DE102014209939A1 - Getriebeanordnung mit Sperrfunktion - Google Patents

Getriebeanordnung mit Sperrfunktion Download PDF

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DE102014209939A1
DE102014209939A1 DE102014209939.0A DE102014209939A DE102014209939A1 DE 102014209939 A1 DE102014209939 A1 DE 102014209939A1 DE 102014209939 A DE102014209939 A DE 102014209939A DE 102014209939 A1 DE102014209939 A1 DE 102014209939A1
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Daniel Faber
Benjamin Wübbolt-Gorbatenko
Simone Lombardo
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H27/00Step-by-step mechanisms without freewheel members, e.g. Geneva drives
    • F16H27/04Step-by-step mechanisms without freewheel members, e.g. Geneva drives for converting continuous rotation into a step-by-step rotary movement
    • F16H27/08Step-by-step mechanisms without freewheel members, e.g. Geneva drives for converting continuous rotation into a step-by-step rotary movement with driving toothed gears with interrupted toothing

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Abstract

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Ausgestaltung für eine Getriebeanordnung mit einer Sperrfunktion vorzuschlagen.
Diese Aufgabe wird durch eine Getriebeanordnung mit einem Antriebsrad 2, welches drehbar um eine Antriebsachse 6 angeordnet ist und welches in Umlaufrichtung einen Antriebsverzahnungsabschnitt 8 aufweist, mit einem Abtriebsrad 3, welches drehbar um eine Abtriebsachse 7 angeordnet ist und welches in Umlaufrichtung einen Abtriebsverzahnungsabschnitt 15 aufweist, wobei der Antriebsverzahnungsabschnitt 8 und der Abtriebsverzahnungsabschnitt 15 durch eine Drehung des Antriebsrads 2 miteinander in Eingriff bringbar sind, so dass die Getriebeanordnung 1 in einem Antriebszustand ist, gelöst, wobei das Antriebsrad 2 einen Antriebssperrabschnitt 9 und das Abtriebsrad 3 einen Abtriebssperrabschnitt 15 aufweist, wobei der Antriebssperrabschnitt 9 und der Abtriebssperrabschnitt 13 durch eine weitere Drehung oder ein weiter drehen des Antriebsrads 2 aus dem Antriebszustand miteinander in Eingriff bringbar sind, so dass die Getriebeanordnung 1 in einem Sperrzustand ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Getriebeanordnung mit Sperrfunktion mit einem Antriebsrad, welches drehbar um eine Antriebsachse angeordnet ist und welches in Umlaufrichtung einen Antriebsverzahnungsabschnitt aufweist, mit einem Abtriebsrad, welches drehbar um eine Abtriebsachse angeordnet ist und welches in Umlaufrichtung einen Abtriebsverzahnungsabschnitt aufweist, wobei der Antriebsverzahnungsabschnitt und der Abtriebsverzahnungsabschnitt durch eine Drehung des Antriebsrads miteinander in Eingriff bringbar sind, so dass die Getriebeanordnung in einem Antriebszustand ist.
  • Stirnradgetriebestufen als Teile von Getrieben weisen üblicherweise zwei Stirnzahnräder auf, welche miteinander in Eingriff stehen, wobei eines der Stirnzahnräder einen Antrieb und das andere Stirnzahnrad einen Abtrieb bildet. Auf diese Weise ist es möglich, zum einen ein anliegendes Drehmoment zu übersetzen bzw. zu untersetzen und/oder das Drehmoment 1:1 zu übertragen. Bei manchen Anwendungen ist jedoch eine dauerhafte Übertragung z.B. im Sinne einer Endlosdrehung des Abtriebs nicht vorgesehen, vielmehr dienen derartige Getriebe als Schrittgetriebe, wobei über den Antrieb eine Stellbewegung eingeleitet und über den Abtrieb auf ein Stellglied übertragen wird, damit dieses eine Stellposition einnimmt. Sobald die Stellbewegung erfolgt ist, soll das Getriebe die Stellposition halten. Für das Halten der Stellposition können beispielsweise Bremsen, welche das Getriebe reibschlüssig sichern, oder Verriegelungselemente, wie z.B. Rastkonturen oder Stiftverriegelungen, eingesetzt werden, welche das Getriebe formschlüssig sichern. Daneben werden fremdgesteuerte pneumatische, hydraulische oder elektrische Sperren eingesetzt.
  • Ein Beispiel für eine Stillstandssicherung ist in der Druckschrift DE 10 2008 024 910 A1 offenbart. Aus dem allgemeinen Fachwissen, der wohl den nächstkommenden Stand der Technik bildet, sind Stirnradgetriebestufe mit zwei miteinander kämmenden Stirnzahnrädern bekannt.
  • Gebiet der Erfindung
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Ausgestaltung für eine Getriebeanordnung mit einer Sperrfunktion vorzuschlagen. Diese Aufgabe wird durch eine Getriebeanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.
  • Im Rahmen der Erfindung wird eine Getriebeanordnung vorgeschlagen, welche zur Übertragung einer Stellbewegung und zur Umsetzung einer Sperrfunktion ausgebildet ist. Die Getriebeanordnung ist einer bevorzugten Ausführungsform als ein elektromechanischer Aktuator, insbesondere als ein elektromotorisch betriebener Spindeltrieb, ausgebildet und umfasst in dieser bevorzugten Ausführungsform einen Elektromotor zum Antrieb der Stellbewegung. Optional kann die Getriebeanordnung noch weitere Getriebe als Vorübersetzung nach dem Elektromotor und/oder vor dem Spindeltrieb aufweisen.
  • Die Getriebeanordnung weist ein Antriebsrad auf, welches drehbar um eine Antriebsachse angeordnet ist. Insbesondere ist das Antriebsrad mit dem Elektromotor wirkverbunden oder wirkverbindbar, so dass ein Antriebsdrehmoment des Elektromotors auf das Antriebsrad übertragen werden kann. Das Antriebsrad ist in einem Antriebsverzahnungsabschnitt in Umlaufrichtung um die Antriebsachse mit einer Antriebsverzahnung ausgebildet, wobei der Antriebsverzahnungsabschnitt radial nach außen weisende Antriebszähne als die Antriebsverzahnung aufweist. Das Antriebsrad ist in dem Antriebsverzahnungsabschnitt besonders bevorzugt kreisrund und/oder als ein Stirnzahnrad ausgebildet. Insbesondere ist die Antriebsverzahnung des Antriebsverzahnungsabschnitts auf einem ersten Teilkreisradius angeordnet.
  • Zudem umfasst die Getriebeanordnung ein Abtriebsrad, welches drehbar um eine Abtriebsachse angeordnet ist. Das Abtriebsrad weist zumindest abschnittsweise eine Abtriebsverzahnung mit radial nach außen weisenden Abtriebszähnen auf. Die Abtriebsverzahnung ist zumindest abschnittsweise in einem oder mehreren in Umlaufrichtung verlaufenden Abtriebsverzahnungsabschnitt bzw. -abschnitten angeordnet. Das Abtriebsrad ist in dem oder den Abtriebsverzahnungsabschnitt(en) besonders bevorzugt kreisrund und/oder als ein Stirnzahnrad ausgebildet. Insbesondere ist die Abtriebsverzahnung des oder der Abtriebsverzahnungsabschnitte auf einem zweiten Teilkreisradius angeordnet.
  • Der Antriebsverzahnungsabschnitt und der Abtriebsverzahnungsabschnitt sind durch eine Drehung des Antriebsrads miteinander in einen insbesondere kämmenden Eingriff bringbar. Die Getriebeanordnung befindet sich in einem Antriebszustand, wenn Abtriebsverzahnungsabschnitt und Antriebsverzahnungsabschnitt miteinander kämmen und/oder miteinander in Eingriff stehen. Der Abstand zwischen der Antriebsachse und der Abtriebsachse entspricht der Summe des ersten Teilkreisradius des Antriebsrads im Bereich des Antriebsverzahnungsabschnitts und des zweiten Teilkreisradius des Abtriebsrads im Bereich des Abtriebsverzahnungsabschnitts.
  • Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das Antriebsrad in Umlaufrichtung zudem einen Antriebssperrabschnitt und das Abtriebsrad in Umlaufrichtung mindestens einen Abtriebssperrabschnitt aufweist. Der Antriebssperrabschnitt und der Abtriebssperrabschnitt können durch eine weitere Drehung oder ein weiter drehen des Antriebsrads ausgehend von dem Antriebszustand miteinander in Eingriff gebracht werden, sodass die Getriebeanordnung in einem Sperrzustand ist. Insbesondere bilden der Antriebssperrabschnitt und der Abtriebssperrabschnitt in dem Sperrzustand der Getriebeanordnung eine formschlüssige Stillstandssicherung im speziellen für das Abtriebsrad, insbesondere nur für das Abtriebsrad, wobei das Antriebsrad dauerhaft dreht.
  • Insbesondere ist die Getriebeanordnung so ausgebildet, dass bei einer Drehung des Antriebsrads in eine Drehrichtung zunächst der Antriebszustand eingenommen wird, wobei der Antriebsverzahnungsabschnitt und der Abtriebsverzahnungsabschnitt miteinander in Eingriff stehen und das Antriebsrad das Abtriebsrad antreibt, insbesondere dreht. Bei einer weiteren Drehung des Antriebsrads werden der Antriebssperrabschnitt und der Abtriebssperrabschnitt in Wirkverbindung gebracht, sodass die Getriebeanordnung in dem Sperrzustand ist. Es ist insbesondere vorgesehen, dass bei einer Drehung, insbesondere bei einer Endlosdrehung, des Antriebsrads in eine Drehrichtung die Getriebeanordnung abwechselnd in den Antriebszustand und den Sperrzustand bringbar ist.
  • Durch die Erfindung wird somit erreicht, dass die Getriebeanordnung abwechselnd in dem Antriebszustand eine Stellbewegung überträgt und in dem Sperrzustand eine insbesondere formschlüssige Stillstandssicherung umsetzt. In Abhängigkeit der Anzahl von Antriebsverzahnungsabschnitt und Antriebssperrabschnitt auf dem Antriebsrad und Abtriebsverzahnungsabschnitt und Abtriebssperrabschnitt auf dem Abtriebsrad wird eine stufenweise Verstellung des Abtriebsrads mit einer frei wählbaren Anzahl der Stufen und zugleich eine formschlüssige Stillstandsicherung zwischen den Stufen umgesetzt.
  • Insbesondere wird mit der Erfindung eine formschlüssige Verdrehsicherung realisiert, die keinen weiteren Aktuator, keine weitere Steuerungseinrichtung oder Energie für die Stillstandssicherung benötigt.
  • Bei einer bevorzugten konstruktiven Realisierung der Erfindung ist im Sperrzustand der Antriebszustand aufgehoben. Bei einer Drehung des Antriebsrads in dem Sperrzustand wird das Abtriebsrad somit nicht mitgedreht und bleibt damit drehstationär. Anders ausgedrückt ist das Übersetzungsverhältnis in dem Sperrzustand vom Antriebsrad zum Abtriebsrad unendlich groß, da eine Winkeländerung des Drehwinkels des Antriebsrads zu keiner Winkeländerung des Drehwinkels des Abtriebsrads führt.
  • Bei einer bevorzugten Realisierung der Erfindung ist der Antriebssperrabschnitt in einer axialen Draufsicht als eine Positivkontur und der Abtriebssperrabschnitt als eine Negativkontur ausgebildet. Die Positivkontur nimmt bei einer bevorzugten Realisierung der Erfindung in der axialen Draufsicht eine kreisbogenförmige Wirkkontur ein, deren Mittelpunkt durch die Antriebsachse und deren Radius durch den Abstand zu der Antriebsachse definiert sind. Dagegen ist die Abtriebskontur in der axialen Draufsicht als eine kreisbogenförmige Gegenwirkkontur ausgebildet, wobei der Mittelpunkt auf einen Kreis um die Abtriebsachse liegt, der durch die Antriebsachse verläuft und wobei der Radius durch den Abstand zu dem Kreis definiert ist oder größer ausgebildet ist.
  • Somit liegt in dem Sperrzustand die kreisbogenförmige Wirkkontur in der kreisbogenförmigen Gegenwirkkontur, wobei der Radius der kreisbogenförmigen Gegenwirkkontur gleich oder größer zu dem Radius der kreisbogenförmigen Wirkkontur ist. Wird nun das Antriebsrad um die Antriebsachse gedreht, so dreht sich die Positivkontur in der Negativkontur, ohne das Abtriebsrad mitzunehmen. Die Übertragung einer Drehbewegung von dem Abtriebsrad auf das Antriebsrad ist in dem Stellzustand unmöglich, da das Übersetzungsverhältnis = 0 ist.
  • In einer bevorzugten konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung bildet die Getriebeanordnung ein Verzahnungsuntergetriebe und axial dazu versetzt ein Sperruntergetriebe. Das Verzahnungsuntergetriebe weist den Antriebsverzahnungsabschnitt und den Abtriebsverzahnungsabschnitt und das Sperruntergetriebe den Antriebssperrabschnitt und den Abtriebssperrabschnitt auf. Besonders bevorzugt sind das Verzahnungsuntergetriebe und das Sperruntergetriebe in axialer Richtung parallel zueinander versetzt angeordnet. In dieser Ausgestaltung sind die Funktionen „Antreiben-Sperren“ voneinander axial getrennt und damit entkoppelt.
  • Insbesondere in Weiterbildung dieser bevorzugten konstruktiven Ausgestaltung ist es bevorzugt, dass in einer axialen Draufsicht auf das Antriebsrad sich der Antriebsverzahnungsabschnitt über einen Antriebsverzahnungswinkel und der Antriebssperrabschnitt über einen Antriebssperrwinkel in Umlaufrichtung um die Antriebsachse erstrecken. Der Antriebsverzahnungsabschnitt und der Antriebssperrabschnitt sind besonders bevorzugt diametral und/oder gegenüberliegend zueinander angeordnet. Zwischen dem Antriebsverzahnungsabschnitt und dem Antriebssperrabschnitt liegt jeweils ein Freiwinkelbereich, welcher die beiden Abschnitte voneinander trennt. Die Freiwinkelbereiche sind besonders bevorzugt gleich groß ausgebildet.
  • Dagegen ist es bevorzugt, dass das Abtriebsrad mehrere Abtriebssperrabschnitte aufweist. Die Anzahl der mehreren Abtriebssperrabschnitte entspricht der Anzahl der Stufen von möglichen formschlüssigen Stillstandssicherungen in Umlaufrichtung um die Abtriebsachse pro Umdrehung des Abtriebsrads. In einer axialen Draufsicht sind die Abtriebssperrabschnitte in Umlaufrichtung jeweils um einen Abtriebsverzahnungswinkel zueinander versetzt. Die Abtriebssperrabschnitte sind jeweils um einen Abtriebsverzahnungsabschnitt zueinander versetzt angeordnet, sodass die Abtriebssperrabschnitte in Umlaufrichtung voneinander durch die Abtriebsverzahnungsabschnitte getrennt sind.
  • Die Abtriebsverzahnungsabschnitte können als Teilabschnitte ausgebildet sein, es ist jedoch auch möglich, dass das Abtriebsrad ein in Umlaufrichtung durchgängige Verzahnung aufweist, welche die mehreren Abtriebssperrabschnitte bilden.
  • Es ist vorgesehen, dass die Anzahl der Zähne des Antriebsverzahnungsabschnitts derart auf die Anzahl der Zähne eines der Abtriebsverzahnungsabschnitte abgestimmt ist, sodass Antriebsrad und Abtriebsrad in einer gegenseitigen Rotationsbewegung zwangsgeführt sind, wobei die Zwangsführung so ausgestaltet ist, dass bei einer Drehung des Antriebsrads von der Getriebeanordnung zwangsläufig abwechselnd der Sperrzustand und der Antriebszustand eingenommen werden.
  • Bei einer bevorzugten Realisierung der Erfindung ist die Getriebeanordnung als ein elektromechanischer Aktuator, z.B. für eine mechanische Niveauregelung und/oder Hinterachsverstellung und/oder Sperr-Sturz-Verstellung jeweils bei Kraftfahrzeugen ausgebildet. Besonders bevorzugt wirkt das Abtriebsrad auf einen Spindelantrieb, um die Niveauverstellung und/oder Hinterachsverstellung umzusetzen. In dieser Ausgestaltung kann das Abtriebsrad z. B. an der Spindel oder an der Mutter befestigt sein.
  • Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung sowie der beigefügten Figuren. Dabei zeigen:
  • 1 eine schematische, dreidimensionale Darstellung einer Getriebeanordnung als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung;
  • 2a, b die Getriebeanordnung in der 1 in axialer Draufsicht zur Erläuterung des Verzahnungsuntergetriebes und des Sperruntergetriebes;
  • 3a, b, c, d die Getriebeanordnung der vorhergehenden Figuren in axialer Draufsicht bei unterschiedlichen Zuständen.
  • Die 1 zeigt in einer schematischen dreidimensionalen Darstellung eine Getriebeanordnung 1 als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Getriebeanordnung 1 weist ein Antriebsrad 2 sowie ein Abtriebsrad 3 auf. Das Antriebsrad 2 ist beispielsweise mit einem nicht näher dargestellten Elektromotor 4 verbunden, das Abtriebsrad 3 ist in einer nicht näher dargestellten Weise z.B. mit einem Spindelantrieb 5 verbunden.
  • In dieser Ausgestaltung bildet die Getriebeanordnung 1 einen elektromotorischen Aktuator, welcher beispielsweise zum Umsetzen einer Stellbewegung bei einer Niveauregulierung bei einem Fahrzeug eingesetzt wird.
  • Das Antriebsrad 2 ist um eine Antriebsachse 6 drehbar, das Abtriebsrad 3 um eine Abtriebsachse 7 drehbar angeordnet. Antriebsachse 6 und Abtriebsachse 7 sind parallel um den Abstand D zueinander versetzt angeordnet. Das Antriebsrad 2 ist im Durchmesser kleiner ausgebildet als das Abtriebsrad 3.
  • Das Antriebsrad 2 umfasst einen Antriebsverzahnungsabschnitt 8, in dem eine Antriebsverzahnung mit radial nach außen weisenden Zähnen angeordnet ist. Der Antriebsverzahnungsabschnitt 8 erstreckt sich nicht vollumlaufend um die Antriebsachse 6, sondern ist, wie in der 2a zu erkennen, auf eine Antriebsverzahnungswinkel gamma beschränkt, welcher in dem vorliegenden Beispiel ca. 100 Grad einnimmt. Ferner weist das Antriebsrad 2 einen Antriebssperrabschnitt 9 auf, welcher in Umlaufrichtung einen Antriebssperrwinkel alpha einnimmt. Der Antriebssperrabschnitt 9 ist als eine Positivkontur ausgebildet und weist an seiner radialen Außenseite eine kreisbogenförmige Wirkkontur 10 als Positivkontur auf, welche koaxial und konzentrisch zu der Antriebsachse 6 verläuft, wobei der Radius der kreisbogenförmigen Wirkkontur 10 dem Abstand zu der Antriebsachse 6 entspricht. Die Wirkkontur 10 ist als ein Flachmaterialabschnitt, insbesondere als ein Blech- und/oder Metall- und/oder Sinterabschnitt mit einer teilkreisförmigen Außenkontur ausgebildet. Der Antriebsverzahnungsabschnitt 8 und der Antriebssperrabschnitt 9 sind in axialer Richtung zu der Antriebsachse 6 betrachtet axial zueinander versetzt angeordnet. Zwischen dem Antriebsverzahnugnswinkel gamma und dem Antriebssperrwinkel alpha sind Freiwinkelbereiche angeordnet, welche sich in Umlaufrichtung jeweils um den Winkel beta (2a) erstrecken, wobei sich die Summe von Antriebsverzahnungswinkel alpha, Antriebssperrwinkel gamma und dem zweifachen Freiwinkel beta zu 360 Grad addieren. Der Antriebsverzahnungsabschnitt 8 und der Antriebssperrabschnitt 9 sind um 180 Grad um die Antriebsachse 6 versetzt zueinander angeordnet und/oder sind um die Antriebsachse 6 gegenüberliegend zueinander positioniert.
  • Das Abtriebsrad 3 weist eine umlaufende Abtriebsverzahnung 11 mit radial nach außen weisenden Abtriebszähnen auf. Ferner umfasst das Abtriebsrad 3 eine Steuerscheibe 12, welche in diesem Beispiel als eine Ringscheibe ausgebildet ist. Die Steuerscheibe 12 ist koaxial und konzentrisch zu der Abtriebsachse 7 angeordnet.
  • In den radial äußeren Randbereich der Steuerscheibe 12 sind Abtriebssperrabschnitte 13 als Negativkonturen eingebracht, welche als kreisbogenförmige Gegenwirkkonturen 14 und/oder als randseitige kreisbogenförmige Aussparrungen in der Steuerscheibe 12 als Träger ausgebildet sind und voneinander durch Abtriebsverzahnungsabschnitte 15, welche Teilabschnitte der Abtriebsverzahnung 11 in Umlaufrichtung bilden und jeweils einen Abtriebsverzahnungswinkel delta (2a) einnehmen, beabstandet sind.
  • Steuerscheibe 12 und Abtriebsverzahnung 11 sind in axialer Richtung zu der Abtriebsachse 7 zueinander versetzt angeordnet. Antriebsrad 2 und Abtriebsrad 3 sind aufeinander abgestimmt, sodass der Antriebsverzahnungsabschnitt 8 mit der Verzahnung 11 kämmen kann und ein Verzahnungsuntergetriebe bildet und der Antriebssperrabschnitt 9 in die Abtriebssperrabschnitte 13 eingreifen kann und ein Sperruntergetriebe bildet.
  • In der 2a ist eine schematische axiale Draufsicht auf die Getriebeanordnung 1 gezeigt, wobei die Winkelbereiche alpha, beta, gamma, delta dargestellt sind. Die Ansicht zeigt die Draufsicht auf das Sperruntergetriebe, wobei zu erkennen ist, dass der Antriebssperrabschnitt 9 in sieben verschiedene Abtriebssperrabschnitte 13 angeordnet werden kann. Durch das Sperruntergetriebe kann somit das Abtriebsrad 3 in mehreren, in diesem Beispiel sieben unterschiedlichen Winkelpositionen durch das Antriebsrad 2 formschlüssig gesperrt werden.
  • Dagegen zeigt die 2b eine axiale Draufsicht auf das Verzahnungsuntergetriebe, wobei zu erkennen ist, dass die Abtriebsverzahnung 11 umlaufend ist und der Antriebsverzahnungsabschnitt 8 nur auf den Antriebsverzahnungswinkel gamma beschränkt ist. Bei einer Drehung des Antriebsrads 2 wird das Abtriebsrad 3 pro Umdrehung einmal durch den Antriebsverzahnungsabschnitt 8 mitgenommen und in dem durch die zwei Freiwinkelbereiche beta und den Antriebssperrwinkel alpha gebildeten restlichen Umlaufwinkel des Antriebsrads 2 nicht gedreht. Somit wird bei einer konstanten Drehung des Antriebsrads 2 das Abtriebsrad 3 durch das Verzahnungsuntergetriebe abwechselnd bewegt und drehstationär gelassen.
  • Die 3a, b, c, d zeigen unterschiedliche Betriebszustände der Getriebeanordnung 1. In der 3a ist der Sperrzustand gezeigt, wobei der Antriebssperrabschnitt 9 mittig in dem Abtriebssperrabschnitt 13 angeordnet ist. Bei einer weiteren Drehung des Antriebsrads 2 gleitet die Wirkkontur 10 an der Gegenwirkkontur 14 ab, ohne das Abtriebsrad 3 zu drehen. Zudem befindet sich der Antriebsverzahnungsabschnitt 8 auf einer der im Abtriebsrad 3 und damit der Abtriebsverzahnung 11 abgewandten Seite der Antriebsachse 6, sodass Abtriebsverzahnungsabschnitt 8 und Abtriebsverzahnung 11 nicht in Eingriff stehen. Insgesamt wird in dem Sperrzustand bei einer Drehung des Antriebsrads 2 das Abtriebsrad 3 nicht gedreht.
  • In der 3b ist ein Übergang zwischen dem Sperrzustand und dem Antriebszustand gezeigt. Die Wirkkontur 10 ist nur noch in Umlaufrichtung in einem kurzen Randbereich mit der Gegenwirkkontur 14 in Eingriff, wobei ein erster Antriebszahn des Antriebsverzahnungsabschnitts 8 mit der Abtriebsverzahnung 11 in Eingriff kommt, sodass ab diesem Zustand eine Drehbewegung des Antriebsrads 2 zu einer Drehbewegung des Abtriebsrads 3 führt.
  • In der 3c ist der Antriebszustand dargestellt, wobei der Antriebsverzahnungsabschnitt 8 mit der Abtriebsverzahnung 11 in Eingriff steht und durch eine Drehung des Antriebsrads 2 das Abtriebsrad 3 gedreht wird. In der 3d ist der Übergang von dem Antriebszustand in den Sperrzustand gezeigt, wobei die Wirkkontur 10 in Kontakt mit der Gegenwirkkontur 14 kommt und zugleich der Eingriff des letzten Antriebszahns des Antriebsverzahnungsabschnitts 8 außer Eingriff mit der Abtriebsverzahnung 11 kommt.
  • Durch das dargestellte Zusammenspiel von Antriebsrad 2 und Abtriebsrad 3 wird erreicht, dass abwechselnd der Antriebszustand und der Sperrzustand eingenommen werden, wobei zugleich die gegenseitigen Rotationen des Antriebsrads 2 und des Abtriebsrads 3 stets zwangsgeführt zueinander sind. Damit ist es möglich, die Getriebeanordnung 1 als eine Stelleinrichtung mit formschlüssiger Stillstandssicherung einzusetzen, da in dem Antriebszustand eine beliebige Stellbewegung in Stufen übersetzt werden kann und durch die in Umlaufrichtung verteilten Abtriebssperrabschnitte 13 eine gewünschte Stufe formschlüssig durch den Sperrzustand gesichert werden kann. Die Anzahl und die Teilung des Verzahnungsuntergetriebes kann dabei weitgehend unabhängig von der Ausgestaltung des Sperruntergetriebes realisiert werden, sodass das Übersetzungsverhältnis und die Momentenübertragung im Antriebszustand eingestellt werden können.
  • Es ist darauf hinzuweisen, dass über die Anzahl der Zähne am Antrieb die Drehzahlübersetzung unabhängig von der Momentenübersetzung gestaltet werden kann.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Getriebeanordnung
    2
    Antriebsrad
    3
    Abtriebsrad
    4
    Elektromotor
    5
    Spindelantrieb
    6
    Antriebsachse
    7
    Abtriebsachse
    8
    Antriebsverzahnungsabschnitt
    9
    Antriebssperrabschnitt
    10
    Wirkkontur
    11
    Abtriebsverzahnung
    12
    Steuerscheibe
    13
    Abtriebssperrabschnitt
    14
    Gegenwirkkontur
    15
    Abtriebsverzahnungsabschnitt
    D
    Abstand
    alpha
    Antriebssperrwinkel
    beta
    Freiwinkelbereich
    delta
    Abtriebsverzahnungswinkel
    gamma
    Antriebsverzahnungswinkel
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102008024910 A1 [0003]

Claims (10)

  1. Getriebeanordnung (1) mit einem Antriebsrad (2), welches drehbar um eine Antriebsachse (6) angeordnet ist und welches in Umlaufrichtung einen Antriebsverzahnungsabschnitt (8) aufweist, mit einem Abtriebsrad (3), welches drehbar um eine Abtriebsachse (7) angeordnet ist und welches in Umlaufrichtung einen Abtriebsverzahnungsabschnitt (15) aufweist, wobei der Antriebsverzahnungsabschnitt (8) und der Abtriebsverzahnungsabschnitt (15) durch eine Drehung des Antriebsrads (2) miteinander in Eingriff bringbar sind, so dass die Getriebeanordnung (1) in einem Antriebszustand ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsrad (2) einen Antriebssperrabschnitt (9) und das Abtriebsrad (3) einen Abtriebssperrabschnitt (13) aufweist, wobei der Antriebssperrabschnitt (9) und der Abtriebssperrabschnitt (13) durch ein weitere Drehung des Antriebsrads (2) aus dem Antriebszustand miteinander in Eingriff bringbar sind, so dass die Getriebeanordnung (1) in einem Sperrzustand ist.
  2. Getriebeanordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Drehung des Antriebsrads (2) die Getriebeanordnung (1) abwechselnd in den Antriebszustand und den Sperrzustand bringbar ist.
  3. Getriebeanordnung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebszustand in dem Sperrzustand aufgehoben ist, so dass in dem Sperrzustand bei einer Drehung des Antriebsrads (2) das Abtriebsrad (3) drehstationär verbleibt und/oder dass in dem Sperrzustand das Übersetzungsverhältnis von Antriebsrad (2) zum Abtriebsrad (3) unendlich groß ist.
  4. Getriebeanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebssperrabschnitt (9) als eine Positivkontur und der Abtriebssperrabschnitt (13) als eine Negativkontur ausgebildet ist.
  5. Getriebeanordnung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Positivkontur in der axialen Draufsicht eine kreisbogenförmige Wirkkontur (10) aufweist, wobei der Mittelpunkt der kreisbogenförmigen Wirkkontur (10) durch die Antriebsachse (6) und der Radius der kreisbogenförmigen Wirkkontur durch den Abstand zu der Antriebsachse (6) definiert ist.
  6. Getriebeanordnung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Negativkontur in der axialen Draufsicht eine kreisbogenförmige Gegenwirkkontur (14) aufweist, wobei der Mittelpunkt der kreisbogenförmigen Gegenwirkkontur (14) auf einem Kreis um die Abtriebsachse (7) liegt, der durch die Antriebsachse (6) verläuft, und der Radius der kreisbogenförmigen Gegenwirkkontur (4) durch den Abstand zu dem Kreis definiert ist.
  7. Getriebeanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeanordnung (1) in axialer Richtung betrachtet ein Verzahnungsuntergetriebe und axial dazu versetzt ein Sperruntergetriebe bildet, wobei das Verzahnungsuntergetriebe den Antriebsverzahnungsabschnitt (8) und den Abtriebsverzahnungsabschnitt (15) und das Sperruntergetriebe den Antriebssperrabschnitt (9) und den Abtriebssperrabschnitt (13) aufweist.
  8. Getriebeanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich bei dem Antriebsrad (2) in einer axialen Draufsicht der Antriebsverzahnungsabschnitt (8) über einen Antriebsverzahnungswinkel (gamma) und der Antriebssperrabschnitt (9) über einen Antriebssperrwinkel (alpha) um die Antriebsachse (6) erstrecken, gegenüberliegend angeordnet sind und durch zwei dazwischen liegende Freiwinkelbereiche (beta) voneinander getrennt sind.
  9. Getriebeanordnung (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Abtriebsrad (3) mehrere Abtriebssperrabschnitte (13) aufweist, wobei bei dem Abtriebsrad (3) in einer axialen Draufsicht die Abtriebssperrabschnitte (13) um einen Abtriebsverzahnungswinkel (delta) um die Abtriebsachse (7) versetzt zueinander angeordnet sind.
  10. Getriebeanordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese als ein elektromechanischer Aktuator mit einem Elektromotor (4), insbesondere für eine mechanische Niveauregelung und/oder Hinterachsverstellung und/oder Spur-/Sturzverstellung bei Kraftfahrzeugen ausgebildet ist.
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