DE3144882A1 - Mechanism, in particular for a small electric motor - Google Patents
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Abstract
Description
Getriebe, insbesondere für einen elektrischen KleinmotorGear, especially for a small electric motor
Die Erfindung geht aus von einem Getriebe, insbesondere für einen elektrischen Kleinmotor, mit einer Antriebswelle, die eine Schnecke mit einem bestimmten Durchmesser des Fußkreises trägt und deren Durchmesser in weiten Bereichen größer als der Durchmesser des Fußkreises der Schnecke ist, und mit einem Schneckenrad, das mit der Schnecke kämmt.The invention is based on a transmission, in particular for one small electric motor, with a drive shaft that has a screw with a certain Diameter of the root circle and their diameter in large areas larger than the diameter of the root circle of the worm, and with a worm wheel, that combs with the snail.
Derartige Getriebe werden vor allem dann verwendet, wenn die Drehzahl der Antriebswelle stark heruntergesetzt werden soll. Dies ist zum Beispiel der Fall bei einem elektrischen Kleinmotor, der die Scheibenwischer eines Kraftfahrzeugs antreibt. Bei den bekannten Getrieben besitzt die Schnecke so viele Windungen, daß alle Zähne des Schneckenrades, die in einen Bereich an der Abtriebswelle hineinragen, der innerhalb des Durchmessers des Kopfkreises der Schnecke liegt, auch in eine Windung der Schnecke eingreifen. Die Länge der Schnecke in Achsrichtung der Antriebswelle ist also mindestens so lang, wie der Abstand der beiden Schnittpunkte des Kopfkreises des Schneckenrades und dem die Schnecke einhüllen den Zylinder.Such transmissions are mainly used when the speed the drive shaft is to be lowered significantly. This is the case, for example in the case of a small electric motor that drives the windshield wipers of a motor vehicle drives. In the known gears, the worm has so many turns that all teeth of the worm wheel that protrude into an area on the output shaft, which lies within the diameter of the tip circle of the worm, also into a Engage the turn of the worm. The length of the worm in the axial direction of the drive shaft is therefore at least as long as the distance between the two points of intersection of the tip circle of the worm wheel and that of the worm envelop the cylinder.
Die Schnecken werden normalerweise durch Rollen oder Fräsen hergestellt. Beim Rollen wird das Material der Antriebswelle verformt und zu den Schneckenwindungen aufgestellt. Es ist einleuchtend, daß die dazu nötige Kraft um so größer ist, je mehr Material bewegt wird. Setzt man beim Fräsen eine bestimmte Vorschubgeschwindigkeit voraus, so ist die Zeitdauer, die zum Fräsen der Schnecke benötigt wird, um so länger, je länger die Schnecke ist.The screws are usually made by rolling or milling. When rolling, the material of the drive shaft is deformed and becomes the screw windings set up. It is evident that the force required for this is all the greater, the more more material is moved. If you set a certain feed rate when milling ahead, the longer the time it takes to mill the worm, the longer the snail is.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Getriebe, das die Merkmale aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aufweist, so weiterzuentwickeln, daß seine Herstellung vereinfacht und vor allem kostengünstiger gestaltet werden kann.The object of the invention is to provide a transmission that has the features from the Has the preamble of claim 1 to develop so that its production can be simplified and, above all, more cost-effective.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Getriebe mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gelöst, daß die Schnecke kürzer ist als die Länge, die der Kopfkreis des Schneckenrades aus der Antriebswelle ausschneidet, und daß die Antriebswelle zumindest auf einer Seite der Schnecke einen Einstich aufweist, der einen verringerten Durchmesser besitzt und in den das Schneckenrad eintaucht.According to the invention, this object is achieved in a transmission with the features solved from the preamble of claim 1 in that the screw is shorter than the length that the tip circle of the worm wheel cuts out of the drive shaft, and that the drive shaft has a recess on at least one side of the screw has, which has a reduced diameter and in which the worm wheel immersed.
Die Erfindung fußt auf der Tatsache, daß die Zähne des Schneckenrades, die nur wenig in die Schnecke eintauchen, die also von einer Ebene, die senkrecht auf der Antriebswelle steht und durch die Achse des Schneckenrades geht, weit entfernt sind, nur wenig zur Kraftübertragung von der Antriebswelle auf das Schneckenrad beitragen. Bei einem erfindungsgemäßen Getriebe ist nun auf Windungen der Schnecke, die bei den bisher üblichen Getrieben mit den genannten Zähnen zusammenwirken, verzichtet worden. Die Länge der Schnecke ist dadurch sehr kurz geworden, so daß sich die Fräszeit für eine Schnecke verringert hat.The invention is based on the fact that the teeth of the worm wheel, which are only slightly immersed in the snail, i.e. from a plane which is perpendicular stands on the drive shaft and goes through the axis of the worm wheel, far away are, only a little for power transmission from the drive shaft to the worm wheel contribute. In a gear according to the invention is now on turns of the worm, which cooperate with the aforementioned teeth in the gears that have been customary up to now, are dispensed with been. The length of the worm has become very short, so that the milling time for a snail has decreased.
Der oder die Einstiche neben der Schnecke können zugleich mit einem ohnehin notwendigen Abdrehen der Antriebswelle ausgebildet werden. Die kürzere Fräszeit macht sich deshalb voll in niedrigeren Herstellkosten bemerkbar. Da wegen der vorhandenen Einstiche auch die Fräszeit "Tauchen auf Zahntiefe', zumindest teilweise entfällt, wird die Herstellung noch kostengünstiger.The puncture or punctures next to the snail can be used at the same time as a already necessary turning of the drive shaft can be formed. The shorter milling time is therefore fully noticeable in lower manufacturing costs. Because of the existing Grooves also include the milling time "diving to tooth depth", at least partially omitted, production becomes even more cost-effective.
Vorteilhafte Weiterbildungen eines erfindungsgemäßen Getriebes sind den Unteransprüchen zu entnehmen. So ist es sehr günstig, wenn gemäß Anspruch 2 die Schnecke zu gleichen Teilen auf beiden Seiten einer Ebene liegt, die senkrecht auf der Antriebswelle steht und durch die Achse des Schneckenrades geht, und wenn die Antriebswelle auf beiden Seiten der Schnecke einen Einstich aufweist.Advantageous developments of a transmission according to the invention are to be found in the subclaims. So it is very favorable if, according to claim 2 the snail lies in equal parts on both sides of a plane that is perpendicular stands on the drive shaft and goes through the axis of the worm wheel, and if the drive shaft has a recess on both sides of the screw.
Dadurch kann die Schnecke außerst kurz gehalten werden.This means that the worm can be kept extremely short.
Ist der Durchmesser des Einstichabschnitts der Antriebswelle unmittelbar an der Schnecke zumindest so gering wie der Durchmesser des Fußkreises der Schnecke, so entfällt das Fräsen auf Zahntiefe fast vollständig. Legt man jedoch darauf weniger großen Wert und will an der Antriebswelle möglichst wenig abdrehen, so kann man gemäß Anspruch 5 den Durchmesser des Einstichabschnitts unmittelbar an der Schnecke größer machen als den Durchmesser des Fußkreises der Schnecke.The diameter of the piercing section of the drive shaft is immediate on the screw at least as small as the diameter of the root circle of the screw, This means that there is almost no need for milling to the tooth depth. But if you put less emphasis on it great value and want to turn the drive shaft as little as possible, so you can according to claim 5, the diameter of the piercing section directly on the screw make it larger than the diameter of the root circle of the screw.
Dies ist möglich, da der Kopfkreis des Schneckenrades am Ende der Schnecke schon etwas vom Fuß der Schnecke zurückgewichen ist. Um möglichst wenig Material von der Antriebswelle entfernen zu müssen, ist es gemäß Anspruch 6 zweckmäßig, daß der Durchmesser des Einstichabschnitts der Antriebswelle von seinem kleinsten Durchmesser unmittelbar an der Schnecke mit zunehmender Entfernung von der Schnecke kontinuierlich bis auf den normalen Durchmesser der Antriebswelle anwächst. Die Anpassung an die Form des Schneckenrades ist dabei dann am besten, wenn gemäß Anspruch 8 die Mantelfläche des Einstichabschnitts nach innen gekrümmt ist, wenn man in Längsrichtung der Antriebswelle fortschreitet, und die Krümmung konstant ist und ihren Mittelpunkt auf der Achse des Schneckenrades hat.This is possible because the tip circle of the worm wheel is at the end of the Snail has already moved back a little from the snail's foot. To as little as possible To have to remove material from the drive shaft, it is expedient according to claim 6, that the diameter of the piercing portion of the drive shaft from its smallest Diameter directly on the screw with increasing distance from the screw grows continuously to the normal diameter of the drive shaft. the Adaptation to the shape of the worm wheel is best if according to the claim 8, the lateral surface of the puncture section is curved inward when looking in the longitudinal direction the drive shaft advances, and the curvature is constant and its center point on the axis of the worm wheel.
Geht gemäß Anspruch 10 der Einstichabschnitt direkt in einen Endabschnitt der Antriebswelle über, dessen Durchmesser gegenüber dem normalen Durchmesser der Antriebswelle verringert ist und entspricht der konstante Durchmesser des Einstichabschnitts in etwa dem Durchmesser des Endabschnitts, so ist unter Umständen der Einstich als solcher nicht mehr erkennbar. Trotzdem ist er natürlich weiterhin vorhanden.According to claim 10, the puncture section goes directly into an end section the drive shaft over whose diameter is compared to the normal diameter of the Drive shaft is reduced and corresponds to the constant diameter of the puncture section approximately the diameter of the end section, the puncture is possibly as such no longer recognizable. Nevertheless, it is of course still there.
Um die Zähne des Schneckenrades, das sehr oft aus Kunststoff gefertigt ist, vor einer Beschädigung zu bewahren, ist es günstig, daß die Schneiden an den beiden Enden der Schnecke entschärft sind.To the teeth of the worm wheel, which is very often made of plastic is to protect from damage, it is favorable that the cutting edges on the both ends of the snail are defused.
Die Fräszeit für eine Schnecke kann auch dadurch verkürzt werden, daß man die Geschwindigkeit des Vorschubs vergrößert. Diese Vergrößerung der Geschwindigkeit findet jedoch dann eine Grenze, wenn die Qualität der Schneckenwindungen nicht mehr den Anforderungen genügt. Da die größten Drehmomente nahe an der Ebene, die senkrecht auf der Antriebswelle steht und durch die Achse des Schneckenrades geht, übertragen werden, müssen vor allem die Windungen in der Nähe dieser Ebene von guter Qualität sein. Zur Verringerung der Fräszeit ist nun gemäß Anspruch 13 vorgesehen, daß die Schnecke in ihrem mittleren Bereich mit einem bestimmten Vorschub gefräst ist und daß die Geschwindigkeit des Vorschubs vor und/oder hinter diesem Bereich größer ist. Bei einem derartigen Getriebe ist die gute Qualität der mittleren Schneckenwindungen weiterhin gewährleistet und trotzdem eine Verringerung der Fräszeit erreicht. Dieses Fräsen mit unterschiedlichen Vorschubgeschwindigkeiten kann mit Vorteil natürlich auch bei längeren Schnecken angewandt werden. Um einen kontinuierlichen Übergang zwischen den verschiedenen Vorschubgeschwindigkeiten zu erhalten, ist zweckmäßigerweise gemäß Anspruch 14 vorgesehen, daß der Antrieb des Vorschubs ein in seiner Drehzahl veränderbarer Motor ist.The milling time for a worm can also be shortened by that one increases the speed of the advance. This increase in speed however, there is a limit when the quality of the screw turns is no longer meets the requirements. Because the largest torques close to the plane that is perpendicular stands on the drive shaft and goes through the axis of the worm wheel especially the turns near this level must be of good quality be. To reduce the milling time is now provided according to claim 13 that the The worm is milled in its central area with a certain feed rate and that the speed of the feed in front of and / or behind this area is greater is. In such a transmission, the quality of the average screw turns is good still guaranteed and still achieved a reduction in milling time. This Milling at different feed rates can of course be beneficial can also be used for longer snails. To make a continuous transition Maintaining between the different feed rates is convenient according to claim 14 provided that the drive of the feed is a speed changeable motor is.
Mehrere erfindungsgemäße Getriebeausführungen sind in der Zeichnung dargestellt. Anhand der Figuren dieser Zeichnung soll die Erfindung nun näher erläutert werden.Several transmission designs according to the invention are shown in the drawing shown. The invention will now be explained in more detail with the aid of the figures of this drawing will.
Es zeigen Figur 1 eine erste Ausführung mit je einem kegelstumpfartigen Abschnitt der Antriebswelle zu beiden Seiten der Schnecke, Figur 2 eine Ausführung mit zwei Einstichabschnitten mit unterschiedlichen Krümmungen der beiden Mantelflächen und Figur 3 eine dritte Ausführung, bei der der eine Einstichabschnitt einen konstanten Durchmesser aufweist und direkt in einen Endabschnitt der Antriebswelle übergeht.FIG. 1 shows a first embodiment, each with a truncated cone Section of the drive shaft on both sides of the auger, figure 2 shows an embodiment with two puncture sections with different curvatures of the two lateral surfaces and FIG. 3 shows a third embodiment in which one puncture section has a constant diameter and directly into an end portion of the drive shaft transforms.
Zu einem erfindungsgemäßen Getriebe gehören eine Antriebswelle 10, die einstückig eine Schnecke 11 trägt, und ein Schneckenrad 12, das mit der Schnecke II kämmt. Antriebswelle 10 und Schneckenrad II sind in einem Gehäuse 9 untergebracht. Die Schnecke 11 ist aus der vollen Antriebswelle gefräst. Ihr Kopfkreis stimmt mit dem normalen Durchmesser 13 überein, den die Antriebswelle 10 über den größten Teil ihrer Länge besitzt. Die Länge der Schnecke 11 ist kleiner als der Abstand der beiden Schnittpunkte, die der Kopfkreis 14 des Schneckenrades 12 mit einem gedachten Hohlzylinder bildet, der den Durchmesser 13 der Antriebswelle 10 besitzt und deren Lage einnimmt. Die kurze Schnecke ermöglicht eine kurze Fräszeit, gewährleistet jedoch weiterhin eine gute Drehmomentübertragung von der Antriebswelle auf das Schneckenrad, da die Zähne des Schneckenrades 12, die sich nahe an der Ebene 15 befinden, die senkrecht auf der Antriebswelle 10 steht und durch die Achse des Schneckenrads 12 geht, noch in die Schnecke 11 eingreifen. Der Eingriff gerade dieser Zähne ist wichtig, um daß erwünschte Drehmoment zu übertragen. Bei allen Ausführungen weist die Antriebswelle 10 vor und hinter der Schnecke 11, die zu gleichen Teilen auf beiden Seiten der Ebene 15 angeordnet ist, jeweils einen Einstichabschnitt auf, um dort Platz für das Schneckenrad 12 zu schaffen.A transmission according to the invention includes a drive shaft 10, which carries a worm 11 in one piece, and a worm wheel 12, which with the worm II combs. Drive shaft 10 and worm wheel II are accommodated in a housing 9. The worm 11 is milled from the full drive shaft. Your head circle agrees the normal diameter 13 corresponds to the drive shaft 10 over the greater part their length. The length of the screw 11 is smaller than the distance between the two Points of intersection between the tip circle 14 of the worm wheel 12 and an imaginary hollow cylinder forms, which has the diameter 13 of the drive shaft 10 and assumes its position. The short worm enables a short milling time, but still guarantees good torque transmission from the drive shaft to the worm wheel, since the Teeth of the worm wheel 12, which are close to the plane 15, which is perpendicular stands on the drive shaft 10 and goes through the axis of the worm wheel 12, still engage in the screw 11. The engagement of precisely these teeth is important in order to to transmit that desired torque. In all versions, the drive shaft has 10 in front of and behind the worm 11, which are in equal parts on both sides of the Level 15 is arranged, each with a puncture section to accommodate there to create the worm wheel 12.
Bei dem Getriebe nach Figur 1 haben die beiden Einstichabschnitte 20 die gleiche Form eines Rotationskegelstumpfes, der sich mit seinem Ende, das den geringsten Durchmesser aufweist, unmittelbar an die Schnecke 11 anschließt und dessen Durchmesser dann mit zunehmender Entfernung von der Schnecke 11 linear auf den Durchmesser 13 der Welle 10 anwächst. Der kleinste Durchmesser der beiden Einstichabschnitte 20 entspricht dem Durchmesser 21 des Fußkreises der Schnecke 11.In the case of the transmission according to FIG. 1, the two puncture sections have 20 has the same shape of a truncated cone of revolution, which at its end, the has the smallest diameter, directly adjoins the screw 11 and its diameter then increases linearly with increasing distance from the screw 11 the diameter 13 of the shaft 10 increases. The smallest diameter of the two puncture sections 20 corresponds to the diameter 21 of the root circle of the worm 11.
Bei der Ausführung nach Figur 2 besitzt die Antriebswelle 10 zwei verschiedene Einstichabschnitte 22 und 23. Der Einstichabschnitt 22 ist wie die beiden Einstichabschnitte 20 aus Figur 1 als Rotationskegelstumpf ausgebildet. Er unterscheidet sich jedoch von den Einstichabschnitten 20 dadurch, daß sein kleinster Durchmesser unmittelbar an der Schnecke 11 nun größer ist als der Durchmesser 21 des Fußkreises der Schnecke 11. Dies ist möglich, da im Abstand von der Ebene 15 das Schneckenrad 12 schon etwas vom Fußkreis der Schnecke II zurückgewichen ist. Anders als bei den Einstichabschnitten 20 und 22 ist beim Einstichabschnitt 23 die Mantelfläche, auch wenn man auf ihr in Längsrichtung der Welle 10 fortschreitet, gekrümmmt. Die Krümmung ist konstant. Der Krümmungsmittelpunkt jeweils der Kurve, die dem Kopfkreis des Schneckenrads 12 gerade am nächsten liegt und in Längsrichtung der Antriebswelle 10 verläuft, befindet sich auf der Achse des Schneckenrads 12.In the embodiment according to FIG. 2, the drive shaft 10 has two different piercing sections 22 and 23. The piercing section 22 is like that two puncture sections 20 from Figure 1 designed as a rotational truncated cone. He differs from the puncture sections 20 in that its smallest The diameter directly on the screw 11 is now greater than the diameter 21 of the root circle of the worm 11. This is possible because at a distance from the plane 15 the worm wheel 12 has already receded somewhat from the root circle of the worm II. In contrast to the puncture sections 20 and 22, the puncture section 23 is the Lateral surface, even if one progresses on it in the longitudinal direction of the shaft 10, curved. The curvature is constant. The center of curvature of each curve, which is just closest to the tip circle of the worm wheel 12 and in the longitudinal direction the drive shaft 10 is located on the axis of the worm wheel 12.
Die Antriebswelle 10 der Getriebeausführung nach Figur 3 besitzt auf der einen Seite der Schnecke 11 denselben Einstichabschnitt 22 wie die Ausführung nach Figur 2. Auf der gegenüberliegenden Seite schließt sich nun jedoch an die Schnecke 11 ein Einstichabschnitt 24 an, dessen Durchmesser über die gesamte Länge des Abschnitts konstant bleibt. Der Einstichabschnitt geht direkt in einen Endabschnitt 25 der Antriebswelle 10 über, der in eine Stellschraube 26 eintaucht. Der Durchmesser 27 des Abschnitts 25 ist kleiner als der normale Durchmesser 13 der Welle 10, ja sogar kleiner als der Durchmesser des Fußkreises der Schnecke 11, und entspricht dem Durchmesser des Einstichabschnitts 24. Der Übergang zwischen dem Einstichabschnitt 24 und dem Endabschnitt 25 der Anschlußwelle 10 ist in Figur 3 durch eine gestrichelte Linie angedeutet.The drive shaft 10 of the transmission design according to Figure 3 has one side of the screw 11 has the same piercing section 22 as the embodiment according to Figure 2. However, the screw now closes on the opposite side 11 a puncture section 24, the diameter of which over the entire length of the section remains constant. The puncture section goes directly into an end section 25 of the Drive shaft 10, which is immersed in an adjusting screw 26. The diameter 27 of the section 25 is smaller than the normal diameter 13 of the shaft 10, yes even smaller than the diameter of the root circle of the screw 11, and corresponds to the diameter of the puncture section 24. The transition between the puncture section 24 and the End portion 25 of connecting shaft 10 is shown in Figure 3 by a dashed line indicated.
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Claims (14)
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