken bieten eine statisch bestimmte Abstützung zwischen dem ersten Zahnrad und der Drehmomentstützscheibe.
Eine vorteilhafte Anordnung der Nocken lässt sich erreichen, indem das erste Zahnrad oder die Drehmomentstützscheibe genau vier Nocken aufweist, die insbesondere spiegelsymmetrisch zueinander angeordnet sind..
Vorzugsweise sind mehrere Nocken zueinander gleichmäßig verteilt angeordnet. Dabei ist es besonders bevorzugt, dass zwei Führungszapfen auf einer Linie angeordnet sind, die sich mit der zweiten Richtung deckt, und mehrere Nocken spiegelsymmetrisch zu der Linie angeordnet sind.
Die Höhe des wenigstens einen Nockens ist vorzugsweise größer als ein Radius des Übergangsbereichs zwischen dem wenigstens einen Führungszapfen und dem Grundkörper des ersten Zahnrads. Dadurch ist sichergestellt, dass der
Übergangsbereich des wenigstens einen Führungszapfen nicht mit Kanten der zugeordneten Führungsnut kollidieren kann, was zu einem Verklemmen zwischen dem ersten Zahnrad und der Drehmomentstützscheibe führen würde. In der alternativen Ausführung, bei der die Führungszapfen an der
Drehmomentstützscheibe ausgebildet sind, sollte die Höhe des wenigstens einen Nockens größer sein als ein Radius einer Abrundung eines Übergangsbereichs zwischen dem wenigstens einen Führungszapfen und dem Grundteil der
Drehmomentstützscheibe.
Indem der wenigstens eine Nocken einstückig mit dem ersten Zahnrad oder einstückig mit der Drehmomentstützscheibe verbunden ist, lässt sich die
Bauteilanzahl gering halten. Vorzugsweise ist der wenigstens eine Nocken durchgestellt. Der wenigstens eine Nocken kann eine Durchstellung aus einem Grundkörper des ersten Zahnrads sein. Der der wenigstens eine Nocken kann eine Durchstellung aus dem Grundteil der Drehmomentstützscheibe sein.
Grundsätzlich sind alle bekannten Umformverfahren zur Erzeugung der Nocken geeignet. Der wenigstens eine Nocken kann jedoch auch stoffschlüssig mit dem ersten Zahnrad oder der Drehmomentstützscheibe verbunden sein, beispielsweise durch Schweißen. Der wenigstens eine Nocken kann auch formschlüssig mit dem ersten Zahnrad oder der Drehmomentstützscheibe verbunden sein, beispielsweise mittels einer Clipsverbindung. Der wenigstens eine Nocken kann auch
kraftschlüssig mit dem ersten Zahnrad oder der Drehmomentstützscheibe verbunden sein, beispielsweise mittels einer Pressverbindung oder einer
Schrumpfverbindung. Der wenigstens eine Nocken kann auch ein Wälzkörper sein, der in einer Vertiefung des ersten Zahnrads und/oder in einer Vertiefung der Drehmomentstützscheibe gelagert ist.
Das erste Zahnrad und/oder die Drehmomentstützscheibe können aus Metall, vorzugsweise aus Stahl gefertigt sein. Die Drehmomentstützscheibe, zumindest ein Grundteil der Drehmomentstützscheibe, ist vorzugsweise ein flaches, scheibenförmiges Bauteil.
Zusammenfassend ausgedrückt werden, um eine Auflage einer als
Führungsscheibe ausgebildeten Drehmomentstützscheibe am Radius von Führungszapfen einer außenverzahnten Scheibe (erstes Zahnrad) zu verhindern, mindestens drei als Durchstellungen ausgebildete Nocken gleichmäßig auf dem ersten Zahnrad verteilt, die als definierte Anlageflächen zur Führungsscheibe dienen. Hierdurch ist eine definierte Lage der Führungsscheibe und der
außenverzahnten Scheibe zueinander sichergestellt und ein Kippen oder
Verhaken dieser Teile bei einer Relativbewegung zueinander ausgeschlossen. Die Nocken haben eine Mindesthöhe, die dem maximalen Radius der
Übergangsbereiche zwischen den Führungszapfen und dem ersten Zahnrad entspricht.
Ein Getriebemotor mit einem Elektromotor und einem erfindungsgemäßen
Untersetzungsgetriebe zeichnet sich vorzugsweise dadurch aus, dass eine erste Getriebestufe eine mit einer Motorausgangswelle drehfestverbundene Schnecke und ein Schneckenrad aufweist, wobei insbesondere ein Exzenter fest mit dem Schneckenrad verbunden ist. Ein solcher Getriebemotor ist beispielsweise als Antrieb einer Höheneinstellvorrichtung für einen Fahrzeugsitz einsetzbar.
Figuren und Ausführungsformen der Erfindung
Bevor nachfolgend Ausgestaltungen der Erfindung eingehender an Hand von Zeichnungen beschrieben werden, ist zunächst festzuhalten, dass die Erfindung nicht auf die beschriebenen Komponenten oder die beschriebenen
Verfahrensschritte beschränkt ist. Weiterhin stellt auch die verwendete
Terminologie keine Einschränkung dar, sondern hat lediglich beispielhaften Charakter. Soweit nachfolgend in der Beschreibung und den Ansprüchen der Singular verwendet wird ist dabei jeweils der Plural mitumfasst, soweit der Kontext dies nicht explizit ausschließt.
Im Folgenden ist die Erfindung anhand eines in den Figuren dargestellten vorteilhaften Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Erfindung ist jedoch nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt. Es zeigen: Fig. 1 : eine perspektivische Darstellung eines aus dem Stand der Technik bekannten Getriebemotors mit einem Elektromotor und einem Untersetzungsgetriebe, Fig. 2: eine weitere perspektivische Ansicht des Getriebemotors aus Fig. 1 , in einer gegenüber Fig. 1 entgegengesetzten Blickrichtung,
Fig. 3: eine Explosionsdarstellung des Getriebemotors aus Fig. 1 , Fig. 4: eine Draufsicht auf den Getriebemotor aus Fig. 1 ohne Gehäusedeckel,
Fig. 5: eine Draufsicht auf eine Drehmomentstützscheibe des
Untersetzungsgetriebes des Getriebemotors aus Fig. 1 , Fig. 6 eine perspektivische Ansicht auf ein erstes Zahnrad einer zweiten
Getriebestufe des Untersetzungsgetriebes des Getriebemotors aus Fig. 1 , und
Fig. 7: eine perspektivische Ansicht auf ein erstes Zahnrad einer zweiten
Getriebestufe eines erfindungsgemäßen Untersetzungsgetriebes eines erfindungsgemäßen Getriebemotors.
Anhand der Figuren 1 bis 6 wird nachfolgend ein aus dem Stand der Technik bekannter Getriebemotor 100 mit einem Elektromotor 1 10 und einem
Untersetzungsgetriebe 200 beschrieben.
Das Untersetzungsgetriebe 200 ist nahezu vollständig in einem Gehäuse 210 angeordnet. Das Gehäuse 210 ist durch einen Gehäusedeckel 212 weitgehend geschlossen. Der Getriebedeckel 212 weist eine kreisrunde Deckelöffnung 214 auf, die mit einer Gehäuseöffnung 216 in dem Gehäuse 210 fluchtet. Der
Getriebedeckel 212 ist mittels mehrerer Schrauben 218 mit dem Gehäuse 210 verschraubt. Das Gehäuse 210 ist mit dem Elektromotor 1 10 verbunden. Der Elektromotor 1 10 weist eine Motorausgangswelle 1 12 auf, die in den Figuren nicht erkennbar ist, weil diese abschnittsweise innerhalb des Elektromotors 1 10 und abschnittweise innerhalb des Gehäuses 210 angeordnet ist. In Figur 4 ist die Motorausgangswelle 1 12 durch eine strichpunktierte Linie angedeutet. Die
Motorausgangswelle 1 12 ragt in das Gehäuse 210 des Untersetzungsgetriebes 200 hinein. An einem von dem Elektromotor 1 10 abgewandten Ende der
Motorausgangswelle 1 12 ist eine schraubenförmige Schnecke 220 einer ersten Getriebestufe des Untersetzungsgetriebes 200 angeordnet und drehfest mit der Motorausgangswelle 1 12 verbunden. Die Schnecke 220 dreht sich somit bei
Betätigung des Elektromotors 1 10 mit dessen Drehzahl. Die Motorausgangswelle 1 12 des Elektromotors 1 10 wirkt zugleich als eine Getriebeeingangswelle des Untersetzungsgetriebes 200. Ein Schneckenrad 225 ist vorliegend drehbar auf einer Ausgangswelle 230 gelagert. Ein Ende der Ausgangswelle 230 ist drehbar in der Gehäuseöffnung 216 des Gehäuses 210 gelagert. Die Ausgangswelle 230 ist in einem Winkel von 90° zur Motorausgangswelle 1 12 angeordnet. Die Schnecke 220 und das Schneckenrad 225 bilden die erste Getriebestufe des Untersetzungsgetriebes 200. Das Schneckenrad 225 weist einen Exzenter 226 auf. Der Exzenter 226 weist eine weitgehend hohlzylindrische Form auf, wobei eine innere, zylindrische Öffnung mit einer Drehachse 232 der Ausgangswelle 230 fluchtet. Die verwendeten Begriffe„radial" und„axial" sind auf die Drehachse 232 bezogen. Eine zylindrische, äußere Mantelfläche des Exzenters 226 ist um eine Exzentrizität, beispielsweise 1 ,2 mm bis 1 ,3 mm zu der Drehachse 232 versetzt angeordnet. Eine Mittelachse der äußeren Mantelfläche des Exzenters 226 verläuft parallel zu der Drehachse 232, jedoch um die Exzentrizität radial versetzt. Aufgrund der Lagerung des Schneckenrads 225 auf der Ausgangswelle 230 bewirkt eine Drehung des Schneckenrads 225 eine um die Drehachse 232 taumelnde äußere Mantelfläche des Exzenters 226. Ein erstes Zahnrad 240 weist einen scheibenförmigen Grundkörper 241 auf, der an seinem Außenumfang eine Außenverzahnung 242 trägt. Der Grundkörper 241 weist eine Lageröffnung 243 auf, die einer Lagerung des ersten Zahnrads 240 auf dem Exzenter 226 des Schneckenrads 225 dient, vorzugsweise unter
Zwischenschaltung einer Lagerbuchse. In axialer Richtung stehen von dem
Grundkörper 241 des ersten Zahnrads 240 zwei Führungszapfen 244 ab. Die beiden Führungszapfen 244 sind jeweils quaderförmig, vorliegend würfelförmig, und einteilig aus dem Grundkörper 241 ausgeformt, vorzugsweise durchgestellt. Fertigungsbedingt ist jeweils ein Übergangsbereich 245 zwischen dem
Grundkörper 241 und dem jeweiligen Führungszapfen 244 umlaufend mit einem Radius R verrundet. Die beiden Führungszapfen 244 liegen einander diametral gegenüber, bezogen auf einen Mittelpunkt der kreisrunden Lageröffnung 243.
Eine Drehmomentstützscheibe 250 ist in axialer Richtung betrachtet zwischen dem Schneckenrad 225 und dem ersten Zahnrad 240 angeordnet. Die
Drehmomentstützscheibe 250 wird auch als Führungsscheibe bezeichnet. Die Drehmomentstützscheibe 250 ist ein weitgehend ebenes, plattenförmiges und spiegelsymmetrisch gestaltetes Bauteil, das mittig zu einer Spiegelachse eine Durchgangsöffnung 251 aufweist, deren Innendurchmesser größer ist als die Summe von Außendurchmesser des Exzenters 226 und Exzentrizität des
Exzenters 226. Der Exzenter 226 durchragt die Durchgangsöffnung 251 in
Richtung des ersten Zahnrads 240. Die Drehmomentstützscheibe 250 hindert das erste Zahnrad 240 an einer Relativdrehung gegenüber dem Gehäuse 210.
Zugleich ermöglicht die Drehmomentstützscheibe 250 jedoch eine von dem
Exzenter 226 verursachte, umlaufende taumelnde Verlagerung des ersten
Zahnrads 240 während einer Drehbewegung des Schneckenrads 225. Dazu weist die Drehmomentstützscheibe 250 zwei Führungsnuten 253 auf, die einander diametral gegenüberliegend angeordnet sind. Die Führungsnuten 253 verlaufen ausgehend von der Durchgangsöffnung 251 in radialer Richtung nach außen und dienen einer Aufnahme der beiden Führungszapfen 244 des ersten Zahnrads 240. Die Länge der Führungsnuten 253 ist derart gewählt, dass die zuvor beschriebene taumelnde Bewegung des ersten Zahnrads 240 aufgrund einer linearen Relativbeweglichkeit zwischen den Führungsnuten 253 und den Führungszapfen 244 möglich ist.
Die Drehmomentstützscheibe 250 weist zudem eine erste Führungsnase 254, die in radialer Richtung von dem Grundteil 252 absteht, und zwei zweite
Führungsnasen 255 auf. Die beiden zweiten Führungsnasen 255 verlaufen parallel zueinander und nehmen die Spiegelachse der Drehmomentstützscheibe 250 mittig zwischen sich auf. Mittels der ersten Führungsnase 254 und der beiden zweiten Führungsnasen 245 ist die Drehmomentstützscheibe 250 in
entsprechenden Ausnehmungen 21 1 in dem Gehäuse 210 linear beweglich geführt, und zwar in einer ersten Richtung R1 . Die erste Richtung R1 verläuft senkrecht zu einer zweiten Richtung R2, die sich aus der Relativbeweglichkeit zwischen den Führungsnuten 253 der Drehmomentstützscheibe 250 und den Führungszapfen 244 des ersten Zahnrads 240 ergibt. Aufgrund der zuvor beschriebenen linearen Führung zwischen dem Gehäuse 210 und der
Drehmomentstützscheibe 250 in der ersten Richtung R1 und der zuvor
beschriebenen linearen Führung zwischen dem ersten Zahnrad 240 und der Drehmomentstützscheibe 250 in der zweiten Richtung R2 kann das erste Zahnrad 240 mit der Exzentrizität des Exzenters 226 relativ zum Gehäuse 210 taumeln, ohne sich dabei relativ zum Gehäuse 210 zu drehen.
Die Außenverzahnung 242 des ersten Zahnrads 240 ist in ständigem Zahneingriff mit einer Innenverzahnung 262 eines zweiten Zahnrads 260, das drehfest mit der Ausgangswelle 230 verbunden ist. Das erste Zahnrad 240 und das zweite
Zahnrad 260 bilden eine zweite Getriebestufe des Untersetzungsgetriebes 200. Die Innenverzahnung 262 weist mindestens einen Zahn mehr als die
Außenverzahnung 242 auf. Dadurch erzeugt die taumelnde Bewegung des ersten Zahnrads 240 eine Drehbewegung des zweiten Zahnrads 260 um die Drehachse 232.
Auf der von dem ersten Zahnrad 240 abgewandten Seite des zweiten Zahnrads 260 weist das zweite Zahnrad 260 einen Lagerbund 264 auf, der einer Drehlagerung des zweiten Zahnrads 260 in der Deckelöffnung 214 des
Gehäusedeckels 212 dient.
Ein Abtriebsritzel 270 ist auf der von dem zweiten Zahnrad 260 abgewandten Seite des Gehäusedeckels 212 angeordnet und drehfest mit der Ausgangswelle 230 und dem zweiten Zahnrad 260 verbunden. Das Abtriebsritzel 270 dient als Schnittstelle zu einer anzutreibenden Vorrichtung, insbesondere für eine
Einsteilvorrichtung eines Kraftfahrzeugsitzes. Ein erfindungsgemäßer Getriebemotor 100 mit einem Elektromotor 1 10 und einem erfindungsgemäßen Untersetzungsgetriebe 200 entspricht mit Ausnahme von Details eines erfindungsgemäßen ersten Zahnrads 240 exakt dem zuvor beschriebenen und aus dem Stand der Technik bekannten Getriebemotor 100, weshalb dessen Beschreibung auch auf den erfindungsgemäßer Getriebemotor 100 und das erfindungsgemäße Untersetzungsgetriebe 200 zutrifft, sofern nachfolgend nicht abweichend beschrieben. Dem erfindungsgemäßen
Getriebemotor 100 sind zudem die gleichen Bezugszeichen zugeordnet, wie dem aus dem zuvor beschriebenen, aus dem Stand der Technik bekannten,
Getriebemotor 100.
In Figur 7 ist das erste Zahnrad 240 des erfindungsgemäßen
Untersetzungsgetriebes 200 dargestellt. Das Zahnrad 240 unterscheidet sich von dem zuvor beschriebenen Zahnrad 240 dadurch, dass in axialer Richtung vier Nocken 246 von dem Grundkörper 241 abstehen. Die Nocken 246 stehen in der gleichen Richtung von dem Grundkörper 241 ab, wie die beiden Führungszapfen 244. In axialer Richtung weisen alle Nocken 246 eine gleiche Höhe H auf. Dabei ist die Höhe H größer als der Radius R eines Übergangsbereichs 245 zwischen dem Grundkörper 241 und dem jeweiligen Führungszapfen 244. Die vier Nocken 246 sind gleichmäßig über den Umfang des ersten Zahnrads 240 verteilt angeordnet. Die vier Nocken 246 sind spiegelsymmetrisch über den Umfang des ersten Zahnrads 240 verteilt angeordnet. Die vier Nocken 246 und die beiden Führungszapfen 244 sind spiegelsymmetrisch verteilt angeordnet. Die Bezeichnungen erstes Zahnrad 240 und zweites Zahnrad 260 beschränken die Erfindung nicht auf Untersetzungsgetriebe 100 mit nur zwei Zahnrädern.
Insbesondere ist auch das Schneckenrad 225 der ersten Getriebestufe ein Zahnrad. Zudem kann ein erfindungsgemäßes Untersetzungsgetriebe weitere Getriebestufen aufweisen.
Die in der vorstehenden Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausgestaltungen von
Bedeutung sein.
Obwohl die Erfindung in den Zeichnungen und der vorausgegangenen Darstellung im Detail beschrieben wurde, sind die Darstellungen illustrativ und beispielhaft und nicht einschränkend zu verstehen. Insbesondere ist die Wahl der zeichnerisch dargestellten Proportionen der einzelnen Elemente nicht als erforderlich oder beschränkend auszulegen. Weiterhin ist die Erfindung insbesondere nicht auf das erläuterte Ausführungsbeispiel beschränkt. Weitere Varianten der Erfindung und ihre Ausführung ergeben sich für den Fachmann aus der vorangegangenen Offenbarung, den Figuren und den Ansprüchen.
In den Ansprüchen verwendete Begriffe wie„umfassen", und„aufweisen", „beinhalten",„enthalten" und dergleichen schließen weitere Elemente oder Schritte nicht aus. Die Verwendung des unbestimmten Artikels schließt eine Mehrzahl nicht aus. Bezugszeichenliste
Get ebemotor
Elektromotor
Motorausgangswelle
Untersetzungsgetriebe
Gehäuse
Ausnehmung
Gehäusedeckel
Deckelöffnung
Gehäuseöffnung
Schraube
Schnecke
Schneckenrad
Exzenter
Ausgangswelle
Drehachse
erstes Zahnrad
Grundkörper
Außenverzahnung
Lageröffnung
Führungszapfen
Übergangsbereich
Nocken
Drehmomentstützscheibe
Durchgangsöffnung
Grundteil
Führungsnut
erste Führungsnase
zweite Führungsnase 260 zweites Zahnrad
262 Innenverzahnung
264 Lagerbund
270 Abtriebsritzel
H Höhe
R Radius
R1 erste Richtung
R2 zweite Richtung

Claims

Patentansprüche
Untersetzungsgetriebe (200) mit einem Gehäuse (210), einer ersten
Getriebestufe und einer zweiten Getriebestufe, wobei die zweite
Getriebestufe ein außenverzahntes erstes Zahnrad (240) und ein mit dem ersten Zahnrad (240) kämmendes, innenverzahntes zweites Zahnrad (260) aufweist, das mit einem Abtrieb (270) zumindest mittelbar drehfest verbunden ist, und einem von der ersten Getriebestufe angetriebenen, umlaufenden Exzenter (226) zum Antrieb einer relativen Abwälzbewegung von dem zweiten Zahnrad (260) auf dem ersten Zahnrad (240), wobei das erste Zahnrad (240) von dem Exzenter (226) auf einer Kreisbahn bewegt wird, und einer axial neben dem ersten Zahnrad (240) angeordneten
Drehmomentstützscheibe (250), die das erste Zahnrad (240) an einer Relativdrehung gegenüber dem Gehäuse (210) hindert, wobei das erste Zahnrad (240) wenigstens einen Führungszapfen (244) aufweist, der in eine Führungsnut (253) der Drehmomentstützscheibe (250) eingreift, oder die Drehmomentstützscheibe wenigstens einen Führungszapfen aufweist, der in eine Führungsnut des ersten Zahnrads eingreift,
dadurch gekennzeichnet, dass
das erste Zahnrad (240) wenigstens einen Nocken (246) aufweist, der in axialer Richtung von einem Grundkörper (241 ) des ersten Zahnrads (240) absteht und an der Drehmomentstützscheibe (250) derart anliegt, dass der wenigstens eine Führungszapfen (244) nicht vollständig in die Führungsnut (253) eingreift, oder dass die Drehmomentstützscheibe wenigstens einen Nocken aufweist, der in axialer Richtung von einem Grundteil der
Drehmomentstützscheibe absteht und an dem ersten Zahnrad derart anliegt, dass der wenigstens eine Führungszapfen nicht vollständig in die
Führungsnut eingreift.
2. Untersetzungsgetriebe (200) nach Anspruch 1 für eine Einsteilvorrichtung eines Kraftfahrzeugsitzes.
3. Untersetzungsgetriebe (200) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, dass der Abtrieb ein Abtriebsritzel (270) aufweist.
4. Untersetzungsgetriebe (200) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmomentstützscheibe (250) in einer ersten Richtung (R1 ) linear beweglich in dem Gehäuse (210) geführt ist und die wenigstens eine Führungsnut (253) in einer zweiten Richtung (R2) ausgerichtet ist.
5. Untersetzungsgetriebe (200) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Richtung (R2) senkrecht zu der ersten Richtung (R1 ) orientiert verläuft.
6. Untersetzungsgetriebe (200) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Zahnrad (240) mehrere Nocken (246) aufweist, oder dass die Drehmomentstützscheibe mehrere Nocken (246) aufweist.
7. Untersetzungsgetriebe (200) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Zahnrad (240) wenigstens drei Nocken (246) aufweist, oder dass die Drehmomentstützscheibe wenigstens drei Nocken (246) aufweist.
8. Untersetzungsgetriebe (200) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Zahnrad (240) genau vier Nocken (246) aufweist, oder die Drehmomentstützscheibe genau vier Nocken (246) aufweist.
9. Untersetzungsgetriebe (200) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Nocken (246) zueinander gleichmäßig verteilt angeordnet sind.
Untersetzungsgetriebe (200) nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Führungszapfen (244) auf einer Linie angeordnet sind, die sich mit der zweiten Richtung (R2) deckt, und mehrere Nocken (246) spiegelsymmetrisch zu der Linie angeordnet sind.
1 1 . Untersetzungsgetriebe (200) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe (H) des wenigstens einen Nockens (246) größer ist als ein Radius (R) eines abgerundeten Übergangsbereichs (245) zwischen dem wenigstens einen Führungszapfen (244) und dem
Grundkörper (241 ) des ersten Zahnrads (240), oder dass die Höhe des wenigstens einen Nockens größer ist als ein Radius einer Abrundung eines Übergangsbereichs zwischen dem wenigstens einen Führungszapfen und dem Grundteil der Drehmomentstützscheibe.
12. Untersetzungsgetriebe (200) nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Nocken (246) einstückig mit dem ersten Zahnrad (240) verbunden ist, oder dass der wenigstens eine Nocken (246) einstückig mit der Drehmomentstützscheibe verbunden ist.
13. Untersetzungsgetriebe (200) nach einem der Ansprüche 1 bis12, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Nocken (246) eine Durchstellung aus dem Grundkörper (241 ) des ersten Zahnrads (240) ist, oder dass der wenigstens eine Nocken eine Durchstellung aus dem Grundteil der
Drehmomentstützscheibe ist.
14. Getriebemotor (100) mit einem Elektromotor (1 10) und einem Untersetzungsgetriebe (200) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Getriebestufe eine mit einer
Motorausgangswelle (1 12) drehfestverbundene Schnecke (220) und ein Schneckenrad (225) aufweist.
15. Getriebemotor (100) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Exzenter (226) fest mit dem Schneckenrad (225) verbunden ist.
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