DE102017110678B3 - The wave gear - Google Patents
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- F01L2810/02—Lubrication
Abstract
Ein zur Verwendung in einem elektrischen Nockenwellenversteller geeignetes Wellgetriebe umfasst einen Wellgenerator (2,3,4,5,6) mit einem Wälzlager (2,4,5,6), insbesondere einem Kugellager. Ein erster Lagerring (2), nämlich Innenring, des Wälzlagers (2,4,5,6) weist eine nicht kreisrunde Außenkontur auf, während ein zweiter Lagerring (6), nämlich Außenring, des Wälzlagers (2,4,5,6) nachgiebig ist. Zwischen dem Innenring (2) und dem Außenring (6) abrollende Wälzkörper (4) sind in einem Käfig (5) geführt. Der Außenring (6) ist zur Verformung eines elastischen, verzahnten Getriebeelementes (8), insbesondere in Form einer Kragenhülse, vorgesehen. Der Käfig (5) ist als in Axialrichtung zwischen relativ zueinander rotierbaren, zumindest teilweise dem Wellgenerator (2,3,4,5,6) zuzurechnenden Teilen wirksames Sicherungselement ausgebildet.A suitable for use in an electric camshaft adjuster shaft gear comprises a wave generator (2,3,4,5,6) with a rolling bearing (2,4,5,6), in particular a ball bearing. A first bearing ring (2), namely inner ring, of the rolling bearing (2,4,5,6) has a non-circular outer contour, while a second bearing ring (6), namely outer ring of the rolling bearing (2,4,5,6) is compliant. Between the inner ring (2) and the outer ring (6) rolling rolling elements (4) are guided in a cage (5). The outer ring (6) is for the deformation of an elastic, toothed transmission element (8), in particular in the form of a collar sleeve provided. The cage (5) is formed as an effective in the axial direction between relatively rotatable, at least partially the wave generator (2,3,4,5,6) attributable parts fuse element.
Description
Die Erfindung betrifft ein als Stellgetriebe, beispielsweise eines elektromechanischen Nockenwellenverstellers, verwendbares Wellgetriebe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a suitable as a control gear, such as an electromechanical camshaft adjuster, wave transmission according to the preamble of claim 1.
Ein derartiges Wellgetriebe ist zum Beispiel aus der
Weitere Bauformen von Wellgetrieben, welche für die Verwendung in Nockenwellenverstellern geeignet sind, sind zum Beispiel in den Dokumenten
Ein Wellgetriebe arbeitet prinzipbedingt mit einem nachgiebigen Getriebeelement, wobei ein dieses Getriebeelement verformender Wellgenerator entweder eine Wälzlagerung oder eine Gleitlagerung aufweisen kann. Typischerweise handelt es sich bei einem Innenring des Wellgenerators um ein Bauteil mit nicht kreisrunder, elliptischer Außenkontur.A wave gear operates in principle with a resilient transmission element, wherein a this gear element deforming wave generator can have either a rolling bearing or a sliding bearing. Typically, an inner ring of the wave generator is a component with a non-circular, elliptical outer contour.
Mit Hilfe gesonderter Komponenten, beispielsweise Deckel, können einzelne Bauteile eines Wellgetriebes in Axialrichtung gegeneinander abgestützt sein. Beispielhaft wird in diesem Zusammenhang auf die
Ein gattungsgemäßes Wellgetriebe ist in
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gegenüber dem Stand der Technik weiterentwickeltes Wellgetriebe anzugeben, welches sich durch einen kompakten, montagefreundlichen Aufbau und eine hohe Betriebssicherheit auszeichnet.The invention has for its object to provide a comparison with the prior art further developed wave gear, which is characterized by a compact, easy to install and high reliability.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Wellgetriebe mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Ein Wellgenerator des Wellgetriebes arbeitet in an sich bekannter Grundkonzeption mit einem Wälzlager, welches zwei unterschiedliche Lagerringe, nämlich einen Innenring mit nicht kreisrunder Außenkontur sowie einen nachgiebigen Außenring, aufweist. Zwischen dem Innenring und dem Außenring des Wälzlagers abrollende Wälzkörper sind in einem Käfig geführt. Der Außenring des Wälzlagers dient der Verformung eines elastischen, verzahnten Getriebeelementes des Wellgetriebes. Erfindungsgemäß ist der Käfig des Wälzlagers als Sicherungselement ausgebildet, welches in Axialrichtung des Wälzlagers zwischen relativ zueinander rotierbaren Teilen des Wellgetriebes wirksam ist.This object is achieved by a harmonic drive with the features of claim 1. A wave generator of the wave gear operates in a known per se basic concept with a rolling bearing, which has two different bearing rings, namely an inner ring with non-circular outer contour and a resilient outer ring. Between the inner ring and the outer ring of the rolling bearing rolling rolling elements are guided in a cage. The outer ring of the rolling bearing serves to deform an elastic, toothed gear element of the corrugated transmission. According to the invention the cage of the rolling bearing is designed as a securing element, which is effective in the axial direction of the rolling bearing between relatively rotatable parts of the wave gear.
Durch die Integration der axialen Sicherungsfunktion in den Wälzlagerkäfig des Wellgenerators ist im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen zum einen die Montage des Wellgetriebes vereinfacht und zum anderen auf einfache Weise eine vergleichbare oder höhere mechanische Präzision erreichbar, wobei der zusätzlich als axiales Sicherungselement fungierende Käfig ohne nennenswerten zusätzlichen Bauraumbedarf oder im Vergleich zu mehrteiligen Lösungen sogar mit verringertem Bauraumbedarf in das Wellgetriebe integrierbar ist.By integrating the axial securing function in the rolling bearing cage of the wave generator is simplified compared to conventional solutions on the one hand, the assembly of the wave gear and on the other hand in a simple way comparable or higher mechanical precision achievable, which additionally acts as an axial securing element cage without significant additional space requirements or in comparison to multi-part solutions even with reduced space requirements in the wave gear can be integrated.
Der Käfig des Wälzlagers des Wellgenerators ragt in mindestens einer Radialrichtung über einen der Lagerringe des Wälzlagers hinaus. Der Käfig weist einen radial nach außen gerichteten Flansch auf, welcher als Axialkragen bezeichnet wird und über den Außenring in Radialrichtung hinausragt, wobei durch den Axialkragen eine Stirnfläche bereitgestellt ist, an welcher das elastische Getriebeelement des Wellgetriebes in Axialrichtung anschlagen kann. Je nach Gesamtkonstruktion des Wellgetriebes wird damit eine axiale Verlagerung des elastischen, verzahnten Getriebeelementes, ein Anschlagen dieses Getriebeelementes an einer Stirnfläche eines Abtriebselementes des Wellgetriebes und/oder ein Herauswandern einzelner oder aller Komponenten des Wälzlagers in der entgegengesetzten Axialrichtung aus dem Wellgetriebe unterbunden.The cage of the rolling bearing of the wave generator protrudes in at least one radial direction beyond one of the bearing rings of the rolling bearing. The cage has a radially outwardly directed flange, which is referred to as Axialkragen and extends beyond the outer ring in the radial direction, being provided by the Axialkragen an end face against which the elastic transmission element of the harmonic drive can strike in the axial direction. Depending on the overall construction of the corrugated transmission, an axial displacement of the elastic toothed transmission element, a striking of this transmission element on an end face of an output element of the corrugated transmission and / or a wandering of individual or all components of the rolling bearing in the opposite axial direction from the corrugated transmission is prevented.
Weiterhin weist der Käfig des Wälzlagers radial nach innen gerichtete Schnappnasen auf, durch welche jeweils eine zur Zusammenwirkung mit dem Innenring des Wellgenerators vorgesehene Axialfläche gebildet ist, welche als Anschlagfläche in axialer Richtung fungiert. Jede Schnappnase ist vorzugsweise über eine nachgiebige Biegelasche einstückig mit dem übrigen Käfig verbunden.Furthermore, the cage of the rolling bearing has radially inwardly directed snap-action lugs, through which an axial surface provided for cooperation with the inner ring of the wave generator is formed, which acts as a stop surface in the axial direction. Each snap-action nose is preferably integrally connected to the rest of the cage via a resilient bending tab.
In allen geometrischen Ausgestaltungen handelt es sich bei dem Käfig vorzugsweise um einen Kunststoffkäfig. Als Werkstoff zur Herstellung des Käfigs ist beispielsweise Polytetraflourethylen (PTFE) geeignet.In all geometric configurations, the cage is preferably a plastic cage. As a material for the production of the cage, for example, polytetrafluoroethylene (PTFE) is suitable.
Als Wälzlager des Wellgenerators kommt in bevorzugten Bauformen ein Kugellager, insbesondere Rillenkugellager, zum Einsatz. Ebenso kann das Kugellager des Wellgenerators beispielsweise als Vierpunktlager gestaltet sein. Durch ein Rillenkugellager und - in verstärktem Maße - ein Vierpunktlager sind zusätzlich zu Radialkräften auch Axialkräfte innerhalb des Wellgetriebes übertragbar. Statt eines Kugellagers ist auch ein einreihiges oder mehrreihiges Rollen- oder Nadellager als Wälzlager des Wellgenerators geeignet. As a rolling bearing of the wave generator comes in preferred designs, a ball bearing, in particular deep groove ball bearings are used. Likewise, the ball bearing of the wave generator can be designed, for example, as a four-point bearing. Due to a deep groove ball bearing and - to a greater extent - a four-point bearing, axial forces can also be transmitted within the wave gear in addition to radial forces. Instead of a ball bearing and a single row or multi-row roller or needle roller bearing is suitable as a rolling bearing of the wave generator.
Das elastische Getriebeelement des Wellgetriebes ist beispielsweise als im Wesentlichen zylindrisches Element mit nach außen gerichtetem Flansch, das heißt als Kragenhülse, gestaltet. Ebenso kann das elastische Getriebeelement als im mechanisch unbelasteten Zustand zylindrisches Element ohne Flansch gestaltet sein, das heißt einen einfachen Flexring darstellen. Des Weiteren sind Bauformen des Wellgetriebes realisierbar, bei welchen das elastische Getriebeelement eine Topfform beschreibt.The elastic gear element of the wave gear, for example, as a substantially cylindrical member with outwardly directed flange, that is designed as a collar sleeve. Likewise, the elastic transmission element can be designed as a cylindrical element without flange in the mechanically unloaded state, that is to say represent a simple flex ring. Furthermore, designs of the wave gear can be realized, in which the elastic transmission element describes a pot shape.
Das Wellgetriebe ist besonders geeignet für die Verwendung in einem elektromechanischen Nockenwellenversteller. Alternativ ist die Verwendung des Wellgetriebes in einer Vorrichtung zur Variation des Verdichtungsverhältnisses einer Hubkolbenmaschine möglich. Ebenso ist das Wellgetriebe für stationäre Anwendungen, beispielsweise in Industrierobotern oder in der Gebäudeautomatisierung, geeignet.The wave gear is particularly suitable for use in an electromechanical camshaft adjuster. Alternatively, the use of the wave gear in a device for varying the compression ratio of a reciprocating engine is possible. Likewise, the wave gear is suitable for stationary applications, for example in industrial robots or in building automation.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigen:
-
1 ausschnittsweise ein Wellgetriebe in einer Schnittdarstellung, -
2 ein Detail des Wellgetriebes in einer weiteren Schnittdarstellung.
-
1 a section of a wave gear in a sectional view, -
2 a detail of the wave gear in a further sectional view.
Ein insgesamt mit dem Bezugszeichen
Das Wellgetriebe
In der vereinfachten Darstellung nach
Der Innenring
Der an den Kragen des flexiblen Getriebeelements
Durch die unrunde Form des Innenrings
Wie aus
Die Bodenfläche
Auf der dem Axialkragen
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- WellgetriebeThe wave gear
- 22
- Innenringinner ring
- 33
- Verstellwelleadjusting
- 44
- Wälzkörper, KugelRolling element, ball
- 55
- KäfigCage
- 66
- Außenringouter ring
- 77
- Hohlrad, AbtriebselementRing gear, output element
- 88th
- flexibles Getriebeelement, Kragenhülseflexible transmission element, collar sleeve
- 99
- Schraubescrew
- 1010
- Gehäuse, AntriebselementHousing, drive element
- 1111
- Axiallagerscheibeaxial bearing
- 1212
- AxialkragenAxialkragen
- 1313
- Stirnflächeface
- 1414
- Schnappnasesnap lug
- 1515
- Axialflächeaxial surface
- 1616
- Biegelaschebending lug
- 1717
- Bodenflächefloor area
- 1818
- Außenverzahnungexternal teeth
- 1919
- Innenverzahnunginternal gearing
- 2020
- Axiallagerflächethrust bearing
- 2121
- Stirnflächeface
- 2222
- Axialflächeaxial surface
Claims (7)
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
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Publications (1)
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Family Applications (1)
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Legal Events
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R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final |