DE102020105412A1

DE102020105412A1 - Getriebegehäuseeinheit mit gewölbter Wellfederauflage für axialen Spielausgleich

Info

Publication number: DE102020105412A1
Application number: DE102020105412.2A
Authority: DE
Inventors: Jian Yang; Max Schwing
Original assignee: Nidec Motors and Actuators Germany GmbH
Current assignee: Nidec Motors and Actuators Germany GmbH
Priority date: 2020-02-28
Filing date: 2020-02-28
Publication date: 2021-09-02
Also published as: CN113324011A

Abstract

Eine Getriebegehäuseeinheit, die wenigstens einen Teil einer Welle (4) oder eines auf einer Welle (4) angeordneten Rads (3) aufnehmen kann und die einen Gehäusekörper (5, 6) mit einer Wellscheibe (10) zum Axialspielausgleich zwischen der Welle (4) oder dem Rad (3) und dem Gehäusegrundkörper (5, 6), wobei die Wellscheibe (10) sich am Gehäusekörper (5, 6) abstützt, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäusekörper (5,6) im Bereich mindestens eines Tals der Wellscheibe (10) eine Erhöhung (12) aufweist. Die Wellscheibe (10) kann bei einem vorbestimmten Kompressionsmaß an die Erhöhung (12) anschlagen, um eine weitere Kompression zu verhindern. Außerdem eine Getriebeeinheit (1) mit der Getriebegehäuseeinheit, einer in die Getriebegehäuseeinheit ragende Welle 4 und einem innerhalb der Getriebegehäuseeinheit auf der Welle (4) angeordneten Rad (3).

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft Getriebegehäuseeinheit, die wenigstens einen Teil einer Welle oder eines auf einer Welle angeordneten Rads aufnehmen kann und die einen Gehäusekörper mit einer Wellscheibe zum Axialspielausgleich zwischen der Welle oder dem Rad und dem Gehäusegrundkörper aufweist. Die Die Erfindung betrifft außerdem eine Getriebeeinheit mit der Getriebegehäuseeinheit.
Hintergrund der Erfindung
Aus DE 102008043904 A1 ist eine Vorrichtung zur Lagerung eines Linearantriebs mittels zweier Bolzen bekannt, wobei der Linearantrieb einen Motor an einem Getriebe mit einem Getriebegehäuse umfasst. Das Getriebegehäuse hat ein zylindrisches Mantelrohr, in welchem ein Schneckenrad radial gelagert wird. Die axiale Lagerung erfolgt mittels einer Lagerscheibe, wobei sich zwischen Mantelrohr und Lagerscheibe eine Wellfeder zum Spielausgleich befindet. Zwei Öffnungen am Getriebegehäuse bilden eine Bolzenaufnahme. Die Bolzen weisen jeweils einen Befestigungsabschnitt zur Befestigung des Bolzens in der Bolzenaufnahme in der Art, dass der Bolzenkopf von der Außenseite des Getriebegehäuses beabstandet ist und somit der Lagerabschnitt außerhalb des Getriebegehäuses als Lager für den Linearantrieb angeordnet ist, auf.
DE 102011077584 A1 offenbart eine Verstellvorrichtung, die eine Gewindespindel und ein Schneckenrad umfasst, wobei das Schneckenrad über eine Außenverzahnung mit einer Antriebseinheit gekoppelt ist. Das Schneckenrad weist ein Innengewinde auf, das mit einem Außengewinde der Gewindespindel kämmt, und ein Gehäuse, in welchem das Schneckenrad aufgenommen ist, wobei das Gehäuse zweiteilig mit einem ersten Gehäuseteil und einem zweiten Gehäuseteil gebildet ist. Das Gehäuse weist zwei Axiallagerflächen und zwei Radiallagerflächen auf. Zum Spielausgleich kommt am Schneckenrad ein konisches Wellscheibe zum Einsatz. Es liegt zwischen dem Schneckenrad und der ersten Axiallagerfläche des Gehäuses.
Aus WO 2018215010 A1 ist ein Stellantrieb für ein Kraftfahrzeug bekannt, der ein Gehäuse aus einer Gehäuseschale und einem Gehäusedeckel und einen elektrischen Antrieb, mittels dessen ein Stellmittel bewegbar ist, aufweist. Das Stellmittel wird über einen Spindelantrieb bewegt, wobei die Spindel unter Vorspannung in einer Lageraufnahme gehalten wird. Die Vorspannung wird mittels eines in das Gehäuse eingefügten Wellscheibees erzeugt. Das Wellscheibe ist zwischen Erhebungen einer Rippe des Gehäuses eingespannt, und das axiale Ende des Schneckenrads greift an dieses Wellscheibe an.
Der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Getriebegehäuseeinheit, die wenigstens einen Teil einer Welle oder eines auf einer Welle angeordneten Rads aufnehmen kann und die einen Gehäusekörper mit einer Wellscheibe zum Axialspielausgleich zwischen der Welle oder dem Rad und dem Gehäusegrundkörper aufweist, bereitzustellen. Insbesondere soll die Erfindung es ermöglichen, beim Einsatz üblicher am Markt verfügbarer Wellscheiben einen befriedigenden Axialspielausgleich und eine einfache Montierbarkeit der Getriebegehäuseeinheit zu ermöglichen. Der Erfindung liegt außerdem die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Getriebeeinheit mit der Getriebegehäuseeinheit bereitzustellen.
Erfindungsgemäße Lösung
Im Nachfolgenden ist, im Falle des Fehlens gegenteiliger Hinweise, jede Bezugnahme auf ein (auch durch unbestimmte und bestimmte Artikel), zwei oder eine andere Zahl von Gegenständen in der Weise zu verstehen, dass das Vorhandensein weiterer solcher Gegenstände nicht ausgeschlossen ist. Die Bezugszeichen in sämtlichen Ansprüchen haben keine einschränkende Wirkung, sondern sollen lediglich deren Lesbarkeit verbessern.
Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt in einem Aspekt der Erfindung durch eine Getriebegehäuseeinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Die Getriebegehäuseeinheit kann wenigstens einen Teil einer Welle oder eines auf einer Welle angeordneten Rads aufnehmen. Sie weist einen Gehäusekörper mit einer Wellscheibe zum Axialspielausgleich zwischen der Welle oder dem Rad und dem Gehäusegrundkörper auf, wobei die Wellscheibe sich am Gehäusekörper abstützt. Der Gehäusekörper weist im Bereich mindestens eines Tals der Wellscheibe mindestens eine Erhöhung auf, sodass die Wellscheibe bei einem vorbestimmten Kompressionsmaß an die Erhöhung anschlagen kann, um eine weitere Kompression zu verhindern.
In einem verwandten Aspekt gelingt die Lösung der gestellten Aufgabe durch eine Getriebegehäuseeinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 2. Die Getriebegehäuseeinheit kann wenigstens einen Teil einer Welle oder eines auf einer Welle angeordneten Rads aufnehmen. Sie weist einen Gehäusekörper mit einer Wellscheibe zum Axialspielausgleich zwischen der Welle oder dem Rad und dem Gehäusegrundkörper und eine Anlaufscheibe, die sich an der Wellscheibe abstützt, auf. Die Anlaufscheibe weist im Bereich mindestens eines Tals der Wellscheibe eine Erhöhung auf, sodass die Wellscheibe bei einem vorbestimmten Kompressionsmaß an die Erhöhung anschlagen kann, um eine weitere Kompression zu verhindern.
Der Erfindung liegt unter anderem die Erkenntnis zugrunde, dass auf das Wellscheibe einer gattungsgemäßen Getriebegehäuseeinheit eine erhebliche Kraft In Axialrichtung wirken kann, z. B. wenn das Rad ein Schneckenrad eines Schneckengetriebes ist. In solchen Fällen muss bei konventionellen Bauformen der Gehäusegetriebeeinheit zur wirkungsvollen Begrenzung des Axialspiels eine Wellscheibe mit einer hohen Federkonstante eingesetzt werden. Jedoch kann der Zusammenbau einer solchen Getriebegehäuseeinheit mit der Welle zu einer Getriebeeinheit schwierig sein, wenn das Wellscheibe vorgespannt sein muss und der Monteur oder Montageroboter nicht oder nur mit Mühe die Kraft aufbringen kann, um die erforderliche Vorspannkraft des Wellscheibes zu überwinden.
Durch die erfindungsgemäße Erhöhung kann die axiale Bewegung der Welle oder des Rads beschränkt werden, indem die Wellscheibe an die Erhöhung anschlägt, sobald die Kompression der Wellscheibe ein vorbestimmtes Maß erreicht hat, auch wenn die in Axialrichtung der Welle in Richtung Wellscheibe wirkende Kraft so groß ist, dass die Wellscheibe in Abwesenheit der Erhöhung über dieses Maß hinaus nachgeben würde. Auf diese Weise kann vorteilhafterweise das Spiel der Welle und/oder des Rads begrenzt werden und dennoch ein Wellscheibe mit geringer Federkonstante eingesetzt werden.
Die Erfindung umfasst sowohl Ausführungsformen, in denen die Getriebegehäuseeinheit die Welle oder das Rad vollständig aufnimmt, als auch solche Ausführungen, in denen sie Welle oder das Rad nur zum Teil aufnimmt, zum Beispiel nur einen Abschnitt der Welle oder des Rads.
Ein „Axialspielausgleich“ im Sinne der Erfindung ist ein Begrenzen des Spiels der Welle und/oder des Rads in Richtung der Wellenachse. Besonders vorzugsweise läuft das Rad oder die Welle oder ein Teil davon an der Anlaufscheibe an, die Erfindung umfasst aber auch Ausführungen der Erfindung, in denen die Wellscheibe an der Anlaufscheibe anläuft. Im Sinne der vorliegenden Erfindung bedeutet „anlaufen“, dass die Welle oder das Rads oder der Teil davon beziehungsweise die Wellscheibe sich an der Anlauftscheibe in axialer Richtung abstützen kann, die Welle und/oder das Rad sich dabei aber weiter um seine Achse drehen kann.
Eine „Wellscheibe“ im Sinne der vorliegenden Erfindung ist ein Federelement, das, um auf einen Körper eine Federkraft auszuüben, zu einem Höhenprofil mit wenigstens einem Berg, der an den Körper angreift, und einem Tal, das sich bei der Kompression der Wellscheibe dem Körper nähert, geformt ist. Eine Wellscheibe im Sine der vorliegenden Erfindung ist zum Beispiel eine Federscheibe, eine Blattfeder, eine Tellerfeder oder eine Wellenfeder wie sie zum Beispiel als einlagige Wellenfeder von der Firma Smalley, 555 Oakwood Road, Lake Zurich, Illinois 60047, USA angeboten wird.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung ist ein „Tal“ also ein Abschnitt der Wellscheibe, der, wenn ein Berg der Wellscheibe auf einem Körper aufliegt, um auf einen Körper eine Federkraft auszuüben, im entspannten Zustand der Wellscheibe nicht auf diesem Körper aufliegt. „Berg“ und „Tal“ ist dabei jeweils in Bezug auf einen zugeordneten Körper, nämlich dem Gehäusekörper oder der Anlaufscheibe, zu verstehen, auf den Kraft ausgeübt werden soll, mit seiner oder seinen zugeordnete(n) Erhöhung(en). Gewöhnlich wird zum Beispiel bei zwei Körpern mit einer dazwischenliegenden Wellscheibe die eine Seite der Wellscheibe Kraft auf den einen und die andere Seite der Wellscheibe Kraft auf den anderen Körper ausüben, wobei dann - jedenfalls bei einfach konstruierten einlagigen Wellscheiben - Abschnitte der Wellscheibe, die in Bezug auf den einen Körper ein Tal darstellen, in Bezug auf den anderen Körper einen Berg darstellen. Mithin bedeutet die Formulierung, wonach ein Körper „im Bereich mindestens eines Tals der Wellscheibe“ eine Erhöhung aufweist, im Sinne der Erfindung, dass die Wellenscheibe in Bezug auf diesen Körper ein Tal aufweist, also in der Regal auf der diesem Körper zugewandten Seite.
Die Erhöhung des Gehäusekörpers muss nicht notwendigerweise einstückig mit dem Rest es Gehäusekörper ausbildet sein, sondern es ist von der Erfindung auch umfasst, dass es sich um separate Teile handelt; beispielsweise kann ein Teil des Gehäusekörpers, der eine oder mehrere der Erhöhungen umfasst, auf dem übrigen Gehäusekörper aufliegen. In gleicher Weise muss auch die Erhöhung der Anlaufscheibe nicht notwendigerweise einstückig mit dem Anlaufscheibe ausbildet sein, sondern es kann sich um separate Teile handeln; beispielsweise kann ein Teil der Anlaufscheibe, der eine oder mehrere der Erhöhungen umfasst, auf der übrigen Anlaufscheibe aufliegen.
Die Erfindungsaufgabe wird außerdem durch eine Getriebeeinheit nach Anspruch 13 gelöst. Die Getriebeeinheit umfasst eine in die Getriebegehäuseeinheit ragende Welle und ein innerhalb des Getriebegehäuseeinheit angeordnetes Rad.
Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung
Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen, welche einzeln oder in Kombination miteinander eingesetzt werden können, sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche und der nachfolgenden Beschreibung.
Die bevorzugte Getriebegehäuseeinheit umfasst eine Anlaufscheibe, an der sich die Wellscheibe oder der Teil der Welle oder des Rads abstützen kann. Vorzugsweise stützt sich an der einen Seide der Anlaufscheibe der Teil der Welle oder des Rads ab und an der anderen Seite die Wellscheibe. Bei der bevorzugten Getriebeeinheit ist das Wellscheibe gegen die Anlaufscheibe vorgespannt.
In einer Ausführung der Erfindung weist die Anlaufscheibe im Bereich mindestens eines Tals der Wellscheibe, vorzugsweise in den Bereichen mehrerer Täler, besonders vorzugsweise in den Bereichen aller Täler mindestens eine Erhöhung auf, sodass die Wellscheibe bei einem vorbestimmten Kompressionsmaß auf der Erhöhung anschlagen kann, um eine weitere Kompression zu verhindern.
Die Wellscheibe stützt sich in einer bevorzugten Ausführung der Erfindung am Gehäusekörper ab, besonders vorzugsweise an seiner von der Anlaufscheibe abgewandten Seite. Vorzugsweise ist die Wellscheibe eines bevorzugten Getriebes also zwischen Anlaufscheibe und Gehäusekörper vorgespannt. Bei einer anderen Ausführung der Erfindung stützt sich die Wellscheibe am Teil des Rads oder der Welle ab, besonders vorzugsweise an seiner von der Anlaufscheibe abgewandten Seite. Die Wellscheibe eines bevorzugten Getriebes ist zwischen Anlaufscheibe und Gehäusekörper Teil des Rads oder der Welle.
In einer Ausführung der Erfindung weist der Gehäusekörper in mindestens einem Bereich eines Tals, vorzugsweise in den Bereichen mehrerer Täler, besonders vorzugsweise in den Bereichen aller Täler jeweils mindestens eine Erhöhung auf, sodass die Wellscheibe bei einem vorbestimmten Kompressionsmaß auf der Erhöhung anschlagen kann, um eine weitere Kompression zu verhindern.
Der bevorzugte Gehäusekörper weist einen Gehäusegrundkörper und einen Gehäusedeckel auf. Der Gehäusedeckel kann vorteilhafterweise die Montage der Getriebegehäuseeinheit und der Getriebeeinheit erleichtern. Der Gehäusedeckel kann vorteilhafterweise zusammen mit einem Gehäusegrundkörper der Getriebegehäuseeinheit für einen Schutz der darin angeordneten Bauteile vor mechanischer Beschädigung oder Verschmutzung sorgen. Vorzugsweise stützt sich das Wellscheibe an seiner von der Anlaufscheibe abgewandten Seite an dem Gehäusedeckel ab.
Die Erhöhung(en), an die die Anlaufscheibe anschlagen kann, wenn eine Kompression des Wellscheibes ein vorbestimmtes Maß erreicht hat, ist oder sind vorzugsweise ein Teil oder Teile des Gehäusedeckels. Vorzugsweise ist er oder sind sie mit dem Gehäusedeckel einstückig gebildet, besonders vorzugsweise aus dem Gehäusedeckelmaterial.
Die bevorzugte Erhöhung(en), vorzugsweise die Erhöhung(en) einschließlich dem Gehäusedeckel, besonders vorzugsweise die Erhöhung(en) einschließlich dem Gehäusegrundkörper, umfasst oder umfassen einen Kunststoff. Besonders vorzugsweise besteht oder bestehen sie aus Kunststoff. Bevorzugte Kunststoffe sind Polyamide und glasfaserverstärkte Kunststoffe, z. B. PA66 GF50. Das Kunststoffmaterial kann vorteilhafterweise eine besonders einfache und/oder preiswerte Herstellung der Erhöhung(en), des Gehäusegrundkörpers oder -deckels ermöglichen. Ein weiterer erreichbarer Vorteil des Kunststoffmaterials kann darin bestehen, dass es der oder den Erhöhung(en) eine eigene Federelastizität verleiht. Die Erhöhung(en) kann oder können dadurch bei hohen axial auf ihn oder sie wirkenden Kräften etwas nachgeben und so einem Beschädigen der Getriebeeinheit vorbeugen.
Die bevorzugten Erhöhung(en) sind einstückig mit einem anderen Teil des Gehäusekörpers oder dem gesamten Gehäusekörper oder der Anlaufscheibe ausgebildet. Die Erfindung schließt jedoch auch Ausführungen ein, in denen es sich um separate Teile handelt. In einer Ausführung der Erfindung sind mehrere Erhöhungen zu einem z. B. ringförmigen Teil zusammengefasst, der auf dem übrigen Gehäusekörper, vorzugsweise dem Gehäusedeckel, oder auf der Anlaufscheibe aufliegt.
Die Höhe der Erhöhung(en) in Richtung Wellscheibe ist vorzugsweise geringer die des zugeordneten Tals der Wellscheibe im entspannten Zustand der Wellscheibe; das heißt, das Tal liegt im entspannten Zustand der Wellscheibe beabstandet über der Erhöhung. Das Tal liegt in diesem Zustand vorzugsweise mehr als 0,2 mm (Millimeter), besonders vorzugsweise mehr als 0,3 mm, besonders vorzugsweise mehr als 0,4 mm, besonders vorzugsweise mehr als 0,5 mm über der Erhöhung.
Besonders vorzugsweise ist die Höhe der Erhöhung in Richtung Wellscheibe auch im vorgespannten Zustand des Wellscheibes nach dem Zusammenbau des Gehäusegrundkörpers und des Gehäusedeckels geringer als die des zugeordneten Tals, das heißt, das Tal liegt auch im vorgespannten Zustand der Wellscheibe beabstandet über der Erhöhung. Das Tal liegt in diesem Zustand vorzugsweise mehr als 0,1 mm, besonders vorzugsweise mehr als 0,2 mm, besonders vorzugsweise mehr als 0,3 mm, besonders vorzugsweise mehr als 0,4 mm über der Erhöhung.
Der Gehäusekörper der Getriebegehäuseeinheit weist vorzugsweise ein Durchgangsloch auf, durch welches sich die Welle erstreckt. Auf diese Weise kann die Welle in die Getriebegehäuseeinheit hineinragen. In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung weist der Gehäusekörper zwei solche Durchgangslöcher auf, sodass die Welle an beiden Seiten aus dem Gehäusekörper und damit der Getriebegehäuseeinheit herausragen kann; mit anderen Worten, die Welle kann den Gehäusekörper durchragen. Dazu befinden sich die Durchgangslöcher vorteilhafterweise an gegenüberliegenden Enden des Gehäusekörpers. Besonders vorzugsweise weisen der Gehäusegrundkörper und der Gehäusedeckel jeweils ein Durchgangsloch auf, durch welches sich die Welle erstrecken kann.
Die Erhöhung(en) grenzt vorzugsweise an das oder eines der Durchgangsloch/-löcher an. Vorzugsweise sind mehrere Erhöhungen auf einem Umkreis um die Welle herum angeordnet, besonders vorzugsweise gleichmäßig beabstandet.
Die bevorzugte Anlaufscheibe ist ringförmig, wobei die Welle durch das Loch der ringförmigen Anlaufscheibe verläuft. Die Anlaufscheibe liegt vorzugsweise im Wesentlichen senkrecht zur Axialrichtung der Welle oder des Rads. Sie ist vorzugsweise stationär relativ zu dem Rad, das heißt, das Rad läuft an die Anlaufscheibe an. Die bevorzugte Anlaufscheibe umfasst oder besteht aus Metall, vorzugsweise Stahl, beispielsweise Werkstoff 1.4310 nach DIN EN 10088-3. Die Oberfläche einer bevorzugten Anlaufscheibe ist zumindest in dem Bereich, in dem ein anderer Gegenstand, vorzugsweise ein Teil des Rads, an die Anlaufscheibe anläuft, mit einer reibungsoptimierten, vorzugsweise einer Chrom-Oberfläche ausgestattet. Dadurch kann vorteilhafterweise die Reibung zwischen Schneckenrad und Anlaufscheibe reduziert werden. In einer Ausführung der Erfindung ist die gesamte Anlaufscheibe verchromt. Eine bevorzugte Anlaufscheibe umfasst Stahl, besonders vorzugsweise verchromten Stahl. In einer weiteren möglichen Ausführungsform umfasst oder besteht die Anlaufscheibe aus einen nicht metallischen Werkstoff, vorzugsweise Keramik, beispielsweise Zirkoniumoxid.
Das bevorzugte Wellscheibe ist ringförmig. Besonders vorzugsweise verläuft die Welle durch das Loch der ringförmigen Wellscheibe. Die Wellscheibe liegt vorzugsweise im Wesentlichen senkrecht zur Axialrichtung der Welle oder des Rads. Es ist ein erreichbarer Vorteil dieser Ausführung der Erfindung, dass die Wellscheibe sich auf gegenüberliegenden Seiten der Wellenachse oder gleichmäßig beabstandet rundum auf der Anlaufscheibe abstützen kann. Auf diese Weise kann vorteilhafterweise einer einseitigen Bauteilbelastung entgegengewirkt werden.
In einer Ausführung der Erfindung liegt die Wellscheibe umschlossen von oder liegt um eine Zylinderwand oder in einer ringförmigen Nut des Gehäusegrundkörpers, vorzugsweise des Gehäusedeckels oder der Anlaufscheibe. Vorzugsweise ist oder sind auch die Erhöhung(en) von dieser Zylinderwand umschlossen oder liegt oder liegen um diese Zylinderwand oder in dieser Nut.
Die Wellscheibe umfasst vorzugsweise Federstahl, besonders vorzugsweise besteht sie aus diesem. Die Federkonstante der Wellscheibe soll einerseits eine gewisse Mindestgröße aufweisen, um einen ausreichenden Spielausgleich zu bewirken. Vorzugsweise ist die Federkonstante größer als 10 N/mm (Newton pro Millimeter), besonders vorzugsweise größer als 20 N/mm, besonders vorzugsweise sogar größer als 50 N/mm.
Andererseits sollte die Federkonstante der Wellscheibe einen gewissen Höchstwert nicht überschreiten, damit die Getriebeeinheit einfach montierbar ist. Vorzugsweise ist die Federkonstante kleiner als 750 N/mm, besonders vorzugsweise kleiner als 500 N/mm, besonders vorzugsweise sogar kleiner als 100 N/mm.
Bei der bevorzugten Getriebegehäuseeinheit sind Gehäusegrundkörper und Gehäusedeckel mittels Gewindeschrauben aneinander befestigbar. Vorzugsweise sind mindestens zwei, besonders vorzugsweise mindestens drei Gewindeschrauben vorgesehen. Vorzugsweise weist der Gehäusedeckel Durchgangslöcher auf, durch die die Gewindeschrauben ragen können. Der Gehäusegrundkörper weist vorzugsweise Löcher auf, in die die Gewinde der Gewindeschrauben jeweils eingeschraubt werden können, um den Gehäusedeckel am Gewindegrundkörper zu befestigen.
Die Getriebegehäuseeinheit ist vorzugsweise zu einer Getriebeeinheit weitergebildet, die neben der Getriebegehäuseeinheit eine in die Getriebegehäuseeinheit ragende Welle und ein innerhalb der Getriebegehäuseeinheit auf der Welle angeordnetes Rad aufweisen. Das Rad ist vorzugsweise als Schneckenrad ausgebildet, das besonders vorzugsweise mit einer mit einem Elektromotor antreibbaren Schnecke kämmt.
Figurenliste
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden nachfolgend anhand mehrerer in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen, auf welche die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist, näher beschrieben.
Es zeigt schematisch:

1 eine perspektivische Explosionsansicht der erfindungsgemäßen Getriebeeinheit mit einer erfindungsgemäßen Getriebegehäuseeinheit;
2 eine perspektivische Ansicht der dem Gehäusegrundkörper zugewandten Seite des Gehäusedeckels der Getriebegehäuseeinheit der 1;
3 eine perspektivische Ansicht der dem Gehäusegrundkörper zugewandten Seite des Gehäusedeckels der 1 mit aufliegender Wellscheibe;
4 eine teilweise Querschnittsansicht eines Details der Getriebeeinheit der 1 im Bereich eines Bergs der Wellscheibe;
5 eine teilweise Querschnittsansicht eines Details der Getriebeeinheit der 1 im Bereich eines Tals der Wellscheibe und
6 eine Kraft-Weg-Kurve der Kombination aus Wellfeder und Erhöhung der Getriebegehäuseeinheit der 1 bis 3.

Detaillierte Beschreibung von Ausführungen der Erfindung
Bei der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder vergleichbare Komponenten. Bei mehreren gleichen Komponenten ist in der Regel nur eine mit einem Bezugszeichen versehen.
Die in den Figuren dargestellte Getriebeeinheit 1 besteht im Wesentlichen aus einer Getriebegehäuseeinheit, einer von einem an einen Flansch 2 anbaubaren Elektromotor (nicht dargestellt) antreibbaren Antriebswelle (ebenfalls nicht dargestellt), einem innerhalb der Getriebegehäuseeinheit angebrachten Schneckengetriebe, von dem das Schneckenrad 3 dargestellt ist, und einer die Getriebegehäuseeinheit durchragenden, nur in 2 ausschnittsweise dargestellten Abtriebswelle 4 des Schneckengetriebes.
Die Abtriebswelle 4 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Spindel ausgeführt und kann insbesondere zum Verstellen beweglicher Teile in Kraftfahrzeugen verwendet werden. Die Abtriebswelle 4 stellt eine Welle im Sinn der vorliegenden Erfindung dar. Die Achse der Antriebswelle ist zur Achse der Abtriebswelle 4 um im Wesentlichen 90° versetzt.
Die Getriebegehäuseeinheit bildet durch einen Gehäusekörper bestehend aus einem Gehäusegrundkörper 5 und einen Gehäusedeckel 6, beide aus Kunststoff, in ihrem Inneren einen Aufnahmeraum für das Schneckengetriebe. Der Gehäusegrundkörper 5 und der Gehäusedeckel 6 sind über vier Gewindeschrauben (nicht dargestellt) aneinander befestigt. Dazu weist der Gehäusedeckel 6 vier Durchgangslöcher auf, und im Gehäusegrundkörper 5 befinden sich vier korrespondierende Löcher, in die die Gewinde der Gewindeschrauben eingeschraubt werden können. Das Schneckengetriebe wird in der vorliegenden Ausführungsform aus einer auf der Antriebswelle ausgebildeten Schnecke (nicht dargestellt) gebildet, die mit dem Schneckenrad 3 kämmt. Das Schneckenrad 3 ist an der Abtriebswelle 4 angeordnet und überträgt die Bewegung der Schnecke auf die als Spindel ausgeführte Abtriebswelle 4. Das Axialspiel des Schneckenrads 3 soll durch die weiter unten näher beschriebenen Maßnahmen ausgeglichen wird.
Der Gehäusegrundkörper 5 des Gehäusekörpers weist ein auf den Außendurchmesser der Abtriebswelle 4 abgestimmtes Durchgangsloch 8 auf. In ähnlicher Weise besitzt der Gehäusedeckel 6 ein mit dem Durchgangsloch 8 des Gehäusegrundkörpers 5 korrespondierendes Durchgangsloch 7, sodass die Abtriebswelle 4 die Getriebegehäuseeinheit durchragen und derart in dieser gelagert werden kann, dass sie zu beiden Seiten aus der Getriebegehäuseeinheit herausragt.
Zwischen dem Schneckenrad 3 und dem Gehäusedeckel 6 befindet sich eine Anlaufscheibe 9, an deren eine Seite sich ein Teil des Schneckenrads 3 abstützt. Die Anlaufscheibe dreht sich nicht mit dem Schneckenrad 3 mit, sondern ist stationär relativ zu diesem, das heißt, das Schneckenrad 3 läuft an die Anlaufscheibe 9 an. Die Anlaufscheibe 9 ist aus Stahl, der mit Chrom beschichtet ist, um die Reibung des Schneckenrads 3 an der Anlaufscheibe 9 zu reduzieren. Auf der anderen Seite stützt sich eine Wellscheibe 10 an der Anlaufscheibe 9 ab.
Die Wellscheibe 10 liegt auf einem ringförmigen Teil des Gehäusedeckels auf, der das Durchgangsloch 7 des Gehäusedeckels 6 umschließt (im Folgenden als Wellscheibenlager bezeichnet). Das Wellscheibenlager weist vier Erhöhungen 12 auf, deren Lage den vier Tälern der dem Gehäusedeckel 6 zugewandten Seite der Wellscheibe 10 entspricht. Zwischen den Erhöhungen werden die Berge der Wellscheibe aufgenommen. Das Wellscheibenlager ist besonders gut in 2 zu sehen, die den Gehäusedeckel ohne Wellscheibe 10 zeigt.
Das Wellscheibenlager des Gehäusedeckels 6 ist von einer Zylinderwand 11 des Gehäusedeckels 6 umschlossen, die die Wellscheibe 10 aufnimmt, wie in 3 dargestellt. Die Wellscheibe 10 ist also von einer Zylinderwand 11 des Gehäusedeckels 6 umschlossen. Durch ihre zentrale Öffnung verläuft die Antriebswelle 4.
Die Höhe der Erhöhungen 12 gemessen von den Abschnitten des Wellscheibenlagers zwischen den Erhöhungen in Richtung Anlaufscheibe 9 ist geringer als der Abstand zwischen Bergen und Tälern der Wellscheibe 10 in deren entspanntem Zustand und auch im vorgespannten Zustand der Wellscheibe 10 nach dem Zusammenbau des Gehäusegrundkörpers 5 und des Gehäusedeckels 6.
Zum Zusammenbau der Getriebeeinheit 1 wird unter anderem die Wellfeder 10 in den von der Zylinderwand 11 gebildeten Zylinder im Gehäusedeckel 6 auf das Wellscheibenlager gesetzt und das Schneckenrad 3 bei aufgesetzter Anlaufscheibe 9 in die Durchgangsöffnung 7 des Gehäusedeckels 6 eingesetzt. Dann wird der Gehäusedeckel 6 mit dem Gehäusegrundkörper 5 gegen die Kraft der Wellfeder 10 zusammengepresst und die beiden Komponenten werden mit den Gewindeschrauben verschraubt. Dadurch ist die Wellfeder 10 permanent vorgespannt und teilweise komprimiert. 4 zeigt, wie die Berge der dem Gehäusekörper zugewandten Seite der Wellescheibe 10 in den Bereichen des Wellscheibenlagers zwischen den Erhöhungen anliegt.
Das Schneckenrad 3 wird im Betrieb der Getriebeeinheit durch die Kraft der Wellfeder 10 in Richtung eines nicht dargestellten Anschlags im Gehäusegrundkörper 5 gepresst, wobei zwischen diesem Anschlag und dem Schneckenrad 3 eine weitere Anlaufscheibe 13 angeordnet ist. Je nach Laufrichtung des Getriebes wird diese Kraft noch verstärkt oder das Getriebe erzeugt eine entgegengesetzte Kraft, das heißt eine Kraft, die das Schneckenrad 3 in Richtung Gehäusedeckel 6 drängt. Diese Kraft führt zu einer weiteren Kompression der Wellscheibe 10. Dies ist gut im rechts oberen Quadranten der Kraft-Weg-Kurve in 6 zu erkennen. In der Figur ist D der Kompressionsweg in Richtung Gehäusedeckel 6 und F die dazu erforderliche Kraft.
Wenn eine Kompression des Wellscheibes ein vorbestimmtes Maß D1 erreicht hat, schlagen die Täler der Wellscheibe an die Erhöhungen 12 des Wellscheibenlagers an. Dieser Zustand ist in 5 dargestellt. Da dieser aus einem Kunststoffmaterial bestehen, geben sie ihrerseits etwas nach, allerding ist die Kurve wegen der wesentlich höheren Federkonstante ε₁ des Kunststoffmaterials wesentlich steiler, sodass der Erhöhung das Spiel des Schneckenrads 3 wirkungsvoll begrenzt.
Die in der vorstehenden Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen von Bedeutung sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102008043904 A1 [0002]
DE 102011077584 A1 [0003]
WO 2018215010 A1 [0004]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

DIN EN 10088-3 [0030]

Claims

Getriebegehäuseeinheit, die wenigstens einen Teil einer Welle (4) oder eines auf einer Welle (4) angeordneten Rads (3) aufnehmen kann und die einen Gehäusekörper (5, 6) mit einer Wellscheibe (10) zum Axialspielausgleich zwischen der Welle (4) oder dem Rad (3) und dem Gehäusegrundkörper (5, 6), wobei die Wellscheibe (10) sich am Gehäusekörper (5, 6) abstützt, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäusekörper (5,6) im Bereich mindestens eines Tals der Wellscheibe (10) eine Erhöhung (12) aufweist, sodass die Wellscheibe (10) bei einem vorbestimmten Kompressionsmaß an die Erhöhung (12) anschlagen kann, um eine weitere Kompression zu verhindern.
Getriebegehäuseeinheit, die wenigstens einen Teil einer Welle (4) oder eines auf einer Welle (4) angeordneten Rads (3) aufnehmen kann und die einen Gehäusekörper (5, 6) mit einer Wellscheibe (10) zum Axialspielausgleich zwischen der Welle (4) oder dem Rad (3) und dem Gehäusegrundkörper (5, 6) und eine Anlaufscheibe (9), die sich an der Wellscheibe (10) abstützt, aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlaufscheibe, die Welle oder das Rad im Bereich mindestens eines Tals der Wellscheibe (10) eine Erhöhung (12) aufweist, sodass die Wellscheibe (10) bei einem vorbestimmten Kompressionsmaß an die Erhöhung (12) anschlagen kann, um eine weitere Kompression zu verhindern.
Getriebegehäuseeinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass Wellscheibe (10) sich an seiner von der Anlaufscheibe (9) abgewandten Seite am Gehäusekörper (5, 6) abstützt.
Getriebegehäuseeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Erhöhung (12) einstückig mit einem anderen Teil des Gehäusekörpers (5, 6) oder dem gesamten Gehäusekörper (5, 6) ausgebildet ist.
Getriebegehäuseeinheit nach einem der vorangehenden Anspruche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäusekörper (5, 6) einen Gehäusegrundkörper (5) und einen Gehäusedeckel (6) aufweist.
Getriebegehäuseeinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellscheibe (10) sich an seiner von der Anlaufscheibe (9) abgewandten Seite am Gehäusedeckel (6) abstützt.
Getriebegehäuseeinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhöhung (12) Kunststoff umfasst.
Getriebegehäuseeinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellscheibe (10) ringförmig ist.
Getriebegehäuseeinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellscheibe (10) Federstahl umfasst.
Getriebegehäuseeinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für jedes Tal der Wellscheibe (10) mindestens eine Erhöhung (12) vorgesehen ist, sodass jedes Tal die Wellscheibe (10) bei einem vorbestimmten Kompressionsgrad an seine zugeordnete Erhöhung (12) anschlagen kann, um eine weitere Kompression zu verhindern.
Getriebegehäuseeinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebegehäuseeinheit mehrere Erhöhungen (12) aufweist, die auf einem Umkreis um die Welle (4) herum angeordnet sind.
Getriebegehäuseeinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Gehäusegrundkörper (5) und Gehäusedeckel (6) mittels Gewindeschrauben aneinander befestigbar sind.
Getriebeeinheit (1) mit einer Getriebegehäuseeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, einer in die Getriebegehäuseeinheit ragende Welle (4) und einem innerhalb der Getriebegehäuseeinheit auf der Welle (4) angeordneten Rad (3).
Getriebeeinheit (1) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellscheibe (10) gegen die Anlaufscheibe (9) vorgespannt ist.
Getriebeeinheit (1) nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Rad (3) als Schneckenrad ausgebildet ist, das mit einer mit einem Elektromotor antreibbaren Schnecke kämmt.