CN107923511B - 具有柔性齿轮的传动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种传动装置(1)，特别是谐波传动装置，该传动装置配备具有法兰(16)的柔性齿轮(2)，该法兰(16)被固定在传动装置(1)的壳体部件(7)上。用于将法兰(16)固持在壳体部件(7)上的连接构件(8)具有多个紧固点(14)，其中，在紧固点(14)外侧，连接构件(8)具有关于齿轮(2)中轴线(M)的位于法兰(16)和壳体部件(7)之间的轴向间隙。

Description

具有柔性齿轮的传动装置
技术领域
本发明涉及一种具有至少一个柔性齿轮的传动装置，特别是谐波齿轮传动装置，该传动装置用于电动的凸轮轴调节器或用于调节热力发动机的压缩(VCR＝可变压缩比)的装置，其中，齿轮具有设置用于紧固在壳体部件上的法兰。
背景技术
例如由EP 0 741 256 B1已知具有柔性齿轮的通用传动装置。配备可伸缩齿轮的另外的传动装置在EP 0514 829 B1中被公开，在这种情况下该齿轮被称为柔性的杯形件。在这两种情况下，柔性齿轮均具有较厚的轮毂区域，该轮毂区域能够被固定在传动装置的壳体部件上，其中，设置了多个固定位置。齿轮的柔性通过齿轮的内侧的较薄的横截面的区域实现。已知的传动装置应当用在小型机器人或精密机器中。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，相对于所述现有技术，改进一种具有柔性齿轮的传动装置，特别是谐波齿轮传动装置，其中，该传动装置特别能够用作热力发动机的电动的凸轮轴调节器的减速装置，并且能够在此将紧凑的结构和可靠的功能结合在一起。同样地，传动装置能够被用在用于改变热力发动机(即往复式活塞发动机)的压缩的装置中。
该技术问题通过具有如下特征的传动装置来解决。具有至少一个柔性齿轮的传动装置包括壳体部件，柔性齿轮被固定到该壳体部件上。柔性齿轮能够呈杯形，其中，柔性齿轮能够是杯形传动装置(Topfgetriebe)的一部分。
齿轮的沿径向向外的法兰借助连接构件被固持在壳体部件上，该连接构件具有多个紧固点，特别是螺纹连接点。在紧固点外侧，存在关于齿轮中轴线的位于法兰和壳体部件之间的轴向间隙。优选地，从没有机械负载的状态开始，齿轮由于轴向间隙能够沿两个轴向方向移动。由此，柔性齿轮总体上在周向上没有间隙地并且同时在轴向上保持间隙地被固持在壳体部件上。在这种情况下，轴向间隙不应被理解为，齿轮能够在没有任何作用力的情况下沿轴向移动。更确切地说，尽管在力的作用下，但是通过特别在圆周方向上比另外的位移或形变小得多的力，齿轮的部段，即紧固点的外侧的部段，能够在轴向上移动。
在一个优选的设计方案中，具有与方向相关的刚度的、被固持在壳体上的柔性齿轮具有与法兰(即沿径向向外延伸的部段)相邻接的圆柱形的带齿部段。圆柱形的部段的齿部优选是外齿部，该外齿部与传动装置的固定在外壳上的内齿部相啮合。由两个部段，即圆柱形的环状部段和平面的环状部段构成的柔性齿轮还被称为角环。
在一种生产技术上有利的实施方式中，齿轮的圆柱形的部段的在齿部的外侧测量的壁厚与法兰的壁厚相同。特别地，法兰即使在紧固点的区域中，也不会增厚。特别合理地，能够将齿轮制造成一体的板件。引入用于产生沿轴向的柔性的有针对性的材料弱化是不必要的。柔性齿轮的沿径向延伸的基本上位于单个平面中的部段，即法兰，能够借助螺栓被固持在壳体部件上，其中，为了产生轴向间隙，能够将在螺栓之间的，例如以盘件或具有更复杂形状的间隔件的形式的中间件插入法兰和壳体部件之间，以产生轴向间隙。整个法兰优选是平坦的或扁平的。备选地，法兰能够呈波纹形状，这一方面有助于增加沿轴向的柔性，另一方面也能够减小沿周向的刚性。
壳体部件(柔性齿轮被固定在该壳体部件上)能够是借助牵引装置驱动的驱动轮。或者，这种驱动轮优选与所述的壳体部件抗扭地连接。
在一种优选的设计方案中，轴向间隙既在紧固点的径向内部(即在与齿轮的中轴线的间距小于与紧固点的间距的区域中)，也在紧固点之间的圆周部段中。在此，存在法兰与壳体部件之间的轴向间隙的圆周部段优选延伸在法兰的整体的至少85％(即至少306°)的圆周上。
柔性齿轮与壳体的连接在沿周向的所期望的刚度和沿轴向所期望的柔度之间的矛盾能够特别有效地通过实施方案解决，其中，设置不超过五个紧固点，例如恰好五个紧固点。
本发明的优点特别在于，通过传动装置的柔性齿轮相对传动装置壳体仅在轴向上的局部分离实现在旋转运动传递方面的特别高的精度，其中，齿轮的带齿的、圆柱形的部段的因操作产生的形变不会在径向上受阻。
根据本申请的传动装置特别适用在具有电动调节轴的电动凸轮轴调节器中。在这方面例如参考文献DE 10 2013 220 220 A1和DE 10 2013 220 221 A1。同样地，传动装置能够用于调节往复式活塞发动机中的可变压缩的装置。
附图说明
下面通过附图进一步阐释本发明的实施例。在此，部分示意性地示出：
图1是传动装置，即谐波齿轮传动装置的柔性齿轮的端侧的俯视图，
图2，3是剖切具有根据图1的齿轮的谐波齿轮传动装置的不同的剖视图。
具体实施方式
图1至3示出总体上通过附图标记1标记的传动装置的实施例，该传动装置被设计为谐波齿轮传动装置并且具有柔性齿轮2。传动装置1作为高减速传动装置，是热力发动机的电动的凸轮轴调节器的一部分。关于传动装置1的基本功能，参考引用的现有技术。
传动装置1具有壳体部件3，该壳体部件3直接地或通过未示出的牵引装置(即皮带或链条)间接地由热力发动机(即汽油发动机机或柴油发动机)的曲轴驱动。壳体部件3的旋转运动借助于固定在驱动轮3中的螺栓4关于圆周方向无间隙地被传递到柔性齿轮2上。齿轮2的供对应的螺栓4插入的开口5具有圆形的形状。螺栓4的螺栓头被标记为6。传动装置1总共具有的五个用于将齿轮2紧固在壳体部件3上螺栓4。
这样设计位于齿轮2和传动装置1的壳体部件3之间的总体通过附图标记8标记的连接构件，使得沿关于齿轮2的被标记为M的中轴线的轴向方向存在被标记为S1和S2的间隙。通过这样的方式能够容纳柔性齿轮2的形变。
柔性齿轮2的形变通过被标记为9的波发生器产生，该波发生器具有被标记为12的外圈和椭圆形的内圈10。外圈12在每个运行状态下均适应于内圈10的椭圆形状。柔性齿轮2还在匹配外圈12的非圆形状的情况下直接围绕外圈12。在轴承环10，12之间，即波发生器9的内圈10和外圈12之间，滚珠11作为滚动体滚动。假设为椭圆形的外圈12的在两个径向相对的位置处相对具有内齿的从动轮13挤压柔性齿轮2。该从动轮还抗扭地与热力发动机的凸轮轴连接。
柔性齿轮2具有圆柱形的带齿部段15以及与该部段相邻的沿径向向外延伸的部段16，即法兰，其中，开口5位于法兰16中。齿轮2的被标记为7的齿部，即外齿部位于圆柱形的部段15上。波发生器9的内圈10通过未示出的电驱动装置产生转动。驱动内圈10的轴是指调节轴；传动装置1整体是三轴传动装置。根据图2的剖视图剖切螺栓4中的一个，而根据图3的剖视图示出法兰16的可选的的圆周部段17。该圆周部段17在大于45°的被标记为S3的角度范围上延伸。
对应螺栓4的数量，传动装置1总体上具有五个可选的圆周部段17。在两个圆周部段17之间分别具有在图2中所示的被标记为14的紧固点。法兰16仅在紧固点14处与壳体部件3接触，其中，法兰16在插入中间件18和附加件19的情况下借助在壳体部件3上的螺栓4被固持。附加件19是单个的环形部件，该部件在每个紧固点14的区域中被加厚。相对地，位于法兰16与壳体部件3之间的中间件18是分别被螺栓4插入的单独的垫圈。在面向壳体部件3的一侧上的轴向间隙S1和背向壳体部件3的一侧上的轴向间隙S2对应于中间件18的厚度和附加件19在紧固点14处的厚度。
设置借助紧固点14和可选的圆周部段17实现的连接构件8用于容纳齿轮2的形变，而不在齿轮2和壳体部件3之间沿上述零件的圆周方向上产生间隙。由于齿轮2在壳体部件3上的沿轴向的柔性连接，齿轮2自身不必具有超过波发生器9的功能所需的水平的例如由材料的弱化产生的弹性。备选地，通过螺纹连接的紧固点14能够通过焊接实现。
附图标记列表
1 传动装置
2 齿轮
3 壳体部件
4 螺栓
5 凹槽
6 螺栓头
7 齿部
8 连接构件
9 波发生器
10 内圈
11 滚珠
12 外圈
13 从动轮
14 紧固点
15 圆柱形的，带齿部段
16 法兰
17 可选的圆周部段
18 中间件
19 附加件
M 中轴线
S1，S2 沿轴向的间隙
S3 可选的圆周区域的角度区域

Claims (10)

1.一种配备柔性的、具有法兰(16)的齿轮(2)的传动装置(1)，包括壳体部件(3)，所述齿轮(2)的法兰(16)被固定在所述壳体部件上，其中，用于将所述法兰(16)固持在所述壳体部件(3)上的连接构件(8)具有多个紧固点(14)，其特征在于，在所述紧固点(14)外侧，所述连接构件(8)具有关于所述齿轮(2)的中轴线(M)的位于所述法兰(16)和所述壳体部件(3)之间的轴向间隙，并且在所述紧固点(14)之间的圆周部段(17)中存在轴向间隙。
2.根据权利要求1所述的传动装置(1)，其特征在于，所述齿轮(2)具有与所述法兰(16)邻接的、圆柱形的、带齿的部段(15)。
3.根据权利要求2所述的传动装置(1)，其特征在于，所述齿轮(2)的圆柱形的、带齿的部段(15)具有外齿部。
4.根据权利要求3所述的传动装置(1)，其特征在于，所述法兰(16)具有与所述圆柱形的部段(15)在其齿部(7)之外的部分相同的壁厚。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的传动装置(1)，其特征在于，在所述紧固点(14)的径向内侧存在轴向间隙。
6.根据权利要求5所述的传动装置(1)，其特征在于，具有在所述法兰(16)与所述壳体部件(3)之间的轴向间隙的圆周部段(17)在所述法兰(16)的整体上至少85％的圆周上延伸。
7.根据权利要求1至4和6中任一项所述的传动装置(1)，其特征在于，设置不超过五个紧固点(14)。
8.一种根据权利要求1所述的传动装置(1)被用作机动车中的减速传动装置的应用方法。
9.根据权利要求8所述的应用方法，其特征在于，所述减速传动装置(1)是电气式的凸轮轴调节器的一部分。
10.根据权利要求8所述的应用方法，其特征在于，所述减速传动装置(1)是热力发动机的用于改变压缩的装置的一部分。
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