DE102011011313B3

DE102011011313B3 - Device for converting rotation movement into linear movement of motor, has rack gear provided with self-locking trained actuator that is angularly displaced around circumference of gearings, where rack gears are arranged with spur gears

Info

Publication number: DE102011011313B3
Application number: DE201110011313
Authority: DE
Inventors: Dr.-Ing. Pöhlau Frank
Original assignee: Harmonic Drive Polymer GmbH
Current assignee: Ovalo GmbH
Priority date: 2011-02-15
Filing date: 2011-02-15
Publication date: 2012-06-28
Anticipated expiration: 2031-02-16

Abstract

The device has an intermediate toothed ring (11) surrounding an outer toothed ring (5) pressing against a non-circular core (6). A rack gear (8) is provided with a self-locking trained actuator that is angularly displaced around circumference of gearings (29). The rack gears are arranged with spur gears (9). Gear boxes (24, 25) are provided between a motor (3) and an input shaft (20), where the gear box is formed by a gear transmission of a traction mechanism gear.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Umwandeln einer Rotations- in eine Linearbewegung mit einem durch einen Motor angetriebenen, einen Außenzahnring, einen Zwischenzahnring sowie einen den Zwischenzahnring umlaufend an den Außenzahnring andrückenden, unrunden Kern aufweisenden, selbsthemmend ausgebildeten Wellgetriebe, welches über ein vom Außenzahnring oder Zwischenzahnring angetriebenes Stirnrad auf die Verzahnung eines von einer Zahnstange gebildeten, linear beweglichen Stellgliedes einwirkt.The invention relates to a device for converting a rotational movement into a linear movement with a driven by a motor, an outer ring, an intermediate ring and the intermediate tooth ring on the outer ring Andrückenden pressing, non-circular core having self-locking corrugated transmission, which via one of the outer ring or intermediate toothed ring driven spur gear acts on the toothing of a rack formed by a linearly movable actuator.

Aus der DE 4127487C2 ist eine Vorrichtung mit einem Wellgetriebe bekannt, bei der als linear bewegliches Stellglied eine Spindel dient, die mittels eines mit einem Innengewinde oder einem Kugelgewindetrieb versehenen Übertragungselementes axial verstellt wird. Das Übertragungselement ist mit dem Abtriebselement des Wellgetriebes, bei dem in der DE4127487C2 gezeigten Ausführungsbeispiel dem Außenzahnring des Wellgetriebes, drehfest, z. B. mittels einer Schraubverbindung, verbunden.From the DE 4127487C2 is a device with a wave gear known, in which serves as a linearly movable actuator, a spindle which is axially displaced by means of a provided with an internal thread or a ball screw transmission element. The transmission element is connected to the output element of the wave gear, wherein in the DE4127487C2 shown embodiment of the outer toothed ring of the wave gear, rotatably, z. B. by means of a screw connected.

Diese bekannte Vorrichtung zeichnet sich zwar durch kompakten Aufbau, weitgehend spielfreien Antrieb, relativ geringe Hysterese und Reibungsverluste sowie gute Positionierbarkeit des Stellgliedes aus, wobei die angefahrenen Positionen auch möglichst exakt gehalten werden. Die bekannte Vorrichtung ist jedoch in der Herstellung vergleichsweise aufwendig, was auch für die Montage gilt. Darüber hinaus ist ihr Wirkungsgrad unbefriedigend und sie lässt sich insbesondere nicht so ausführen, dass die Abtriebskraft abhängig von der Position des Stellgliedes variiert.Although this known device is characterized by a compact design, largely backlash-free drive, relatively low hysteresis and friction losses and good positioning of the actuator, the approached positions are also kept as accurate as possible. However, the known device is relatively expensive to manufacture, which also applies to the assembly. In addition, their efficiency is unsatisfactory and in particular can not be carried out so that the output force varies depending on the position of the actuator.

Aus der DE 197 48 667 C2 ist eine Lenkkrafthilfe bekannt, die eine Vorrichtung zum Umwandeln einer Rotations- in eine Linearbewegung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 umfasst. Bei der bekannten Lenkkrafthilfe wirkt also ein Wellgetriebe über ein vom Außenzahnring oder Zwischenzahnring angetriebenes Stirnrad auf die Verzahnung eines von einer Zahnstange gebildeten, linear beweglichen Stellgliedes ein.From the DE 197 48 667 C2 a power steering assist is known, comprising a device for converting a rotational movement into a linear movement according to the preamble of claim 1. In the known power steering aid thus acts a wave gear via a driven from the outer ring gear ring or ring gear on the teeth of a linearly movable actuator formed by a rack.

Bei der bekannten Lenkhilfe erfolgt nun die Lagerung der Zahnstange gegenüber dem Stirnrad über eine die Zahnstange gegen das Stirnrad pressende Feder, d. h. ein stationäres Glied, Aufgrund dieser Konstruktion ist es bei der Kombination von Wellgetriebe und Zahnstange als Stellglied gemäß dem Stand der Technik nicht möglich, die Zahnstange in feinen Stufen mittels des Wellgetriebes positionsgenau zu verschieben. Die Zahnstange wird nämlich mittels einer (stationären) Feder gegen das die Zahnstange antreibende Stirnrad gedrückt und lediglich gleitend geführt. Man muss deswegen damit rechnen, dass vom Wellgetriebe ausgehende Bewegungen der Zahnstange stets zuerst gehemmt sind, was, sofern kleine Bewegungen der Zahnstange erzielt werden sollen, zu möglicherweise wesentlichen Positionsfehlern führen kann.In the known power steering now takes place the bearing of the rack relative to the spur gear via a rack against the spur gear pressed spring, d. H. a stationary member, Due to this construction, it is not possible in the combination of wave gear and rack as actuator according to the prior art, to move the rack in fine stages by means of the wave gear positionally accurate. The rack is namely pressed by means of a (stationary) spring against the toothed rack driving spur gear and only sliding. One must therefore expect that from the harmonic drive outgoing movements of the rack are always inhibited first, which, if small movements of the rack are to be achieved, can lead to potentially significant position errors.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Umwandlung einer Rotations- in eine Linearbewegung mit einem selbsthemmend ausgebildeten Wellgetriebe als Antrieb und einer Zahnstange als nicht hemmendem Stellglied so auszubilden, dass sie einerseits sehr einfach aufgebaut und infolgedessen leicht zu montieren ist, andererseits aber die bei der Konstruktion gemäß DE 197 48 667 C2 zu erwartenden, vorstehend genannten Mängel nicht auftreten, d. h. die Zahnstange mittels des Wellgetriebes leicht und positionsgenau in jede gewünschte Stellung gebracht werden kann.The invention has for its object to provide a device for converting a rotational movement into a linear movement with a self-locking wave gear drive and a rack as non-inhibiting actuator so that it is very simple and consequently easy to assemble on the one hand, but on the other hand in the construction according to DE 197 48 667 C2 Expected, aforementioned defects do not occur, ie the rack can be easily and accurately positioned in any desired position by means of the corrugated gear.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs erwähnten Art vorgeschlagen, dass die Zahnstange ein nicht selbsthemmend ausgebildetes Stellglied ist und wenigstens zwei gleichmäßig über ihren Umfang winkelversetzte Verzahnungen aufweist, die jeweils mit einem von mehreren gleichmäßig um die Zahnstange verteilt angeordneten Stellrädern zusammenwirken.To solve this problem is proposed in a device of the type mentioned above, that the rack is not a self-locking trained actuator and at least two evenly over its circumference angularly interlocked teeth, each cooperating with one of a plurality of evenly distributed around the rack arranged adjusting wheels.

Die Verwendung einer Zahnstange anstelle einer Spindel bewirkt einerseits eine ganz wesentliche Erhöhung des Wirkungsgrades. Andererseits führt der Umstand, dass der Außenzahnring oder der Zwischenzahnring des Wellgetriebes unmittelbar oder über eine entsprechende Getriebestufe weitgehend direkt auf die Zahnstange einwirkt, dazu, dass eine sehr einfache Konstruktion der Vorrichtung möglich ist, die sich auch sehr leicht montieren lässt.The use of a rack instead of a spindle causes on the one hand a very substantial increase in the efficiency. On the other hand, the fact that the external toothed ring or the intermediate toothed ring of the corrugated transmission acts directly or via a corresponding gear stage largely directly on the toothed rack leads to the fact that a very simple construction of the device is possible, which can also be mounted very easily.

Infolge des Umstandes, dass die Zahnstange wenigstens zwei gleichmäßig über deren Umfang winkelversetzte Verzahnungen aufweist, die jeweils mit einem von mehreren gleichmäßig um die Zahnstange verteilt angeordneten Stirnrädern zusammenwirken, lässt sich die Zahnstange weitgehend reibungsfrei, gleichzeitig jedoch sehr exakt führen und entsprechend genau positionieren.Due to the fact that the rack has at least two evenly over the circumference angularly offset gears, each cooperating with one of a plurality of evenly distributed around the rack spur gears, the rack can largely frictionless, but at the same time lead very accurately and position accordingly.

Im einfachsten Fall werden dabei erfindungsgemäß zwei einander gegenüberliegende Stirnräder vorgesehen sein, die von dem Wellgetriebe gegenläufig synchron angetrieben sind. Es ist aber natürlich auch möglich, eine Zahnstange zu verwenden, die nicht nur zwei gegenüberliegende Verzahnungen sondern gleichmäßig über den Umfang verteilt beispielsweise drei, vier oder fünf Verzahnungen aufweist, wobei dann auch eine entsprechende Anzahl von Führungs-Stirnrädern vorgesehen werden müssen.In the simplest case, according to the invention, two mutually opposite spur gears are provided, which are driven synchronously in opposite directions by the harmonic drive. But it is of course also possible to use a rack which not only two opposing teeth but evenly distributed over the circumference, for example, has three, four or five teeth, in which case a corresponding number of guide spur gears must be provided.

Ein besonderer Effekt lässt sich bei einer Vorrichtung gemäß der Erfindung dadurch erreichen, dass die Stirnräder eine Verzahnung mit sich über den Umfang der Stirnräder kontinuierlich veränderndem Radius aufweisen und entsprechend der Querschnitt der Zahnstange in den die mit den Stirnrädern kämmenden Verzahnungen tragenden Bereichen entsprechend unterschiedlich ist. Bei einer derartigen Ausgestaltung der Vorrichtung lässt sich erreichen, dass die Abtriebskraft der Vorrichtung abhängig von der jeweiligen Position der Zahnstange unterschiedlich ist, gleichzeitig jedoch das Motordrehmoment, bzw. die Motorleistung konstant bleiben kann. Auf diese Weise kann der Motor immer im optimalen Betriebspunkt betrieben werden, wobei sich die Bewegungsgeschwindigkeit der Zahnstange dann – im Hinblick auf das sich ändernde Untersetzungsverhältnis gegenüber dem Motor – abhängig von der erzeugten Linearkraft verständlicherweise verändert. Die positionsabhängige Änderung der vor der Zahnstange aufgebrachten Linearkraft kann beispielsweise ausgenutzt werden, um die sich verändernde Kraft einer Gegenfeder zu kompensieren. A particular effect can be achieved in a device according to the invention in that the spur gears have a toothing with over the circumference of the spur gears continuously changing radius and according to the cross section of the rack in the meshing with the spur gears toothed areas correspondingly different. In such an embodiment of the device can be achieved that the output force of the device is different depending on the respective position of the rack, but at the same time the engine torque, or the engine power can remain constant. In this way, the motor can always be operated at the optimum operating point, wherein the speed of movement of the rack then - understandably changed - in view of the changing reduction ratio relative to the engine - depending on the linear force generated. The position-dependent change of the linear force applied in front of the rack can be exploited, for example, to compensate for the changing force of a return spring.

Ein Wellgetriebe wird im Allgemeinen dann verwendet, wenn ausgehend von einem Motor mit relativ hoher Drehzahl eine Bewegung mit vergleichsweise geringer Umfangsgeschwindigkeit erzeugt werden soll. Um das Untersetzungsverhältnis noch weiter zu erhöhen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass zwischen Motor und Eingangswelle des Wellgetriebes mindestens eine Getriebevorstufe vorgesehen ist, wobei mindestens eine der (möglicherweise mehreren) Getriebevorstufen von einem Zahnrad, aber auch von einem Zugmittelgetriebe, z. B. einer Kette oder einem Riemen, gebildet sein kann.A wave gear is generally used when starting from a relatively high speed motor, a relatively low peripheral speed motion is to be generated. In order to increase the reduction ratio even further, the invention proposes that at least one transmission precursor is provided between the engine and the input shaft of the wave gear, wherein at least one of the (possibly more) transmission precursors of a gear, but also of a traction mechanism, z. As a chain or a belt may be formed.

Um die Abmessungen der Vorrichtung nach der Erfindung möglichst klein zu halten, wird weiter vorgeschlagen, die mindestens eine Getriebevorstufe innerhalb des Durchmessers des Außenzahnrings anzuordnen, d. h. so, dass sie nicht radial über den Durchmesser des Wellgetriebes vorsteht.In order to keep the dimensions of the device according to the invention as small as possible, it is further proposed to arrange the at least one gear precursor within the diameter of the outer tooth ring, d. H. such that it does not protrude radially beyond the diameter of the wave gear.

Bei Verwendung einer Getriebevorstufe kann es zweckmäßig sein, erfindungsgemäß diese derart auszugestalten, dass die Abtriebswelle des Motors im Wesentlichen koaxial mit der Mittelachse des Wellgetriebes verläuft, wobei der Motor innerhalb des Durchmessers des Zwischenzahnrings angeordnet ist.When using a gear precursor, it may be appropriate according to the invention to design these such that the output shaft of the motor is substantially coaxial with the central axis of the wave gear, wherein the motor is disposed within the diameter of the intermediate toothed ring.

Natürlich liegt es im Rahmen der Erfindung, dass die Getriebevorstufe mehrstufig sein kann.Of course, it is within the scope of the invention that the transmission precursor can be multi-stage.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung.Further details and advantages of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments with reference to the drawing.

Es zeigen:Show it:

1 perspektivisch und im Axialschnitt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit feststehendem Zwischenzahnring des Wellgetriebes; 1 perspective and in axial section a first embodiment of a device according to the invention with a fixed intermediate toothed ring of the wave gear;

2 eine Explosionsdarstellung zu 1; 2 an exploded view too 1 ;

3 eine Darstellung entsprechend 2 bei einem zweiten Ausführungsbeispiel mit feststehendem Außenzahnring des Wellgetriebes; 3 a representation accordingly 2 in a second embodiment with a fixed external toothed ring of the wave gear;

4 eine Explosionsdarstellung zu 3 und 4 an exploded view too 3 and

5 eine Draufsicht auf eine Kombination aus Zahnstange und zwei Stirnrädern mit über den Umfang unterschiedlichem Radius bzw. Durchmesser 5 a plan view of a combination of rack and two spur gears with circumferentially different radius or diameter

Bei den gezeigten Ausführungsbeispielen umfasst die Vorrichtung jeweils ein Gehäuse 1, das aus drei Teilen besteht, nämlich einem Unterteil 2 bzw. 2', in dem der Motor 3 untergebracht ist, einem Mittelteil 4, 4', das im Wesentlichen zur Aufnahme von Teilen des Wellgetriebes, z. B. des Außenzahnrings 5 oder des unrunden Kerns 6, vorgesehen ist, sowie einen Deckel 7, indem die Zahnstange 8 mittels entsprechender Stirnräder 9, 9', 10 geführt ist.In the exemplary embodiments shown, the device in each case comprises a housing 1 , which consists of three parts, namely a lower part 2 respectively. 2 ' in which the engine 3 is housed, a middle section 4 . 4 ' which is essentially for receiving parts of the wave gear, z. B. the outer tooth ring 5 or the non-round core 6 , is provided, as well as a lid 7 by the rack 8th by means of appropriate spur gears 9 . 9 ' . 10 is guided.

Das eigentliche Wellgetriebe umfasst neben dem unrunden Kern 6 jeweils einen aus flexiblem Material bestehenden Zwischenzahnring 11, 11' und einen Außenzahnring 5, 5', wobei der Außenzahnring 5' bei dem Ausführungsbeispiel der 3 und 4 von einer Innenverzahnung 12 im Bereich des oberen Randes des Unterteils 2' gebildet ist.The actual corrugated transmission includes in addition to the non-circular core 6 one each consisting of a flexible material intermediate toothed ring 11 . 11 ' and an outside ring 5 . 5 ' , where the external teeth ring 5 ' in the embodiment of the 3 and 4 from an internal toothing 12 in the area of the upper edge of the lower part 2 ' is formed.

Der unrunde Kern 6 umfasst jeweils einen Planetenträger 13, an dem mittels der Achsen 14 Ritzel 15 gelagert sind. Diese Ritzel 15 greifen mit ihrer Verzahnung 16 an einer entsprechenden Innenverzahnung 17 (die in den 1 und 2 nicht im Einzelnen gezeigt ist) des Zwischenzahnrings 11, 11' an und drücken auf diese Weise im entsprechendem Umfangsbereich des Zwischenzahnrings 11, 11' bei Drehung des Planetenträgers 13 um die – mit dem Motor gemeinsame – Mittelachse 18 umlaufend jeweils gegen die entsprechende Innenverzahnung 12 (die in den 1 und 2 nicht gezeigt ist) des Außenzahnrings 5, 5'. Da, wie bei Wellgetrieben üblich, die Zähnezahl der Außenverzahnung 19 (nur in 4 gezeigt) des Zwischenzahnring 11, 11' sich geringfügig von der Zähnezahl der Innenverzahnung 12 (4) des Außenzahnrings 5, 5' unterscheidet, verdrehen sich auch Außenzahnring 5, 5' und Innenzahnring 11, 11' entsprechend gegeneinander, allerdings mit einer gegenüber der Drehzahl der Eingangswelle 20 des Wellgetriebes erheblich verminderten Drehzahl.The non-circular core 6 each includes a planet carrier 13 at which by means of the axes 14 pinion 15 are stored. These sprockets 15 grab with their teeth 16 on a corresponding internal toothing 17 (which in the 1 and 2 not shown in detail) of the intermediate toothed ring 11 . 11 ' and press in this way in the corresponding peripheral region of the intermediate toothed ring 11 . 11 ' upon rotation of the planet carrier 13 around the - common with the engine - center axis 18 circumferentially in each case against the corresponding internal toothing 12 (which in the 1 and 2 not shown) of the external tooth ring 5 . 5 ' , As usual with corrugations, the number of teeth of the external teeth 19 (only in 4 shown) of the intermediate toothed ring 11 . 11 ' slightly different from the number of teeth of the internal teeth 12 ( 4 ) of the external tooth ring 5 . 5 ' differs, also external ring 5 . 5 ' and inner tooth ring 11 . 11 ' according to each other, but with respect to the speed of the input shaft 20 of the wave gear significantly reduced speed.

Bei dem Ausführungsbeispiel der 1 und 2 ist die Konstruktion derart, dass der flexible Zwischenzahnring 11 gegenüber dem Gehäuse 1 feststeht. infolgedessen dreht sich bei Drehung der Eingangswelle 20 der Außenzahnring 5.In the embodiment of the 1 and 2 the construction is such that the flexible idler ring 11 opposite the housing 1 fixed. As a result, rotates upon rotation of the input shaft 20 the external teeth ring 5 ,

Demgegenüber ist die Konstruktion des Ausführungsbeispiels der 3 und 4 derart, dass der Außenzahnring 5' Teil des Gehäuse-Unterteils 2' ist, d. h. feststeht. Infolgedessen bewirkt eine Drehung der Eingangswelle 20 des Wellgetriebes eine stark verlangsamte Drehung des Zwischenzahnrings 11'.In contrast, the construction of the embodiment of the 3 and 4 such that the external teeth ring 5 ' Part of the housing base 2 ' is, that is fixed. As a result, rotation of the input shaft causes 20 of the corrugated transmission a greatly slowed rotation of the intermediate gear ring 11 ' ,

Entsprechend der von dem Motor bewegten Teile ist bei dem Ausführungsbeispiel der 1 und 2 das Stirnrad 9, welches die Bewegung der Zahnstange 8 erzeugt, drehfest mit dem Außenzahnring 5 verbunden, während bei dem Ausführungsbeispiel der 3 und 4 das entsprechende Stirnrad 9' drehfest an den (flexiblen) Zwischenzahnring 11' gekoppelt ist.According to the moving parts of the engine is in the embodiment of the 1 and 2 the spur gear 9 showing the movement of the rack 8th generated, rotationally fixed with the external toothed ring 5 while in the embodiment of the 3 and 4 the corresponding spur gear 9 ' rotationally fixed to the (flexible) intermediate toothed ring 11 ' is coupled.

Um eine besonders langsame Drehbewegung der die Zahnstange 8 antreibenden Stirnräder 9, 9' zu erreichen, sind bei den gezeigten Ausführungsbeispielen dem Wellgetriebe zwei, jeweils von Ritzelpaaren gebildete Getriebestufen vorgeschaltet. Zu diesem Zweck ist auf der Ausgangswelle 21 des Motors 3 drehfest ein relativ kleines Ritzel 22 angeordnet, welches ein auf einer Welle 23 drehbar gelagertes Doppelritzel 24 im Bereich seines großen Durchmessers antreibt. Der Bereich mit kleinem Durchmesser des Doppelritzels 24 treibt seinerseits ein Ritzel 25 mit vergleichsweise großem Durchmesser an, welches auf der Ausgangswelle 21 des Motors 3 frei drehbar gelagert ist und ein Ritzel kleineren Durchmessers bildenden Ansatz 26 trägt, der mit den Verzahnungen am Umfang der Ritzel 15 des unrunden Kerns 6 kämmt und somit bei Drehung auch eine entsprechende Drehung des unrunden Kerns 6 bewirkt.To a particularly slow rotational movement of the rack 8th driving spur gears 9 . 9 ' to reach, in the embodiments shown, the corrugated transmission two, each formed by Ritzelpaaren gear stages upstream. For this purpose is on the output shaft 21 of the motor 3 rotatably a relatively small pinion 22 arranged, which one on a wave 23 rotatably mounted double pinion 24 in the area of its large diameter drives. The small diameter area of the double pinion 24 in turn drives a pinion 25 with a comparatively large diameter, which is on the output shaft 21 of the motor 3 is freely rotatably mounted and a pinion smaller diameter forming approach 26 carries with the teeth on the circumference of the pinion 15 the non-round core 6 meshes and thus upon rotation, a corresponding rotation of the non-circular core 6 causes.

Eine Getriebevorstufe kann nicht nur von Ritzelpaaren 22, 24 gebildet sein, sondern – insbesondere zur Geräuschverminderung – auch von einem Zugmitteltrieb, z. B. einer Kette oder vorzugsweise einem Riemen. Auf die Darstellung eines entsprechenden Ausführungsbeispiels wurde hier verzichtet.A gear precursor can not only be done by a pair of pinions 22 . 24 be formed, but - in particular for noise reduction - and a traction drive, z. As a chain or preferably a belt. On the representation of a corresponding embodiment has been omitted here.

Besonders günstig für eine kompakte Konstruktion ist bei den gezeigten Ausführungsbeispielen, dass – wie die Zeichnungen erkennen lassen – die von den Ritzeln 22, 24 gebildete Getriebevorstufe innerhalb des Durchmessers des jeweiligen Außenzahnringes 5, 5' angeordnet ist. Zu einer geringen Baugröße trägt auch bei, wenn, wie die Zeichnungen erkennen lassen, der Motor 3, dessen Abtriebwelle 21 im wesentlichen koaxial mit der Mittelachse 18 des Wellgetriebes verläuft, innerhalb des Durchmessers des Zwischenzahnrings 11, 11' angeordnet ist.Particularly favorable for a compact design is in the embodiments shown that - as the drawings show - that of the pinions 22 . 24 formed gear precursor within the diameter of the respective outer ring gear 5 . 5 ' is arranged. To a small size also contributes, if, as the drawings show, the engine 3 , whose output shaft 21 substantially coaxial with the central axis 18 of the corrugated transmission, within the diameter of the intermediate toothed ring 11 . 11 ' is arranged.

Zur Lagerung und zum Antrieb der Zahnstange 8 sind, wie bereits erwähnt, zwei Stirnräder 9, 9', 10 vorgesehen. Diese sind in entsprechendem Abstand (siehe 2 und 4) zwischen Deckel 7 und Mittelteil 4 des Gehäuses gelagert.For storage and drive of the rack 8th are, as already mentioned, two spur gears 9 . 9 ' . 10 intended. These are at an appropriate distance (see 2 and 4 ) between lids 7 and middle part 4 the housing stored.

Das eine Stirnrad 9, 9' wird jeweils direkt von dem Außenzahnring 5 bzw. Zwischenzahnring 11' angetrieben. Um eine gleichmäßige Drehung der beiden Stirnräder 9, 9' bzw. 10 und damit eine gleichmäßige Längsverschiebung der Zahnstange 8 zu erreichen, ist auch ein mit der Bewegung des ersten Stirnrades 9, 9' synchroner Antrieb für das zweite Stirnrad 10 vorgesehen. Hierzu sind die Stirnräder 9, 9', 10 jeweils einstückig mit einem axial gegenüber den Stirnrädern 9, 9', 10 versetzten Stirnrad 27 bzw. 28. Diese Stirnräder 27, 28 haben jeweils gleichen Durchmesser und gleiche Zahn-Teilung, sodass sich die Stirnräder 9, 9', bzw. 10 synchron drehen. Der Durchmesser der Stirnräder 27, 28 ist um soviel größer als der Durchmesser der Stirnräder 9, 9', 10, dass die Zahnstange 8 mit ihren beidseitigen Verzahnungen exakt zwischen den Verzahnungen der Stirnräder 9, 9' einerseits und 10 anderseits geführt ist.The one spur gear 9 . 9 ' is each directly from the outer ring 5 or intermediate toothed ring 11 ' driven. For a uniform rotation of the two spur gears 9 . 9 ' respectively. 10 and thus a uniform longitudinal displacement of the rack 8th To reach is also one with the movement of the first spur gear 9 . 9 ' synchronous drive for the second spur gear 10 intended. These are the spur gears 9 . 9 ' . 10 each in one piece with an axially opposite the spur gears 9 . 9 ' . 10 offset spur gear 27 respectively. 28 , These spur gears 27 . 28 each have the same diameter and same tooth pitch, so the spur gears 9 . 9 ' , respectively. 10 turn synchronously. The diameter of the spur gears 27 . 28 is so much larger than the diameter of the spur gears 9 . 9 ' . 10 that the rack 8th with their two-sided teeth exactly between the teeth of the spur gears 9 . 9 ' on the one hand and 10 on the other hand is guided.

Eine Besonderheit der gezeigten Ausführungsbeispiele besteht nun darin, dass die Stirnräder 9, 9' und 10 Verzahnungen aufweisen, deren Radius sich über den Umfang der Stirnräder kontinuierlich verändert, sodass sich der Durchmesser der Stirnräder 9, 9' und 10 entlang ihres Umfanges kontinuierlich verändert, was zur Folge hat, dass der Umfang der Stirnräder 9, 9', 10 jeweils eine Stufe 30 bildet (siehe insbesondere 5).A special feature of the embodiments shown is now that the spur gears 9 . 9 ' and 10 Have toothing whose radius varies continuously over the circumference of the spur gears, so that the diameter of the spur gears 9 . 9 ' and 10 continuously changed along its circumference, which has the consequence that the circumference of the spur gears 9 . 9 ' . 10 one level each 30 forms (see in particular 5 ).

Entsprechend der Veränderung des Durchmessers bzw. Radius der Stirnräder 9, 9', 10 ändert sich auch der Abstand zwischen deren Umfangsflächen bzw. Verzahnungen 31. Dementsprechend muss sich auch der Abstand zwischen den einander gegenüber liegenden Verzahnungen 29 der Zahnstange 8 ändern, was dadurch erreicht wird, dass sich die Breite der Zahnstange 8 über ihre Länge entsprechend verändert, wie dies den 2, 4 und 5 entnommen werden kann.According to the change in the diameter or radius of the spur gears 9 . 9 ' . 10 also changes the distance between the peripheral surfaces or teeth 31 , Accordingly, the distance between the opposing teeth must be 29 the rack 8th change what is achieved by the width of the rack 8th changed accordingly over its length, like this 2 . 4 and 5 can be removed.

Ein wesentlicher Vorteil der Vorrichtungen gemäß der Erfindung besteht in deren einfacher Montage, die im wesentlichen dadurch erfolgt, dass die Teile nacheinander (in der in den 2 und 4 gezeigten Reihenfolge) in die Unterteile 2, 2' axial eingesetzt werden. Lediglich die Ritzel 24 müssen vor dem Aufbringen des Mittelteils 4, 4' auf das Unterteil 2, 2' von der Seite her durch die Schlitze 32 eingeführt und dann mittels der – ebenfalls axial einsteckbaren – Welle 23 positioniert werden.A significant advantage of the devices according to the invention is their simple assembly, which essentially takes place in that the parts successively (in the in the 2 and 4 shown order) in the lower parts 2 . 2 ' be used axially. Only the pinions 24 must before applying the middle part 4 . 4 ' on the lower part 2 . 2 ' from the side through the slots 32 introduced and then by means of - also axially plugged - shaft 23 be positioned.

Zum Ende des Zusammenbaus wird dann die Zahnstange 8 seitlich, d. h. in ihrer Längsrichtung, in den Deckel 7 eingeführt, wobei darauf zu achten ist, dass sich zu diesem Zeitpunkt die Stirnräder 9, 9' und 10 in der richtigen Position befinden, d. h. die Stufen 30 jeweils aufeinander zu weisen und die Zahnstange 8 mit ihrem schmäleren Ende voraus eingeführt wird. Zweckmäßig geschieht dies vor dem Aufsetzen des Deckels 7, um einerseits die genaue Lage gut kontrollieren und andererseits ggf. die Stirnräder 9, 9', 10 hinsichtlich ihres Drehwinkels exakt positionieren zu können.At the end of the assembly then the rack 8th laterally, ie in its longitudinal direction, in the lid 7 It should be noted that it is at this time the spur gears 9 . 9 ' and 10 in the right position, ie the steps 30 each facing each other and the rack 8th is introduced in advance with its narrower end. This is expediently done before placing the lid 7 on the one hand to control the exact location well and on the other hand, if necessary, the spur gears 9 . 9 ' . 10 to be able to position exactly with regard to their angle of rotation.

Da die Stirnräder 9, 9', 10 eine Stufe 30 aufweisen, kann mit der Vorrichtung gemäß den Ausführungsbeispielen die Zahnstange 8 nur axial um eine Strecke bewegt werden, die maximal einer Umdrehung der Stirnräder 9, 9', 10 entspricht, wobei die Bewegungsstrecke der Zahnstange 8 abhängig vom Durchmesser der Stirnräder 9, 9', 10 vergrößert bzw. verkleinert werden kann.Because the spur gears 9 . 9 ' . 10 a step 30 can, with the device according to the embodiments, the rack 8th only be moved axially by a distance, the maximum one revolution of the spur gears 9 . 9 ' . 10 corresponds, with the movement distance of the rack 8th depending on the diameter of the spur gears 9 . 9 ' . 10 can be increased or decreased.

Selbstverständlich ist es auch möglich – und so wird die Vorrichtung in der Praxis wohl meist ausgebildet sein – die Stirnräder 9, 9', 10 als einfache Ritzel auszubilden und entsprechend eine Zahnstange vorzusehen, deren Breite über die gesamte Länge gleich ist. In diesem Falle kann die Zahnstange natürlich über einen größeren Bereich axial bewegt werden, weil sich die zum Antrieb der Zahnstange dienenden Stirnräder durchaus auch mehrfach während der Axial-Verschiebung der Zahnstange drehen können.Of course it is also possible - and so the device will probably be most likely in practice - the spur gears 9 . 9 ' . 10 form a simple pinion and to provide a corresponding rack whose width over the entire length is the same. In this case, the rack can of course be moved axially over a larger area, because the serving to drive the rack spur gears can also rotate several times during the axial displacement of the rack.

Claims

Device for converting rotational to linear motion with a motor ( 3 ), an outer ring ( 5 . 5 ' ), an intermediate toothed ring ( 11 . 11 ' ) as well as the intermediate toothed ring ( 11 . 11 ' ) circumferentially to the outer ring ( 5 . 5 ' ) pressing, non-round core ( 6 ), self-locking corrugated transmission, which via a from the outer ring ( 5 . 5 ' ) or intermediate toothed ring ( 11 . 11 '' ) driven spur gear ( 9 . 9 ' ) on the gearing ( 29 ) one of a rack ( 8th ), linearly movable actuator, characterized in that the rack ( 8th ) is a non-self-locking trained actuator and at least two evenly over its circumference angularly offset gears ( 29 ), each with one of several evenly around the rack ( 8th ) distributed spur gears ( 9 . 9 '; 10 ) interact.

Apparatus according to claim 1, characterized in that two opposing spur gears ( 9 . 9 ' . 10 ) are driven synchronously in opposite directions by the harmonic drive.

Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the spur gears ( 9 . 9 '; 10 ) a gearing ( 31 ) with over the circumference of the spur gears ( 9 . 9 '; 10 ) continuously changing radius and the cross section of the rack ( 8th ) in which the intermeshing with the spur gears toothed area (s) is correspondingly different.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that between engine ( 3 ) and input shaft ( 20 ) of the wave gear at least one transmission precursor ( 24 . 25 ) is provided.

Apparatus according to claim 4, characterized in that at least one of the transmission precursors ( 24 . 25 ) is formed by a gear transmission.

Apparatus according to claim 4 or 5, characterized in that at least one of the gear precursors of a traction mechanism (chain / belt) is formed.

Device according to one of claims 4 to 6, characterized in that the at least one transmission precursor ( 24 . 25 ) within the diameter of the outer ring ( 5 . 5 ' ) is arranged.

Device according to one of claims 4 to 7, characterized in that a transmission precursor ( 24 . 25 ) is provided, which is designed such that the output shaft ( 21 ) of the motor ( 3 ) substantially coaxial with the central axis ( 18 ) of the wave gear, the motor ( 3 ) within the diameter of the intermediate toothed ring ( 11 . 11 ' ) is arranged.

Apparatus according to claim 8, characterized in that the transmission precursor ( 24 . 25 ) is multi-level.