DE102008053913A1

DE102008053913A1 - Lageranordnung zur Lagerung des Wellengenerators eines Spannungswellengetriebes, Spannungswellengetriebe sowie Vorrichtung zum Überlagern von Bewegungen

Info

Publication number: DE102008053913A1
Application number: DE200810053913
Authority: DE
Original assignee: Ovalo GmbH
Current assignee: Ovalo GmbH
Priority date: 2008-10-30
Filing date: 2008-10-30
Publication date: 2010-05-12
Anticipated expiration: 2028-10-31
Also published as: DE102008053913B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung zur Lagerung des Wellengenerators (1) eines Spannungswellengetriebes (100; 100') mit mindestens einem Lager (2) zum Abstützen des Wellengenerators (1). Es ist vorgesehen, dass das Lager (2) durch wenigstens ein eine Getriebefunktion ausübendes Bauteil (3, 4) des Spannungswellengetriebes (100; 100') gebildet ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Spannungswellengetriebe (100; 100') mit einer solchen Lageranordnung sowie eine Vorrichtung (200; 200') zum Überlagern von Bewegungen, insbesondere eine Nockenwellen-Stellvorrichtung oder ein Fahrzeuglenksystem.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung zur Lagerung des Wellengenerators eines Spannungswellengetriebes mit mindestens einem Lager zum Abstützen des Wellengenerators. Die Erfindung betrifft ferner ein Spannungswellengetriebe mit einer solchen Lageranordnung sowie eine Vorrichtung zum Überlagern von Bewegungen, insbesondere eine Nockenwellen-Verstellvorrichtung und ein Fahrzeuglenksystem.
Technologischer Hintergrund und Stand der Technik
Spannungswellengetriebe, welche auch Harmonic Drive-Getriebe genannt werden, weisen ein elastisches Übertragungselement auf, welches von einem Wellengenerator angetrieben wird. Bei den üblichen Bauformen des Spannungswellengetriebes ist das elastische Übertragungselement ringförmig oder topfförmig ausgebildet und innerhalb des elastischen Übertragungselementes ist der Wellengenerator angeordnet. Dabei ist das elastische Übertragungselement über den Wellengenerator aufgezogen und liegt somit verformt in dem Spannungswellengetriebe vor.
Beispielsweise kann der Wellengenerator einen elliptisch geformten Grundkörper aufweisen, sodass das auf den Wellengenerator aufgezogene elastische Übertragungselement, welches üblicherweise auch als Flexspline bezeichnet wird, ebenfalls elliptisch verformt vorliegt. Bei Rotation des Grundkörpers kommt es in einer umlaufenden Wellenbewegung des Flexsplines, welche durch das umlaufende Wandern der Hauptscheitelachsen des elliptischen Grundkörpers verursacht wird. Durch die Rotationsbewegung des Wellengenerators wird der Flexspline ebenfalls in eine Rotationsbewegung versetzt, wobei der Flexspline wiederum mit einem starren Außenring im Bereich der Hauptscheitelpunkte des elliptischen Grundkörpers in Wirkkontakt steht, welcher hierdurch ebenfalls in eine Drehbewegung versetzt wird. Je nach Bauformen des Spannungswellengetriebes kann der starre Außenring oder der Flexspline gehäusefest angeordnet sein, sodass eine Bewegungsübertragung von dem Wellengenerator lediglich auf den Flexspline oder den starren Außenring erfolgt.
Üblicherweise weisen der Flexspline und der starre Außenring jeweils Verzahnungen auf, sodass Flexspline und starrer Außenring in dem durch den Wellengenerator hervorgerufenen Koppelbereichen zwischen Flexspline und Außenring miteinander kämmen.
Der Wellengenerator der bekannten Spannungswellengetriebe ist üblicherweise mit einer Antriebswelle gekoppelt. Der Wellengenerator ist dabei durch eine entsprechende Lagerung abgestützt. Wie insbesondere aus 1 ersichtlich ist, dienen zur Lagerung wenigstens zwei Wälzlager, welche in unmittelbarer Nähe zum Wellengenerator in axialer Richtung links und rechts davon angeordnet sind. Mittels dieser Lageranordnung werden von außen auf das Spannungswellengetriebe, insbesondere auf den Wellengenerator in radialer Richtung wirkende Kräfte aufgenommen. Auch können je nach Ausgestaltung der Wälzlager in axialer Richtung von außen auf das Getriebe wirkende Störkräfte aufgenommen werden. Das Spannungswellengetriebe selbst bzw. dessen Getriebebauteile sind hierdurch von derartigen Störkräften geschützt, sodass etwaige Lageänderungen der Getriebebauteile aufgrund einwirkender Störkräfte ebenfalls vermieden sind.
Die bei dem bekannten Spannungswellengetriebe vorgesehene Lagerung mittels wenigstens zweier Wälzlager führt dazu, dass das Spannungswellengetriebe in axialer Richtung relativ groß baut. Darüber hinaus ist eine solche Lagerung relativ aufwendig und teuer.
Aufgabenstellung
Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Lageranordnung zur Lagerung des Wellengenerators eines Spannungswellengetriebes mit den eingangs genannten Merkmalen vorzuschlagen, welche technisch einfach und kostengünstig sowie platzsparend realisierbar ist.
Erfindung und vorteilhafte Wirkungen
Zur Lösung der Aufgabe wird eine Lageranordnung zur Lagerung des Wellengenerators eines Spannungswellengetriebes vorgeschlagen, welche die in Anspruch 1 genannten Merkmale aufweist.
Die erfindungsgemäße Lageranordnung zur Lagerung des Wellengenerators hat mindestens ein Lager zum Abstützen des Wellengenerators. Die Lageranordnung zeichnet sich u. a. dadurch aus, dass wenigstens ein, eine Getriebefunktion ausübendes Bauteil des Spannungswellengetriebes als Lager der Lagerung dient.
Durch diese Maßnahme wird zum Abstützen des Wellengenerators das Getriebe selbst genutzt, sodass auf wenigstens eines der bisher bei der bekannten Lageranordnung vorgesehenen beiden Lager verzichtet werden kann. Erfindungsgemäß wird somit zugelassen, dass etwaige äußere Störkräfte auf den Wellengenerator wirken können, wobei die Abstützung des Wellengenerators durch das Getriebe bzw. die Getriebebauteile selbst stattfindet. Damit ist eine Vereinfachung der Lagerung für den Wellengenerator erreicht, da die mehreren bisher eingesetzten Lager in ihrer Anzahl reduziert werden können. Die Lageranordnung ist besonders kompakt bauend und technisch einfach und damit kostengünstig zu realisieren ist, da zur Lagerung auf die sowieso bereits vorgesehenen Bauteile des Spannungswellengetriebes zurückgegriffen wird. Den zur Lagerung dienenden Getriebebauteilen des Spannungswellengetriebes kommt somit eine Mehrfachfunktion zu.
Es bietet sich an, dass das wenigstens eine Lager zum Abstützen des Wellengenerators in radialer Richtung dient. Dadurch können gerade solche Kräfte von dem Lager aufgenommen und abgeleitet werden, welche in der Praxis häufig auftreten. Diese Kräfte werden beispielsweise beim Ankuppeln eines Antriebes an die Eingangswelle des Wellengenerators aufgrund von Fluchtungs- und/oder Verkippungsfehlern zwischen der Abtriebswelle des Antriebs und der Eingangswelle hervorgerufen. Aufgrund der in radialer Richtung in einer Reihe liegenden Getriebeteile des Spannungswellengetriebes und ihrer koaxialen Anordnung bezüglich der Drehachse, ist das Spannungswellengetriebe bauartbedingt besonders zur Aufnahme derartiger in radialer Richtung wirkender Kräfte geeignet.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Lager durch den Circular Spline und/oder den Dynamic Spline des Spannungswellengetriebes gebildet ist. Als Circular Spline und Dynamic Spline ist im Sinne der Erfindung das starre bzw. formstabile Übertragungselement eines Spannungswellengetriebes zu verstehen, welches mit dem Flexspline des Spannungswellengetriebes in Wirkverbindung steht. Je nach Ausführungsform des Spannungswellengetriebes können der Dynamic Spline und der Circular Spline jeweils drehbar als drehbewegliche Bauteile vorliegen oder eines der beiden oder beide Bauteile können gehäusefest angeordnet sein. Aufgrund der starren Ausbildung dieser Übertragungselemente sind sie von den Bauteilen des Spannungswellengetriebes mit Getriebefunktion besonders geeignet, um als Lager für den Wellengenerator zu dienen.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass zum Lagern des Wellengenerators ausschließlich das wenigstens eine Lager vorgesehen ist. Dadurch ist die Lagerung des Wellengenerators auf besonders einfache und kostengünstige Art und Weise realisiert. Gleichfalls ist dadurch der Bauraumbedarf besonders gering, da zur Lagerung des Wellengenerators ausschließlich das Spannungswellengetriebe selbst bzw. dessen eine Getriebefunktion ausübenden Bauteile dienen.
Alternativ kann es natürlich vorgesehen sein, dass wenigstens ein zusätzliches Lager zum Abstützen des Wellengenerators vorgesehen ist. Durch diese Maßnahme werden die von außen auf den Wellengenerator wirkenden Störkräfte von zwei Lagern aufgenommen, sodass die Belastung auf die als Lager dienenden Bauteile des Spannungswellengetriebes reduziert ist.
Es bietet sich dabei an, dass sich das wenigstens eine zusätzliche Lager gegen den Circular Spline, den Dynamic Spline oder ein Gehäuse abstützt. Durch das zusätzliche Lager zusammen mit den als Lager dienenden Spannungswellengetriebe ist eine ausreichende Lagerung des Wellengenerators erreicht, um die in der Praxis auftretenden äußeren Störkräfte ohne Bauteilversagen aufnehmen zu können.
Bevorzugt ist der Circular Spline und/oder der Dynamic Spline topfförmig ausgebildet und das zusätzliche Lager stützt sich gegen den Bodenabschnitt des topfförmigen Circular Splines bzw. Dynamic Splines ab. Hierdurch ist vermieden, dass die von dem zusätzlichen Lager aufgenommenen Kräfte gerade dort wirken, wo der Dynamic Spline bzw. Circular Spline mit dem Flexspline in Wirkkontakt steht, sodass voneinander getrennte Abschnitte des Circular Splines bzw. Dynamic Splines für die Aufnahme der äußeren Störkräfte und für die Aufnahme des zu übertragenden Drehmomentes vorliegen.
Bevorzugt dient das zusätzliche Lager zum Abstützen des Wellengenerators in radialer Richtung, da die in der Praxis auftretenden äußeren Störkräfte im Wesentlichen in radialer Richtung wirken.
Bevorzugt ist der Wellengenerator dabei in axialer Richtung schwimmend gelagert. Im Zuge der Erfindung ist unter einer schwimmenden Lagerung zu verstehen, dass der Wellengenerator durch die Lagerung in axialer Richtung nicht eindeutig fixiert ist, sondern aufgrund eines vorgegebenen Spiels eine geringfügige Bewegung des Wellengenerators in axialer Richtung zugelassen ist.
Alternativ kann es natürlich vorgesehen sein, dass das zusätzliche Lager zum Abstützen des Wellengenerators in axialer Richtung dient. Hierdurch ist der Wellengenerator in axialer Richtung fixiert und das zusätzliche Lager kann in axialer Richtung auf den Wellengenerator wirkende äußere Störkräfte aufnehmen.
Nach einem weiteren unabhängigen Erfindungsgedanken ist ein Spannungswellengetriebe mit der erfindungsgemäßen Lageranordnung vorgesehen.
Nach einer Weiterbildung des Spannungswellengetriebes ist es vorgesehen, dass der Wellengenerator des Spannungswellengetriebes einen die Wellbewegung erzeugenden Grundkörper aufweist, welcher an einer Hohlwelle oder einem hohlen Wellenabschnitt angeordnet ist. Durch die hohle Ausgestaltung der Grundkörper-Welleneinheit ist eine Materialeinsparung erzielt, sodass die Grundkörper-Welleneinheit kostengünstig herstellbar ist. Darüber hinaus ist eine Gewichtsreduzierung erreicht.
Bevorzugt sollte der Grundkörper an der Hohlwelle oder dem hohlen Wellenabschnitt angeformt sein. Hierdurch ist die Grundkörper-Welleneinheit herstellungstechnisch und montagetechnisch besonders einfach und kostengünstig realisierbar.
Nach einer Weiterbildung des Spannungswellengetriebes ist es ferner vorgesehen, dass der Wellengenerator mit einer Welle, Flansch, Nabe, Kupplung oder dergleichen Verbindungselement zum Koppeln mit einem Antrieb fest verbunden ist. Hierdurch ist eine definierte Koppelstelle für den Antrieb realisiert.
Besonders einfach und kostengünstig ist diese Koppelstelle herstellbar, wenn die Welle, Flansch, Nabe, Kupplung oder dergleichen Verbindungselement an dem Wellengenerator angeformt ist.
Es bietet sich dabei an, dass das Verbindungselement mit dem Antrieb, insbesondere dessen Abtriebswelle, drehfest koppelbar ist, um eine möglichst spiel- bzw. rutschfreie Übertragung der Drehbewegung von dem Antrieb auf den Wellengenerator zu gewährleisten.
Alternativ kann es auch vorgesehen sein, dass der Wellengenerator mit einer Welle, Flansch, Nabe, Kupplung oder dergleichen Verbindungselement zum Koppeln mit einem Antrieb fest verbunden ist, welches elastisch ausgebildet ist. Dadurch ist eine Übertragung der Drehbewegung von dem Antrieb auf den Wellengenerator auch dann problemlos möglich, wenn die Abtriebswelle des Antriebes mit Versatz zu der Eingangswelle des Wellengenerators oder verkippt dazu liegt. Durch das elastische Verbindungselement können derartige Lagefehler zugelassen werden, ohne dass dadurch die Übertragung der Drehbewegung beeinträchtigt ist. Das elastische Verbindungselement passt sich der Lage der zu verbindenden Abtriebswelle und Eingangswelle entsprechend an und stellt eine drehfeste Verbindung zwischen den beiden Wellen her.
Bezüglich des elastischen Verbindungselementes bzw. der elastischen Kupplung wird Bezug genommen auf die Anmeldung mit der Bezeichnung „Kupplung, Getriebe und Vorrichtung zum Überlagern von Bewegungen”, welche mit gleichem Anmeldetag wie die vorliegende Anmeldung beim Deutschen Patent- und Markenamt eingereicht wurde. Deren Inhalt wird hiermit in diese Anmeldung aufgenommen.
Da der in der Praxis auftretende Versatz bzw. die Verkippung zwischen Abtriebswelle und Eingangswelle des Wellengenerators sich hauptsächlich in radialer Richtung des Spannungswellengetriebes auswirkt, bietet es sich an, dass das Verbindungselement zumindest in radialer Richtung elastisch ist.
Nach einem weiteren unabhängigen Erfindungsgedanken ist eine Vorrichtung zum Überlagern von Bewegungen, insbesondere eine Nockenwellen-Verstellvorrichtung und ein Fahrzeuglenksystem vorgesehen, mit einem Überlagerungsgetriebe in Art eines Spannungswellengetriebes und mit einem eine Hilfs- und/oder Zusatzbewegung erzeugenden Antrieb, dessen Bewegung über den Wellengenerator in das Überlagerungsgetriebe einkoppelbar ist. Die Vorrichtung weist dabei die erfindungsgemäße Lageranordnung auf.
Ausführungsbeispiele
Weitere Ziele, Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
Es zeigen:
1 eine bekannte Lageranordnung zur Lagerung des Wellengenerators eines Spannungswellengetriebes in Querschnittsdarstellung,
2 eine mögliche Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Lageranordnung zur Lagerung des Wellengenerators eines Spannungswellengetriebes in Querschnittsdarstellung und
3 eine mögliche weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lageranordnung in Querschnittsdarstellung.
1 zeigt – in schematischer Darstellung – ein bekanntes Einbaubeispiel eines Spannungswellengetriebes 300 mit einer bekannten Lageranordnung zum Abstützen des Wellengenerators 310 des Spannungswellengetriebes 300. Die bekannte Lageranordnung weist dazu zwei Wälzlager 320, 330 auf, zwischen denen der Wellengenerator 310 angeordnet ist, und welche in unmittelbarer Nähe des Wellengenerators 310 liegen.
2 zeigt – in schematischer Darstellung – ein Spannungswellengetriebe 100 als Teil einer Vorrichtung 200 zum Überlagern von Bewegungen. Die Vorrichtung 200 zum Überlagern von Bewegungen kann beispielsweise bei Fahrzeugen zum Einsatz kommen, dort beispielsweise in einer Nockenwellen-Verstellvorrichtung oder in einem Fahrzeuglenksystem. Bei derartigen Anwendungen wird das Spannungswellengetriebe 100 als Überlagerungsgetriebe genutzt. Dabei ist das Spannungswellengetriebe 100 eingangsseitig mit einem (nicht dargestellten) Abtriebselement gekoppelt, dessen Drehbewegung von dem Spannungswellengetriebe 100 übertragen wird. Sofern die Vorrichtung 200 in einem Fahrzeuglenksystem zum Einsatz kommt, handelt es sich bei dem (nicht dargestellten) Abtriebselement beispielsweise um einen Teil der Lenkhandhabe. Sofern die Vorrichtung 200 in einer Nockenwellen-Verstellvorrichtung zum Einsatz kommt, ist das (nicht dargestellte) Abtriebselement mit der Kurbelwelle des Fahrzeugmotors wirkverbunden.
Die Vorrichtung 200 zum Überlagern von Bewegungen ermöglicht neben der Übertragung dieser Drehbewegungen zusätzlich die Einkopplung einer Hilfs- und/oder Zusatzbewegung, sodass die Ausgangsdrehbewegung eine Überlagerungsdrehbewegung von Eingangsdrehbewegung und Zusatz- bzw. Hilfsdrehbewegung ist. Die in 2 dargestellten Pfeile 12, 13 und 14 zeigen schematisch die Wirkrichtung der eingekoppelten Drehbewegungen von der eingangsseitig angreifenden (nicht dargestellten) Abtriebswelle (Pfeil 12) und der Hilfs- bzw. Zusatzdrehbewegung (Pfeil 13) sowie der aus der Vorrichtung 200 ausgekoppelten Ausgangsdrehbewegung (Pfeil 14).
Das Spannungswellengetriebe 100 gemäß 2 weist einen Wellengenerator 1 auf, welcher mit einem elastischen Übertragungselement 15 in Wirkverbindung steht, wobei wiederum das elastische Übertragungselement 15 in Wirkverbindung mit zwei starren Übertragungselementen 3, 4 steht.
Bevorzugt sind die starren Übertragungselemente 3, 4 als zylindrische Ringe ausgebildet, welche bevorzugt jeweils eine Innenverzahnung aufweisen.
Bevorzugt drehen die starren Übertragungselemente 3, 4 um eine gemeinsame Drehachse, welche bevorzugt die Drehachse 16 des Spannungswellengetriebes ist. Dabei sind die starren Übertragungselemente 3, 4 in axialer Richtung hintereinanderliegend angeordnet. Innerhalb der starren Übertragungselemente 3, 4 liegt das elastische Übertragungselement 15, welches vorzugsweise als elastisch verformbarer Ring, bevorzugt mit Außenverzahnung ausgebildet ist. Das elastische Übertragungselement 15, welches auch als Flexspline bezeichnet wird, steht mit seiner Außenverzahnung in Wirkverbindung mit der Innenverzahnung der beiden starren Übertragungselemente 3, 4. Innerhalb des Flexsplines 15 ist der Wellengenerator 1 angeordnet, welcher über den Innenumfang des Flexsplines 15 in Wirkkontakt steht.
Bei dem Spannungswellengetriebe 100 ist eine der beiden starren Übertragungselemente 3, 4 mit der (nicht dargestellten) Abtriebswelle wirkverbunden, deren Drehbewegung mittels des Spannungswellengetriebes 100 übertragen werden soll. Die Ankopplung der (nicht dargestellten) Abtriebswelle kann beispielsweise über ein separates Zahnradgetriebe erfolgen. Hierzu ist bei dem Spannungswellengetriebe 100 gemäß 2 an dem starren Übertragungselement 3 eine Außenverzahnung 23 angeordnet, welche Teil des separaten Übertragungsgetriebes ist. Von dem angetriebenen starren Übertragungselement 3 wird die Drehbewegung über den Flexspline 15 auf das andere starre Übertragungselement 4 übertragen, welches bei dem Spannungswellengetriebe 100 das Abtriebselement bildet. Das starre Übertragungselement 4 ist dazu mit einem Ausgangselement 17, vorzugsweise einer Ausgangswelle, gekoppelt, vorzugsweise damit drehfest verbunden.
Über den Wellengenerator 1 erfolgt die Einkopplung der Zusatz- bzw. Hilfsdrehbewegung in das Spannungswellengetriebe 100. Von dem Wellengenerator 1 wird die Drehbewegung auf den Flexspline 15 übertragen und von dort als Überlagerungsdrehbewegung mit dem von dem starren Übertragungselement 3 kommenden Drehanteil auf das als Abtriebselement dienende andere starre Übertragungselement 4 übertragen.
Der Wellengenerator 1 weist einen eine Wellbewegung erzeugenden Grundkörper 6 auf, welcher vorzugsweise elliptisch ausgebildet ist. Der Grundkörper 6 ist mit einem Wälzlager 18 des Wellengenerators 1 gekoppelt, welches mit seinem Innenring auf dem Außenumfang des Grundkörpers 6 sitzt, vorzugsweise darauf aufgeschrumpft ist, sodass der Außenumfang des Wälzlagers 18 im Wesentlichen der Form, vorzugsweise elliptischen Form des Außenumfangs des Grundkörpers 6 entspricht. Aufgrund der Form des Grundkörpers 6 und des Wälzlagers 18 ist der Flexspline 15 ebenfalls verformt, und befindet sich mit den starren Übertragungselementen 3, 4 in den gegenüberstehenden Bereichen der großen Ellipsenachse in Eingriff. Mit Drehen des Grundkörpers 6 verlagert sich diese Ellipsenachse und damit der Zahneingriffsbereich umlaufend, und überträgt auf diese Weise die Drehbewegung auf den Flexspline 15 und auf das starre Übertragungselement 4.
Der Grundkörper 6 ist vorzugsweise mit einer Hohlwelle bzw. einem hohlen Wellenabschnitt 7 gekoppelt, vorzugsweise daran angeformt. Der hohle Wellenabschnitt 7 geht dabei endseitig über in ein Verbindungselement 8, vorzugsweise eine Nabe, welche mit der Abtriebswelle 10 des Antriebes 9 drehfest koppelbar ist. Der Antrieb 9 ist wiederum gehäusefest angeordnet.
Bauartbedingt ist bei dem Spannungswellengetriebe 100 der Wellengenerator 1 bereits durch die Getriebeteile gelagert. Das Lager ist bei der Ausführungsform gemäß 2 im Wesentlichen durch das starre Übertragungselement 4 gebildet, welches sich über die mit diesem gekoppelte Ausgangswelle 17 an dem Gehäuse 19 der Vorrichtung 200 abstützt.
Vorzugsweise bilden das starre Übertragungselement 3 und das starre Übertragungselement 4 einen Verbund zueinander, wobei trotzdem die relative Beweglichkeit der Übertragungselemente 3, 4 gegeneinander erhalten bleibt. Dazu kann beispielsweise eine Anschlagelement 20 vorgesehen sein, welches mit einem der beiden starren Übertragungselemente 3, 4, beispielsweise mittels Gewindemitteln 24 fest verbunden ist und zwischen Anschlagelement 20 und damit befestigtem starren Übertragungselement 3 sich das andere starre Übertragungselement 4 aufgenommen ist. Hierdurch ist die Bewegungsfreiheit des starren Übertragungselements 3 in axialer Richtung begrenzt ist. Es wird dabei bewusst in Kauf genommen, dass sich die relativ zueinander bewegenden starren Übertragungselemente 3, 4 berühren bzw. sich gegeneinander gleiten, um sich dadurch gegenseitig abzustützen und somit von außen wirkende Störkräfte aufnehmen zu können, da die Relativbewegung der beiden starren Übertragungselemente 3, 4 zueinander relativ gering ist. Denn bei der Ausführungsform gemäß 2 unterscheiden sich die starren Übertragungselemente 3, 4 lediglich dadurch, dass das eine starre Übertragungselement mindestens einen Zahn, vorzugsweise zwei oder vier Zähne mehr aufweisen als das andere starre Übertragungselement.
Vorzugsweise weist das mit dem (nicht dargestellten) Abtriebselement gekoppelte starre Übertragungselement 3 eine größere Zähnezahl auf als das andere starre Übertragungselement 4, wobei das andere Übertragungselement 4 die gleiche Zähnezahl wie der Flexspline 7 aufweist. Das starre Übertragungselement 4 wird bei Zähnegleichheit mit dem Flexspline 15 als Dynamic Spline bezeichnet und das andere starre Übertragungselement 3 mit seiner größeren Anzahl an Zähnen als Circular Spline bezeichnet.
Durch den erzeugten Verbund von Dynamic Spline 4 und Circular Spline 3 ist eine Lagerung realisiert, welche sowohl Störkräfte in radialer Richtung als auch Störkräfte in axialer Richtung aufnehmen kann.
Zur Erhöhung der in axialer Richtung aufnehmbaren Kräfte ist bevorzugt ein weiteres Anschlagselement 21 vorgesehen, welches als Anschlag für den Grundkörper 6 des Wellengenerators 1 in axialer Richtung dient. Zwischen dem weiteren Anschlagelement 21 und dem Grundkörper 6 ist in axialer Richtung ein geringer Spalt vorgesehen, sodass ohne etwaige wirkende äußere Störkräfte ein Kontakt zwischen dem Grundkörper 6 und dem zusätzlichen Anschlagselement 21 nicht stattfindet, jedoch bei einer Bewegung des Grundkörpers 6 in axialer Richtung, beispielsweise aufgrund wirkender Störkräfte, die Bewegung des Grundkörpers 6 in axialer Richtung begrenzt wird.
Die Lagerung des Wellengenerators 1 wird bevorzugt durch ein zusätzliches Lager 5, vorzugsweise Wälzlager, unterstützt. Das Lager 5 stützt sich zum einen gegen den Grundkörper 6 des Wellengenerators 1 ab und zum anderen gegen das starre Übertragungselement 4. Das starre Übertragungselement 4 ist vorzugsweise topfförmig ausgebildet und das zusätzliche Lager 5 stützt sich vorzugsweise gegen einen Bodenabschnitt des topfförmigen starren Übertragungselements 4 ab.
Der Dynamic Spline 4 ist vorzugsweise mit der Ausgangswelle 17 in der Weise drehfest verbunden, dass der Dynamic Spline 4 mittels Klemmmitteln 22, vorzugsweise einer Schraubenmitteln 24, mit der Ausgangswelle 17 drehfest verklemmt ist, wobei vorzugsweise der Dynamic Spline 4 und die Ausgangswelle 17 zusätzlich formschlüssig miteinander verbunden sind.
3 zeigt – in schematische Darstellung – eine weitere mögliche Ausführungsform einer Vorrichtung 200' zum Überlagern von Drehbewegungen mit einem Spannungswellengetriebe 100', welches als Überlagerungsgetriebe dient. Bauteile der Vorrichtung 200' gemäß 3, welche mit den Bauteilen der Vorrichtung 200 gemäß 2 identisch oder funktionsgleich sind, sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, insofern wird auf die Beschreibung zu 2 verwiesen.
Die Vorrichtung 200' gemäß 3 unterscheidet sich von der Vorrichtung 200 gemäß 2 unter anderem dadurch, dass zum Lagern des Wellengenerators 1 ausschließlich das Spannungswellengetriebe 100' selbst bzw. die eine Getriebefunktion ausübenden Bauteile des Spannungswellengetriebes 100' dienen. Ein zusätzliches Wälzlager, wie dies beispielsweise in der Vorrichtung 200 gemäß 2 vorgesehen ist, kommt bei der Ausführungsform der Vorrichtung 200' nicht zum Einsatz.
Die Vorrichtung 200' gemäß 3 zeichnet sich ferner u. a. dadurch aus, dass der Antrieb 9 und der Wellengenerator 1 mittels einer elastischen Kupplung 11 miteinander drehfest verbunden sind. Bevorzugt wirkt die elastische Kupplung 11 in radialer Richtung elastisch.
Durch die elastische Kupplung 11 ist eine drehfeste Übertragung der Drehbewegung des Antriebes 9 auch dann möglich, wenn die Abtriebswelle 10 des Antriebes 9 gegenüber der Hohlwelle 7 mit dem daran angeordneten Grundkörper 6 verkippt zueinander oder in einen Versatz oder dergleichen liegen, da die Kupplung 11 aufgrund ihrer Elastizität dennoch eine Verbindung der beiden von Abtriebswelle 10 und Hohlwelle 7 ermöglicht.
Durch die elastische Kupplung 11 ist vermieden, dass etwaige äußere Störkräfte, welche durch eine falsche Ausrichtung des Antriebes 9 oder der Abtriebswelle 10 des Antriebes 9 verursacht sein können, auf den Wellengenerator 1 weitergeleitet werden. Insofern ergeben sich bei der Ausführungsform der Vorrichtung 200' gemäß 3 bezüglich der Lagerung des Wellengenerators 1 geringere durch die Lagerung aufzunehmende Kräfte, sodass die Lagerung des Wellengenerators 1 ausschließlich durch das Spannungswellengetriebe 100' selbst ausreichend ist.

1: Wellengenerator
2: Lager
3: starres Übertragungselement, Circular Spline
4: starres Übertragungselement, Dynamic Spline
5: zusätzliches Lager
6: Grundkörper
7: Hohler Wellenabschnitt
8: Verbindungselement, Nabe
9: Antrieb
10: Abtriebswelle
11: Verbindungselement, elastische Kupplung
12: Pfeil
13: Pfeil
14: Pfeil
15: elastisches Übertragungselement, Flexspline
16: Drehachse
17: Ausgangselement, Ausgangswelle
18: Wälzlager
19: Gehäuse
20: Anschlagelement
21: zusätzliches Anschlagelement
22: Klemmmittel
23: Außenverzahnung
24: Gewindemittel
100: Spannungswellengetriebe
200, 200': Vorrichtung zum Überlagern von Drehbewegungen
300: Spannungswellengetriebe
310: Wellengenerator
320: Wälzlager
330: Wälzlager
340: Hohlwelle

Claims

Lageranordnung zur Lagerung des Wellengenerators (1) eines Spannungswellengetriebes (100; 100') mit mindestens einem Lager (2) zum Abstützten des Wellengenerators (1), dadurch gekennzeichnet, dass das Lager (2) durch wenigstens ein, eine Getriebefunktion ausübendes Bauteil (3, 4) des Spannungswellengetriebes (100; 100') gebildet ist.
Lageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Lager (2) zum Abstützten des Wellengenerators (1) in radialer Richtung dient.
Lageranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager (2) durch den Circular Spline (3) und/oder den Dynamic Spline (4) des Spannungswellengetriebes (100; 100') gebildet ist.
Lageranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Lagern des Wellengenerators (1) ausschließlich das wenigstens eine Lager (2) vorgesehen ist.
Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein zusätzliches Lager (5) zum Abstützten des Wellengenerators (1) vorgesehen ist.
Lageranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein zusätzliches Lager (5) zum Abstützten des Wellengenerators (1) vorgesehen ist, welches sich gegen den Circular Spline (3), den Dynamic Spline (4) oder ein Gehäuse abstützt.
Lageranordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich das zusätzliche Lager (5) gegen den Bodenabschnitt des topfförmig ausgebildeten Circular Splines (3) oder Dynamic Splines (4) abstützt.
Lageranordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das zusätzliche Lager (5) zum Abstützen des Wellengenerators (1) in radialer Richtung dient.
Lageranordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das zusätzliche Lager ein Wälzlager (5) ist.
Lageranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wellengenerator (1) in axialer Richtung schwimmend gelagert ist.
Lageranordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das zusätzliche Lager (5) zum Abstützen des Wellengenerators (1) in axialer Richtung dient.
Spannungswellengetriebe (100; 100') mit einer Lageranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Spannungswellengetriebe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Wellengenerator (1) des Spannungswellengetriebes (100; 100') einen die Wellbewegung erzeugenden Grundkörper (6) aufweist, welcher an einer Hohlwelle oder einem hohlen Wellenabschnitt (7) angeordnet ist, vorzugsweise daran angeformt ist.
Spannungswellengetriebe nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Wellengenerator (1) mit einer Welle, Flansch, Nabe, Kupplung oder dergleichen Verbindungselement (8; 11) zum Koppeln mit einem Antrieb (9) fest verbunden ist, vorzugsweise daran angeformt ist.
Spannungswellengetriebe nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (8; 11) mit dem Antrieb (9), insbesondere dessen Abtriebswelle (10), drehstarr koppelbar ist.
Spannungswellengetriebe nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Wellengenerator (1) mit einer Welle, Flansch, Nabe, Kupplung oder dergleichen Verbindungselement (11) zum Koppeln mit einem Antrieb (9) fest verbunden ist, welches elastisch ist, vorzugsweise in radialer Richtung elastisch ist.
Vorrichtung (200; 200') zum Überlagern von Bewegungen, insbesondere Nockenwellenverstellvorrichtung oder Fahrzeuglenksystem, mit einem Überlagerungsgetriebe in Art eines Spannungswellengetriebes (100; 100') nach einem der Ansprüche 12 bis 16, und mit einem eine Hilfs- und/oder Zusatzbewegung erzeugenden Antrieb (9), dessen Bewegung über den Wellengenerator (1) in das Überlagerungsgetriebe (100; 100') einkoppelbar ist.