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Die Erfindung betrifft ein Getriebe zwischen einem um eine erste Drehachse verdrehbaren ersten Bauelement und einer die Drehbewegung dieses ersten Bauelements übertragenden Welle, die eine zweite Drehachse besitzt und die mit Ausnahme dieser Drehfreiheit in einem zweiten System ortsfest gelagert ist, während das genannte erste Bauelement mit seiner ersten Drehachse in einem ersten System gelagert ist und wobei das erste System und das zweite System relativ zueinander linear verlagerbar sind. Ausdrücklich betrifft die Erfindung jedoch kein solches Getriebe in Verbindung mit einer Antriebsanordnung für ein Fahrzeugrad eines zweispurigen Kraftfahrzeugs, da eine solche unter dem Aktenzeichen 102007020209.3 gemäß der nachveröffentlichten
DE 10 2007 020 209 A1 bereits beim Deutschen Patent- und Markenamt zum Patent angemeldet ist.
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Für ein solches Getriebe gibt es eine Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten; nur beispielshalber sei ein höhenverstellbares Lenkrad eines Kraftfahrzeugs genannt. Solche Getriebe können jedoch in einer Vielzahl anderer Technikfelder ebenso zum Einsatz kommen, bspw. im Werkzeugmaschinenbau oder bei Baumaschinen oder bei Küchengeräten und anderem.
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Wie ein Getriebe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 einfach und kompakt aufgebaut sein kann, soll als Aufgabe der vorliegenden Erfindung hiermit aufgezeigt werden. Die Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, dass das erste System einen Träger aufweist, auf dem das genannte erste Bauelement verdrehbar gelagert ist und der eine Linearführung für einen dem zweiten System zugeordneten und in diesem ortsfesten Schlitten aufweist, gegenüber dem die zweite Drehachse nicht verlagerbar ist, und dass das erste Bauelement mit einer Innen-Hohlverzahnung versehen ist, mit der ein Zwischenritzel kämmt, das weiterhin mit einem mit der genannten Welle drehfest verbundenen Zahnrad kämmt, wobei das Zwischenritzel auf einem Zwischenhebel drehbar gelagert ist, der einerseits auf der Welle oder dem genannten Zahnrad in dessen Mittelpunkt verdrehbar gelagert ist und andererseits in Relation zur (ersten) Drehachse des ersten Bauelements geführt ist.
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Hiermit ist eine kompakte Anordnung angegeben, wie eine Welle, die in einem irgendwie gearteten zweiten System nur eine Rotationsbewegung ausführen, jedoch nicht einer linearen Verlagerung eines ersten Systems, in dem ein erstes Bauelement drehbar gelagert ist, folgen kann, dennoch stets mit dem ersten Bauelement in einer festen Drehverbindung bleiben kann. Die genannten in Summe drei Zahnräder, nämlich das mit der genannten Welle drehfest bzw. starr verbundene Zahnrad, das mit diesem kämmende Zwischenritzel sowie die mit diesem in Eingriff stehende Innen-Hohlverzahnung des ersten Bauelements ermöglichen grundsätzlich eine Drehbewegung dieses ersten Bauelements und eine Übertragung derselben an die Welle unabhängig von einer linearen Verlagerung des Trägers des ersten Bauelements zusammen mit demselben. Idealerweise ist diese Zahnrad-Kombination so ausgelegt, dass eine lineare Verlagerung des ersten Bauelements bei stillstehender Welle keine Drehbewegung des ersten Bauelements verursacht, so dass bspw. nur eine vom ersten Bauelement initiierte Drehbewegung an die Welle weitergegeben wird, eine lineare Verlagerung des ersten Bauelements hingegen keine Verdrehung der Welle bewirkt. Diese Bedingung ist dann erfüllt, wenn der Mittelpunkt des mit der Welle verbundenen Zahnrads und der sog. Drehpunkt des ersten Bauelements, der durch den Schnittpunkt der ersten Drehachse des ersten Bauelements mit einer hierzu senkrechten Ebene desselben gebildet wird, auf einer gemeinsamen Geraden liegen, längs derer der genannte Drehpunkt des ersten Bauelements verstellbar ist.
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Während weder das starr mit der Welle verbundene Zahnrad noch das am ersten Bauelement vorgesehene Hohlrad ein eigenes Führungselement benötigen, ist für das Zwischenritzel ein solches Führungselement erforderlich, welches insbesondere auch gewährleistet, dass die jeweiligen miteinander in Eingriff befindlichen Verzahnungen auch stets in Eingriff miteinander verbleiben. Der hierfür vorgesehene sog. Zwischenhebel, auf dem das Zwischenritzel drehbar gelagert ist, stellt sicher, dass der Abstand zwischen dem genannten Zahnrad der besagten Welle und dem Zwischenritzel konstant bleibt. Weiterhin sorgt dieser Zwischenhebel dafür, dass das Zwischenritzel stets und somit unabhängig vom linearen Verlagern des ersten Bauelements gegenüber der Welle mit dessen Innen-Hohlverzahnung in Eingriff ist, wofür dieser Zwischenhebel in Relation zum Drehpunkt bzw. zur (ersten) Drehachse des ersten Bauelements geeignet geführt ist.
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Dies geht am besten aus den beigefügten Prinzipskizzen hervor, in denen zwei bevorzugte Ausführungsbeispiele auf das wesentliche abstrahiert (und somit stark vereinfacht) dargestellt sind, die im Folgenden näher beschrieben sind und in denen auch Merkmale der Unteransprüche gezeigt sind, die in diesem Zusammenhang erläutert werden. Dabei zeigt
- 1a ein erstes Ausführungsbeispiel in Form einer aufgeschnittenen Aufsicht in Richtung der zweiten Drehachse der ortsfesten Welle sowie der der ersten Drehachse des hier in Vertikalrichtung linear verlagerbaren ersten Bauelements, wenn sich dieses in seiner Mittenposition befindet,
- 1b dieses Ausführungsbeispiel aus 1a, wenn sich das erste Bauelement in Vertikalrichtung betrachtet in seiner tiefsten Position befindet, wobei der Übersichtlichkeit halber nur einige Bezugsziffern eingetragen sind,
- 2a ein zweites Ausführungsbeispiel analog der Darstellung nach 1a, sowie
- 2b dieses Ausführungsbeispiel aus 2a, wenn sich das erste Bauelement in Vertikalrichtung betrachtet in seiner tiefsten Position befindet, wobei der Übersichtlichkeit halber nur einige wenige Bezugsziffern eingetragen sind.
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Mit der Bezugsziffer 1 ist ein bspw. oder vorzugsweise kreisringförmiges sog. erstens Bauelement gekennzeichnet, bei dem es sich bspw. um das Lenkrad eines zweispurigen Kraftfahrzeugs handeln kann. Dieses erste Bauelement 1 ist auf einem sog. Träger 3 über ein Lager 4 um eine durch den sog Drehpunkt M1 des ersten Bauelements 1 und in den Figurendarstellungen senkrecht zur Zeichenebene verlaufende sog. erste Drehachse D1 verdrehbar gelagert. Diese genannten Elemente bilden ein sog. erstes System, wobei sich der Drehpunkt M1 als Schnittpunkt der ersten Drehachse D1 mit einer hierzu senkrechten Ebene des ersten Bauelements 1 darstellt.
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Der Träger 3 (aus diesem ersten System) ist mit einer Linearführung 5 versehen, welche eine lineare Verlagerung, hier in den Figuren in Vertikalrichtung, des Trägers 3 gemeinsam mit dem ersten Bauelement 1 gegenüber einem zweiten System, welches hier bspw. durch das Zeichenblatt definiert und somit ortsfest ist, ermöglicht. Hierfür ist in dieser sich hier in Vertikalrichtung erstreckenden Linearführung 5 ein auf dem Zeichenblatt ortsfester Schlitten 7 geführt, derart, dass der Träger 3 zusammen mit dem ersten Bauelement 1, die Bestandteile des genannten ersten Systems sind, linear und hier in Vertikalrichtung gegenüber dem zweiten System und somit gegenüber dem bezüglich des Zeichenblattes ortsfesten Schlitten 7 verlagerbar ist.
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In den Figurendarstellungen nicht gezeigt, aber des einfacheren Verständnisses wegen mit dem Bezugszeichen W gekennzeichnet ist eine Welle, die eine zweite Drehachse D2 besitzt, wobei D2 und W in den Figurendarstellungen in einem einzigen Punkt zusammen fallen. Über diese Welle W kann eine Drehbewegung des ersten Bauelements 1 an irgendeine im genannten zweiten System ortsfeste Einheit übertragen werden oder es kann umgekehrt über die Welle W eine Drehbewegung aus dieser genannten ortsfesten Einheit des zweiten Systems an das erste Bauelement 1 (des ersten Systems) übertragen werden. Dabei verläuft der dem ersten Bauelement 1 zugewandte Endabschnitt der besagten Welle W, der drehfest mit einem figürlich dargestellten Zahnrad 8 verbunden ist, ebenso wie die Drehachse dieses Zahnrads 8, die mit der zweiten Drehachse D2 deckungsgleich ist, senkrecht zur Zeichenebene und ist ansonsten im zweiten System ortsfest, d.h. weder in der Zeichenebene noch senkrecht zu dieser verlagerbar. Vorzugsweise ist die besagte Welle W durch den im zweiten System ortsfesten Schlitten 7 (genauer durch eine Durchtrittsöffnung in demselben) hindurchgeführt.
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Das genannte, drehfest mit der besagten Welle W verbundene Zahnrad 8, dessen zweite Drehachse D2 somit parallel zur ersten Drehachse D1 des ersten Bauelements 1 verläuft oder in Abhängigkeit von der eingestellten Position des über die Linearführung 5 verlagbaren ersten Bauelements 1 mit dieser zusammenfallen kann, kämmt mit einem Zwischenritzel 9, das weiterhin mit einer auf der dem Drehpunkt M1 des ersten Bauelements 1 zugewandten Innenseite dieses kreisringförmigen ersten Bauelements 1 vorgesehenen Innen-Hohlverzahnung 2 in Eingriff steht. Das Zwischenritzel 9, dessen Drehachse DZ selbstverständlich ebenfalls parallel zur ersten Drehachse D1 des ersten Bauelements 1 verläuft, ist durch einen Zwischenhebel 10 geführt und hierzu auf diesem verdrehbar gelagert, wobei dieser Zwischenhebel 10 einerseits auf der besagten Welle W oder dem mit dieser drehfest verbundenen Zahnrad 8 in dessen Mittelpunkt M8 gegenüber dieser oder diesem verdrehbar gelagert ist und andererseits in Relation zum Drehpunkt M1 des ersten Bauelements 1 oder dessen erster Drehachse D1 geführt ist.
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Letzteres ist in den beiden Ausführungsbeispielen nach 1a, 1b und 2a, 2b unterschiedlich gestaltet; stets gewährleistet dieser Zwischenhebel 10 jedoch, dass die genannten drei Zahnräder, nämlich das mit der besagten Welle W verbundene (und zusammen mit dieser die sog. zweite Drehachse D2 aufweisende) Zahnrad 8, das Zwischenritzel 9 sowie die Innen-Hohlverzahnung 2 stets und insbesondere unabhängig von einer Linear-Verlagerung des ersten Bauelements 1 sowie dessen Trägers 3 über die Linearführung 5 gegenüber dem zweiten System bzw. gegenüber dem in diesem zweiten System ortsfesten Schlitten 7 wie beschrieben miteinander in Eingriff stehen.
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Beim ersten Ausführungsbeispiel nach den 1a, 1b weist der Träger 3 zusätzlich zur Linearführung 5 eine ebenfalls linear verlaufende sog. Querführung 6 auf, die senkrecht zur hier vertikalen Linearführung 5 verläuft. In dieser Querführung 6 ist der Zwischenhebel 10 zusätzlich zur schwenkbaren Anlenkung an der besagten Welle W bzw. am Zahnrad 8 mit seinem anderen Endabschnitt zwangsgeführt. Indem der Zwischenhebel 10 im wesentlichen doppelt so lang ausgeführt ist wie der Abstand der Mittelpunkte M8 von Zahnrad 8 und M9 von Zwischenritzel 9, und indem der Endpunkt des Zwischenhebels 10 in der Querführung 6 auf dem Träger 3 geführt ist, beschreibt dieser genannte Endpunkt bei einer Linearverlagerung des ersten Bauelements 1 sowie dessen Trägers 3 eine Bewegung längs einer Geraden. Diese Bewegung wird durch die Querführung 6 so geführt, dass das Zwischenritzel 9 immer im Eingriff mit der Innen-Hohlverzahnung 2 des ersten Bauelements 1 steht. Damit ist sichergestellt, dass bei einer (hier vertikalen) Verlagerung des ersten Bauelements 1 (in der Längsführung 5) und bei gegenüber dem Zeichenblatt feststehender, d.h. im zweiten System nicht verlagerbarer Welle W keine Verdrehung des ersten Bauelements 1 stattfindet.
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Beim Ausführungsbeispiel nach den 2a, 2b ist eine Koppelstange 11 vorgesehen, die einerseits im Anlenkpunkt des Zwischenritzels 9 bzw. an dessen Mittelpunkt M9 am Zwischenhebel 10 angelenkt ist und andererseits im Drehpunkt M1 des ersten Bauelements 1 oder dessen Trägers 3 ebenfalls verschwenkbar angelenkt ist. Weiterhin kann die Relativbewegung eines Punktes, bspw. des Punktes 13, auf dem Zwischenhebel 7, welcher nicht auf den beiden Lagerstellen dieses Zwischenhebels 10 liegt, bspw. gegenüber dem Zwischenritzel 9 oder einem anderen geeigneten Bauelement zwangsgeführt sein, um eine definierte Bewegungsrichtung dieses Zwischenhebels 10 bei einer Linearverlagerung des ersten Bauelements 1 und dessen Trägers 3 (längs der Linearführung 5) zu garantieren. Es gibt nämlich dann, wenn sich der Zwischenhebel 10 und die Koppelstange 11 in der Ansicht gemäß 2a überdecken, von diesem sog. labilen Gleichgewichtspunkt aus zwei mögliche Bewegungsrichtungen für das Zwischenritzel 9 mit dem Zwischenhebel 10 und der Koppelstange 11.
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Mit der hier vorgestellten Getriebe kann eine Drehbewegung des ersten Bauelements 1 um seinen Drehpunkt M1 unabhängig von dessen Position in der Linearführung 5 bzw. relativ zu einem im zweiten System ortsfesten Schlitten 7 auf eine in diesem zweiten System ortsfeste und dabei lediglich um ihre zweite Drehachse D2 verdrehbare Welle W über die genannten drei Zahnräder, nämlich die Innen-Hohlverzahnung 2, das Zwischenritzel 9 sowie das Zahnrad 8 übertragen werden. Idealerweise ist diese Zahnrad-Kombination so ausgelegt, dass ein Verlagern des Trägers 3 längs der Linearführung 5 bei stillstehender besagter Welle W keine Drehbewegung des ersten Bauelements 1 um seinen Drehpunkt M1 verursacht.