Die Erfindung betrifft ein mehrstufiges Zahnstangengetriebe, welches eine Rotationsbewegung einer Antriebswelle am

Getriebeeingang in einen Linearbewegung einer Zahnstange am Getriebeausgang umwandelt.

Getriebe, welche mithilfe einer Zahnstange eine

Rotationsbewegung in eine Linearbewegung umwandeln, werden als Zahnstangengetriebe bezeichnet. Eingangsseitig an einen Antrieb gekoppelte Zahnstangengetriebe werden für

Positionier- und Bewegungsaufgaben beispielsweise in der Robotik, der Montage- und Automatisierungstechnik, der

Fördertechnik, der Verfahrenstechnik und Prüftechnik

verwendet. Die Geometrie einer Zahnstange in geradverzahnter oder schrägverzahnter Ausführung entspricht der abgewickelten Geometrie eines Stirnrades. Insofern stellt eine mit einem außenverzahnten Stirnrad im Eingriff stehende Zahnstange ein Sonderfall einer Stirnradverzahnung dar.

Ein besonderer Anwendungsfall der Zahnstangengetriebe stellen Fensterantriebe dar. In vielen Fällen ist es nicht oder nur schwer möglich, Fenster von Hand zu betätigen, zu Öffnen und zu Kippen. Neben der Steigerung des Bedienkomforts werden motorische Fensterantriebe zur automatischen Öffnung von Lüftungsfenstern, Kuppeln, Klappfenstern und Oberlichtern für die natürliche Gebäudelüftung eingesetzt; sie übernehmen die Betätigung der Fenster und das Bewegen des Fensterflügels. Diese motorischen Antriebe kommen auch für Rauch-Wärme- Abzugsanlagen zum Einsatz. Zahnstangenantriebe sind im

Gegensatz zu Kettenmotoren sehr druck- und knickstabil, weisen jedoch ein hohes Eigengewicht auf und können aufgrund ihrer Abmessungen eine optische Beeinträchtigung darstellen.

Um die erforderlichen hohen Schubkräfte von teilweise mehr als 1200 N aufzubringen, weisen die aus dem Stand der Technik bekannten Zahnstangengetriebe für Fensterantriebe fünf bis achte Getriebestufen auf, um die Motordrehzahl zu

untersetzen. Bei den einzelnen Getriebestufen handelt es sich um Stirnradgetriebestufen. Grundsätzlich haben mehrstufige Getriebe den Vorteil, das gewünschte Übersetzungsverhältnis auf mehrere kleinere Zahnräder aufzuteilen und so die

Abmessungen des Getriebes insgesamt klein zu halten.

Gleichwohl führt die große Anzahl der erforderlichen

Getriebestufen zu Abmessungen des Fensterantriebs, die das optische Bild beeinträchtigen können.

Aus der DE 10 2014 226 265 Al ist ein Zahnstangenantrieb für einen Betätigungszylinder einer Trommelbremse bekannt, wobei zum Antrieb der beidseitig verzahnten Zahnstange ein

Elektromotor vorgesehen ist, dessen Motorwelle endseitig mit einem Wenigzahnritzel, beispielsweise mit einem 2-Zahnritzel, versehen ist. Die Drehbewegung der Motorwelle wird durch zwei Paare von Stirnzahnrädern auf die Zahnstange übertragen.

Jedes Stirnradpaar besteht aus einem ersten Stirnzahnrad und einem zweiten Stirnzahnrad. Das Wenigzahnritzel greift in beide ersten Stirnzahnräder ein, während die beiden zweiten Stirnzahnräder jeweils in eine Verzahnung der beidseitig verzahnten Zahnstange eingreifen.

Die US 6,139 070 offenbart ein mehrstufiges

Zahnstangengetriebe für eine Fensterverriegelung, wobei die erste Getriebestufe eine Schneckengetriebestufe und die zweite, dritte und vierte Getriebestufe

Stirnradgetriebestufen sind, wobei die vierte Getriebestufe als treibendes Getriebeglied ein geradverzahntes Zahnrad und als getriebenes Getriebeglied eine geradverzahnte Zahnstange aufweist .

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein mehrstufiges Zahnstangengetriebe, insbesondere für die Verwendung in Fensterantrieben,

vorzuschlagen, welches mit einer hohen Übersetzung große Schubkräfte bei im Vergleich zum Stand der Technik

kompakteren Abmessungen übertragen kann.

Die Lösung basiert auf einem Zahnstangengetriebe umfassend maximal vier Getriebestufen, wobei eine Getriebestufe eine Stirnradgetriebestufe ist, die als treibendes Getriebeglied ein Zahnrad mit der Zähnezahl Z = 1 aufweist, welches

unmittelbar in die Verzahnung der Zahnstange am

Getriebeausgang eingreift. Im Einzelnen wird die Aufgabe durch ein Zahnstangengetriebe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Als Getriebestufe wird die Paarung zwischen einem treibenden Getriebeglied und einem getriebenen Getriebeglied bezeichnet, an der sich die Drehzahl und/oder das Drehmoment ändern.

Jeder Getriebestufe, die Räder als treibendes und getriebenes Getriebeglied umfasst, ist ein bestimmtes

Übersetzungsverhältnis in das Langsame zugeordnet, d.h. die Drehzahl des getriebenen Rades ist geringer als die Drehzahl des treibenden Rades. Soweit zwei Räder drehfest auf einer gemeinsamen Welle sitzen, ist deren Drehzahl identisch und es findet weder eine Änderung der Drehzahl noch eine Änderung des Drehmomentes statt. Bei diesen Rädern handelt es sich daher nicht um eine Getriebestufe .

Bei übereinstimmendem Gesamt-Übersetzungsverhältnis und übereinstimmender Schubkraft eines mehrstufigen

Zahnstangengetriebes nach dem Stand der Technik und eines erfindungsgemäßen Zahnstangengetriebes bewirkt die

erfindungsgemäß vorgesehene letzte Getriebestufe umfassend die Zahnstange und das Zahnrad mit der Zähnezahl Z=l, dass die Momente in jeder vorgeschalteten Getriebestufe bei zugleich höheren Drehzahlen geringer sind. Die

vorgeschalteten Getriebestufen können daher schwächer dimensioniert und infolgedessen kompakter ausgeführt werden. Zudem kann aufgrund des höheren Drehzahlniveaus der mit der ersten Getriebestufe verbundene, auf die Antriebswelle arbeitende Motor kompakter ausgeführt werden. Das Modul der letzten Getriebestufe lässt sich problemlos derart

dimensionieren, dass die hohen Momente von dem Zahnrad mit Z=1 auf die Zahnstange übertragen werden können.

Bei einer Zähnezahl Z = 1 lassen sich in der letzten

Getriebestufe besonders hohe Übersetzungsverhältnisse

realisieren. Das hohe Übersetzungsverhältnis in der letzten Getriebestufe erlaubt eine Reduktion der Anzahl der

Getriebestufen mit weiteren Vorteilen für den Bauraum.

Weist die Zahnstange eine Geradverzahnung auf, verläuft die Rotationsachse des Zahnrades mit der maximalen Zähnezahl Z = 1 unter einem spitzen Winkel zur Längsachse der Zahnstange. Weist die Zahnstange eine Schrägverzahnung auf, verläuft die Rotationsachse des Zahnrades mit der maximalen Zähnezahl Z = 1 unter einem rechten Winkel zur Längsachse der Zahnstange. Abhängig von den Raumverhältnissen kann daher durch Wahl der Verzahnung die Lage des Zahnrades mit der Zähnezahl Z = 1 in der letzten Getriebestufe in Richtung des Getriebeausgangs angepasst werden.

Das Gesamt-Übersetzungsverhältnis i _ges des

Zahnstangengetriebes ermittelt sich über die Multiplikation der einzelnen Übersetzungsverhältnisse i _n mit n < 3 der Getriebestufen, die Räder als treibende und getriebene

Getriebeglieder aufweisen. Das Gesamt-Übersetzungsverhältnis i _ges des mehrstufigen Zahnstangengetriebes ist vorzugsweise i _ges > 60:1 ist, besonders bevorzugt i _ges ^ 90:1. In

vierstufigen Ausführungen des Zahnstangengetriebes sind

Gesamt-Übersetzungsverhältnisse i _ges ^ 500:1 realisierbar.

Aufgrund der hohen realisierbaren Übersetzungen sowie der Selbsthemmung ist vorzugsweise eine der Getriebestufen eine Schneckengetriebestufe, die als treibendes Glied eine

Schnecke und als getriebenes Glied ein Schneckenrad aufweist. Die Schnecke ist eine Sonderform eines

schrägverzahnten Zahnrades. Der Winkel der Schrägverzahnung ist so groß, dass ein Zahn sich mehrfach schraubenförmig um die Radachse windet. Der Zahn wird in diesem Fall

als Gang bezeichnet. Infolgedessen qualifiziert sich das Schneckengetriebe als Getriebestufe, die Räder als treibende und getriebene Getriebeglieder aufweist. Die Selbsthemmung unterbindet eine Rückdrehung des mit dem Getriebeeingang verbundenen Motors, insbesondere Elektromotors, aufgrund der am Getriebeausgang wirkenden Last, was insbesondere für Fensterantriebe nach Einstellung des gewünschten

Öffnungswinkels von besonderer Bedeutung ist. Die

Selbsthemmung tritt durch Gleitreibung zwischen Schnecke und Schneckenrad bei hoher Übersetzung und geringen Gangzahlen sowie einem Steigungswinkel der Schnecke g kleiner 5° ein. Darüber hinaus trägt die Schnecke aufgrund ihrer

Schrägverzahnung zur Geräuschminderung des mehrstufigen

Zahnstangengetriebes bei. Ferner erlaubt eine

Schneckengetriebestufe als erste Getriebestufe eine

rechtwinklige Lage der Rotationsachse der eingangsseitigen Antriebswelle zu der Rotationsachse des Antriebsrades einer nachfolgenden Getriebestufe.

Eine winklige Lage der Rotationsachse der eingangsseitigen Antriebswelle zu der Rotationsachse des Antriebsrades einer nachfolgenden Getriebestufe und hohe Übersetzungsverhältnisse lassen sich in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung dadurch realisieren, dass die erste Getriebestufe als

Kegelradgetriebe- oder als Kronenradgetriebestufe ausgebildet ist. Das Ritzel der Kegelradgetriebestufe beziehungsweise das zylindrische Stirnrad der Kronenradgetriebestufe ist drehfest mit der Antriebswelle am Getriebeeingang verbunden. Winklig dazu steht die Abtriebswelle der Kegelradgetriebe

beziehungsweise Kronenradgetriebestufe an der drehfest das Tellerrad beziehungsweise Kronenrad befestigt ist. Die

Rotationsachsen der Wellen der Kegelradgetriebestufe sind häufig um 90 Grad versetzt. Andere Winkel sind jedoch

möglich. Die Rotationsachsen der Wellen der

Kronenradgetriebestufe sind um 90 Grad versetzt. Sowohl eine Kegelradgetriebestufe als auch eine Kronenradgetriebestufe können aufgrund der möglichen Übersetzungsverhältnisse von i > 10 eine Schneckenradgetriebestufe als erste Getriebestufe ersetzen. Die Kegelradgetriebe- und die

Kronenradgetriebestufe qualifizieren sich als Getriebestufen, die Räder als treibende und getriebene Getriebeglieder aufweisen, wobei das Übersetzungsverhältnis derart bestimmt wird, dass die Drehzahl des getriebenen Rades geringer als die Drehzahl des treibenden Rades ist.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist eine der maximal vier Getriebestufen eine Riemengetriebestufe, die als treibendes Glied eine Riemenscheibe, als getriebenes Glied eine Riemenscheibe und einen Riemen aufweist. Das

Riemengetriebe qualifiziert sich als Getriebestufe, die Räder als treibende und getriebene Getriebeglieder aufweist. Der Durchmesser der getriebenen Riemenscheibe ist größer als der Durchmesser der treibenden Riemenscheibe, um die Drehzahl in der Riemengetriebestufe zu reduzieren. Die

Riemengetriebestufe trägt maßgeblich zu einem ruhigen und geräuscharmen Lauf des mehrstufigen Zahnstangengetriebes bei, insbesondere wenn diese ausgehend von dem Getriebeeingang als erste Getriebestufe vorgesehen ist. Die Riemengetriebestufe hat zudem einen stoßdämpfenden Effekt und erlaubt eine kurzzeitige Überlastung des mehrstufigen Zahnstangengetriebes durch einen Riemenschlupf, sofern als Lastübertragungsmittel kein Zahnriemen, sondern beispielsweise ein Flachriemen zum Einsatz gelangt. Als weitere Vorteile einer

Riemengetriebestufe sind der geringe Wartungsaufwand sowie das geringe Gewicht zu nennen. Wird das Zahnstangengetriebe indes für Positionieraufgaben benötigt weist das

Riemengetriebe als Lastübertragungsmittel vorzugsweise einen schlupffreien Zahnriemen auf. In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist das treibende Glied der Schneckengetriebestufe oder der

Kegelradgetriebestufe oder der Kronenradgetriebestufe oder der Riemengetriebestufe auf der Antriebswelle am

Getriebeeingang angeordnet. Um eine Stoßdämpfung für den eingangsseitig mit der Antriebswelle zu koppelnden Antrieb zu bewirken, ist in einer vorteilhaften Ausgestaltung der

Erfindung die Antriebswelle über eine elastische Kupplung mit dem Antrieb verbindbar. Neben der Stoßdämpfung wird eine besonders hohe Geräuschdämmung des mit dem Antrieb

gekoppelten mehrstufigen Zahnstangengetriebes dadurch

erreicht, dass die erste Stufe als Riemengetriebestufe ausgebildet ist. Die elastische Kupplung ist vorzugsweise dreh- und querelastisch, beispielsweise als Gummikupplung ausgeführt .

Eine vorteilhafte Ausführungsform eines zwei Getriebestufen aufweisenden Zahnstangengetriebes ergibt sich aus den

Merkmalen des Anspruchs 11.

Vorteilhafte Ausführungsformen eines drei Getriebestufen aufweisenden Zahnstangengetriebes ergeben sich aus den

Merkmalen der Ansprüche 12, 13 und 14.

Eine vorteilhafte Ausführungsform eines vier Getriebestufen aufweisenden mehrstufigen Zahnstangengetriebes für besonders hohe Übersetzungsverhältnisse und hohe übertragbare

Drehmomente ergibt sich aus den Merkmalen des Anspruchs 15.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen Figuren 1 a - c perspektivische Darstellungen

außenverzahnter Zahnräder mit einer

Zähnezahl Z=l, Z=2 und Z=3,

Figur 2 eine Aufsicht auf eine erste

Ausführungsform eines zweistufigen

Zahnstangengetriebes ,

Figur 3 eine Aufsicht auf eine zweite

Ausführungsform eines zweistufigen

Zahnstangengetriebes ,

Figur 4 eine perspektivische Ansicht des

Zahnstangengetriebes nach Figur 3,

Figur 5 eine perspektivische Ansicht eines ersten, nicht zur Erfindung gehörigen

Ausführungsbeispiels eines dreistufigen Zahnstangengetriebes ,

Figur 6 eine Seitenansicht des dreistufigen

Zahnstangengetriebes nach Figur 5,

Figur 7 eine perspektivische Ansicht eines zweiten, zur Erfindung gehörigen

Ausführungsbeispiels eines dreistufigen Zahnstangengetriebes von der rechten Seite,

Figur 8 eine perspektivische Ansicht des

dreistufigen Zahnstangengetriebes nach Figur 7 von der linken Seite,

Figur 9 eine perspektivische Ansicht eines dritten, zur Erfindung gehörigen

Ausführungsbeispiels eines dreistufigen Zahnstangengetriebes von der rechten Seite, Figur 10 eine perspektivische Ansicht des

dreistufigen Zahnstangengetriebes nach Figur 9 von der linken Seite,

Figur 11 eine perspektivische Ansicht eines ersten, nicht zur Erfindung gehörigen

Ausführungsbeispiels eines vierstufigen Zahnstangengetriebes ,

Figur 12 eine Aufsicht auf das vierstufige

Zahnstangengetriebe nach Figur 11,

Figur 13 eine perspektivische Ansicht eines zweiten, zur Erfindung gehörigen

Ausführungsbeispiels eines vierstufigen Zahnstangengetriebes von der rechten Seite sowie

Figur 14 eine perspektivische Ansicht des

vierstufigen Zahnstangengetriebes nach Figur 13 von der linken Seite.

Figur la zeigt ein Zahnrad (1) mit der Zähnezahl Z=1. Figur lb zeigt ein Zahnrad (1) mit der Zähnezahl Z=2. Figur lc zeigt ein Zahnrad mit der Zähnezahl Z=3.

Die Geometrie einer Zahnstange (2) entspricht der

abgewickelten Geometrie eines Zahnrades mit Außenverzahnung. Der Abstand von einem Zahn zum nächsten Zahn ist die Teilung der Zahnstange. Die Teilung dividiert durch n ergibt das Modul der Zahnstange. Die Zahnstange kann eine Gradverzahnung (2.2) oder Schrägverzahnung (2.1) aufweisen. Unabhängig davon, ob das Zahnrad (1) mit der Zähnezahl Z=1 mit der Zahnstange (2) oder mit einem außenverzahnten Zahnrad (8) in Eingriff steht, wird eine derartige Getriebestufe nachfolgend als "Stirnradgetriebestufe Z=1 " bezeichnet.

Soweit in einer Stirnradgetriebestufe ausschließlich

außenverzahnte Zahnräder (8) mit einer Zähnezahl Z > 3 miteinander in Eingriff stehen, wird diese nachfolgend als "Stirnradgetriebestufe" bezeichnet .

Figur 2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines

zweistufigen Zahnstangengetriebes, welches eine

Rotationsbewegung einer Antriebswelle (3) am Getriebeeingang in eine Linearbewegung (4) der Zahnstange (2) am

Getriebeausgang umwandelt. Die Zahnstange (2) weist im dargestellten Ausführungsbeispiel eine Schrägverzahnung (2.1) auf, die mit einem Zahnrad (1) mit der Zähnezahl Z=1 in

Eingriff steht. Aus der Aufsicht ist erkennbar, dass die Rotationsachse (1.1) des Zahnrades (1) senkrecht zur

Längsachse (2.3) der Zahnstange (2) verläuft.

Das Zahnrad (1) mit der Zähnezahl Z=1 ist drehfest mit einem Schneckenrad (5) verbunden. Das Schneckenrad (5) steht mit einer Schnecke (6) in Eingriff, die drehfest mit der

Antriebswelle (3) am Getriebeeingang verbunden ist. Bei der Antriebswelle (3) handelt es sich um die Motorwelle eines Antriebs (7), der als Elektromotor ausgeführt ist.

Ausgehend von dem Getriebeeingang ist die erste Getriebestufe eine Schneckengetriebestufe, die als treibendes Glied die Schnecke (6) und als getriebenes Glied das Schneckenrad (5) aufweist. Die zweite Getriebestufe ist die

Stirnradgetriebestufe Z=l, die als treibendes Glied das außenverzahnte Zahnrad (1) mit der Zähnezahl Z=1 und als getriebenes Glied die schrägverzahnte Zahnstange (2)

aufweist. Diese Getriebebauform ist besonders kompakt und lässt eine parallele Anordnung der Antriebswelle des

Elektromotors zur Längsachse (2.3) der Zahnstange (2) zu.

Figuren 3, 4 zeigen ebenfalls ein zweistufiges

Zahnstangengetriebe. Im Aufbau stimmt das Zahnstangengetriebe nach Figuren 3, 4 weitgehend mit dem Zahnstangengetriebe nach Figur 2 überein. Ein wesentlicher Unterschied besteht jedoch darin, dass die Zahnstange (2) keine Schrägverzahnung (2.1), sondern eine Gradverzahnung (2.2) aufweist. Abweichend zu dem Ausführungsbeispiel nach Figur 2 verläuft die Rotationsachse (1.1) des Zahnrades (1) mit der Zähnezahl Z=1 unter einem spitzen Winkel zur Längsachse (2.3) der Zahnstange (2) .

Figuren 5, 6 zeigen ein dreistufiges, nicht zur Erfindung gehöriges Zahnstangengetriebe. Ausgehend von der

Antriebswelle (3) am Getriebeeingang ist die erste

Getriebestufe eine Schneckengetriebestufe, die als treibendes Glied die Schnecke (6) und als getriebenes Glied das

Schneckenrad (5) aufweist. Die Schnecke (6) ist drehfest mit der Antriebswelle (3) verbunden, die zugleich die Motorwelle des Antriebs (7) ist. Drehfest mit dem Schneckenrad (5) der ersten Getriebestufe ist das Zahnrad (1) mit der Zähnezahl Z=1 verbunden.

Die zweite Getriebestufe ist eine Stirnradstufe Z=l, die als treibendes Glied das Zahnrad (1) mit der Zähnezahl Z=1 und als getriebenes Glied ein außenverzahntes Zahnrad (8) mit der Zähnezahl Z=10 aufweist. Das Übersetzungsverhältnis der

Stirnradgetriebestufe Z=1 beträgt damit 10:1. Die dritte Getriebestufe ist eine Stirnradgetriebestufe, die als treibendes Glied das außerverzahnte Zahnrad (8) und als getriebenes Glied die Zahnstange (2) mit Gradverzahnung (2.2) aufweist .

Figuren 7, 8 zeigen ein weiteres dreistufiges

Zahnstangengetriebe. Ausgehend vom Getriebeeingang ist die erste Getriebestufe eine Schneckengetriebestufe, die als treibendes Glied die Schnecke (6) und als getriebenes Glied das Schneckenrad (5) aufweist.

Die zweite Getriebestufe ist eine Stirnradgetriebestufe die als treibendes Glied ein außenverzahntes Zahnrad (8) mit Z=4 und als getriebenes Glied ein außenverzahntes Zahnrad (8) mit Z=44 aufweist. Das treibende Zahnrad (8) mit Z=4 ist drehfest auf der das Schneckenrad (5) tragenden Welle befestigt (vgl. Figur 8 ) .

Die dritte Getriebestufe ist eine Stirnradgetriebestufe Z=l, die als treibendes Glied das Zahnrad (1) mit der Zähnezahl Z=1 und als getriebenes Glied die Zahnstange (2) mit

Schrägverzahnung (2.1) aufweist.

Figuren 9, 10 zeigen ein weiteres dreistufiges

Zahnstangengetriebe, das sich von dem dreistufigen

Ausführungsbeispiel nach den Figuren 7 und 8 dadurch

unterscheidet, dass die erste Getriebestufe eine

Kronenradgetriebestufe ist, die als treibendes Glied ein zylindrisches Stirnrad (9) und als geriebenes Rad ein

Kronenrad (10) aufweist. Das zylindrische Stirnrad (9) hat in dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine Zähnezahl von Z=3. Die zweite Getriebestufe ist eine Stirnradgetriebestufe die als treibendes Glied ein außenverzahntes Zahnrad (8) mit der Zähnezahl Z=4 und als getriebenes Glied ein außenverzahntes Zahnrad (8) mit der Zähnezahl Z=44 aufweist. Das

außenverzahnte Zahnrad (8) mit der Zähnezahl Z=4 ist drehfest auf der das Kronenrad (10) tragenden Welle befestigt.

Die dritte Getriebestufe ist eine Stirnradgetriebestufe Z=l, die als treibendes Glied das Zahnrad (1) mit der Zähnezahl Z=1 und als getriebenes Glied die schrägverzahnte Zahnstange (2) aufweist. Das Zahnrad (1) mit der Zähnezahl Z=1 sowie das außenverzahnte Zahnrad (8) mit der Zähnezahl Z=44 sind auf derselben Welle drehfest angeordnet.

Figuren 11, 12 zeigen ein hochübersetztes, nicht zur

Erfindung gehöriges vierstufiges Zahnstangengetriebe für besonders hohe Lasten bei zugleich geringen Laufgeräuschen . Ausgehend von dem Getriebeeingang ist die erste Getriebestufe eine Riemengetriebestufe, die als treibendes Glied eine

Riemenscheibe (11) mit kleinem Durchmesser, als getriebenes Glied eine Riemenscheibe (12) mit gegenüber der Riemenscheibe (11) größeren Durchmesser und als Kraftübertragungsmittel einen Riemen (13) aufweist. Der Riemen (13) ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Flachriemen ausgeführt. Bei Positionieraufgaben mit hoher Stellgenauigkeit, in denen ein Schlupf in der ersten Getriebestufe unerwünscht ist, kann der Flachriemen durch einen Zahnriemen ersetzt werden, wobei in diesem Fall die Riemenscheiben (11, 12) an ihrem äußeren Umfang eine mit dem Zähnen des Zahnriemens in Eingriff bringbare Verzahnung aufweisen. Die zweite Getriebestufe ist eine Schneckengetriebestufe, die als treibendes Glied die Schnecke (6) und als getriebenes Glied das Schneckenrad (5) aufweist. Die Schnecke (6) sowie die Riemenscheibe (12) sind drehfest auf einer gemeinsamen Welle befestigt.

Die dritte Getriebestufe ist eine Stirnradgetriebestufe Z=l, die als treibendes Glied das Zahnrad (1) mit der Zähnezahl Z=1 und als getriebenes Glied ein außenverzahntes Zahnrad (8) mit der Zähnezahl Z=10 aufweist. Das Zahnrad (1) mit der Zähnezahl Z=1 und das Schneckenrad (5) sind auf einer

gemeinsamen Welle drehfest angeordnet.

Die vierte Getriebestufe ist schließlich eine

Stirnradgetriebestufe, die als treibendes Glied das

außenverzahnte Zahnrad (8) mit der Zähnezahl Z=10 und als getriebenes Glied die gradverzahnte Zahnstange (2) aufweist.

Figuren 13, 14 zeigen eine bevorzugte Ausführungsform eines vierstufigen erfindungsgemäßen Zahnstangengetriebes mit

Stoßdämpfung des Antriebs (7), besonders laufruhigen

Eigenschaften bei zugleich hoher Übersetzung und hohen

Schubkräften sowie einer Selbsthemmung der Baueinheit, die das mehrstufige Zahnstangengetriebe sowie den Antrieb (7) aufweist .

Die Antriebswelle (3) ist über eine elastische Kupplung (14) an den Antrieb (7) gekoppelt. Die elastische Kupplung (14) ist als drehelastische Kupplung, im vorliegenden

Ausführungsbeispiel als Schlauchkupplung aus einem

elastischen Werkstoff, beispielsweise Gummi, ausgeführt. Die elastische Kupplung (14) kann sowohl einen geringen Achsversatz zwischen der Antriebswelle (3) und Motorwelle des Antriebs (7) ausgleichen, als zwischen der ersten

Getriebestufe und dem Antrieb (7) wirksame Momentenspitzen dämpfen. Die mit der elastischen Kupplung (14) verbundene Antriebswelle (3) trägt die Riemenscheibe (11) mit kleinerem Durchmesser der ersten Getriebestufe, die eine

Riemengetriebestufe ist. Das getriebene Glied der

Riemengetriebestufe ist die Riemenscheibe (12) mit gegenüber der Riemenscheibe (11) größeren Durchmesser. Als

Kraftübertragungsmittel zwischen den beiden Riemenscheiben (11, 12) dient im Ausführungsbeispiel ein Zahnriemen (15) .

Die Lagerung der die Riemenscheiben (11, 12) tragenden Wellen erfolgt in zwei in parallelem Abstand zueinander angeordneten Lagerungswangen (16), die sich zwischen zwei in Längsrichtung (2.3) der Zahnstange (2) in parallelem Abstand zueinander angeordneten plattenförmigen Seitenteilen (17) erstrecken. Lediglich eines der beiden Seitenteile (17) ist dargestellt, um die freie Sicht auf die einzelnen Getriebeglieder des mehrstufigen Zahnstangengetriebes zu ermöglichen.

Die zweite Getriebestufe ist eine Schneckengetriebestufe, die als treibendes Glied die Schnecke (6) und als getriebenes Glied das Schneckenrad (5) aufweist. Die Schnecke (6) und die Riemenscheibe (12) sind drehfest auf einer gemeinsamen Welle angeordnet .

Die dritte Getriebestufe ist eine Stirnradgetriebestufe, die als treibendes Glied ein außenverzahntes Zahnrad (8) mit einer Zähnezahl Z=7 und als getriebenes Glied ein

außenverzahntes Zahnrad mit der Zähnezahl Z=30 aufweist. Das getriebene außenverzahnte Zahnrad (8) ist der

Übersichtlichkeit halber ausschließlich in der Ansicht in Figur 14 dargestellt. Das treibende außenverzahnte Zahnrad (8) und das Schneckenrad (5) sind auf einer gemeinsamen Welle drehfest angeordnet.

Die vierte Getriebestufe ist eine Stirnradgetriebestufe Z=l, die als treibendes Glied das Zahnrad (1) mit der Zähnezahl Z=1 und als getriebenes Glied die schrägverzahnte Zahnstange (2) aufweist. Das Zahnrad (1) mit der Zähnezahl Z=1 sowie das getriebene außenverzahnte Zahnrad (8) mit Z=30 sind auf einer gemeinsamen Welle drehfest angeordnet.

Das vorstehend beschriebene vierstufige Getriebe kann in einem besonders schmal bauenden Gehäuse (18) untergebracht werden. Insbesondere kann der Antrieb (7) oberhalb der

Zahnstange (2) in dem Gehäuse angeordnet werden. Innerhalb des Gehäuses (18) wird die Zahnstange zwischen Führungsrollen (19) geführt (vgl. Figur 13) .

Das Gesamtübersetzungsverhältnis i _ges des vierstufigen

Zahnstangengetriebes nach Figuren 13, 14 ergibt sich wie folgt :

Die Riemenscheibe (11) hat zwölf Zähne, die Riemenscheibe (12) 28 Zähne, sodass sich in der ersten Getriebestufe ein Übersetzungsverhältnis ii = 2,3:1 ergibt.

Das Übersetzungsverhältnis in der zweiten Getriebestufe, der der Schneckengetriebestufe beträgt i ₂ = 15:1.

Das Übersetzungsverhältnis in der dritten Getriebestufe, der der Stirnradgetriebestufe beträgt 1 ₃ = 4,29:1. Hieraus ergibt sich eine Gesamtübersetzung des

Zahnstangengetriebes

Iges ii * i2 + i3 2,3 * 15 * 4,29 = 148.

Die Übersetzung der vierten Getriebestufe mit dem Zahnrad (1) Z=1 auf die Zahnstange beträgt 12,56 mm Vorschub je Umdrehung des Zahnrades (1) Z=1.

Der besondere Vorteil der Erfindung besteht in den hohen realisierbaren Übersetzungsverhältnissen, den hohen mit der Zahnstange übertragbaren Kräften, der reduzierten Anzahl der Getriebestufen und dem damit einhergehenden geringen

Bauraumvolumen.