DE102016210700A1

DE102016210700A1 - Flexible transmission element

Info

Publication number: DE102016210700A1
Application number: DE102016210700.3A
Authority: DE
Inventors: Peter Zierer; Michael Keck
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2016-06-15
Filing date: 2016-06-15
Publication date: 2017-05-18

Abstract

Ein flexibles, für ein Wellgetriebe (1) geeignetes Getriebeelement (6) ist topfförmig mit einem eine Außenverzahnung (11) aufweisenden Hülsenabschnitt (12) und einem an den Hülsenabschnitt (12) anschließenden Boden (16) gestaltet. In den Hülsenabschnitt (12) ist ein zwischen der Außenverzahnung (11) und dem Boden (16) angeordneter Balg (4) integriert.A flexible, for a harmonic drive (1) suitable transmission element (6) is cup-shaped with an external toothing (11) having sleeve portion (12) and a sleeve portion (12) adjoining bottom (16) designed. In the sleeve portion (12) between the outer toothing (11) and the bottom (16) arranged bellows (4) is integrated.

Description

Die Erfindung betrifft ein flexibles, das heißt verformbares, topfförmig gestaltetes Getriebeelement, welches für die Verwendung in einem Wellgetriebe geeignet ist.The invention relates to a flexible, that is deformable, cup-shaped gear element, which is suitable for use in a wave gear.

Ein Wellgetriebe arbeitet prinzipbedingt mit einem nachgiebigen Getriebeelement. Beim Betrieb des Wellgetriebes wird dieses Getriebeelement durch einen Wellgenerator permanent verformt. Ist das flexible Getriebeelement topfförmig gestaltet, so weist es einen zylindrischen Abschnitt mit einer Außenverzahnung sowie einen an diesen Abschnitt anschließenden, nicht notwendigerweise geschlossenen Boden auf.A wave gear operates in principle with a resilient transmission element. During operation of the corrugated transmission, this transmission element is permanently deformed by a wave generator. If the flexible transmission element is pot-shaped, then it has a cylindrical section with external teeth and a subsequent to this section, not necessarily closed bottom.

Verschiedene Getriebeelemente, die zur Verwendung in Wellgetrieben vorgesehen sind, sind beispielsweise aus der EP 0 514 829 B2 sowie aus der EP 0 741 256 B1 bekannt. Diese Getriebeelemente sind beispielsweise als nachgiebige, becherförmige Zahnräder mit uneinheitlicher Wandstärke gestaltet, womit sie zum Beispiel für die Verwendung in Stellgetrieben von kleinen Robotern geeignet sein sollen.Various gear elements, which are intended for use in corrugated gears are, for example, from EP 0 514 829 B2 as well as from the EP 0 741 256 B1 known. These gear elements are designed, for example, as compliant, cup-shaped gears with non-uniform wall thickness, which they should be suitable, for example, for use in actuators of small robots.

Wellgetriebe als Komponenten von elektrischen Nockenwellenverstellern sind zum Beispiel aus der DE 10 2004 009 128 A1 , aus der DE 10 2013 220 220 A1 sowie aus der DE 10 2014 202 060 A1 bekannt.Wave gear as components of electric camshaft adjusters are for example from DE 10 2004 009 128 A1 , from the DE 10 2013 220 220 A1 as well as from the DE 10 2014 202 060 A1 known.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gegenüber dem genannten Stand der Technik weiterentwickeltes, für ein Wellgetriebe geeignetes, flexibles Getriebeelement anzugeben, welches sich durch ein besonders günstiges Verhältnis zwischen Flexibilität und Dauerhaltbarkeit auszeichnet.The invention has for its object to provide a comparison with the cited prior art evolved, suitable for a wave gear, flexible transmission element, which is characterized by a particularly favorable ratio between flexibility and durability.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Getriebeelement mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Das insgesamt topfförmige Getriebeelement weist in an sich bekannter Grundform eine Außenverzahnung auf, welche sich am Außenumfang eines Hülsenabschnitts, das heißt eines Abschnitt mit zylindrischer Grundform, befindet. Ein an den zylindrischen Abschnitt anschließender Boden des topfförmigen, nachgiebigen Getriebeelementes ist zur Verbindung mit einer Welle, insbesondere Abtriebswelle, geeignet. Erfindungsgemäß ist in den Hülsenabschnitt ein Balg integriert, welcher – in Axialrichtung des Getriebeelementes betrachtet – zwischen der Außenverzahnung und dem Boden angeordnet ist. Es hat sich gezeigt, dass dieser Balg besonders geeignet ist, die Flexibilität des Getriebeelementes, welche für dessen Zusammenwirkung einerseits mit einem Wellgenerator und andererseits mit einem in sich starren, innenverzahnten Getriebeelement erforderlich ist, heraufzusetzen und gleichzeitig Vorteile hinsichtlich der Dauerhaltbarkeit zu erzielen. Im Vergleich zu einem herkömmlichen, in einem Wellgetriebe verbauten, nachgiebigen Getriebeelement mit durchgehend zylindrischem Hülsenabschnitt mögen zwar die bewegten Massen durch den Balg des erfindungsgemäßen flexiblen Getriebeelementes erhöht sein, doch hat sich gezeigt, dass dieser Aspekt beim Betrieb des Wellgetriebes keine signifikante Rolle spielt.This object is achieved by a transmission element with the features of claim 1. The overall cup-shaped gear member has in a conventional basic form an external toothing, which is located on the outer circumference of a sleeve portion, that is, a portion of cylindrical basic shape. A subsequent to the cylindrical portion bottom of the cup-shaped, compliant gear element is suitable for connection to a shaft, in particular output shaft. According to the invention, a bellows is integrated in the sleeve section, which - viewed in the axial direction of the gear element - is arranged between the external toothing and the floor. It has been found that this bellows is particularly suitable to increase the flexibility of the transmission element, which is required for its interaction on the one hand with a wave generator and on the other hand with a rigid, internally toothed transmission element, while achieving advantages in terms of durability. In comparison to a conventional, installed in a wave gear, compliant gear element with a cylindrical section sleeve throughout Although the moving masses may be increased by the bellows of the flexible transmission element according to the invention, but it has been shown that this aspect does not play a significant role in the operation of the wave gear.

Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass mindestens ein Teil eines Wellgetriebes bauartbedingt permanent Verformungen aufnehmen und zugleich Kräfte und Drehmomente weiterleiten muss. Dies ist auch bei dem erfindungsgemäßen Getriebeelement der Fall. Im Unterschied zu im Stand der Technik, insbesondere in den genannten Dokumenten EP 0 514 829 B1 und EP 0 741 256 B1 , beschriebenen Ansätzen, die Flexibilität des nachgiebigen, verzahnten Getriebeelementes durch Variationen der Wandstärke zu erhöhen, wird beim anmeldungsgemäßen Getriebeelement jedoch ein anderer Weg beschritten, indem eine flexible Wellenkupplung, nämlich ein Balg, zwischen verschiedene Abschnitte, nämlich einen verzahnten, zylindrischen Abschnitt und einen scheibenförmigen Boden, in drehmomentübertragender Weise eingesetzt wird.The invention is based on the consideration that at least a part of a corrugated transmission due to design permanently absorb deformations and at the same time must forward forces and torques. This is also the case with the transmission element according to the invention. In contrast to the prior art, in particular in the cited documents EP 0 514 829 B1 and EP 0 741 256 B1 described approaches to increase the flexibility of the resilient, toothed transmission element by variations in wall thickness, the transmission element according to the application, however, another way followed by a flexible shaft coupling, namely a bellows, between different sections, namely a toothed cylindrical portion and a disc-shaped Soil is used in a torque-transmitting manner.

In bevorzugter Ausgestaltung ist der Balg integraler Bestandteil des als einstückiges Blechteil, nämlich Stahlblechteil, ausgebildeten flexiblen Getriebeelementes. Alternativ kann der Balg durch dauerhafte Verbindungen, insbesondere durch Löt- oder Schweißverbindung oder durch Verklebungen, mit den weiteren Abschnitten des flexiblen Getriebeelementes verbunden sein.In a preferred embodiment, the bellows is an integral part of the one-piece sheet metal part, namely sheet steel part, formed flexible transmission element. Alternatively, the bellows can be connected by permanent connections, in particular by soldering or welding connection or by gluing, with the other sections of the flexible transmission element.

Hinsichtlich des möglichen Aufbaus von Kupplungen in Form eines Balges, insbesondere Metallbalges, wird beispielhaft auf die Dokumente DE 10 2011 109 895 A1 sowie DE 40 31 486 A1 und DE 42 17 765 A1 verwiesen.With regard to the possible construction of couplings in the form of a bellows, in particular metal bellows, is an example of the documents DE 10 2011 109 895 A1 such as DE 40 31 486 A1 and DE 42 17 765 A1 directed.

Der in das flexible Getriebeelement integrierte Balg trägt maßgeblich zu einer weichen Aufhängung des ringförmigen, außenverzahnten Abschnitts des Getriebeelementes in Relation zum an einer Welle zu befestigenden Boden desselben Getriebeelementes bei. Diese weiche Aufhängung hat nicht isotope Eigenschaften: Die Steifigkeit der Aufhängung ist in Umfangsrichtung des Getriebeelementes größer als in Axialrichtung sowie in Radialrichtung des Getriebeelementes. Dies bedeutet, dass eine am Außenumfang des verzahnten Abschnitts angreifende Kraft entweder zu keiner oder lediglich zu einer geringfügigen Verdrehung dieses Abschnitts gegenüber dem Boden und damit gegenüber der an diesem befestigten Welle führt. In jedem Fall ist die Verlagerung eines Punktes am Außenumfang des verzahnten Abschnitts, welche durch eine tangential angreifende Kraft bestimmter Größe bewirkt wird, wesentlich geringer, beispielsweise um den Faktor zwei, um den Faktor fünf, oder um den Faktor zehn geringer, als eine Verlagerung desselben Punktes in axialer Richtung oder in radialer Richtung des verzahnten Abschnitts, wenn eine Kraft desselben Betrages in Axialrichtung beziehungsweise in Radialrichtung des Getriebeelementes angreift.The integrated in the flexible transmission element bellows contributes significantly to a soft suspension of the annular, externally toothed portion of the transmission element in relation to be attached to a shaft bottom of the same transmission element at. This soft suspension has not isotopic properties: The rigidity of the suspension is greater in the circumferential direction of the transmission element than in the axial direction and in the radial direction of the transmission element. This means that a force acting on the outer circumference of the toothed portion leads either to no or only a slight twisting of this portion relative to the ground and thus to the shaft attached thereto. In any case, the displacement of a point on the outer circumference of the toothed portion, which is caused by a tangentially acting force of a certain size, much smaller, for example, by a factor of two, by a factor of five, or by a factor of ten, than a displacement of the same point in the axial direction or in the radial direction of the toothed portion, when a force of the same amount in the axial direction or in the radial direction of the gear element engages ,

Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass gerade die derart anisotrop weiche Aufhängung des verzahnten Abschnitts innerhalb des flexiblen Getriebeelementes für eine besondere Schonung des gesamten flexiblen Getriebeelementes bei uneingeschränkter Funktionalität sorgt. Mit Hilfe des Balges, insbesondere Metallbalges, werden insbesondere Axialversatz- und Winkelfehler beim Betrieb eines Wellgetriebes ausgeglichen. Hierbei werden durch elastische Verschiebungen innerhalb des flexiblen, außenverzahnten Getriebeelementes auch auf andere Getriebeelemente wirkende Belastungen gemindert. Zugleich ist der vorhandene Bauraum sehr gut ausgenutzt und im Vergleich zu einem herkömmlichen Wellgetriebe mit einem nachgiebigen Getriebeelement, dessen Hülsenabschnitt komplett zylindrisch ist, höchstens unwesentlich vergrößert.Surprisingly, it has been shown that it is precisely the thus anisotropically soft suspension of the toothed section within the flexible transmission element that ensures special protection of the entire flexible transmission element with unrestricted functionality. With the help of the bellows, in particular metal bellows, in particular Axialversatz- and angular errors in the operation of a wave gear can be compensated. In this case, loads acting on other transmission elements are reduced by elastic displacements within the flexible, externally toothed transmission element. At the same time the existing space is very well utilized and increased at most negligible compared to a conventional wave gear with a resilient transmission element, the sleeve portion is completely cylindrical.

Der insgesamt eine Ringform aufweisende Balg, welcher Bestandteil des nachgiebigen Getriebeelementes ist, liegt in einer Ebene, welche normal zur Rotationsachse des Getriebeelementes ausgerichtet ist. In Radialrichtung des Getriebeelementes betrachtet ist der Balg vorzugsweise vollständig innerhalb der Außenverzahnung angeordnet. Anders ausgedrückt: Ein gedachter, zur Symmetrieachse des Getriebeelementes konzentrischer Zylinder, welcher die Außenverzahnung tangiert, ist vorzugsweise vom Balg beabstandet.The overall ring having a bellows, which is part of the resilient transmission element, lies in a plane which is aligned normal to the axis of rotation of the transmission element. Viewed in the radial direction of the transmission element, the bellows is preferably arranged completely within the external toothing. In other words, an imaginary cylinder which is concentric with the axis of symmetry of the gear element and which is tangent to the external toothing is preferably spaced from the bellows.

Gemäß einer möglichen Ausgestaltung weist der Balg eine in Axialrichtung des Hülsenabschnitts gemessene Breite aufweist, welche von der in derselben Richtung gemessenen Breite der Außenverzahnung um nicht mehr als 40%, insbesondere um nicht mehr als 20%, nach oben oder unten abweicht.According to a possible embodiment, the bellows has a width measured in the axial direction of the sleeve section which deviates upwards or downwards from the width of the external toothing measured in the same direction by not more than 40%, in particular by not more than 20%.

Im Extremfall kann der Balg durch eine einzige, entweder radial nach innen gerichtete Wulst, das heißt Innenwulst, oder durch eine einzige radial nach außen gerichtete Wulst, das heißt Außenwulst, realisiert sein. In bevorzugter Ausgestaltung weist der Balg des flexiblen Getriebeelementes mindestens eine Außenwulst, beispielsweise genau eine Außenwulst, sowie eine Mehrzahl an Innenwülsten, beispielsweise zwei Innenwülste, auf.In an extreme case, the bellows can be realized by a single, either radially inwardly directed bead, that is, inside bead, or by a single radially outwardly directed bead, that is, outer bead. In a preferred embodiment, the bellows of the flexible transmission element at least one outer bead, for example, exactly one outer bead, and a plurality of Innenwülsten, for example, two Innenwülste on.

Der Balg weist in einer möglichen Ausgestaltung eine in Radialrichtung gemessene Balgstärke auf, welche als Differenz zwischen dem Innenradius und dem Außenradius des Balges definiert ist und mindestens 20% sowie höchstens 50% der auf den mechanisch unbelasteten Zustand bezogenen, in Axialrichtung gemessenen Breite des Balges entspricht. Die Breite des Balges wird hierbei zwischen den äußersten Wülsten des Balges gemessen, wobei als Rand des Balges ein im Querschnitt des Getriebeelementes erkennbarer Wendepunkt definiert ist, welcher die Grenze zwischen der betreffenden Wulst und dem anschließenden Bereich des Hülsenabschnitts angibt.In one possible embodiment, the bellows has a bellows thickness measured in the radial direction, which is defined as the difference between the inner radius and the outer radius of the bellows and corresponds to at least 20% and at most 50% of the width of the bellows measured in the axial direction relative to the mechanically unloaded state , The width of the bellows is in this case measured between the outermost beads of the bellows, wherein as edge of the bellows a recognizable in cross section of the transmission element inflection point is defined, which indicates the boundary between the respective bead and the subsequent region of the sleeve portion.

Die Wandstärke des Balges ist vorzugsweise sowohl im Vergleich zu dem die Außenverzahnung aufweisenden Bereich des Hülsenabschnitts als auch im Vergleich zum Boden verringert. Trotz dieser dünnwandigen Gestaltung des Balges weist das flexible Getriebeelement eine hohe Steifigkeit in Umfangsrichtung auf.The wall thickness of the bellows is preferably reduced both in comparison to the region of the sleeve section which has the outer toothing and in comparison to the floor. Despite this thin-walled design of the bellows, the flexible transmission element has a high rigidity in the circumferential direction.

Das flexible Getriebeelement ist insbesondere zur Verwendung in einem Wellgetriebe geeignet, welches beispielsweise als Stellgetriebe in einem Kraftfahrzeug, insbesondere in einer Vorrichtung zur Verstellung des Verdichtungsverhältnisses eines Hubkolbenmotors, eingesetzt wird. Alternativ ist das flexible Getriebeelement beispielsweise als Komponente eines Wellgetriebes nutzbar, welches als Stellgetriebe in einem elektrischen Nockenwellenversteller verwendet wird.The flexible transmission element is particularly suitable for use in a wave gear, which is used for example as a control gear in a motor vehicle, in particular in a device for adjusting the compression ratio of a reciprocating engine. Alternatively, the flexible transmission element can be used, for example, as a component of a corrugated transmission, which is used as a control gear in an electric camshaft adjuster.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigt:An embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to a drawing. Hereby shows:

1 ausschnittsweise ein Wellgetriebe in einer Vorrichtung zur Verstellung des Verdichtungsverhältnisses eines Hubkolbenmotors, 1 a section of a wave gear in a device for adjusting the compression ratio of a reciprocating engine,

2 ein flexibles Getriebebauteil des Wellgetriebes nach 1, 2 a flexible transmission component of the wave gear after 1 .

3 einen Ausschnitt des flexiblen Getriebebauteils nach 2. 3 a section of the flexible transmission component after 2 ,

Ein insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichnetes Wellgetriebe ist zur Verwendung in einer Vorrichtung zur Verstellung des Verdichtungsverhältnisses eines Hubkolbenmotors, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, vorgesehen. Hierbei ist das Gehäuse 2 des Wellgetriebes 1 fest mit dem Motorblock des Hubkolbenmotors verbunden oder integraler Teil des Motorblocks.A total with the reference numeral 1 characterized wave gear is intended for use in a device for adjusting the compression ratio of a reciprocating engine, in particular in a motor vehicle. Here is the case 2 of the corrugated transmission 1 fixed to the engine block of the reciprocating engine or integral part of the engine block.

Am Gehäuse 2 ist ein innenverzahntes Hohlrad 3 befestigt; zur Abdichtung ist eine Dichtung 5 zwischen das Hohlrad 3 und das Gehäuse 2 eingelegt. Eine Innenverzahnung 13 des Hohlrades 3 kämmt mit einer Außenverzahnung 11 eines flexiblen, topfförmigen Getriebeelementes 6, welches auch als Flextopf bezeichnet wird. Hierbei wird die Außenverzahnung 11 des Getriebeelementes 6 mit Hilfe eines Wellgenerators 7 an zwei diametral gegenüberliegenden Stellen im Eingriff mit der mit 13 bezeichneten Innenverzahnung des Hohlrades 4 gebracht, während in den übrigen Umfangsbereichen die Außenverzahnung 11 des Getriebeelementes 6 von der Innenverzahnung 13 des Hohlrades 3 abgehoben ist.At the housing 2 is an internally toothed ring gear 3 attached; for sealing is a seal 5 between the ring gear 3 and the case 2 inserted. An internal toothing 13 of the ring gear 3 meshes with an external toothing 11 a flexible, cup-shaped gear element 6 , which is also called Flextopf. Here, the external teeth 11 of the transmission element 6 With Help of a wave generator 7 at two diametrically opposite locations in engagement with the 13 designated internal teeth of the ring gear 4 brought while in the remaining peripheral areas of the external teeth 11 of the transmission element 6 from the internal teeth 13 of the ring gear 3 is lifted off.

Der Wellgenerator 7 wird durch eine nicht dargestellte Verstellwelle elektrisch angetrieben und arbeitet mit einem Wälzlager, welches einen starren Innenring 8 aufweist. Der Innenring 8 hat eine elliptische Form und wird durch die Verstellwelle angetrieben. Auf dem Innenring 8 rollen Wälzkörper 9, nämlich Kugeln ab. Ein Wellring 10, der die Kugeln 9 umgibt, ist nachgiebig und passt sich permanent der elliptischen Form des Innenrings 8 an. Der Wellring 10 kontaktiert die Innenseite eines mit 12 bezeichneten zylindrischen Abschnitts, das heißt Hülsenabschnitts, des nachgiebigen, topfförmigen Getriebeelementes 6. Auf der dem Wellring 10 gegenüberliegenden Außenseite des zylindrischen Abschnitts 12 befindet sich die Außenverzahnung 11 des Getriebeelementes 6, welche mit der Innenverzahnung 13 des Hohlrades 3 zusammenwirkt. Eine geringfügig unterschiedliche Zähnezahl der Außenverzahnung 11 des Getriebeelementes 6 einerseits und der Innenverzahnung 13 des Hohlrades 3 andererseits sorgt dafür, dass sich bei einer vollen Umdrehung des Innenrings 8 das topfförmige Getriebeelement 6 geringfügig gegenüber dem Hohlrad 3 und damit auch dem Gehäuse 2 verdreht. Das Wellgetriebe 1 stellt damit ein hoch übersetztes Getriebe dar, wobei das Übersetzungsverhältnis bei 90:1 oder mehr liegen kann.The wave generator 7 is electrically driven by an adjusting shaft, not shown, and works with a rolling bearing, which has a rigid inner ring 8th having. The inner ring 8th has an elliptical shape and is driven by the adjusting shaft. On the inner ring 8th roll rolling elements 9 , namely balls off. A corrugated ring 10 , the balls 9 surrounds, is compliant and permanently adapts to the elliptical shape of the inner ring 8th at. The corrugated ring 10 contacted the inside of a 12 designated cylindrical portion, that is, sleeve portion of the compliant, cup-shaped gear member 6 , On the Wellring 10 opposite outside of the cylindrical portion 12 is the external toothing 11 of the transmission element 6 , which with the internal toothing 13 of the ring gear 3 interacts. A slightly different number of teeth of the external teeth 11 of the transmission element 6 on the one hand and the internal toothing 13 of the ring gear 3 on the other hand ensures that during a full rotation of the inner ring 8th the cup-shaped gear element 6 slightly opposite the ring gear 3 and thus also the housing 2 twisted. The wave gear 1 thus represents a highly geared transmission, wherein the gear ratio can be 90: 1 or more.

Ein Boden 14 des flexiblen Getriebeelementes 6 ist auf der der Verzahnung 11 abgewandten Seite des zylindrischen Abschnitts 12 an diesen angeschlossen. Das gesamte Getriebeelement 6 ist damit einstückig, nämlich als Blechteil aus Stahlblech, ausgebildet. Auch die Verzahnung 11 des Hülsenabschnitts 12 ist unmittelbar aus diesem geformt. Der Boden 14 des Getriebeelementes 6 weist eine zentrale Öffnung 18 auf, welche konzentrisch zu einer Abtriebswelle 15 angeordnet ist, wobei die Rotationsachse der Abtriebswelle 15 mit R bezeichnet ist. Der Boden 14 des Getriebeelementes 5 ist fest mit der Abtriebswelle 15 verbunden, wobei zu diesem Zweck Bohrungen 17 in einem Anschlussabschnitt 16 des Bodens 14 vorhanden sind. Die Wandstärke des Anschlussabschnitts 16 ist gegenüber dem an den Anschlussabschnitt 16 anschließenden, radial äußeren Bereich des Bodens 14 erhöht.A floor 14 of the flexible transmission element 6 is on the gearing 11 opposite side of the cylindrical portion 12 connected to this. The entire transmission element 6 is thus one piece, namely as a sheet metal part made of sheet steel, formed. Also the gearing 11 of the sleeve section 12 is formed directly from this. The floor 14 of the transmission element 6 has a central opening 18 on which concentric with an output shaft 15 is arranged, wherein the axis of rotation of the output shaft 15 is denoted by R. The floor 14 of the transmission element 5 is fixed to the output shaft 15 drilling, with drilling to this end 17 in a connection section 16 of the soil 14 available. The wall thickness of the connection section 16 is opposite to the connection section 16 subsequent, radially outer region of the soil 14 elevated.

Die im Vergleich zum Anschlussabschnitt 16 verringerte Wandstärke des flexiblen Getriebeelementes 6 ist auch in einem an den Boden 14 anschließenden, ringförmigen, zylindrischen Bereich des Hülsenabschnitts 12 gegeben. An diesen Bereich schließt sich nahtlos ein Balg 4 an, welcher ebenfalls dem Hülsenabschnitt 12 zuzurechnen ist.The compared to the connection section 16 reduced wall thickness of the flexible transmission element 6 is also in one on the ground 14 subsequent, annular, cylindrical portion of the sleeve portion 12 given. This area is seamlessly closed by a bellow 4 which is also the sleeve section 12 attributable to.

Der Balg 4 wiederum geht über in denjenigen Bereich des Hülsenabschnitts 12, in welchem sich die Außenverzahnung 11 befindet. Der Balg 4 ist somit als integraler Bestandteil des flexiblen Getriebeelementes 6 axial zwischen der Außenverzahnung 11 und dem Boden 14 angeordnet und wirkt als eine zur Übertragung eines Drehmoments geeignete Ausgleichkupplung zwischen dem die Verzahnung 11 tragenden Bereich und dem Boden 14 des Getriebeelementes 6. In radialer sowie in axialer Richtung, bezogen auf die Rotationsachse R, ist stets eine drehfeste, das heißt in Umfangsrichtung steife Verbindung zwischen der Verzahnung 11 und der Abtriebswelle 15 gegeben. Gleichzeitig ist aufgrund der Nachgiebigkeit des Balges 4 die Verzahnung 11 in radialer Richtung mit vergleichsweise geringen Kräften auslenkbar.The bellows 4 in turn, it goes over into that area of the sleeve section 12 , in which the external toothing 11 located. The bellows 4 is thus as an integral part of the flexible transmission element 6 axially between the external teeth 11 and the floor 14 arranged and acts as a suitable for transmitting a torque compensation coupling between the teeth 11 carrying area and the ground 14 of the transmission element 6 , In the radial and in the axial direction, relative to the axis of rotation R, is always a non-rotatable, that is in the circumferential direction rigid connection between the teeth 11 and the output shaft 15 given. At the same time, due to the resilience of the bellows 4 the gearing 11 deflected in the radial direction with comparatively small forces.

Die in Axialrichtung gemessene Breite des Balges 4 ist als Balgbreite B_B bezeichnet. B_V bezeichnet die in derselben Richtung gemessene Breite der Verzahnung 11, das heißt Verzahnungsbreite. Die Balgbreite B_B ist um weniger als 20% größer als die Verzahnungsbreite B_V. Der verbleibende, an den Boden 14 anschließende Bereich des Hülsenabschnitts 12 ist schmaler als der Balg 4. Im Vergleich zu einem herkömmlichen Flextopf ohne Balg ist das flexible Getriebeelement 6 damit nicht oder höchstens unwesentlich verbreitert. Mit S_B ist die Balgstärke bezeichnet, das heißt die Differenz zwischen dem Radius eines gedachten, in den Balg 4 gelegten Zylinders und dem Radius eines um den Balg 4 gelegten Zylinders, wobei beide Zylinder den Balg 4 tangieren. Die Balgstärke S_B beträgt im Beispiel nach 3 zwischen 30% und 40% der Balgbreite B_B, bezogen auf den nicht durch äußere Kräfte beeinflussten Zustand des flexiblen Getriebeelementes 6.The width of the bellows measured in the axial direction 4 is referred to as Balgbreite B _B. B _V denotes the width of the toothing measured in the same direction 11 that is gear width. The bellows width B _B is greater than the tooth width B _V by less than 20%. The remaining, to the ground 14 subsequent area of the sleeve section 12 is narrower than the bellows 4 , Compared to a conventional Flextopf without bellows is the flexible transmission element 6 thus not or at most marginally widened. With S _B is the bellows strength referred to, that is, the difference between the radius of an imaginary, in the bellows 4 set cylinder and the radius of one around the bellows 4 cylinder, with both cylinders the bellows 4 tangent. The bellows thickness S _B is in the example after 3 between 30% and 40% of the bellows width B _B , based on the not influenced by external forces state of the flexible transmission element 6 ,

Der Balg 4 ist gebildet durch eine Außenwulst 19 und zwei an diese anschließende Innenwülste 20, 21. Die Wandstärke des gesamten Balges 4 ist einheitlich und geringer als die minimale Wandstärke des mit der Verzahnung 11 versehenen Hülsenabschnitts 12 des Getriebeelementes 6. Die genannte minimale Wandstärke ist definiert als die zwischen dem Innenumfang des Hülsenabschnitts 12 und den Zahnfüßen der Verzahnung 11 gemessene Wandstärke des Getriebeelementes 6. Der gesamte Balg 4 ist innerhalb eines gedachten Zylinders angeordnet, welcher um die Verzahnung 11 des flexiblen Getriebeelementes 6 gelegt ist. Auch bei betriebsbedingten Verformungen des flexiblen Getriebeelementes 6 überragt der Balg 6 nicht die Verzahnung 11 in Radialrichtung nach außen. Neben Verlagerungen der Verzahnung 11 oder Abschnitten der Verzahnung 11 in radialer Richtung nimmt der Balg 4 auch geringfügige Verkippungen der Verzahnung 11 gegenüber dem Boden 14 des flexiblen Getriebeelementes 6 auf.The bellows 4 is formed by an outer bead 19 and two adjoining these inner ridges 20 . 21 , The wall thickness of the entire bellows 4 is uniform and less than the minimum wall thickness of the teeth 11 provided sleeve section 12 of the transmission element 6 , The said minimum wall thickness is defined as that between the inner circumference of the sleeve portion 12 and the teeth of the teeth 11 measured wall thickness of the transmission element 6 , The entire bellows 4 is located within an imaginary cylinder, which is about the toothing 11 of the flexible transmission element 6 is laid. Even with operational deformations of the flexible transmission element 6 dominates the bellows 6 not the gearing 11 in the radial direction to the outside. In addition to displacements of the gearing 11 or sections of gearing 11 in the radial direction, the bellows takes 4 also slight tilting of the teeth 11 opposite the ground 14 of the flexible transmission element 6 on.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: WellgetriebeThe wave gear
22: Gehäusecasing
33: Hohlradring gear
44: Balgbellows
55: Dichtungpoetry
66: Flexibles GetriebeelementFlexible transmission element
77: Wellgeneratorwave generator
88th: LagerinnenringBearing inner ring
99: KugelBullet
1010: Wellringcorrugated ring
1111: Verzahnung des flexiblen GetriebeelementesGearing of the flexible transmission element
1212: Hülsenabschnittsleeve section
1313: Verzahnung des HohlradesDovetailing of the ring gear
1414: Bodenground
1515: Abtriebswelleoutput shaft
1616: Anschlussabschnittconnecting section
1717: Bohrungdrilling
1818: Öffnungopening
1919: Außenwulstouter bead
2020: Innenwulstinner bead
2121: Innenwulstinner bead
B_B B _B: BalgbreiteBalgbreite
S_B S _B: BalgstärkeBalgstärke
B_V B _v: VerzahnungsbreiteGear width
RR: Rotationsachseaxis of rotation

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 0514829 B2 [0003]
EP 0741256 B1 [0003, 0007]
DE 102004009128 A1 [0004]
DE 102013220220 A1 [0004]
DE 102014202060 A1 [0004]
EP 0514829 B1 [0007]
DE 102011109895 A1 [0009]
DE 4031486 A1 [0009]
DE 4217765 A1 [0009]

Claims

Flexible transmission element ( 6 ), with an external toothing ( 11 ) having sleeve portion ( 12 ), one to the sleeve section ( 12 ) adjoining floor ( 14 ), and one in the sleeve section ( 12 ), between the outer teeth ( 11 ) and the ground ( 16 ) arranged bellows ( 4 ).

Gear element ( 6 ) according to claim 1, characterized in that the bellows ( 4 ) radially completely within the external toothing ( 11 ) is arranged.

Gear element ( 6 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the bellows ( 4 ) one in the axial direction of the sleeve portion ( 12 ) measured width (B _B ), which of the width (B _V ) of the external toothing ( 11 ) does not differ by more than 40%.

Gear element ( 6 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the bellows ( 4 ) at least one outer bead ( 19 ) and a plurality of internal beads ( 20 . 21 ) having.

Gear element ( 6 ) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the bellows ( 4 ) has a radially measured bellows thickness (S _B ) which is at least 20% and at most 50% of the mechanically unloaded state related, measured in the axial direction width (B _B ) of the bellows ( 4 ) corresponds.

Gear element ( 6 ) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the bellows ( 4 ) one both compared to the external teeth ( 11 ) portion of the sleeve portion ( 12 ) as well as in comparison to the ground ( 14 ) has reduced wall thickness.

Gear element ( 6 ) according to one of claims 1 to 6, characterized in that it is designed as a one-piece sheet steel part.

Use of a transmission element ( 6 ) according to claim 1 in a wave gear ( 1 ).

Use according to claim 8, characterized in that the wave gear ( 1 ) is used as a control gear in a motor vehicle.