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Patent Searching and Data


Title:
ECCENTRIC TOOTHED GEARING
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2000/055523
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an eccentric toothed gearing comprising a rotational drive (3), an eccentric (8), an eccentric wheel (10) which is rotatably mounted on said eccentric, and a driving element (15) which interacts with the eccentric wheel (10) by engaging inside the same in sections. The invention provides that at least one guide pinion (24) that interacts with the eccentric wheel (10) is provided which ensures the eccentric movement of the eccentric wheel (10) and which prevents an undesired torsion of said eccentric wheel (10).

Inventors:
MOSKOB FRANK (DE)
Application Number:
PCT/DE1999/003455
Publication Date:
September 21, 2000
Filing Date:
October 28, 1999
Export Citation:
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Assignee:
BOSCH GMBH ROBERT (DE)
MOSKOB FRANK (DE)
International Classes:
F16H1/32; H02K7/116; (IPC1-7): F16H1/32; H02K7/116
Foreign References:
GB2307964A1997-06-11
US5479058A1995-12-26
DE4127051A11993-02-18
NL9400140A1995-09-01
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 017, no. 172 (M - 1392) 2 April 1993 (1993-04-02)
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Claims:
Ansprüche
1. Exzenterzahnradgetriebe, aufweisend einen Drehantrieb (3), einen Exzenter (8), ein auf diesem drehbar gela gertes Exzenterrad (10) und einen Mitnehmer (15), der durch abschnittsweises Ineinandergreifen mit dem Exzen terrad (10) zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein mit dem Exzenterrad (10) zusammen wirkendes Führungsritzel (24) vorgesehen ist, das die Exzenterbewegung des Exzenterrades (10) gewährleistet und eine unerwünschte Verdrehung des Exzenterrades (10) verhindert.
2. Exzenterzahnradgetriebe nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß mehrere Führungsritzel (24) symme trisch um das Exzenterrad (10) angeordnet sind.
3. Exzenterzahnradgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens eine Führungsritzel (24) einen Führungsritzelexzenter (26) aufweist, der in ein Langloch (28) des Exzenterrades (10) greift.
4. Exzenterzahnradgetriebe nach Anspruch 3, dadurch ge kennzeichnet, daß die Exzentrizität des Führungsritzel exzenters (26) der Exzentrizität des Exzenters (8) ent spricht.
5. Exzenterzahnradgetriebe nach Anspruch 4, dadurch ge kennzeichnet, daß das mindestens eine Führungsritzel (24) eine Führungsritzelaußenverzahnung (32) aufweist, die in eine Drehantriebsaußenverzahnung (30) des Drehantriebs (3) greift.
6. Exzenterzahnradgetriebe nach einem der vorherigen An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelpunkt (36) des Exzenters (8) und der Mittelpunkt (34) des Führungsritzelexzenters (26) unabhängig von der Positi on des Drehantriebs (3) auf einer Linie (i) liegen, die parallel zu einer Linie (ii) durch die Achse (1) des Drehantriebs (3) und einen Stift (22) verläuft.
7. Exzenterzahnradgetriebe nach einem der vorherigen An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens ei ne Führungsritzel (24) drehbar mit dem Stift (22) ver bunden ist, der in einem Getriebegehauseteil (20) ver ankert ist.
Description:
Exzenterzahnradgetriebe Stand der Technik Die Erfindung betrifft ein Exzenterzahnradgetriebe zur Über- setzung der Drehbewegung von Verstellmotoren.

Zur Drehzahlreduzierung von Verstellmotoren mit einer Anker- drehzahl von etwa 7000 Umdrehungen pro Minute werden in der Regel Schneckengetriebe eingesetzt. Die eingesetzten Schnek- kengetriebe, die von Elektromotoren angetrieben werden, zeichnen sich dadurch aus, daß sie eine Selbsthemmung von der Abtriebsseite her aufweisen. Wegen des zur Erzielung ausreichender Drehmomente notwendigen großen Übersetzungs- verhältnisses, beispielsweise zum Antrieb als Fensterheber oder eines Schiebedaches in einem Kraftfahrzeug, sind die Außenabmessungen eines aus Motor und nebenliegend angeordne- ten Getriebe bestehenden Verstellmotors beträchtlich. Aus diesem Grund werden Exzenterzahnradgetriebe eingesetzt, die bei sehr kompakten Abmessungen eine Selbsthemmung und einen einfachen Aufbau aufweisen. Gegenüber den bekannten Schnek- kengetrieben ist das Exzenterzahnradgetriebe vergleichsweise toleranzunempfindlich, da alle rotierenden Teile auf einer Achse gelagert sind.

Wesentlicher Bestandteil des Exzenterzahnradgetriebes ist ein Exzenterrad, welches konstruktionsbedingt zwei unter- schiedliche Bewegungen ausführen kann. Dies ist zum einen ein Abrollen an einer Außenverzahnung eines Mitnehmers, was zu einer kreisförmigen Bewegung um einen zur Achse des Ex- zenterrades exzentrischen Drehpunkt führt, zum anderen eine Drehung um sich selbst. Die Verdrehung um sich selbst ist unerwünscht und wird bei den bekannten Lösungen durch Füh- rungselemente am Exzenterrad verhindert, welche in entspre- chende Aufnehmungen eines fest mit dem Gehäuse verbundenen Gehäuseteils ragen.

Nachteilig bei dieser Art der Führung ist der hohe Ver- schleiß aufgrund einer starken mechanischen Belastung der an der Führung des Exzenterrades beteiligten Komponenten und die damit einhergehende, kurze Lebensdauer des Exzenterzahn- radgetriebes, weiterhin die störende Geräuschentwicklung durch oszillierende Bauteile.

Vorteile der Erfindung Das erfindungsgemäße Exzenterzahnradgetriebe mit den Merkma- len des Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß die Führung des Exzenterrades wesentlich verbessert wird. Durch das mit dem Exzenterrad zusammenwirkende Führungsritzel, das die Kreis- bewegung des Exzenterrades gewährleistet und eine uner- wünschte Verdrehung des Exzenterrades verhindert, wird die mechanische Belastung der an der Führung des Exzenterrades beteiligten Komponenten stark minimiert. Weiterhin wird ein besonders geräuscharmer Lauf des Exzenterzahnradgetriebes erreicht, das Getriebe ist wesentlich höher belastbar und der mechanische Verschleiß ist im Vergleich zu herkömmlichen Getrieben weitaus geringer.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Merkmale sind vorteilhafte Weiterbildungen des Exzenterzahnradgetriebes nach dem Hauptanspruch möglich.

Werden statt des einen Führungsritzels mehrere symmetrisch um das Exzenterrad angeordnete Führungsritzel eingesetzt, dann können die wirkenden Kräfte und somit die mechanische Belastung gleichmäßig verteilt werden. Vorstellbar ist bei- spielweise, daß zwei bis drei Führungsritzel um 180° bzw 120° versetzt um das Exzenterrad angeordnet sind.

Die vorteilhafte Führung des Exzenterrades erreicht man durch einen am Führungsritzel angeordneten Führungsritzel- exzenter, der in ein Langloch des Exzenterrades greift. In diesem Langloch des Exzenterrades kann sich der Führungsrit- zelexzenter hin-und herbewegen und so eine von zwei linea- ren Bewegungskomponenten der kreisförmigen Bewegung des Ex- zenterrades aufnehmen.

Wenn das Führungsritzel eine Führungsritzelaußenverzahnung aufweist, die in eine Drehantriebsaußenverzahnung greift, dann ist die Bewegung von Exzenterrad und Führungsritzel au- tomatisch synchronisiert, was einen weiteren Vorteil dar- stellt.

Eine Bedingung für die erfindungsgemäße Führung des Exzen- terrades ist, daß die Exzentrizität des Führungsritzelexzen- ters der Exzentrizität des mit dem Exzenterrad in Verbindung stehenden Exzenters entspricht. Dann ist eine Voraussetzung dafür geschaffen, daß eine Verdrehung des Exzenterrades ver- hindert wird.

Die Anordnung des Führungsritzels relativ zum Exzenterrad ist weiterhin so zu treffen, daß der Mittelpunkt des Exzen- ters und der Mittelpunkt des Führungsritzelexzenters unab- hängig von der Position des Drehantriebs auf einer Linie liegen, die parallel zu einer Linie durch die Achse des Drehantriebs und einem mit dem Führungsritzel verbundenen Stift verläuft. Damit ist die weitere Bedingung dafür er- füllt, daß das Exzenterrad gegen Verdrehung gesichert ist, jedoch in seiner exzentrischen Bewegung ungehindert gehalten werden kann. Somit ist auch die Kraftübertragung vom Elek- tromotor auf ein Abtriebsritzel gewährleistet.

Besonders vorteilhaft ist, wenn das Führungsritzel drehbar mit einem Stift verbunden ist, der in ein Getriebegehäuse- teil ragt und fest damit verbunden ist. Dieser Stift kann einstückig an das Getriebegehäuseteil angeformt sein, und das Führungsritzel wird bei der Montage auf diesen Stift einfach aufgesetzt.

Zeichnung In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele eines erfin- dungsgemäßen Exzenterzahnradgetriebes dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Es zeigen Figur 1 ein Exzenterzahnradgetriebe im Längsschnitt, Figur 2 den vergrößerten Bereich I aus Fig. 1, Figur 3 eine Draufsicht entlang der Linie III-III aus Figur lin Teilansicht, Figur 4 eine Darstellung verschiedener Betriebszustände, und Figur 5 ein zweites Ausführungsbeispiel in analoger Darstellung zu Figur 3

Beschreibung der Ausführungsbeispiele Das in Figur 1 dargestellte erste Ausführungsbeispiel zeigt einen Elektromotor mit einem Exzenterzahnradgetriebe, das eine Achse 1 aufweist, welche in einem Gehäuseboden 2 dreh- fest befestigt ist. Auf der Achse 1 ist ein Drehantrieb in Form eines Ankers 3 drehbar angeordnet, der durch Spulen 4 des Elektromotors angetrieben wird. Die Spulen 4 sind in ei- nem zylindrischen Gehäuseabschnitt 5 innenliegend angeord- net, wobei an dem Gehäuseabschnitt 5 auch der Gehäuseboden 2 befestigt ist. Auf der dem Gehäuseboden 2 gegenüberliegenden Seite am Gehäuseabschnitt 5 ist ein Gehäuseteil 6 in Form eines Deckels mit einer zentralen Öffnung 7 fest angebracht.

Durch diese zentrale Öffnung 7 ragt das dem Gehäuseboden 2 abgewandte Ende der Achse 1. Der Gehäuseabschnitt 5, der Ge- häuseboden 2 und der Deckel 6 bilden ein Motorengehäuse, in dessen Inneren der auf der Achse 1 drehbare Anker 3 angeord- net ist, und der mit einem sich entlang der Mittelachse 9 axial erstreckendem Exzenter 8 mit seiner Exzenterachse 8A versehen ist. Auf dem Exzenter 8 ist ein Exzenterrad 10 drehbar gelagert, welches mit einer Innenverzahnung 11 ver- sehen ist.

Die Innenverzahnung 11 des Exzenterrads 10 greift ab- schnittsweise in eine Außenverzahnung 14 eines Mitnehmers 15 ein, der drehbar auf der Achse 1 gelagert und mit Befesti- gungsmitteln 16 axial befestigt ist. Der Mitnehmer 15 ragt durch das Gehäuseteil 6 hindurch aus dem Motorgehäuse heraus und ist in diesem Bereich für den Getriebeausgang mit einer weiteren Außenverzahnung 17 versehen.

An einem Getriebegehäuseteil 20, welches den Motorenbereich vom Getriebebereich trennt, ist über einen fest mit dem Ge- triebegehäuse 20 verbundenen Stift 22 ein Führungsritzel 24 drehbar angeordnet. Das Führungsritzel 24 weist einen Füh-

rungsritzelexzenter 26 auf, der in ein Langloch 28 des Ex- zenterrades 10 ragt. Der Führungsritzelexzenter weist wei- terhin eine Außenverzahnung 32 auf, die mit einer Außenver- zahnung 30 des Ankers 3 kämmt.

Charakteristisch für das in Figur 1 dargestellte Exzenter- zahnradgetriebe ist die extrem flache Bauweise, die durch die Integration des eigentlichen Getriebes in den freien Bauraum des Antriebs ermöglicht wird.

Die Merkmale, die das Führungsritzel 24 betreffen, sind der besseren Übersichtlichkeit halber noch einmal in vergrößer- ter Darstellung in Fig. 2 dargestellt. In dieser Fig. 2 sind wie in allen anderen Figuren die gleichen Merkmale mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf das Ausführungsbeispiel ei- nes erfindungsgemäßen Exzenterzahnradgetriebes in Teilan- sicht, wobei hier die Führung des Führungsritzelexzenters 26 in dem Langloch 28 des Exzenterrades 10 besonders gut zu er- kennen ist, jedoch keine weiteren, neuen Merkmale darge- stellt sind.

Zum besseren Verständnis des erfindungsgemäßen Exzenterzahn- radgetriebes sei noch einmal kurz die Wirkungsweise eines derartigen Getriebes erläutert. Durch das in den Spulen 4 induzierten Magnetfeld dreht sich der Anker 3 um die Achse 1, die mit dem Gehäuseboden 2 drehfest verbunden ist. Durch die Drehung des Ankers 3 dreht sich auch der Exzenter 8 um die Achse 1.

Das auf dem Exzenter 8 drehbar gelagerte Exzenterrad 10 wür- de sich mit seiner Innenverzahnung 11 an der Außenverzahnung 14 des Mitnehmers 15 abwälzen, kann selbst aber-bedingt durch die Führung des Führungsritzels 24 keine Drehung um

sich selbst ausführen. Somit wälzt sich der ebenfalls dreh- bar mit der Achse 1 verbundene Mitnehmer 15 mit seiner Ver- zahnung 14 auf der Innenverzahnung 11 ab. Durch dieses Ab- wälzen des Mitnehmers 15 in dem Exzenterrad 10 erzielt man eine Untersetzung der Drehbewegung des Mitnehmers 15, die über die Außenverzahnung 17 des Mitnehmers 15 weitergeleitet wird.

Das Exzenterrad 10 vollführt folglich eine Kreisbewegung, die von dem Führungsritzel 24 gestattet wird, weil es zum einen in dem Langloch 28 des Exzenterrades 10 geführt ist, und zum anderen die Exzentrizität des Führungsritzelexzen- ters 26 der des Exzenters 8 entspricht. Durch die Kopplung von Führungsritzel 24 und Anker 3 über zwei identische Au- ßenverzahnungen 30 bzw. 32 und die definierte Montage des Führungsritzels laufen die beiden Exzenter 8 und 26 gegen- läufig und beide Exzentermittelpunkte 34 bzw. 36 liegen- wie in Fig. 4 dargestellt-immer auf einer Linie i, die parallel zu einer zweiten Linie ii durch die Achse des Drehantriebs und den Stift 22 verläuft.

Das Zusammenspiel dieser Merkmale führt dazu, daß das Exzen- terrad 10 zwar rotiert, sich aber nicht verdreht.

In den Figuren 4a bis c sind noch einmal vier verschiedene Betriebspositionen des Exzenterzahnradgetriebes dargestellt.

Die Innenverzahnung 11 wälzt sich an der Außenverzahnung 14 in Pfeilrichtung A ab und das Führungsritzel 24 bewegt sich dazu in gegenläufiger Richtung. Die beiden Mittelpunkte 34 und 36 des Führungsritzelexzenters 26 bzw. des Exzenters 8 liegen in jeder Betriebsposition auf der Linie i, die sich entlang der X-Achse hin und her verschiebt und immer paral- lel zu der Linie ii liegt. Der Führungsritzelexzenter 26 be- wegt sich im Langloch 28 entlang der Y-Achse hin und her.

Diese beiden linearen Bewegungskomponenten in X-und Y-

Richtung ergeben zusammengesetzt die kreisförmige Bewegung des Exzenterrades 10, die einen gleichmäßigen Abtrieb des Mitnehmers 15 gewährleistet. Die Führung des Führungsritze- lexzenters in dem Langloch 28 verhindert jedoch wird ein un- erwünschtes Verdrehen des Exzenterrades 10.

In Fig. 5 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Exzenterzahnradgetriebes dargestellt, bei dem drei Führungsritzel jeweils um 120° zueinander versetzt angeordnet sind. An der prinzipiellen Funktionsweise ändert sich dadurch nichts, vorteilhaft bei dieser zweiten Variante ist jedoch die gleichmäßigere Verteilung der auftretenden Kräfte und eine gleichförmigere Abtriebsbewegung am Mitneh- mer 15.