DE3136376A1

DE3136376A1 - Zahnradsegmentgetriebe mit intermittierender verriegelung

Info

Publication number: DE3136376A1
Application number: DE19813136376
Authority: DE
Inventors: Siegfried 3180 Wolfsburg Tiedtke
Original assignee: Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle Behr GmbH and Co KG
Priority date: 1981-09-14
Filing date: 1981-09-14
Publication date: 1983-05-05
Also published as: SE8205168L; FR2512908A1; SE8205168D0; DE3136376C2

Description

81-Β-24 EZDP/Heu/Wa

Süddeutsche Kühlerfabrik Julius Fr. Behr GmbH & Co. KG Mauserstr. 3, 7000 Stuttgart 30

Zahnradsegmentgetriebe mit intermittierender Verriegelung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Zahnradsegmentgetriebe gemäß dem Oberbegriff des voranstehenden Anspruches 1 .

Derartige Zahnradsegmentgetriebe werden für die verschiedensten Stellantriebe eingesetzt, unter anderem für den Antrieb von Luftklappen in einem Gehäuse einer Heizungs- bzw. Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges. Hierbei besteht oft die Aufgabe, daß mehrere Klappen, also Abtriebe, gleichzeitig von einem Bedienungsorgan, dem Antrieb, nach einem Programm betätigt werden, wobei beispielsweise eine Klappe in eine andere Stellung bewegt wird. In diesem Falle muß die in Ruhe befindliche Klappe verriegelt werden, damit sie ihre Stellung trotz fortlaufendem Antrieb tatsächlich beibehält.

Aufgabe der Erfindung ist es, für ein Zahnradsegmentgetriebe der eingangsgenannten Gattung eine Verriegelung zu schaffen, die es erlaubt, das Abtriebsglied bei kontinuierlichem Antrieb zwischenzeitlich zu verriegeln.

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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des vorstehenden Anspruches 1 gelöst. Durch die Anordnung einer Verriegelungsrippe auf dem Antriebsglied und einer Verriegelungsnut auf dem Abtriebsglied ist es möglich, bei kontinuierlichem Antrieb zunächst eine definierte Abtriebsbewegung bzw. einen bestimmten Abtriebswinkel zu erzeugen und anschließend das Abtriebsglied in seiner Stellung zu verriegeln. Vorteilhaft bei dieser sicheren Verriegelung des Abtriebsgliedes ist weiterhin, daß keine zusätzlichen Rastglieder erforderlich sind? die entsprechende Rastmomente erzeugen würden. Vielmehr xtferden aufgrund der erfindungsgemäßen Ausbildung für das Antriebs- und Abtriebsglied lediglich zwei Bauelemente benötigt, die als Kunststoffteile besonders leicht herstellbar sind.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 2 ist gewährleistet, daß die Verriegelung ruckfrei erfolgt, weil die Eingriffsflanke der Verriegelungsrippe in ihrer Form dem kinematischen Bewegungsablauf von Antriebs- und Abtriebsglied angepaßt ist.

Wach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung gemäß Anspruch 3 sind zwei Verriegelungsrippen auf dem Umfang des Äntriebsgliedes angeordnet» Dadurch wird es möglich, in radialer Anordnung, also am Umfang des Antriebsgliedes, ein weiteres Äbtriebsglied mit einer entsprechenden Verriegelungsnut anzuordnen. Diese beiden oder auch mehrere - Abtriebsglieder können dann bei fortlaufender Drehbewegung des Antriebsgliedes nacheinander angetrieben und verriegelt werden. Hiermit lassen sich die Möglichkeiten eines programmierten Abtriebes vervielfältigen.

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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung gemäß Anspruch 4 weisen die Abtriebsglieder Abtriebsarme auf, die mit Anlenkpunkten für Druck-oder Zugglieder versehen sind; somit kann aus der Rotationsbewegung der Abtriebsglieder eine Translationsbewegung erzeugt werden, wie sie beispielsweise bei der Betätigung von Luftklappen in einem Heizungsgehäuse über Bowdenzüge benötigt wird. Selbstverständlich können statt der Abtriebsarme auch andere Abtriebe vorgesehen werden, z.B. eine Verzahnung auf den Abtriebsgliedern, so daß ein weiteres Zahnrad oder eine Zahnstange angetrieben werden kann.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung gemäß Anspruch 5 sind mehrere Paare von Antriebs- und Abtriebsgliedern axial gegeneinander versetzt angeordnet, wobei die Antriebsglieder auf einer gemeinsamen Antriebsachse und die Abtriebsglieder jeweils auf einer eigenen Abtriebsachse befestigt sind. Durch diese bauliche Variante ist es möglich, beliebig viele Abtriebsfunktionen in Abhängigkeit von einem Antrieb in axialer Richtung unterzubringen.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung gemäß Anspruch 6 ist dem Antriebsglied eine weitere Zahnradsegmentstufe nachgeschaltet, die die Antriebsbewegung kontinuierlich, also ohne Verriegelung, auf den zweiten Abtrieb überträgt. Durch diese Anordnung ist es möglich, bei fortlaufender Antriebsdrehbewegung den ersten Abtrieb intermittierend und den zweiten Abtrieb kontinuierlich zu betreiben. Eine solche Anordnung ist besonders vorteilhaft für die Betätigung von Luftklappen für ein Heizungs- bzw. Klimagehäuse verwendbar: Gemäß Anspruch 7 erfolgt der Antrieb dann über einen Handdrehknopf, der vom Fahrgast betätigt wird.

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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 ein Zahnradsegmentpaar mit Verriegelungsrippe und Verriegelungsnut,

Fig. 2 ein Zahnradsegment- Antriebsglied mit zwei Zahnradsegmentabtriebsgliedern mit erfindungsgemäßer intermittierender Verriegelung und

Fig. 3 ein Zahnradsegmentgetriebe mit erfindungsgemäßer intermittierender Verriegelung bei einem ersten Abtrieb und mit einem zweiten kontinuierlichen Abtrieb»

Fig» 1 zeigt ein als Rad ausgebildetes auf einer Antriebswelle 3 angeordnetes mit einem Zahnradsegment 5 versehenes Antriebsglied 1, das ein ebenfalls als Rad ausgebildetes, auf einer Abtriebswelle 4 angeordnetes,, mit einer Vezahnung 6 versehenes Abtriebsglied 2 antreibt. Dieses Abtriebsglied 2 weist einen Abtriebsarm 11 auf, der bei fortlaufender Antriebsbewegung die in ausgezogenen Linien dargestellte Stellung 11 sowie die in strichpunktierten Linien dargestellte Stellung 11·einnehmen und in dieser verriegelt werden soll. Das Antriebsglied 1 weist auf seiner Stirnseite eine Verriegelungsrippe 7 auf, die sich über einen Teil des Umfanges, in diesem Falle etwa 270 , als kreisringförmiger Steg erstreckt. Auf der Stirnseite des Abtriebsgliedes 2 ist eine kreisringförmige Verriegelungsnut 8 angeordnet, deren Innen- und Außendurchmesser denen der Verriegelungsrippö7 entsprechen und die derart gegenüber der Drehachse des Abtriebsgliedes 2 nach außen verschoben ist, daß sich bei einer bestimmten Stellung von Antriebsglied 1 und Abtriebsglied 2 Verriegelungsrippe 7 und Verriegelungsnut 8 decken, d.h. im Eingriff miteinander befinden. Die Anordnungen der Verzahnungen 5 und 6 einerseits sowie der Verriegelungsrippe 7 und

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der Verriegelungsnut 8 anderseits auf den Antriebs- und Abtriebsgliedern 1 und 2 sind so getroffen, daß die Eingriffsflanke 9, d.h. der Punkt A 1, der Verriegelungsrippe 7 dann mit dem Punkt B 1 der Verriegelungsnut 8 zusammentrifft, wenn die Verzahnungen 5 und 6 gerade außer Eingriff gekommen sind. Damit das Einrücken der Verriegelungsrippe7in die Verriegelungsnut 8 ruckfrei erfolt, ist die Eingriffsflanke 9 zu einer Einrückkurve abgerundet; analog sind die Eintrittskanten 10 der Verrriegelungsnut 8 abgerundet. Bei diesem dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung, ist es also möglich, den Abtriebsarm 11 zunächst aufgrund der im Eingriff befindlichen Verzahnung 5,6 in die Stellung 11' zu bringen und das Abtriebsglied 2 dann in dieser Stellung zu verriegeln, weil dann bei fortlaufender Drehbewegung des Antriebsgliedes 1 die Verriegelungsrippe 7 in die Verriegelungsnut 8 eingreift und somit das Abtriebsglied 2 and einer Drehbewegung hindert.

Fig. 2 zeigt eine weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem das Antriebsglied 12 zwei Abtriebsglieder 13 und 14 antreibt bzw. verriegelt. Das Antriebsglied 12 ist auf einer Antriebsachse 15 gelagert und weist auf je einer Stirnseite ein Zahnradsegment 24 und 25 auf. Das Abtriebsglied 13 ist auf der Abtriebsachse 16 und das weitere Abtriebsglied 14 ist auf der Abtriebsachse 17 gelagert; beide Abtriebsglieder 13 und 14 weisen einen Abtriebsarm 18 bzw. 19 auf,der die in ausgezogenen Linien dargestellte Stellung 18 bzw. 19 und die in strichpunktierten Linien dargestellte Stellung 18' bzw. 19' einnehmen soll. Das Abtriebsglied 13 weist ferner eine Verzahnung 26 auf, die mit der Verzahnung des Zahnradsegments 24 in Eingriff gebracht werden kann; das Abtriebsglied 14 besitzt eine Verzahnung 27, die mit dem weiteren Zahnradsegment 25 in bzw. außer Eingriff gebracht werden kann. Im Unterschied zum Ausführungs

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beispiel nach FIG. T weist das Antriebsglied 12 zwei VerriegelungsripDcn 2 0 und 21 auf, din wiederum kreisringförmig ausgebildet sind, sich jedoch jeweils nur über einen Teil des Umfanges erstrecken, so daß zwischen ihnen verriegelungsfreie Abschnitte verbleiben. Jedes Abtriebsglied 13 und 14 weist eine kreisringförmig ausgebildete Verriegelungsnut 22 bzw. 23 auf, die wiederum derart gegenüber den Antriebsachsen versetzt sind, daß sie sich bei einer bestimmten Stellung der Abtriebsglieder mit dem Kreisring der Verrriegelungsrippen 20 und 21 decken. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel befindet sich das Zahnradsegment 24 des Antriebsgliedes 12 mit der Verzahnung 26 des ersten Abtriebsgliodes 13 in Eingriff, und der Abtriebsarm 18 befindet sich in seiner unteren Stellung. Gleichzeitig ist das zweite Abtriebsglied 14 infolge Eingriffes der Verriegelungsrippe 21 in die Verriegelungsnut 23 verriegelt, und der Abtriebsarm 19 befindet sich in seiner rechten Stellung. Bei weiterer Drehbewegung des Antriebsgliedes 12 in Pfeilrichtung bleibt das zweite Abtriebsglied 14 verriegelt, während das erste Abtriebsglied 13 in Pfeilrichtung verdreht wird, bis der Abtriebsarm 18 seine obere Stellung 18' erreicht hat. Dann sind die Verzahnungen 24 und 26 außer Eingriff, während unmittelbar daran anschließend die Verriegelungsrippe 21 mit der Verriegelungsnut 22 in Eingriff kommt und somit das erste Abtriebsglied 13 in der Stellung 18' verriegelt. Gleichzeitig gelangt die Verzahnung 25 in Eingriff mit der Verzahnung 27, so daß das zweite Abtriebsglied 14 links herum bewegt wird, bis der Abtriebsarm 19 die strichpunktiert eingezeichnete linke Stellung 19' einnimmt. Der geschilderte Bewegungsablauf der Abtriebsglieder 13 und 14 verläuft bei Umkehr der Drehrichtung des Antriebsgliedes 12, also entgegen der Pfeilrichtung, entgegengesetzt, d.h. in

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die Ausgangsstellung zurück. Analog der Anordnung dieses Ausführungsbeispieles mit zwei Abtriebsgliedern ist es jedoch auch denkbar, weitere Verriegelungsrippen abschnittweise auf dem Umfang des Antriebsgliedes anzuordnen und dementsprechend weitere Abtriebsglieder mit entsprechenden Verrriegelungsnuten am Umfang des Antriebsgliedes, also radial zu dessen Achse, anzuordnen. Hierdurch können mehrere Abtriebsfunktionen etwa in einer Ebene untergebracht werden, d.h. es wird eine in axialer Richtung gesehen kurze Bauweise des gesamten Getriebes erzielt.

FIG. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem das Zahnradsegmentgetriebe gemäß Fig. mit einer weiteren Zahnradstufe gekopelt ist und als Stellantrieb für die Klappen im Heizungs- bzw. Klimagehäuse für ein Kraftfahrzeug fungiert. Gleiche Teile in FIG. 1 und FIG.3 sind mit gleichen Bezugszahlen bezeichnet. Das Antriebsglied 1 ist drehfest mit der Antriebswelle 3 verbunden, die ihrerseits^ im Lager 29 der Gehäusewand 28 eines Heizungsgehäuses gelagert ist. Der Abtriebsarm 11 des Abtriebsgliedes 2 weist einen Anlenkpunkt 31 auf, an dem ein Bowdenzug für die Betätigung einer Luftklappe angreift. Antriebsglied 1 und Abtriebsglied 2 stehen über die Zahnradsegmente 5 und 6(also wie in FIG.1) ,zeitweise miteinander in Eingriff bzw. zeitweise außer Eingriffdann greift die Verrieglungsrippe 7 des Antriebsgliedes 1 in die Verriegelungsnut 8 des Abtriebsgliedes 2 ein und verriegelt somit den ersten Abtrieb 2.

Die Verlängerung 3' der Antriebswelle 3 trägt an ihrem Ende ein Ritzel 35, das im Lager 33 einer Gehäusezwischenwand 32 gelagert ist. Mit diesem Ritzel 35 befindet sich ein Zahnrad 36 in Eingriff, das drehfest auf eine Abtriebsachse 37 angeordnet ist,

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die ihrerseits im Lager 34 drehbar gelagert ist. Mit dem Zahrad 36 fest verbunden ist ein Abtriebsarm 38, an dem sich ein Anlenkpunkt 39 für die Anlenkung eines weiteren Bowdenzuges zur Betätigung einer weiteren Luftklappe befindet. Im Unterschied zu dem ersten Abtriebsglied 2, das erfindungsgemäß verriegelt werden kann, findet bei diesem zweiten Abtrieb keine Verriegelung statt; vielmehr soll soll dieser Abtrieb 36 bzw= 39 kontinuierlich weiter bewegt werden, sobald und so lange der Antrieb eine Drehbex-uegung erfährt„ Mit dieser Getriebeanordnung ist es also möglich,, mit einem Antrieb zwei Abtriebe in der Weise zu steuern, daß der erste Abtrieb intermittierend angetrieben bzw= verriegelt und der zweite Abtrieb kontinuierlich angetrieben wird Eine solche Steuerung ist beispielsweise für ein Programm für die Luftklappensteuerung einer Heizungsoder Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug vorteilhaft, wo die eine Luftklappe nur zwei verschiedene Stellungen? die andere dagegen mehrere Stellungen einnehmen soll.

Leerseite

Claims

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Süddeutsche Kühlerfabrik Julius Fr. Behr GmbH & Co. KG Mauserstr. 3, 7000 Stuttgart 30

Ansprüche

Zahnradsegmentgetriebe, bei dem mindestens ein Zahnradsegment eines Äntriebsgliedes mit einem korrespondierenden Zahnradsegment mindestens eines Abtriebsgliedes in Eingriff bzw. außer Eingriff gebracht werden kann, dadurch gekennzeichnet , daß das Antriebsglied (1) stirnseitig auf einem Teil seines Umfanges mindestens eine kreisringförmige, koaxial angeordnete, sich in axialer Richtung erstreckende Verriegelungsrippe (7?20,21) und das Abtriebsglied stirnseitig eine ebenfalls kreisringförmige, nicht koaxial angeordnete, sich in axialer Richtung erstreckende, mit der Verriegelungsrippe (7;20,21) derart korrespondierende Verriegelungsnut (8;22,23) aufweist, daß sich bei der Stellung des Antriebs- und des Abtriebsgliedes zueinander, in der sich ihre Zahnradsegmente (5,6;24,25,26,27) außer Eingriff befinden, die Verriegelungsrippe mit der Verriegelungsnut in Eingriff befindet und somit das Abtriebsglied (2113,14) verriegelt.
2. Zahnradsegmentgetriebe, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingriffsflanke

(9) der Verriegelungsrippe (7) und die Eintrittskanten

(10) der Verriegelungsnut (8) zu Einrückkurven abgerundet sind.

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3. Zahnradsegmentgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Umfang des Antriebsgliedes (12) zwei sich jeweils abschnittweise erstreckende Verriegelungsrippen (20,21) und in Drehrichtung gesehen zwischen diesen ein erstes und ein zweites Zahnradsegment (24,25) angeordnet sind, daß das Antriebsglied (12) mit einem ersten und zweiten radial angeordneten Abtriebsglied (13,14) in bzw. außer Eingriff gebracht werden kann und daß das erste und zweite Abtriebsglied (13,14) jeweils eine mit den Verriegelungsrippen (20,21) korrespondierende Verriegelungsnut (22,23) aufweisen.
4. Zahnradsegmentgetriebe, nach Anspruch 1 oder 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtriebsglieder (2;13,14) Abtriebsarme (11; 18,19) zur Anlenkung von Zug- oder Druckgliedern aufweisen.
5. Zahnradsegmentgetriebe, nach Anspruch 1 oder 2 oder 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Antriebs- und Abtriebsglieder mit Zahnradsegmentpaaren und jeweils korrespondierenden Verriegelungsrippen und Verrriegelungsnuten axial gegeneinander versetzt angeordnet sind.
6. Zahnradsegmentgetriebe nach Anspruch 1 oder 2 oder 3 oder 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Antriebsachse (3,3')des Antriebsgliedes (1) ein weiteres Ritzel (35) zum kontinuierlichen Antrieb eines Zahnrades (36) angeordnet ist.

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7» Zahnradsegmentgetriebe nach Anspruch 1 oder 2 oder 3 oder 4 oder 5 oder 6, dadurch gekennz e i c h net , daß der Antrieb des Antriebsgliedes (1) über einen Handdrehknopf erfolgt und daß die Abtriebsglieder (11,31,-38,39) Klappen einer Heizungs- bzw. Klimaanlage steuern.