DE102017119460B3 - The wave gear - Google Patents
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Abstract
Ein Wellgetriebe umfasst zwei Anschlusselemente (2,3), nämlich ein Antriebselement (2) und ein Abtriebselement (3), sowie eine zur Begrenzung der Verschwenkbarkeit zwischen den Anschlusselementen (2,3) vorgesehenen Anschlagvorrichtung (21), die eine ringförmige, eines der Anschlusselemente (2,3) umgreifende Anschlagspange (20) umfasst, welche zwei in Umfangsrichtung gegeneinander versetzte Haltekonturen (22,23) aufweist, wobei eine der Haltekonturen (22,23) drehfest in eines der Anschlusselemente (3,2), insbesondere das Abtriebselement (3), eingreift und durch die andere Haltekontur (23,22) eine mit dem anderen Anschlusselement (2,3) zusammenwirkende Anschlagkontur gebildet ist. A wave gear comprises two connecting elements (2,3), namely a drive element (2) and an output element (3), as well as an intended to limit the pivoting between the connecting elements (2,3) stop device (21), an annular, one of Connection elements (2,3) encompassing stopper clasp (20) comprising two circumferentially staggered holding contours (22,23), wherein one of the holding contours (22,23) rotatably in one of the connection elements (3,2), in particular the output element (3), engages and by the other holding contour (23,22) with the other connection element (2,3) cooperating stop contour is formed.
Description
Die Erfindung betrifft ein für die Verwendung in einem elektromechanischen Stellantrieb geeignetes Wellgetriebe, welches eine Anschlagvorrichtung zur Begrenzung des Verstellbereichs aufweist.The invention relates to a suitable for use in an electromechanical actuator wave gear, which has a stop device for limiting the adjustment.
Ein derartiges Stellgetriebe ist beispielsweise aus der
Ein weiteres für einen elektrischen Nockenwellenversteller geeignetes Wellgetriebe ist in der
Ein weiteres 3-Wellen-Verstellgetriebe mit einer Anschlagvorrichtung ist in der
Aus der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Wellgetriebe mit Anschlagvorrichtung gegenüber dem genannten Stand der Technik insbesondere unter fertigungstechnischen Gesichtspunkten weiterzuentwickeln.The invention has for its object to further develop a wave gear with stop device against the cited prior art, especially under production engineering aspects.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Wellgetriebe mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bei dem Wellgetriebe handelt es sich in prinzipiell bekannter Grundkonzeption um ein 3-Wellen-Getriebe, welches ein Antriebselement, ein Abtriebselement und eine Verstellwelle umfasst. Das Antriebselement und das Abtriebselement des Wellgetriebes werden zusammenfassend als Anschlusselemente bezeichnet. Zur Begrenzung der Verschwenkbarkeit zwischen den Anschlusselementen ist eine Anschlagvorrichtung vorgesehen. Erfindungsgemäß umfasst die Anschlagvorrichtung eine ringförmige, eines der Anschlusselemente umgreifende Anschlagspange, welche zwei in Umfangsrichtung gegeneinander versetzte Haltekonturen aufweist, wobei eine der Haltekonturen drehfest in eines der Anschlusselemente eingreift und durch die andere Haltekontur eine mit dem anderen Anschlusselement zusammenwirkende Anschlagkontur gebildet ist.This object is achieved by a harmonic drive with the features of
In Form der Anschlagspange ist eine rationell herstellbare, raumsparend in das Wellgetriebe integrierbare Anschlagvorrichtung realisierbar. Die Anschlagspange ist beispielsweise aus Federdraht oder einem Federband herstellbar. In jedem Fall weist die Anschlagspange eine zumindest annähernd geschlossene Ringform auf. Insgesamt erstreckt sich die Anschlagspange über einen Winkel von knapp 360 Grad, insbesondere einen Winkel zwischen 330 Grad und 357 Grad, wobei die erste Haltekontur vorzugsweise durch die beiden freien Enden der Anschlagspange gebildet ist.In the form of the stop clasp is a rationally producible, space-saving integrable in the wave gear stop device can be realized. The stopper clip can be produced, for example, from spring wire or a spring band. In any case, the stopper clip has an at least approximately closed ring shape. Overall, the stop clasp extends over an angle of almost 360 degrees, in particular an angle between 330 degrees and 357 degrees, wherein the first holding contour is preferably formed by the two free ends of the stop clasp.
Die erste Haltekontur greift hierbei vorzugsweise radial von außen in das Abtriebselement ein, während die zweite Haltekontur radial nach außen gerichtet und zur Zusammenwirkung mit dem Antriebselement vorgesehen ist.The first holding contour preferably engages radially from the outside into the output element, while the second holding contour is directed radially outwards and provided for cooperation with the drive element.
Das Abtriebselement ist in bevorzugter Bauform als Hohlrad gestaltet. Die Anschlagspange ist hierbei vorzugsweise in einen Ringraum eingelegt, welcher durch einen Absatz gebildet ist, der sich an der offenen Seite des Hohlrades befindet und radial nach außen offen ist. Der Ringraum ist somit radial nach innen sowie in einer Axialrichtung durch das Hohlrad begrenzt. In der gegenüber liegenden Axialrichtung ist der Ringraum vorzugsweise durch eine Axiallagerscheibe begrenzt, welche der axialen Lagerung des Hohlrades dient. Radial außerhalb des Ringraums befinden sich Anschlagkonturen des Antriebselementes. Die Axiallagerscheibe ist fest mit dem Antriebselement verbunden.The output element is designed in a preferred design as a ring gear. The stop clasp is in this case preferably inserted in an annular space which is formed by a shoulder which is located on the open side of the ring gear and is radially outwardly open. The annular space is thus bounded radially inwardly and in an axial direction by the ring gear. In the opposite axial direction of the annular space is preferably limited by a thrust washer, which serves for the axial mounting of the ring gear. Radially outside the annulus are stop contours of the drive element. The thrust washer is firmly connected to the drive element.
Zusätzlich ist in bevorzugter Ausgestaltung ein Flansch eines kragenförmigen, flexiblen Getriebeelementes mit dem Antriebselement verbunden, wobei eine Verschraubung zwischen dem flexiblen Getriebeelement, der Axiallagerscheibe und dem Antriebselement derart gestaltet sein kann, dass Schrauben jeweils sowohl eine Bohrung im Flansch des kragenförmigen Getriebeelementes als auch eine Bohrung in der Axiallagerscheibe durchdringen, so dass das flexible Getriebeelement zusammen mit der Axiallagerscheibe am Antriebselement festgeschraubt ist.In addition, in a preferred embodiment, a flange of a collar-shaped, flexible transmission element is connected to the drive element, wherein a screw connection between the flexible transmission element, the Axiallagerscheibe and the drive element can be designed such that screws each have both a bore in the flange of the collar-shaped transmission element and a bore penetrate in the thrust bearing, so that the flexible transmission element is screwed together with the thrust washer on the drive element.
Gemäß einer möglichen Weiterbildung ist durch diese Verschraubung zusätzlich eine Anschlaghülse am Antriebselement befestigt, welche dem flexiblen Getriebeelement vorgesetzt ist und eine Anschlagfunktion gegenüber einer weiteren Komponente des Wellgetriebes, nämlich gegenüber einem Außenring eines zur Verformung des flexiblen Getriebeelementes vorgesehenen Wellgenerators, hat. According to a possible further development, a stop sleeve is additionally fastened to the drive element by this screw connection, which is placed before the flexible transmission element and has a stop function with respect to a further component of the wave gear, namely with respect to an outer ring of a wave generator intended for deformation of the flexible transmission element.
Die verschiedenen Haltekonturen der Anschlagspange liegen sich vorzugsweise diametral gegenüber. Auf diese Weise ist ein symmetrisches Anschlagverhalten, insbesondere was eine Anschlagdämpfung betrifft, erreichbar. Ebenso sind Bauformen realisierbar, in welchen die verschiedenen Haltekonturen asymmetrisch am Umfang der Anschlagspange angeordnet sind, so dass ein erster Winkel zwischen beiden Haltekonturen deutlich kleiner als 180 Grad und der komplementäre Winkel deutlich größer als 180 Grad ist. Auf diese Weise kann ein in einer ersten Schwenkrichtung wirksamer Anschlag als härterer Anschlag und der Anschlag in der Gegenrichtung als weicherer Anschlag ausgelegt werden.The various holding contours of the stopper clip are preferably diametrically opposite. In this way, a symmetrical stop behavior, in particular as regards a stop damping, can be achieved. Likewise, designs are feasible in which the various retaining contours are arranged asymmetrically on the circumference of the stop clasp, so that a first angle between the two retaining contours is significantly smaller than 180 degrees and the complementary angle is significantly greater than 180 degrees. In this way, a stop acting in a first pivot direction can be designed as a harder stop and the stop in the opposite direction as a softer stop.
Unabhängig davon, ob zwischen den verschiedenen Haltekonturen zwei 180°-Winkel oder hiervon abweichende Winkel eingeschlossen sind, ist ein gedämpfter Anschlag beispielsweise dadurch herstellbar, dass die Anschlagspange in den zwischen den verschiedenen Haltekonturen liegenden Umfangsabschnitten zumindest partiell von einer Außenumfangsfläche eines der Anschlusselemente, insbesondere des Abtriebselementes, abgehoben ist.Regardless of whether two 180 ° angles or angles deviating therefrom are included between the various holding contours, a damped stop can be produced, for example, in that the stop clip at least partially in the circumferential sections lying between the various holding contours of an outer peripheral surface of one of the connecting elements, in particular Output element, is lifted.
Zusätzlich zu einer Anschlagdämpfung oder alternativ zu einer Anschlagdämpfung ist eine Dämpfung - im Sinne eines Bremsmomentes - über den gesamten Verstellbereich realisierbar. Hierbei beschreibt beispielsweise die Anschlagspange in den beiden Umfangsabschnitten zwischen den verschiedenen Haltekonturen jeweils eine Wellenform, wobei sie mit Wellentälern an der zylindrischen Außenumfangsfläche eines der Anschlusselemente, insbesondere des Abtriebselementes, und mit Wellenbergen an Anschlagelementen des anderen Anschlusselementes anliegt.In addition to a stop damping or alternatively to a stop damping is a damping - in the sense of a braking torque - over the entire adjustment feasible. In this case, for example, describes the stop clasp in the two peripheral portions between the various holding contours each have a waveform, wherein it rests with wave troughs on the cylindrical outer peripheral surface of one of the connecting elements, in particular the output element, and with wave crests on stop elements of the other connection element.
Das Wellgetriebe ist beispielsweise zur Verwendung in einer Stellvorrichtung eines Verbrennungsmotors geeignet. Hierbei handelt es sich beispielsweise um einen elektromechanischen Nockenwellenversteller.The wave gear is suitable, for example, for use in a control device of an internal combustion engine. This is, for example, an electromechanical camshaft adjuster.
Ebenso ist das Wellgetriebe zur Verwendung in einer Vorrichtung zur Variation des Verdichtungsverhältnisses eines Hubkolbenmotors geeignet. Eine solche Vorrichtung wird als VCR-Vorrichtung (variable combustion ratio) bezeichnet. In diesem Fall ist das Antriebselement relativ zum Motorblock des Hubkolbenmotors fixiert, so dass es nicht zur Einspeisung von mechanischer Leistung vorgesehen ist. Im Unterschied zum Wellgetriebe eines Nockenwellenverstellers wird somit im Fall einer Vorrichtung zur Verstellung des Verdichtungsverhältnisses eines Hubkolbenmotors ausschließlich über die Verstellwelle Leistung in das Wellgetriebe eingeleitet. Im Sinne einer einheitlichen Nomenklatur werden auch bei einer VCR-Vorrichtung die Anschlusselemente als Antriebs- beziehungsweise Abtriebselement bezeichnet. Das Abtriebselement einer VCR-Vorrichtung kann mit einer Exzenterwelle verbunden sein, welche über ein Nebenpleuel mit weiteren Komponenten des Kurbeltriebs des Hubkolbenmotors zusammenwirkt.Likewise, the wave gear is suitable for use in a device for varying the compression ratio of a reciprocating engine. Such a device is referred to as a VCR (variable combustion ratio) device. In this case, the drive element is fixed relative to the engine block of the reciprocating engine, so that it is not intended for feeding mechanical power. In contrast to the wave gear of a camshaft adjuster is thus introduced in the case of a device for adjusting the compression ratio of a reciprocating engine exclusively via the adjusting power in the wave gear. In terms of a uniform nomenclature, the connecting elements are also referred to as drive or output element in a VCR device. The output element of a VCR device may be connected to an eccentric shaft, which cooperates via a Nebenpleuel with other components of the crank mechanism of the reciprocating engine.
Nachfolgend werden drei Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigen:
-
1 und2 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Wellgetriebes, jeweils in einer Schnittdarstellung, -
3 eine Anordnung aus einem Abtriebselement und einer Anschlagspange des Wellgetriebes nach1 in perspektivischer Ansicht, -
4 die Anordnung nach3 in Explosionsdarstellung, -
5 eine Draufsicht auf Komponenten des Wellgetriebes nach1 , -
6 ausschnittsweise eine weitere Ausführungsform eines Wellgetriebes, -
7 ein Detail des Wellgetriebes nach6 , -
8 ein drittes Ausführungsbeispiel eines Wellgetriebes in einer Ansicht analog6 .
-
1 and2 A first embodiment of a wave gear, each in a sectional view, -
3 an arrangement of an output element and a stop clasp of the wave gear after1 in perspective view, -
4 the arrangement after3 in exploded view, -
5 a plan view of components of the wave gear after1 . -
6 a detail of another embodiment of a wave gear, -
7 a detail of the wave gear after6 . -
8th a third embodiment of a wave gear in asimilar view 6 ,
Die folgenden Erläuterungen beziehen sich, soweit nicht anders angegeben, auf sämtliche Ausführungsbeispiele. Einander entsprechende oder prinzipiell gleichwirkende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.Unless otherwise stated, the following explanations relate to all exemplary embodiments. Corresponding or basically equivalent parts are indicated in all figures with the same reference numerals.
Ein Wellgetriebe
Ein nicht dargestellter Elektromotor treibt über eine Ausgleichskupplung
Der Außenring
Die Außenverzahnung
Auf der Abtriebsseite des Wellgetriebes
An der der Axiallagerscheibe
Die Anschlagspange
Die freien Enden
Im Ausführungsbeispiel nach den
Im Unterschied hierzu ist in den Ausführungsformen nach den
Die Bauform nach
In allen Ausführungsformen des Wellgetriebes
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- WellgetriebeThe wave gear
- 22
- Antriebselementdriving element
- 33
- Abtriebselementoutput element
- 44
- AusgleichskupplungFlexible coupling
- 55
- Innenringinner ring
- 66
- Wälzlagerroller bearing
- 77
- Wellgeneratorwave generator
- 88th
- Wälzkörperrolling elements
- 99
- Außenringouter ring
- 1010
- flexibles Getriebeelementflexible transmission element
- 1111
- zylindrischer Abschnittcylindrical section
- 1212
- Flanschflange
- 1313
- Außenverzahnungexternal teeth
- 1414
- Innenverzahnunginternal gearing
- 1515
- Ringring
- 1616
- Axiallagerscheibeaxial bearing
- 1717
- Schraubescrew
- 1818
- zylindrischer Bereichcylindrical area
- 1919
- Absatzparagraph
- 2020
- Anschlagspangestop clasp
- 2121
- Anschlagvorrichtungstop device
- 2222
- Haltekonturretaining contour
- 2323
- Haltekonturretaining contour
- 2424
- freies Endefree end
- 2525
- freies Endefree end
- 2626
- Anschlagelementstop element
- 2727
- Lagerflächestorage area
- 2828
- Anschlagflächestop surface
- 2929
- Spaltgap
- 3030
- Anschlaghülsestop sleeve
- 3131
- Kragencollar
- 3232
- Hülsenabschnittsleeve section
- ss
- Breitewidth
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |