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Patent Searching and Data


Title:
LINEAR DRIVE, LONGITUDINAL-ADJUSTMENT UNIT FOR A SEAT, AND MOTOR VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/245252
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to a linear drive (1) having a drive shaft (10) that can rotate about a longitudinal axis (X), at least one propelling element (20) having a propelling tooth (21), a gear rack (30) and at least one guide means (40), the at least one propelling element (20) being coupled to the drive shaft (10) such that during the course of a revolution of the drive shaft (10) about the longitudinal axis (X), the propelling tooth (21) of the element is forced in a cyclical movement (21) into the gear rack (30) in order to produce propelling motion, and the at least one guide means (40) forms a counter-bearing acting in opposition to the gear rack (30), for the at least one propelling element (20), as the propelling tooth (21) of the at least one propelling element (20) is forced into the gear rack (30). The present invention also relates to a longitudinal-adjustment unit and to a motor vehicle.

Inventors:
WERSCHLER MARCO (DE)
MITTELBACH MARCEL (DE)
TEICHMANN ROBIN (DE)
MAUCH FABIO (DE)
Application Number:
PCT/EP2020/065448
Publication Date:
December 10, 2020
Filing Date:
June 04, 2020
Export Citation:
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Assignee:
IMS GEAR SE & CO KGAA (DE)
International Classes:
F16H19/04; B60N2/06; F16H25/12; F16H25/18; F16H31/00; F16H25/20
Domestic Patent References:
WO2005032878A12005-04-14
WO2008028540A12008-03-13
Foreign References:
EP0612935A11994-08-31
EP2541098A12013-01-02
DE19932046A12001-01-11
DE3640197A11987-10-15
DE4208948C21997-03-27
DE19642655C11998-06-10
DE19815283A11999-10-14
DE102004013009A12005-10-06
DE102006052936A12008-05-15
Attorney, Agent or Firm:
WESTPHAL, MUSSGNUG & PARTNER, PATENTANWÄLTE M.B.B. (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Linearantrieb (1), aufweisend

— eine um eine Längsachse (X) drehbare Antriebswelle

(10) ,

— mindestens ein einen Vortriebzahn (21) aufweisen des Vortriebelement (20),

— eine Zahnstange (30), und

— mindestens ein Führungsmittel (40),

— wobei das mindestens eine Vortriebelement (20) mit der Antriebswelle (10) derart gekoppelt ist, dass dessen Vortriebzahn (21) bei einer Umdrehung der Antriebswelle (10) um die Längsachse (X) zum Er zeugen eines Vorschubs in einer zyklische Bewegung (22) in die Zahnstange (30) eingedrückt wird, und

— wobei das mindestens eine Führungsmittel (40) beim Eindrücken des Vortriebzahns (21) des mindestens einen Vortriebelements (20) in die Zahnstange (30) ein der Zahnstange (30) entgegenwirkendes Widerla ger für das mindestens eine Vortriebelement (20) bildet .

2. Linearantrieb (1) nach Anspruch 1,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das mindestens eine Führungsmittel (40) die Bewegung des mindestens einen Vortriebelements (20) in Richtung der Zahnstange (30) umlenkt.

3. Linearantrieb (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das mindestens eine Führungsmittel (40) die Bewegung um eine Drehachse (42) und/oder entlang einer Kulisse (45) vorgibt .

4. Linearantrieb (1) nach einem der vorgenannten Ansprü che,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Zahnstange (30) in einer zweiten Ebene (E2) ange ordnet ist, die parallel und beabstandet zu einer ers ten Ebene (El) angeordnet ist, welche in der Längsachse (X) liegt.

5. Linearantrieb (1) nach einem der vorgenannten Ansprü che,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das mindestens eine Vortriebelement (20) in ein Zahn stangengehäuse (50) ragt.

6. Linearantrieb (1) nach Anspruch 5,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das mindestens eine Vortriebelement (20) in eine Aus sparung (55) des Zahnstangengehäuses (50) ragt, dass die Zahnstange (30) auf einer ersten Seite (52a) ange ordnet ist, und dass das Führungsmittel (40) auf der gegenüberliegenden zweiten Seite (52c) angeordnet ist.

7. Linearantrieb (1) nach einem der vorgenannten Ansprü che,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Kulisse (45) eine keil- und/oder bogenförmig Füh rungsfläche (46) aufweist, und/oder dass die Umlenkung des mindestens einen Vortriebzahns (21) durch die Ku lisse (45) linear und/oder nicht-linear erfolgt.

8. Linearantrieb (1) nach einem der vorgenannten Ansprü che,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Antriebswelle (10) eine Nockenwelle (12) mit min destens einer Nockenwellenscheibe (13) umfasst, und dass die Nockenwellenscheibe (13) trieblich mit dem Vortriebzahn (20) gekoppelt ist.

9. Linearantrieb (1) nach einem der vorgenannten Ansprü che,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das mindestens eine Vortriebelement (20) eine Ausneh mung (25) aufweist, die die Antriebswelle (10) um greift, und dass bei einer Umdrehung der Antriebswelle (10) der mindestens eine Vortriebzahn (21) des mindes tens einen Vortriebelements (20) mindestens einmal in die Zahnstange (30) zur Erzeugung des Vorschubs einge drückt und ausgedrückt wird.

10. Linearantrieb (1) nach einem der vorgenannten Ansprü che,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Nockenwellenscheibe (13) den mindestens einen Vor triebzahn (21) zwischen dem eingedrückten und dem aus gedrückten Zustand mit konstanter Geschwindigkeit in die Zahnstange (30) ein- und/oder ausdrückt.

11. Linearantrieb (1) nach einem der vorgenannten Ansprü che,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Antriebswelle (10) eine Kurbelwelle umfasst.

12. Linearantrieb (1) nach einem der vorgenannten Ansprü che,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das mindestens eine Vortriebelement (20) über eine Pleuelstange mit der Antriebswelle (10) gekoppelt ist.

13. Linearantrieb (1) nach einem der vorgenannten Ansprü che,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der jeweilige Vortriebzahn (21) und/oder der Zahn (31) korrespondierend und/oder symmetrisch ausgebildet sind bzw . ist .

14. Linearantrieb (1) nach einem der vorgenannten Ansprü che,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass mindestens zwei Vortriebelemente (20) vorgesehen sind, und dass der mindestens eine Vortriebzahn (21) der min destens zwei Vortriebelemente (20) mit einem Phasenver satz (Df) in die Zahnstange (30) eingedrückt und/oder ausgedrückt wird.

15. Linearantrieb (1) nach Anspruch 14,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass für den Phasenversatz (Df) der zyklischen Bewegung der wenigstens zwei Vortriebelemente (20) in Bezug auf eine Umdrehung (cp) der Antriebswelle (10) folgendes gilt: 1/256 cp < Acp < h cp .

16. Linearantrieb Anspruch 14 oder 15,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Zähne (31) der Zahnstange (30) ein einem ersten Ab stand (Al) angeordnet sind und dass die Vortriebzähne (21) in einem zweiten Abstand (A2) angeordnet sind, wo bei der erste Abstand (Al) ungleich zu dem zweiten Ab stand (A2) ist, also Al f A2 gilt.

17. Linearantrieb (1) nach einem der vorgenannten Ansprü che,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die mindestens zwei Vortriebzähne (21) in einer Reihe entlang einer Achse parallel zur der Längsachse (X) an geordnet sind.

18. Linearantrieb (1) nach einem der vorgenannten Ansprü che,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass ein Schlitten (70) vorgesehen ist, und dass an dem Schlitten (70) die Antriebswelle (10) und der mindes tens eine Vortriebzahn (21) angeordnet sind.

19. Linearantrieb (1) nach einem der vorgenannten Ansprü che,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass ein Antrieb (80) vorgesehen ist, wobei der Antrieb (80) die Antriebswelle (10) antreibt.

20. Linearantrieb (1) nach Anspruch 19,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass zwischen dem Antrieb (80) und der Antriebswelle (10) ein Getriebe (85), insbesondere ein Planetengetriebe, angeordnet ist.

21. Längsverstelleinheit, aufweisend einen Linearantrieb (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche.

22. Kraftfahrzeug, aufweisend eine Längsverstelleinheit nach Anspruch 21.

Description:
Linearantrieb, Längsverstelleinheit eines Sitzes und Kraft fahrzeug

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Linearantrieb mit den Merkmalen des Anspruchs 1, eine Längsverstelleinheit für einen Sitz mit den Merkmalen des Anspruchs 21 und ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 22.

Linearantriebe sind aus dem Stand der Technik in unterschied lichen Ausgestaltungen vorbekannt und werden verbreitet als Längsverstelleinheiten zum Verstellen der Position eines Sit zes in Kraftfahrzeugen verwendet. Längsverstelleinheiten wir ken typischerweise mit einer an einem Chassis festgelegten Un terschiene und einer innerhalb dieser angeordneten Oberschiene zusammen, wobei die Oberschiene durch die Längsverstelleinheit motorisch verfahrbar ist und mit dem Sitz gekoppelt ist. Das Verstellen der Oberschiene durch die Längsverstelleinheit er folgt im Stand der Technik typischer Weise mittels einer Spin del, welche innerhalb der Oberschiene angeordnet ist und an ihrem jeweiligen ersten Ende und zweiten Ende abgestützt ist.

Derartige Längsverstelleinheiten sind beispielsweise aus der DE 36 40 197 Al, DE 42 08 948 C2, DE 196 42 655 C2, DE 198 15 283 Al, DE 10 2004 013 009 Al und DE 10 2006 052 936 Al be kannt .

Aufgrund der hohen Anforderungen an einen Linearantrieb, wel cher neben der Verstellfunktion als Längsverstelleinheit auch eine Unfallsicherheit gewährleisten muss, weisen derartige Li nearantriebe unterschiedliche Bauformen auf, die unterschied liche Fertigungsmethoden und Verfahren erfordern. Es hat sich gezeigt, dass eine spielfreie Linearbewegung nur mit hohem Aufwand zu realisieren ist und dass die Bruchlasten nur auf wändig anzupassen sind. Auch neuartige Innenraumkonzepte von Kraftfahrzeugen fordern neben der Unfallsicherheit größere Verfahrwege und höhere Verfahrgeschwindigkeiten. Eine weitere Steigerung der Verfahrgeschwindigkeit von in der Vergangenheit bewährten Linearantrieben mit einer Spindel ist nur bedingt möglich. Größere Verfahrwege ermöglichen neue Raumkonzepte, wobei zur Realisierung neuer Raumkonzepte die beteiligten Kom ponenten nicht in den Raum ragen sollten. Vielmehr ist es ge fordert, dass die beteiligten Komponenten in den Untergrund insbesondere eines Kraftfahrzeuges integrierbar sind, um Ver letzungsquellen zu reduzieren und unauffällig zu sein.

Hier setzt die vorliegende Erfindung an.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Linearantrieb vorzuschlagen, der in zweckmäßiger Weise die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile beseitigt. Weiterhin soll ein Linearantrieb mit einer besonders kompakten Bauweise angegeben werden, welche eine nahezu spielfreie Linearbewegung bei gleichzeitiger variabler und anpassbarer Bruchlast ermög licht. Darüber hinaus soll mit dem erfindungsgemäßen Linearan trieb eine hohe Verstellgeschwindigkeit realisiert werden kön nen .

Diese Aufgaben werden durch einen Linearantrieb mit den Merk malen des Anspruchs 1, eine Längsverstelleinheit mit den Merk malen des Patentanspruchs 21 sowie mit einem Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 22 gelöst.

Der erfindungsgemäße Linearantrieb mit den Merkmalen des Pa tentanspruchs 1 weist eine um eine Längsachse drehbare An triebswelle, mindestens ein einen Vortriebzahn aufweisendes Vortriebelement, eine Zahnstange und mindesten ein Führungs mittel auf, wobei das mindestens eine Vortriebelement mit der Antriebswelle derart gekoppelt ist, dass das Vortriebelement bei einer Drehung der Antriebswelle um die Längsachse einer zyklischen Bewegung folgt und dessen Vortriebzahn zur Erzeu gung eines Vorschubs in die Zahnstange eingedrückt wird, und wobei das mindestens eine Führungsmittel beim Eindrücken des mindestens einen Vortriebzahns in die Zahnstange ein der Zahn stange entgegen wirkendes Widerlager bildet. Das Führungsmit tel nimmt eine beim Eindrücken des Vortriebzahns des mindes tens einen Vortriebelementes resultierende Kraft oder Kraft komponente auf, die quer zu der Längsachse auf das Vortrie belement wirkt.

Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, dass das mindestens eine Vortriebelement bei einer vollständigen Umdrehung der An triebswelle um die Längsachse wenigstens einer vollständigen zyklischen Bewegung folgt und zum Erzeugen des Vortriebs der Vortriebzahn in die Zahnstange ein- und anschließend wieder ausgedrückt wird.

Beim Eindrücken steht der mindestens eine Vortriebzahn des mindestens einen Vortriebelements in Wirkkontakt mit der Zahn stange, bzw. kann bevorzugt vollständig in einen Zahnzwischen raum zwischen zwei Zähnen der Zahnstange eingedrückt sein, und kann in diesem Zustand zwischen dem mindestens einen Führungs mittel und der Zahnstange verkeilt sein, wobei das mindestens eine Führungsmittel die resultierende Kraft bzw. Kraftkompo nente in der Ebene der Zahnstange bzw. in eine Tangentialrich tung als Widerlager aufnehmen kann, wodurch keine zusätzlichen Querkräfte auf die Antriebswelle wirken und eine hohe Bruch last des Linearantriebs gewährleistet ist. Weiterhin wird hier und im Nachfolgenden unter einer zykli schen Bewegung ein Bewegungsablauf des mindestens einen Vor triebzahns des mindestens einen Vortriebelements verstanden, in welchem der mindestens eine Vortriebzahn von einem Aus gangspunkt einmal in die Zahnstange eingedrückt wird und ein mal vollständig aus der Zahnstange austaucht und zum Ausgangs punkt zurückkehrt und vice versa. Der jeweilige Vortriebzahn kann während einer Umdrehung der Antriebswelle eine oder meh rere vollständige Perioden bzw. Zyklen durchlaufen, wobei die Anzahl der Perioden bzw. Zyklen immer einer ganzen Zahl ent spricht .

Beim Eintauchen des mindestens einen Vortriebzahns in die Zahnstange kommen die Zähne der Zahnstange und die Vortrieb zähne in einen Wirkkontakt, woraus ein Vortrieb in der Längs achse resultiert. Zu diesem Zweck taucht der jeweilige Vor triebzahn in die Zahnstange bzw. in den Zahnzwischenraum zwi schen zwei Zähnen ein, wobei der Vortriebzahn und der Zahn der Zahnstange an sogenannten Reibflächen in Wirkkontakt kommen, woraus der Vortrieb resultiert. Hierzu ist es erforderlich, dass wenigstens die Zähne und/oder die Vortriebzähne mindes tens eine Reibfläche aufweisen, vorzugsweise zwei Reibflächen, die nach Art einer Keilfläche ausgebildet sind.

Nach Maßgabe einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass das mindestens eine Führungsmittel die Bewegung des mindestens einen Vortriebzahns in Richtung der Zahnstange umlenkt. Durch das mindestens eine Führungsmittel wirkt auf den mindestens einen Vortriebzahn während der Bewe gung bzw. Hubbewegung eine Kraft, durch die eine Umlenkung in eine Tangentialrichtung erfolgt. Der mindestens eine Vortrieb zahn folgt in dieser Weiterbildung folglich einer Schwenkbewe- gung . Weiterhin hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das min destens eine Führungsmittel die Bewegung um eine Drehachse und/oder entlang einer Kulisse oder eines Momentanpols vor gibt. In der Drehachse kann der mindestens eine Vortriebzahn schwenkbeweglich gelagert gehalten werden. Die Kulisse kann bevorzugter Weise eine als Kontaktfläche ausgebildete Führung aufweisen, an der ein Wirkkontakt zwischen dem mindestens ei nen Führungsmittel und dem mindestens einen Vortriebzahn vor liegt. Die Kulisse kann die Bewegung des mindestens einen Vor triebelements in eine Bewegung entlang einer Achse führen, die nicht die Längsachse schneidet, sondern tangential oder sekan- tial ausgerichtet ist. Die Bewegung des mindestens einen Vor triebelements kann auch in eine Schwenkbewegung um eine feste Drehachse oder um Momentanpole umgelenkt werden, die in einer bevorzugten Weiterbildung entlang einer L-förmigen Kurve ange ordnet sind, wobei die L-förmige Kurve näherungsweise dem Ver lauf einer Spirale entspricht und die einen Ursprung in der Längsachse aufweisen kann. Die Bewegung des mindestens einen Vortriebzahns kann in einer solchen Ausgestaltung des Füh rungsmittels zunächst als eine näherungsweise rein radiale Be wegung beschrieben werden, welche mit zunehmenden Hub in eine Tangentialrichtung umgelenkt wird.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist die Zahnstange in einer zweiten Ebene angeordnet, die pa rallel und beabstandet zu einer ersten Ebene angeordnet ist, welche in der Längsachse liegt. Die zweite Ebene ist folglich derart angeordnet, dass diese nicht die Längsachse schneidet, sondern bevorzugt auf einer Tangente eines beliebigen Kreises angeordnet ist, der in einer Ebene senkrecht zu der Längsachse liegt und dessen Mittelpunkt die Längsachse bildet. Die Aus richtung der mindestens einen Zahnstange in der zweiten Ebene, dass die Zähne der Zahnstange in der Ebene liegen, oder mit anderen Worten beschrieben, dass sowohl die Zahnspitzen als auch die Zahnfüße in der zweiten Ebene liegen. Beim Eindrücken des Vortriebzahns des mindestens einen Vortriebelements resul tiert eine Querkraft bzw. Tangentialkraft, welche zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig durch das Führungsmittel aufgenommen werden kann.

Weiterhin hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der min destens eine Vortriebzahn in ein Zahnstangegehäuse ragt. Das Zahnstangengehäuse kann U-förmig ausgebildet sein und nimmt die Zahnstange auf. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann das Zahnstangengehäuse modular aufgebaut sein, wodurch die Länge des Zahnstangengehäuses durch die Aneinanderreihung in der Längsachse einer Mehrzahl von Zahnstangengehäuseabschnitten beliebig vergrößert einge stellt werden kann. Insbesondere ist es bevorzugt, wenn meh rere Zahnstangengehäuseabschnitte nach Art eines Stecksystems und/oder durch Verbindungsmittel miteinander verbunden werden können .

Darüber hinaus hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der mindestens eine Vortriebzahn in eine Aussparung des Zahnstan gengehäuses ragt, und dass die Zahnstange auf einer ersten Seite in der Aussparung angeordnet ist und dass das mindestens eine Führungsmittel, bevorzugt die Kulisse, auf der zweiten, gegenüberliegenden Seite angeordnet ist. Beim Eintauchen des mindestens einen Vortriebzahns in die Aussparung erzwingt das mindestens eine Führungsmittel eine Relativbewegung in Rich tung der Zahnstange und der mindestens eine Vortriebzahn taucht in die Zahnstange ein. Für die daraus resultierenden Querkräfte bzw. Radialkräfte bildet die Kulisse das Widerla- ger. Diese Querkräfte bzw. Radialkräfte verbleiben somit in nerhalb des Zahnstangengehäuses und es wirkt kein Drehmoment auf das Vortriebelement. Beim Eintauchen in die Aussparung des Zahnstangengehäuses wird der mindestens eine Vortriebzahn in einen Formschluss zwischen dem mindestens einen Führungsmittel und der Zahnstange gedrückt.

Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der vorliegenden Erfin dung sieht vor, dass die Kulisse keil- und/oder bogenförmig ausgebildet ist bzw. dass die Umlenkung des Vortriebzahns wäh rend der Hubbewegung durch die Kulisse linear oder nicht-li near erfolgt. Durch die Ausgestaltung der Kulisse kann die Be wegungscharakteristik des mindestens einen Vortriebzahns in der Tangentialrichtung maßgeblich beeinflusst werden, wobei eine keilförmige Kulisse den mindestens einen Vortriebzahn konstant in die Tangentialrichtung umlenkt. Eine bogenförmige Kulisse kann gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung verwendet werden, um eine möglichst lineare Bewegung des mindestens ei nen Vortriebzahns in Richtung der Zahnstange beim Eindrücken in die Zahnstange und/oder Ausdrücken aus der Zahnstange zu bewerkstelligen .

Eine Weiterbildung der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass die Antriebswelle eine Nockenwelle mit mindestens einer No ckenwellenscheibe umfasst, und dass die Nockenwellenscheibe trieblich mit dem mindestens Vortriebelement gekoppelt ist.

Die mindestens eine Nockenwellenscheibe gibt die zyklische Hubbewegung des mindestens einen Vortriebzahns vor, wobei die betriebliche Kopplung bevorzugt durch einen Reibkontakt zwi schen einer Gleitfläche der Nockenwellenscheibe und dem min destens einen Vortriebzahn erfolgt. Die mindestens eine No ckenwellenscheibe kann beispielsweise als Exzenterscheibe aus gebildet sein oder eine Form aufweisen, die dafür optimiert ist, zwischen den beiden Maxima eine möglichst lineare Hubbe wegung des mindestens einen Vortriebzahns in Richtung der Zahnstange zu erzeugen.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass die Ausnehmung das Vortriebelement durchbricht. Dem nach erstreckt sich die Ausnehmung vollständig durch das Vor triebelement, wobei die Ausnehmung entweder als Durchgangs loch, bzw. als Durchbrechung ausgebildet sein kann oder als eine nach außen offene Nut. Die Ausnehmung bildet vorzugsweise zwei Seitenflächen aus, die ausgebildet sind, einen Gleitkon takt mit einer der mindestens einen Nockenwellenscheibe herzu stellen. Bevorzugt ist die Ausnehmung in einem ersten Endbe reich des Vortriebelements angeordnet, währenddessen am gegen überliegenden Endbereich der mindestens eine Vortriebzahn an geordnet ist .

Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der vorliegenden Erfin dung sieht vor, dass die Nockenwelle das mindestens eine Vor triebelement in der Ausnehmung durchdringt. Mit anderen Worten ist die Nockenwelle in der Längsachse durch die Ausnehmung hindurchgesteckt, wobei bevorzugt das Vortriebelement quer zu der Längsachse ausgerichtet ist. Es ist vorteilhaft, wenn die Nockenwelle zumindest mit einer der Seitenflächen der Ausneh mung kontaktiert und eine triebliche Kopplung zwischen der No ckenwelle und dem mindestens einem Vortriebelement bildet.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der vorliegenden Er findung sieht vor, dass die Nockenwellenscheibe um die Längs achse asymmetrisch ausgebildet ist, wobei weiterhin bevorzugt die Nockenwellenscheibe um eine Symmetrieebene in der Längs achse spiegelsymmetrisch ausgebildet sein kann. Darüber hinaus hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn die mindestens eine Nockenwellenscheibe derart ausgestal tet ist, dass der mindestens eine Vortriebzahn bei einer Dre hung der Antriebswelle mit einer konstanten Winkelgeschwindig keit um die Längsachse im Wesentlichen mit einer konstanten Geschwindigkeit in die Zahnstange eingedrückt und ausgedrückt wird. In diesem Zusammenhang wird unter einer im Wesentlichen konstanten Geschwindigkeit des mindestens einen Vortriebzahns eine näherungsweise konstante Geschwindigkeit zwischen den beiden Wendepunkten bzw. Maxima verstanden, an dem das mindes tens eine Vortriebelement entweder in die Zahnstange einge drückt ist oder aus der Zahnstange ausgedrückt ist. Zwischen den beiden Wendepunkten, vorzugsweise mehr als 80 %, vorzugs weise mehr als 90 % des Hubes, sollte die Geschwindigkeit in einer Toleranz von ±10 %, weiter bevorzugt ±5 % um einen Mit telwert liegen. An den Wendepunkten wird das Vortriebelement entsprechend verzögert und anschließend wieder beschleunigt. Eine derartige Bewegung kann in einem X-Y-Diagramm als Zick zack beschrieben werden, wobei in der X-Achse der Hub aufge löst ist und in der Y-Achse der Umlaufwinkel . In dieser Ausge staltung wird der mindestens eine Vortriebzahn ein einziges Mal während einer vollständigen Umdrehung (=360°) der An triebswelle zur Erzeugung des Vorschubs in die Zahnstange ein gedrückt und wieder ausgedrückt .

Nach Maßgabe einer Weiterbildung des zuvor beschriebenen Line arantriebs kann es vorteilhaft sein, wenn die Antriebswelle eine Kurbelwelle umfasst. Der mindestens eine Vortriebzahn kann mittelbar oder unmittelbar trieblich mit der als Kurbel welle zumindest bereichsweise ausgebildeten Antriebswelle ge koppelt sein, wobei vorzugsweise der mindestens eine Vortrieb zahn über eine Pleuelstange mit der Antriebswelle gekoppelt ist. Die Antriebswelle kann eine Kombination zwischen der be reits beschriebenen Nockenwelle und der Kurbelwelle sein.

Weiterhin hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das min destens eine Vortriebelement durch das mindestens eine Füh rungsmittel in Richtung der Zahnstange derart umgelenkt wird, dass eine auf die Zahnstange gerichtete Bewegung zwischen den Maxima möglichst konstant ist. In dieser Ausgestaltung kann es vorteilhaft sein, wenn die Kulisse eine bogenförmige Führung vorsieht .

Nach Maßgabe einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung sind mindestens zwei Vortriebelemente mit jeweils mindestens einem Vortriebzahn vorgesehen, die in der Längsachse parallel und beabstandet angeordnet sind. Der jeweiligen Nockenwellen scheibe oder Pleuelstange ist somit jeweils ein Vortriebele ment zugeordnet, wobei eine Auslenkung des jeweiligen Vor triebzahns von der Winkellage der jeweiligen Nockenwellen scheibe bzw. der Kurbelwelle abhängt.

Gemäß einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Bewegung der mindes tens zwei Vortriebelemente um die Längsachse in einem Winkel phasenversetzt erfolgt. Die Auslenkung des jeweiligen Vortrie belements während einer Drehung der Antriebswelle erfolgt so mit bei gleichbleibender Drehgeschwindigkeit der Antriebswelle zeitlich versetzt. Hier und im Nachfolgenden wird unter einem Phasenversatz ein Ein- und Austauchen der wenigstens zwei Vor triebelemente in die Zahnstange zu unterschiedlichen Drehwin keln der Antriebswelle verstanden. Der Phasenversatz kann beispielsweise durch einen Winkelver satz um die Längsachse zwischen den Nockenwellenscheiben oder der Kurbelabschnitte der Kurbelwelle erfolgen.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Linearantriebs kann vorgesehen sein, dass der Phasenversatz Df der zyklischen Bewegung der mindestens zwei Vortriebelemente in Bezug auf eine Umdrehung der Antriebswelle mindestens

1/256, weiter bevorzugt mindestens 1/128, 1/64, 1/32, 1/16 o- der 1/8 und bevorzugt kleiner oder gleich h beträgt. Bevorzugt beträgt der Phasenversatz Acp weniger als 1/2, insbesondere H oder 1/4 Umdrehungen. Der Phasenversatz Acp zwischen zwei be nachbarten Vortriebelementen kann in Bezug auf eine Umdrehung der Antriebswelle zwischen 0 < Acp < 1 betragen, vorzugsweise 0 < Acp < 1. Der Phasenversatz Acp zwischen mindestens zwei be nachbarten Vortriebelementen kann vorzugsweise Acp = 0,2 bzw. 72° oder Acp = 0,4 bzw. 144° betragen. Der Winkel cc zwischen den beiden benachbarten Nockenwellenscheiben kann somit eben falls 72° oder 144° betragen.

Es kann vorteilhaft sein, wenn der mathematische Kehrwert des jeweiligen Bruchteils (1/n) des Phasenversatzes die Mindestan zahl k der vorzusehenden Vortriebelemente vorgibt, nämlich k = (n/i)-l, wobei eine Anzahl i die Anzahl der zyklischen Bewe gung eines Vortriebelements bei einer Umdrehung cp der An triebswelle ist. Beispielweise sind bevorzugt wenigstens 2 Vortriebelemente vorzusehen, wenn der Phasenversatz zwischen den Vortriebelementen H cp beträgt und das Vortriebelement pro Umdrehung eine vollständige zyklische Bewegung vollzieht.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Er findung sind die mindestens zwei Vortriebzähne der mindestens zwei Vortriebelemente in einem ersten Abstand in der Längs achse angeordnet und die Zähne der Zahnstange in einem zweiten Abstand entlang der Längsachse angeordnet, wobei der erste Ab stand kleiner als der zweite Abstand ist oder der zweite Ab stand kleiner als der erste Abstand ist. Mit anderen Worten, die ersten Abstände zwischen den Vortriebzähnen unterschiedli cher Vortriebelemente und die zweiten Abstände zwischen den Zähnen der Zahnstange müssen ungleich sein.

Der erste Abstand und der zweite Abstand sind jeweils auf die geometrische Mitte des jeweiligen Vortriebzahns bzw. des Zahns der Zahnstange bzw. der Zahnspitze bezogen und werden parallel zu der Längsachse gemessen. Durch die unterschiedliche Bemes sung des ersten Abstandes und des zweiten Abstandes wird er reicht, dass während einer zyklischen Bewegung der wenigstens zwei Vortriebzähne mit einem Phasenversatz die jeweiligen Vor triebzähne in unterschiedlichen Relativpositionen zu den Zäh nen der Zahnstange positioniert sind.

Es hat sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, wenn der je weilige Vortriebzahn und/oder der Zahn der Zahnstange recht eckig, dreieckig, evolventen- oder sinusförmig ausgebildet sind bzw. ausgebildet ist. Bevorzugt wird eine dreieckige oder sinusförmige Zahnform. Weiterhin bevorzugt sind die Zähne der Zahnstange und/oder die Vortriebzähne parallel zu der Längs achse äquidistant angeordnet. Für den Fall, dass mehr als zwei Vortriebzähne vorgesehen sind, ist es ebenfalls bevorzugt, wenn diese Vortriebzähne parallel zu der Längsachse in wenigs tens einer Reihe in einem äquidistanten Abstand angeordnet sind .

Auch hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der jeweilige Vortriebzahn und/oder die Zähne der Zahnstange symmetrisch ausgebildet sind. Durch eine symmetrische Ausbildung des je weiligen Vortriebzahns und/oder des Zahns der Zahnstange kön nen unter der Maßgabe einer gleichbleibenden Drehzahl der An triebswelle gleiche Verstellgeschwindigkeiten in beide Vor triebrichtungen entlang der Längsachse realisiert werden.

Nach Maßgabe einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vor liegenden Erfindung weist der jeweilige Vortriebzahn eine grö ßere, eine gleiche oder eine kleinere Zahnlänge und/oder eine größere Zahnhöhe als der jeweilige Zahn der Zahnstange auf. Durch eine Vergrößerung der Zahnhöhe und der Zahnlänge der Zähne der Zahnstange wird die Auflagefläche der Vortriebzähne auf den Zahnflanken bzw. der Reibfläche auf den Zahnflanken erhöht, wodurch eine gleichmäßigere Kraftübertragung zwischen der Zahnstange und den Vortriebzähnen bewerkstelligt werden kann. Ebenfalls ist es möglich, dass die Zahnhöhe und die Zahnlänge der Vortriebzähne größer ist als die Zahnhöhe und die Zahnlänge der Zähne der Zahnstange, wodurch eine höhere Überdeckung erzeugt werden kann und höhere maximale Belastun gen erreicht werden können und die Laufruhe der Antriebsvor richtung verbessert werden kann. Demzufolge können durch die Wahl der Größenverhältnisse zwischen den Vortriebzähnen und den Zähnen der Zahnstange maximale Belastungen und unter schiedliche Laufeigenschaften eingestellt werden. Für den Fall, dass die Zahnlänge und die Zahnhöhe der Vortriebzähne kleiner ist als die Zahnlänge und die Zahnhöhe der Zähne der Zahnstange, kann in einen Zahnzwischenraum zwischen zwei Zäh nen der Zahnstange auch mehr als ein Vortriebzahn gleichzeitig ein- bzw. austauchen.

Weiterhin hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die we nigstens zwei Vortriebzähne und die Zähne der Zahnstange eine korrespondierende Zahnform aufweisen. Unter einer korrespon dierenden Zahnform ist zu verstehen, dass der jeweilige Vor triebzahn beim vollständigen Eintauchen in den Zahnzwischen raum zwischen zwei Zähne der Zahnstange mit seiner den Zähnen der Zahnstange zugewandten Reibfläche flächig an zumindest ei ner der Reibflächen der Zähne der Zahnstange anliegen kann. Insbesondere hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn sowohl der jeweilige Vortriebzahn als auch der mindestens eine Zahn der Zahnstange gleiche Zahnflankenwinkel aufweisen. In diesem Zusammenhang wird angemerkt, dass die Reibfläche der jeweili gen Zahnflanken nicht zwangsweise einer Ebene entsprechen muss, sondern ebenfalls als eine - bevorzugt nach außen - ge wölbte Fläche ausgebildet sein kann.

Darüber hinaus hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die mindestens zwei Vortriebelemente in einer Reihe entlang einer Achse parallel zu der Längsachse angeordnet sind. Ebenfalls ist es bevorzugt, wenn die Zahnstange eine Vielzahl von Zähnen aufweist, die in einer zweiten Reihe in der zweiten Ebene und in einer Achse parallel zu der Längsachse angeordnet sind.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des vorlie genden erfindungsgemäßen Linearantriebs ist ein Schlitten vor gesehen, in dem das mindestens eine Vortriebelement und die Antriebswelle gelagert angeordnet sind. Bevorzugt wird das mindestens eine Vortriebelement in einer Ebene senkrecht zur Längsachse nach Art eines Gleitlagers gehalten, wodurch der durch den mindestens einen Vortriebzahn erzeugte Vortrieb auf den Schlitten übertragen werden kann. Der Schlitten kann ein- oder mehrteilig ausgebildet sein und Mittel aufweisen, durch die er linearbeweglich zu der wenigstens einen Zahnstange bzw. dem Zahnstangengehäuse gehalten wird. Insbesondere ist es be vorzugt, wenn der Schlitten durch geeignete Mittel leichtgän gig auf dem Zahnstangengehäuse abgestützt gehalten ist.

Eine Weiterbildung des Linearantriebs sieht vor, dass ein An trieb vorgesehen ist. Bevorzugt ist der Antrieb ein elektri scher Motor, durch den die Antriebswelle angetrieben werden kann .

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn zwischen dem Antrieb und der Antriebswelle ein Getriebe angeordnet ist, wobei besonders bevorzugt zwischen dem Antrieb und der Antriebswelle ein Pla netengetriebe angeordnet sein kann.

Der Antrieb und/oder das Getriebe können bzw. kann gemäß einer Ausgestaltung des Linearantriebs in dem Schlitten angeordnet sein. Die Versorgung des Antriebs in dem Schlitten mit Energie und/oder mit Steuersignalen kann über eine Schleppkette mit entsprechenden elektrischen Leitungen erfolgen.

Darüber hinaus bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Längsverstelleinheit mit einem erfindungsgemäßen Linearan trieb .

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einem solchen erfindungsgemäßen Linearantrieb .

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeich nungen ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel sowie Weiter bildungen der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben. Es zeigen : Figur 1 eine perspektivische Darstellung eines erfin

dungsgemäßen Linearantriebs, aufweisend einen auf einem Zahnstangengehäuse angeordneten

Schlitten mit mindestens einem Vortriebzahn, welcher trieblich mit einer Antriebswelle gekop pelt ist und bei einer Umdrehung der Antriebs welle in einer zyklischen Bewegung zum Erzeugen eines Vortriebs in wenigstens eine in einer Aus nehmung eines Zahnstangengehäuses angeordnete Zahnstange eingedrückt werden kann,

Figur 2 eine vereinfachte perspektivische Darstellung des erfindungsgemäßen Linearantriebs gemäß Figur

1,

Figur 3 eine vereinfachte Vorderansicht des Linearan

triebs gemäß Figur 1, wobei die Komponenten in dem Schlitten ersichtlich sind,

Figur 4 eine vereinfachte Rückseitenansicht des Line

arantriebs gemäß Figur 1,

Figur 5 eine Detailansicht des Vortriebzahns gemäß den

Figuren 1 bis 4, der über eine Nockenwellen scheibe mit der Antriebswelle gekoppelt ist,

Figur 6 eine Detailansicht eines Vortriebzahns gemäß ei ner ersten Weiterbildung,

Figur 7 eine Detailansicht eines Vortriebzahns gemäß ei ner zweiten Weiterbildung, und Figur 8a-d vereinfachte und teilweise geschnittene Darstel lungen eines Zahnstangengehäuseabschnitts.

Nachfolgend werden gleiche oder funktional gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Der Übersichtlich keit halber sind in den einzelnen Figuren nicht alle gleichen oder funktional gleichen Teile mit einer Bezugsziffer verse hen .

Figur 1 zeigt eine vereinfachte perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Linearantriebs 1, aufweisend ein Zahnstan gengehäuse 50 und einen Schlitten 70, der entlang einer Längs achse X auf oder über dem Zahnstangengehäuse 50 beweglich ge lagert gehalten ist. Der Linearantrieb 1 kann in einer (nicht dargestellten) Längsverstelleinheit zum Verstellen eines (nicht dargestellten) Sitzes in einem (nicht dargestellten) Kraftfahrzeug verwendet werden, wobei das Zahnstangengehäuse 50 fest in einen Fahrzeugboden eingelassen sein kann und der Schlitten 70 mit dem Sitz und/oder einer Sitzreihe gekoppelt sein kann.

Das Zahnstangengehäuse 50, welches detailliert in den Figuren 8a-8d dargestellt ist, kann ein modulares System sein, dass aus einem oder mehreren Zahnstangengehäuseabschnitten 51 ge bildet werden kann, wodurch der Verfahrweg des Schlittens 70 auf dem Zahnstangengehäuse 50 anwendungsspezifisch und theore tisch unendlich lang konfiguriert werden kann.

Das Zahnstangengehäuse 50 kann, wie im dargestellten Ausfüh rungsbeispiel, quaderförmig ausgebildet sein und eine Ausspa rung 55 aufweisen, die von der dem Schlitten 70 zugewandten Seite offen und somit zugänglich ausgestaltet ist. In der Aussparung 55 ist, wie der Figur 2 zu entnehmen ist, eine Zahnstange 30 angeordnet, die aus einer Vielzahl von Zäh nen 31 gebildet ist, die bevorzugt äquidistant entlang einer Achse parallel zu der Längsachse X angeordnet sind. Zwischen jeweils zwei Zähnen 31 wird ein entsprechender Zahnzwischen raum 32 ausgebildet.

Die Zahnstange 30 ist innerhalb der Aussparung 55 einer zwei ten Ebene E2 angeordnet, die parallel und beabstandet zu einer ersten Ebene El ist, die in der Längsachse X liegt. Die Zähne 31 der Zahnstange 30 weisen in Richtung der zweiten Ebene E2, wonach sowohl der Zahnfuß als auch die Zahnspitze in der zwei ten Ebene E2 angeordnet sind.

Das Zahnstangengehäuse 50 kann derart ausgestaltet sein, dass es in der Längsachse X in einem ersten Endbereich und in einem zweiten Endbereich in der Aussparung 55 jeweils einen Anschlag bildet, durch den der maximale Verfahrweg des Schlittens 70 auf dem Zahnstangengehäuse 50 vorgegeben wird.

Die Zähne 31 der Zahnstange 30 sind identisch und weisen eine Zahnhöhe H2, eine Zahnlänge L2 und einen Zahnflankenwinkel g2 auf. Die Zähne 31 sind in einem zweiten Abstand A2 angeordnet, wobei der jeweilige zweite Abstand A2, wie in Figur 2 darge stellt ist, jeweils bezogen auf die geometrische Mitte des je weiligen Zahns 31 gemessen wird. Bei symmetrischen ähnen 31 ist typischerweise eine Zahnspitze in der geometrischen Mitte ausgebildet, von der sich zwei symmetrische Zahnflanken als Reibflächen 33 erstrecken. In dem dargestellten Ausführungs beispiel schließen die beiden Flanken einen Winkel von ca.

135° ein, wobei die Flanken bevorzugt einen Winkel von kleiner oder gleich 180° und größer als 30° einschließen. Der Schlitten 70 kann, wie in Figur 1 oder 5 dargestellt ist, ein zweiteiliges Gehäuse 60 aus einem ersten Gehäuseteil 61 und einem zweiten Gehäuseteil 62 aufweisen. Das Gehäuse 60 weist einen ersten Endbereich und einen zweiten Endbereich auf, die als Endanschlag mit dem Zahnstangengehäuse 50 Z usam menwirken können.

Unter Bezugnahme wieder auf Figur 1 ist ersichtlich, dass in dem Gehäuse 60 des Schlittens 70 eine Antriebswelle 10 koaxial zu der Längsachse X angeordnet ist, die mittels Lager 68 in der Längsachse X drehbar gelagert gehalten ist. Die Antriebs welle 10 kann mittels eines Getriebes 85 mit einem Antrieb 80 gekoppelt sein, wodurch die Antriebswelle 10 durch den Antrieb 80 in eine Drehbewegung um die Längsachse X versetzt werden kann .

Der Antrieb 80 kann bevorzugt ein elektrischer Antrieb sein und weiterhin bevorzugt mit dem als Planetengetriebe ausgebil deten Getriebe 85 mit der Antriebswelle 10 gekoppelt sein. Das Getriebe 85 kann eine Drehzahl des Antriebs 80 in eine Dreh zahl der Antriebswelle 10 über- oder untersetzen.

Die Antriebswelle 10 kann gemäß dem dargestellten Ausführungs bespiel zumindest abschnittsweise als Nockenwelle 12 ausgebil det sein und Nockenwellenscheiben 13 aufweisen, die zwischen den beiden Lagern 68 zueinander beabstandet angeordnet sind. Die Nockenwellenscheiben 13 sind jeweils in einer Ebene quer zu der Längsachse X angeordnet.

Die Nockenwellenscheiben 13 sind entlang der Längsachse X je weils zueinander in einem Winkel verdreht angeordnet, wobei im vorliegenden Ausführungsbeispiel die zehn Nockenwellen scheiben 13 um die Längsachse X um jeweils den Winkel =

22,5° verdreht angeordnet sind.

Weiter in Bezug auf Figur 4 ist ersichtlich, dass in dem Ge häuse 60 jeweils mehrere Führungsausnehmungen 65 angeordnet sind, welche quer zur Längsachse X in einer Radialrichtung R zu der Antriebswelle 10 angeordnet sind und auf die Aussparung 55 des Zahnstangengehäuses 50 gerichtet sind.

In der jeweiligen Führungsausnehmung 65 ist ein Vortriebsele ment 20 mit einem Vortriebzahn 21 angeordnet, der in der Füh rungsausnehmung 65 beweglich ist und - wie mit dem Doppelpfeil gekennzeichnet - eine Bewegung 22 vornehmen kann, welche der art ausgeprägt ist, dass der Vortriebzahn 21 in die Zahnstange 30 innerhalb der Aussparung 55 eingedrückt wird - wie später unter Bezugnahme auf die Figuren 5, 6 und 7 beschrieben werden wird .

Weiter unter Bezugnahme auf die Figuren 2, 5, 6 und 7 ist zu entnehmen, dass das jeweilige Vortriebelement 20 eine Ausneh mung 25 aufweist, die jeweils eine Nockenwellenscheibe 13 auf nehmen kann. Die Ausnehmung 25 durchbricht das Vortriebelement 20 vollständig nach Art einer Durchgangsöffnung oder Durchbre chung .

Das Vortriebelement 20 ist I-förmig mit einem ersten Endab schnitt und einem zweiten Endabschnitt ausgebildet, wobei in dem ersten Endabschnitt die Ausnehmung 25 angeordnet ist und in dem zweiten Endabschnitt ein Vortriebzahn 21 angeordnet ist. Der jeweilige Vortriebzahn 21 weist eine Höhe Hl, eine Zahnlänge LI und einen Zahnflankenwinkel gΐ auf. Die triebliche Kopplung zwischen der Nockenwelle 12 und dem Vortriebelement 20 erfolgt innerhalb der Ausnehmung 25 durch einen Wirkkontakt zwischen einer Reibfläche 14 der Nockenwel lenscheibe 13 und den Innenflächen 26 der Ausnehmung 25, was insbesondere in den Schnittdarstellungen gemäß den Figuren 5 - 7 gezeigt ist. Durch die Kopplung zwischen der Antriebswelle 10 und dem jeweiligen Vortriebelement 20 kann das Vortriebele ment 20 in die Zahnstange 30 eingedrückt und wieder ausge drückt werden, ohne dass hierfür gesonderte Rückstellmittel vorgesehen werden müssen. Zum Eindrücken erfolgt ein Kraftein trag der Nockenwellenscheibe 13 auf einer der Innenflächen 26 und zum Ausdrücken erfolgt ein Krafteintrag der Nockenwellen scheibe 13 auf der gegenüberliegenden Innenfläche 26. Der je weilige Vortriebzahn 21 des Vortriebelements 20 kann innerhalb einer zyklischen Bewegung einmal in die Zahnstange 30 bzw. ei nen Zahnzwischenraum 32 eingedrückt werden und vollständig austauchen und in die Ausgangslage zurückkehren.

In einer Reihe parallel zu der Längsachse X sind entlang der Antriebswelle 10 zehn Vortriebzähne 21 in einem Abstand Al an geordnet, wobei der Abstand Al auf die geometrische Mitte der Vortriebzähne 21 bezogen ist. Entsprechend kann jedem Vor triebzahn 21 eine Nockenwellenscheibe zugeordnet sein.

Die Führungsausnehmung 65 bildet für das jeweilige Vortrie belement 20 ein Axiallager, wodurch das Vortriebelement 20 leichtgängig beweglich gelagert ist und durch die Führungsaus nehmung 65 hindurch in die Aussparung 55 des Zahnstangengehäu ses 50 ragen kann und dort innerhalb der Aussparung 55 in ei nen der Zahnzwischenräume 32 der Zahnstange 30 ein- und ausge drückt werden kann. Der jeweilige Vortriebzahn 21 kann bevorzugt an die Form der Zähne 31 der Zahnstange 30 angepasst sein, wodurch die Zahn flanken des Vortriebzahns 21 im vollständig in den Zahnzwi schenraum 32 eingetauchten Zustand des Vortriebzahns 21 flä chig an den Flanken der Zähne 31 anliegen. Eine Zahnlänge Li des jeweiligen Vortriebzahns 21 kann dem Abstand A2 zwischen zwei Zähnen 31 entsprechen. Es ist jedoch wesentlich, dass ein Abstand Al zwischen zwei Vortriebzähnen 21 größer oder kleiner ist als der Abstand A2 zwischen zwei Zähnen 31. Somit ist A2 < Al oder bevorzugt Al > A2. Mit anderen Worten muss Al F Al sein .

Durch die um die Längsachse X im Winkel zueinander verdreh ten Nockenwellenscheiben 13 erfolgt die zyklische Bewegung der jeweiligen Vortriebelemente 20 phasenversetzt, wodurch die Vortriebelemente 20 in unterschiedlichen Drehwinkeln der An triebswelle 10 in die Zahnstange 30 bzw. einen der Zahnzwi schenräume 32 ein- und ausgedrückt werden bzw. ein- und aus tauchen .

Die Funktionsweise des Linearantriebs 1 beruht auf der Tatsa che, dass das jeweilige Vortriebelement 20 in die Aussparung 55 ragt und innerhalb der Aussparung 55 durch ein Führungsmit tel 40 geführt in die Zahnstange 30 in einer Radialrichtung eintauchen kann. Das Führungsmittel 40 bildet eine Zwangsfüh rung für das jeweilige Vortriebelement 20 und wirkt als Wider lager, das entgegen der Zahnstange 30 wirkt und Kräfte von dem mindestens einen Vortriebelement 20 in Richtung der zweiten Ebene E2 aufnimmt .

Beim Eintauchen des jeweiligen Vortriebzahns 21 kommt eine erste Flanke bzw. eine der Reibflächen 23 in Kontakt mit der

Flanke bzw. der Reibfläche 33 eines der Zähne 31. Die beiden Reibflächen 23, 33 erzeugen aufgrund der keilförmigen Ausge staltung einen in der Längsachse X gerichteten Vortrieb, durch den der Schlitten 70 entlang der Längsachse X in dem Raum ver schoben wird. Sobald einer der Vortriebzähne 21 des Vortrie belements 20 vollständig in die Zahnstange 30 eingetaucht ist, folgt phasenversetzt ein weiterer Vortriebzahn 21, der ver setzt zu der Mitte eines weiteren Zahnzwischenraums 32 ange ordnet ist. Der weitere Vortriebzahn 21 eines weiteren Vor triebelements 20 taucht in einen weiteren Zahnzwischenraum 32 unter Erzeugung eines Vortriebs ein. Derweilen wird der zuerst vollständig in den Zahnzwischenraum 32 eingetauchte Vortrieb zahn 21 durch die kontaktierenden Reibflächen 23, 33 aus dem Zahnzwischenraum 32 ausgedrückt und der auf der gegenüberlie genden Seite des jeweiligen Vortriebelements 20 angeordnete Vortriebzahn 21 wird zeitgleich in einen gegenüberliegenden Zahnzwischenraum 32 der gegenüberliegenden Zahnstange 30 ein gedrückt. Weitere Vortriebzähne 21 können versetzt oder zeit gleich folgen, wodurch ein weiterer Vortrieb erzeugt werden kann .

Wie den vergrößerten Darstellungen gemäß den Figuren 5 bis 7 zu entnehmen ist, weist die Nockenwellenscheibe 13 eine spezi elle Formgebung auf, durch die eine möglichst lineare bzw. konstante Bewegung des jeweiligen Vortriebselementes 20 er zeugt werden kann. Konkreter ist die Nockenwellenscheibe 13 in dem dargestellten Ausführungsbeispiel näherungsweise herzför mig ausgebildet und weist einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt auf, die sich jeweils über einen Halbkreis erstrecken. Der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt sind spiegelsymmetrisch ausgebildet und weisen näherungsweise den Verlauf einer Spirale auf. Der spiralförmige Verlauf des je weiligen Abschnitts ist dabei derart gewählt, dass sich in ei ner Umlaufrichtung mit zunehmenden Umlaufwinkel f die Änderung des Radius r, also der Abstand zwischen der Längsachse X und der Reibfläche 14 näherungsweise konstant ändert, also Df « | Ar | . Im ersten Abschnitt steigt somit der Radius r linear an. In diesem Abschnitt gilt näherungsweise Df « Ar. Im zwei ten Abschnitt fällt der Radius r linear ab. In diesem Ab schnitt gilt näherungsweise Df « -Ar.

Zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt ist jeweils ein Übergang ausgebildet, der die spiralförmigen Ver läufe verbindet. Die Abschnitte sowie die Übergänge sind durch Strich-Punktlinien symbolisch getrennt.

Der Übergang ist nach Art eines Übergangsradius ausgebildet, und kann in einer bevorzugten und dargestellten Ausführung ca. der Breite B der Ausnehmung 25 entsprechen. Um ein Verkeilen oder Verklemmen der Nockenwellenscheibe 13 in der Ausnehmung 25 zu vermeiden, können die Übergänge derart gewählt sein, dass der Abstand zwischen den zwei gegenüberliegenden diamet ral ausgebildeten Übergängen minimal 90 %, bevorzugt mehr als 95 % der Breite B der Ausnehmung 25 beträgt.

Das jeweilige Vortriebelement 20 erfährt bei einer Umdrehung (f = 360°) einen vollständigen Zyklus bzw. Periode. Mit ande ren Worten beschrieben, wird das jeweilige Vortriebelement 20 bei einer Umdrehung (f = 360°) der Antriebswelle 10 bzw. der Nockenwelle 12 ein einziges Mal in die Zahnstange 30 einge drückt und ausgedrückt. Durch den Winkelversatz zwischen zwei in der Längsachse X beabstandeten Nockenwellenschreiben 13 be trägt der Phasenversatz Df bezogen auf eine Umdrehung (f = 360°) der Längsachse X 1/16f. Anders gesagt, muss die Nocken welle 12 um 22,5° verdreht werden, damit nach dem Eindrücken eines ersten Vortriebelements 20 ein zweites Vortriebelement 20 in einen weiteren Zahnzwischenraum 32 der gleichen Zahn stange 30 eintaucht. Der jeweilige zweite, auf der gegenüber liegenden Seite angeordnete Vortriebzahn 21 wird mit einem Phasenversatz Df von 180° in die auf der gegenüberliegenden Seite angeordnete Zahnstange 30 eingedrückt und ausgedrückt.

In einer bevorzugten Weiterbildung kann der Phasenversatz Df zwischen zwei in der Längsachse benachbarten Vortriebelementen 20 Df « 144° betragener-Mi]

Aus Figur 5 ist ersichtlich, dass das jeweilige Vortriebele ment 20 in die Aussparung 55 des Zahnstangengehäuses 50 ragt. Die Aussparung 55 ist nach Art einer Längsnut in das Zahnstan gengehäuse 50 entlang der Längsachse X eingearbeitet oder ein geformt und weist zwei Längsseiten 52a, 52c und eine Boden seite 52b auf. Auf der Längsseite 52a ist innerhalb einer Hin terschneidung 53 in der zweiten Ebene E2 die Zahnstange 30 an geordnet, und auf der gegenüberliegenden Längsseite 52c das Führungsmittel 40, welches in Form einer Kulisse 45 ausgebil det ist. Die Kulisse 45 ist keilförmig mit einer Führungsflä che 46 ausgestaltet und bildet beim Eintauchen oder Eindrücken des Vortriebelements 20 in die Aussparung 55 ein Widerlager auf der der Zahnstange 30 gegenüberliegenden Seite in der Aus sparung 55 aus und zwängt das Vortriebelement 20 bzw. den Vor triebzahn 21 in die Zahnstange 30. Beim Eindrücken gleitet das Vortriebelement 20 an der Führungsfläche 46 und wird durch dieses entsprechend in Richtung der Zahnstange 30 geführt.

Weiterhin ist der Figur 5 zu entnehmen, dass in dem Gehäuse 60 weitere Führungsmittel 47, 48 angeordnet sein können, welche den ersten Endbereich des Vortriebelements 20 innerhalb des Gehäuses 60 führen. Die weiteren Führungsmittel 47, 48 können wie die Kulisse 45 keilförmig ausgebildet sein, wobei die Füh rungsflächen parallel und beabstandet angeordnet sind. Die weiteren Führungsmittel 47, 48 können auf diametralen Seiten des Gehäuses 60 angeordnet sein, wonach das weitere Führungs mittel 47 in dem ersten Gehäuseteil 61 und das zweite weitere Führungsmittel 48 in dem zweiten Gehäuseteil 62 angeordnet ist .

Die weiteren Führungsmittel 47, 48 sind konfiguriert, zusammen mit der Kulisse 45 das jeweilige Vortriebelement 20 in Hubbe wegung entlang einer Achse zu führen, wobei diese Achse die Längsachse X nicht schneidet, sondern tangential bzw. sequan- tial zu dieser ausgerichtet ist. Zur Verdeutlichung ist die Bewegung bzw. die Hubbewegung in Figur 5 mit der Bezugsziffer 22 gekennzeichnet, wobei die Bewegung in einem Winkel von ca. 80° zu der ersten Ebene El und der zweiten Ebene E2 gerichtet ist .

Die Weiterbildung gemäß Figur 6 zeigt Führungsmittel 40, die in Form einer Drehachse 42 ausgebildet sind, um die das jewei lige Vortriebselement 20 in einer zyklischen Bewegung, welche ebenfalls mit der Bezugsziffer 22 gekennzeichnet ist, ver- schwenkt wird.

Die Drehachse 42 kann durch einen entsprechend vorstehenden Lagerzapfen 43 gebildeten sein, der innerhalb der Führungsaus nehmung 65 in dem Gehäuse 60 ausgebildet wird. Der Lagerzapfen 43 nimmt beim Eindrücken des jeweiligen Vortriebelements 20 Querkräfte senkrecht zu der Längsachse X auf und bildet somit für das Vortriebelement 20 ein Widerlager, das an dem Vortrie belement 20 entgegen der Zahnstange 30 wirkt.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel wird in Figur 7 gezeigt. Im Unterschied zu dem in Figur 5 gezeigten Ausführungsbeispiel sind keine weiteren Führungsmittel 47, 48 vorgesehen, weshalb die Bewegung des jeweiligen Vortriebelements 20 einer überla gerten Dreh- und Hubbewegung entspricht. Das Vortriebelement 20 wird durch die Kopplung mit der Antriebswelle 10 dolchartig in der Aussparung 55 in die Zahnstange 30 gedrückt.

Bezugszeichenliste

1 Linearantrieb

10 Antriebswelle

12 Nockenwelle

13 Nockenwellenscheibe

14 Reibfläche

20 Vortriebelement

21 Vortriebzahn

22 Bewegung

23 Reibfläche

25 Ausnehmung

26 Innenfläche

30 Zahnstange

31 Zahn

32 Zahn Z wischenraum

33 Reibfläche

40 Führungsmittel

42 Drehachse

43 Lagerzapfen

45 Kulisse

47 weiteres Führungsmittel

48 weiteres Führungsmittel

50 Zahnstangengehäuse

51 Zahnstangengehäuseabschnitt 52a Längsseite

52b Bodenseite

52c Längsseite

53 Hinterschneidüng

55 Aussparung

60 Gehäuse

61 erstes Gehäuseteil 62 zweites Gehäuseteil

65 Führungsausnehmung

68 Lager

70 Schlitten

80 Antrieb

85 Getriebe

Al erster Abstand zwischen 20 bzw. 21

A2 zweiter Abstand zwischen 31

El erste Ebene

E2 zweite Ebene

X Längsachse