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Die Erfindung betrifft einen elektrischen Nockenwellenversteller und eine Vorrichtung zur Variation des Verdichtungsverhältnisses eines Hubkolbenmotors. Beide weisen einen Wellgenerator für ein Wellgetriebe mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 2 auf
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Wellgetriebeeinrichtungen sind Untersetzungsgetriebe und weisen drei Hauptkomponenten auf. Ein Verstellmoment wird über eine Wellgeneratoreinheit eingeleitet, welche um eine Rotationsachse gedreht wird. Die Wellgeneratoreinheit hat eine oval geformte, z.B. elliptische Abtriebsfläche. Koaxial zu der Wellgeneratoreinheit ist eine Wellbüchseneinheit angeordnet, welche elastisch verformbar ist. Diese Bezeichnung "Wellbüchseneinheit" schließt auch eine Bauform "Flexring", also außenverzahnter flexibler Ring ohne Kragen. Eine "Büchse" ist also in diesem Zusammenhang nicht nur als "Flextopf" zu verstehen. Die "Wellbüchseneinheit" ist also in außenverzahntes nachgiebiges Getriebeelement. Die Wellbüchseneinheit trägt eine Außenverzahnung. Ferner weist die Wellgetriebeeinrichtung ein Hohlrad mit einer Innenverzahnung auf. Durch die ovale bzw. elliptische Form der Wellgeneratoreinheit ist die Wellbüchseneinheit stets nur mit zwei, diametral auseinanderliegenden Abschnitten mit dem Hohlrad in Zahneingriff. Durch eine Rotation der Wellgeneratoreinheit wandern die Kontaktbereiche in Umlaufrichtung. Dazu wird der Wellgenerator relativ zur Wellbüchse rotiert. Die Rotation wird dabei durch ein Rotationslager zwischen Wellgenerator und Wellbüchse ermöglicht Die Anzahl der Zähne der Außenverzahnung der Wellbüchseneinheit und der Zähne der Innenverzahnung des Hohlrads sind geringfügig unterschiedlich ausgebildet, sodass sich eine Relativverdrehung zwischen der Wellbüchseneinheit und dem Hohlrad ergibt.
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Die Druckschrift
DE 10 2013 220 221 A1 , die wohl den nächstkommenden Stand der Technik bildet, offenbart ein derartiges Wellgetriebe in einer Nockenwellenverstellvorrichtung. In der Wellgeneratoreinheit ist ein Wälzlager angeordnet, welches einen flexiblen Außenring aufweist, der mit der Wellbüchseneinheit kontaktiert.
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Aus der
DE 10 2013 220 221 A1 ist ein elektrischer Nockenwellenversteller zur Verstellung und Fixierung der Phasenlage einer Nockenwelle eines Verbrennungsmotors gegenüber dessen Kurbelwelle bekannt, mit einem drehfest mit der Kurbelwelle verbundenen Antriebsrad, einem nockenwellenfesten Abtriebsteil, und einem Wellgetriebe, mit mindestens einer Hohlrad-Stirnradpaarung, wobei eines der beiden Bauteile drehfest mit dem Antriebsrad verbunden ist und das andere Bauteil zumindest in einer drehmomentübertragenden Verbindung zum Abtriebsteil steht, wobei das Stirnrad als biegeelastische Hülse ausgeführt und zumindest teilweise innerhalb des ersten Hohlrades angeordnet ist, mit einem von einem elektrischen Verstellmotor über eine getriebefeste Verstellwelle angetriebenen Wellgenerator, der Mittel zur elliptischen Verformung der biegeelastischen Hülse besitzt, wodurch die Hülse derart verformt wird, dass zwischen dem Hohlrad und der Hülse an zwei gegenüberliegenden Stellen der Hülse eine drehmomentübertragende Verbindung hergestellt ist, wobei mindestens eines der Räder der Hohlrad-Stirnradpaarung einteilig mit dem Antriebsrad oder Abtriebsteil ausgebildet ist.
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Die
DE 10 2014 209 312 A1 betrifft eine Nockenwellenverstellanordnung einer Brennkraftmaschine mit einem Nockenwellenversteller, der ein drehfest mit einer Nockenwelle verbundenes Abtriebshohlrad und ein zumindest mittelbar mit einer Kurbelwelle verbundenes Antriebsrad aufweist, wobei zwischen dem Antriebsrad und dem Abtriebshohlrad ein Stellmechanismus zur Verstellung einer Phasenlage der Nockenwelle gegenüber einer Phasenlage der Kurbelwelle angeordnet ist, wobei ferner die Nockenwelle an mindestens zwei Lagerstellen in der Brennkraftmaschine drehbar gelagert ist.. An einem distalen Ende der Nockenwelle ist ein zylindrischer Zapfen ausgebildet, der einen geringeren Aussendurchmesser als die Nockenwelle aufweist und dadurch eine Wellenschulter an der Nockenwelle bildet, wobei das Abtriebshohlrad radial an dem zylindrischen Zapfen axial zwischen der Wellenschulter und einer an dem zylindrischen Zapfen angeordneten Spannhülse zur Anlage kommt, wobei ferner axial an der Spannhülse anliegende Befestigungsmittel zur axialen Sicherung des Nockenwellenverstellers über die Spannhülse stirnseitig an dem zylindrischen Zapfen angeordnet sind.
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DE 199 32 262 C1 zeigt einen einklappbaren Rückspiegel für ein Kraftfahrzeug. Der Antrieb erfolgt über einen Exzenter und ein Wellgetriebe. Das relativ schwach belastete Getriebe des Spiegels wird gleitgelagert getrieben und weist zu diesem Zweck Gleitschuhe auf. Höheren Momenten, wie sie bei Anwendungen für Brennkraftmaschinen entstehen, kann diese Einheit nicht ausgesetzt werden.
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Weitere Wellgetriebe gehen aus
EP 0 252 156 A1 und
US 2015 / 0 107 387 A1 hervor.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Nockenwellenversteller und eine Vorrichtung zur Variation des Verdichtungsverhältnisses eines Hubkolbenmotors mit einem sehr kompakt bauenden Wellgenerator für ein Wellgetriebe vorzuschlagen, welcher sich zugleich durch seine Funktionseigenschaften auszeichnet.
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Diese Aufgabe wird durch einen Nockenwellenversteller mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung zur Variation des Verdichtungsverhältnisses eines Hubkolbenmotors mit den Merkmalen des Anspruchs 2 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.
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Die Funktion des Wellgenerators ist es, eine Wellbüchse zu kontaktieren, anzutreiben und/oder zu verformen.. Der Wellgenerator bildet vorzugsweise die Verstellwelle des Wellgetriebes.
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Der Wellgenerator weist eine Wellscheibe auf, wobei sich die Wellscheibe in einer Radialebene zu einer Rotationsachse der Wellscheibe und/oder des Wellgenerators erstreckt. Auf der Wellscheibe sind insbesondere mechanische Schnittstellen zur Kopplung mit einer Welle, insbesondere einer Antriebswelle und/oder Verstellwelle, angeordnet. Im einfachsten Fall können die Schnittstellen Aussparungen sein. Bevorzugte Ausführungsformen werden später ausgeführt. Optional weist die Wellscheibe eine zentrale Durchgangsöffnung auf, um die Montage von weiteren Komponenten zu vereinfachen und zudem das Gewicht zu reduzieren.
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Der Wellgenerator weist eine erste und eine zweite Außenmantelfläche auf. Die Außenmantelflächen können kontinuierlich ineinander übergehen. Dann bilden sie den so genannten „Wellring“ der außen auf der Wellscheibe angeordnet bzw. mit dieser fest verbunden ist. Die Ausführungsform "gesinterter Wellring" ist insbesondere ein alternativer Gegenstand der Erfindung. Die Außenmantelfläche ist in axialer Draufsicht gekrümmt ausgebildet. Die Abschnitte der Außenmantelfläche erstrecken sich vorzugsweise parallel zu der Rotationsachse. Die erste und die zweite Außenmantelfläche sind in Bezug auf die Rotationsachse um 180 Grad versetzt zueinander angeordnet. Alternativ oder ergänzend sind erste und zweite Außenmantelfläche diametral zueinander positioniert.
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Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die erste und die zweite Außenmantelfläche jeweils durch einen Sinterwandabschnitt gebildet und als Gleitlagerflächen ausgebildet sind. Besonders bevorzugt sind die Sinterwandabschnitte mit der Wellscheibe fest und/oder starr verbunden.
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Es ist sogar besonders bevorzugt, dass der Wellgenerator, insbesondere umfassend die Wellscheibe und die Sinterwandabschnitte bzw. der Wellring, in der Gesamtheit als ein Sinterbauteil ausgebildet ist. Insbesondere sind die Stirnwandabschnitte und/oder der Wellgenerator aus einem metallischen Sinterpulver, insbesondere aus Sinterstahl, aufgebaut.
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Es ist dabei eine Überlegung der Erfindung, dass durch die im Sintermaterial vorhandenen Poren Schmieröl gespeichert, transportiert und/oder bereitgestellt werden kann. Die Aufnahme des Schmieröls in den aus dem Sintermaterial gefertigten Sinterwandabschnitten, insbesondere im Bereich der Außenmantelflächen, erfolgt durch Kapillarkräfte. Die Weiterleitung des Schmieröls innerhalb des Sintermaterials, insbesondere Sinterstahls erfolgt durch Kapillarkräfte, aber auch durch von der Getrieberotation bewirkte Fliehkräfte radial nach außen zu den Kontaktstellen mit der Wellbüchse und/oder zu den Reibstellen eines Rotationslagers zur Wellbüchse. Weiterhin wird das Schmieröl durch die Druckkräfte in die Kontaktstellen zwischen dem Wellgenerator und der Wellbüchse und/oder dem Rotationslager gepresst. Das durch das Sintermaterial, insbesondere den Sinterstahl geleitete Schmieröl senkt die Haft- und Gleitreibbeiwerte in den Reibstellen.
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Zudem reduzieren die Sinterporen, insbesondere die offenen Sinterporen, an der Oberfläche der Reibstellen, nämlich an den Außenmantelflächen, des Wellgenerators die an der Reibung beteiligten Oberflächen und damit die wirksame Reibung.
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Die Sinterporen, insbesondere die offenen Sinterporen, an der Oberfläche der Außenmantelflächen des Wellgenerators wirken wie kleine Schmieröldepots innerhalb der Reibfläche, aus denen Schmieröl direkt in die angrenzenden Kontaktbereiche gelangen kann.
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Während der größte Teil des Schmieröls in den Reibstellen des Wellgenerators zu der Wellbüchse unter Druckkraft axial weggedrückt wird, halten die zuvor genannten Öldepots weiterhin Schmieröl für die angrenzenden Kontaktstellen bereit.
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Durch die Sinterporen kann Schmieröl im Wellgenerator gespeichert werden. Dadurch können Mangelschmierungszustände zwischen Wellgenerator und Wellbüchse vermieden werden.
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Bei einer bevorzugten Realisierung der Erfindung sind die Sinterwandabschnitte in einem Längsschnitt in Bezug auf die Rotationsachse T-förmig an der Wellscheibe angesetzt. Somit ragen die Sinterwandabschnitte in beide axiale Richtungen über die Wellscheibe hinaus. Vorzugsweise sind die Sinterwandabschnitte auf beiden axialen Seiten der Wellscheibe gleich groß bemessen, sodass eine gleichmäßige oder symmetrische Belastung in die Wellscheibe eingeleitet wird. Auf diese Weise ist der Wellgenerator mechanisch stabil und zugleich einfach zu fertigen.
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Die Sinterwandabschnitte weisen jeweils einen Lagerbereich und daran anschließende Verlängerungsbereiche auf, wobei die Lagerbereiche die Gleitlagerflächen bilden. Bevorzugt verlaufen die Lagerbereiche in einer axialen Draufsicht betrachtet gemäß einer ovalen Form, insbesondere ellipsenförmig. Die Verlängerungsbereiche schließen sich an den Lagerbereich beidseitig an, sodass sich insgesamt eine U-Form ergibt, wobei die freien Schenkel des U’s durch die Verlängerungsbereiche gebildet werden. Die Verlängerungsbereiche sind vorzugsweise parallel zueinander ausgerichtet.
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Bei einer bevorzugten konstruktiven Weiterbildung sind die Sinterwandabschnitte voneinander durch Aussparungen beabstandet. Insbesondere gehen die Sinterwandabschnitte nicht ineinander über. Hier findet eine Abgrenzung zum Wellring statt. Im Speziellen sind die Verlängerungsbereiche der zwei Sinterwandabschnitte voneinander beabstandet. Besonders bevorzugt sind die Aussparungen nahe der Kleinachse des Wellengenerators angeordnet. Besonders bevorzugt ist die Wellscheibe als eine ebene Platte ausgebildet, an die endseitig die Sinterwandabschnitte angesetzt sind, wobei die Aussparungen bis auf die als ebene Platte ausgebildete Wellscheibe reichen. In diesem Fall kann eine Stempelebene beim Sintern eingespart werden.
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Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung sind die Schnittstellen als Stifte, insbesondere Kupplungsstifte, ausgebildet, wobei sich die Stifte in axialer Richtung erstrecken. Vorzugsweise sind die Stifte ebenfalls aus einem Sintermaterial, insbesondere Sinterstahl gefertigt. Es ist besonders bevorzugt, dass der Wellgenerator mit den Stiften in einer sogenannten Grün-in-Grün-Technologie umgesetzt wird. Dabei werden die Stifte separat gepresst und als Grünling in Öffnungen im ebenfalls als gepresster Grünling vorliegenden Wellgenerator oder als gepresster Grünling vorliegender Wellscheibe eingesteckt. Beim anschließenden Sintern verbacken die Stifte und der Wellgenerator zu dem Sinterbauteil. Durch diese Ausgestaltung können die mechanischen Schnittstellen kostengünstig und einfach integriert werden.
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Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft ein Wellgetriebe mit einem in sich starren, innenverzahnten Getriebeelement, vorzugsweise ausgebildet als das Hohlrad, sowie mit einem mit diesem kämmenden, außenverzahnten, durch einen Wellgenerator verformten, nachgiebigen Getriebeelement, vorzugsweise der Wellbüchse, welches über ein Gleitlager mit dem Wellgenerator zusammenwirkt, wobei der Wellgenerator wie zuvor beschrieben beziehungsweise nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist. Das Gleitlager wird zum einen durch die erste und die zweite Außenmantelfläche als Gleitlagerflächen auf Seiten des Wellgenerators und auf Seiten des außenverzahnten Getriebeelements, insbesondere der Wellbüchse, durch einen Innenumfang als weitere Gleitlagerfläche gebildet. Insbesondere wird das Gleitlager unmittelbar durch den Wellgenerator und die Wellbüchse gebildet.
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Zwischen dem Wellgenerator und der Wellbüchse sind in bevorzugter Ausgestaltung mehrere, vorzugsweise genau zwei, sich in Umfangsrichtung verjüngende Freiräume gebildet. Jeder dieser Freiräume ist beispielsweise durch eine Außenkontur des Wellgenerators, welche die Form einer Kreissekante hat, begrenzt. Im Fall von genau zwei Freiräumen zwischen dem Wellgenerator und dem Innenumfang der Wellbüchse weist der Wellgenerator im einfachsten Fall an dessen Umfang zwei zueinander parallele Abflachungen auf. Bei der Rotation des Wellgenerators wird Schmieröl, welches sich zwischen dem Wellgenerator und der Wellbüchse befindet, von den sich verjüngenden Freiräumen direkt zu den Gleitkontakten zwischen dem Wellgenerator und der Wellbüchse gefördert.
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Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft die Verwendung des Wellgetriebes in einem Fahrzeug und insbesondere als Teil eines elektromechanischen Nockenwellenverstellers oder zur Variation der Verdichtungsverhältnisse eines Hubkolbenmotors.
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Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung sowie der beigefügten Figuren. Dabei zeigen:
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1 ein Wellgetriebe in einer schematischen Schnittdarstellung;
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2 Getriebeelemente des Wellgetriebes in einer Schnittdarstellung;
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3 einen weiteren Schnitt durch die Anordnung nach 2;
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4 ein vergrößertes, schematisiertes Detail der Anordnung nach 3;
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5a, b, c eine schematische Draufsicht sowie zwei Schnittansichten des Wellgenerators in dem Wellgetriebe der vorhergehenden Figuren.
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Die 1 zeigt grob schematisiert ein insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichnetes Wellgetriebe eines elektrischen Nockenwellenverstellers. Das Wellgetriebe 1 ist bzw. kann in ein Gehäuse 2 eingebaut sein, welches nicht Teil des Wellgetriebes 1 ist. Im Fall der Verwendung des Wellgetriebes 1 als Stellgetriebe eines elektrischen Nockenwellenverstellers handelt es sich bei dem Gehäuse 2 um ein drehbares, durch ein Zugmittel, insbesondere eine Kette, antreibbares Gehäuse des Nockenwellenverstellers. Normalerweise wird das Gehäuse im Falle des Nockenwellenverstellers als Antriebswelle zum Wellgetriebe dazugezählt. Eine mit 3 bezeichnete Welle, welche ein Abtriebselement des Wellgetriebes 1 darstellt, ist hierbei mit einer Nockenwelle identisch oder fest verbunden. Bei Verwendung des Wellgetriebes 1 innerhalb einer Vorrichtung zur Variation des Verdichtungsverhältnisses eines Hubkolbenmotors ist das Gehäuse 2 mit einem Motorblock fest verbunden oder integraler Bestandteil des Motorblocks, das heißt, in jedem Fall nicht rotierbar. Bei der Welle 3 handelt es sich in diesem Fall um eine Exzenterwelle, die über ein Nebenpleuel mit dem Kurbeltrieb der Brennkraftmaschine zusammenwirkt.
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Unabhängig von Verwendung und Einbausituation des Wellgetriebes 1 weist dieses ein mit der Welle 3 verbundenes starres Getriebebauteil ausgebildet als ein Hohlrad 4 auf. Die Rotationsachse des Hohlrades 4 ist mit R bezeichnet und mit der Symmetrieachse des Wellgetriebes 1 identisch.
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Das Hohlrad 4 ist innenverzahnt und wirkt direkt mit einem flexiblen, das heißt nachgiebigen, Getriebeelement, ausgebildet als Wellbüchse 5, zusammen. Die Wellbüchse 5 wird auch als Flexring bezeichnet. Bekannte Bauformen für den flexiblen Zahnring sind Flexringe mit Kupplungshohlrad. Dieses hat die gleiche Zähnezahl wie der Flexring. Daher ergibt sich nur eine Kupplung, keine Übersetzung. Dies ist eine günstige bzw. "Standardausführung" beim elektrischen Nockenwellenversteller. In nicht dargestellter Weise kann die Wellbüchse 5 einen radial nach innen oder radial nach außen gerichteten Abschnitt aufweisen, womit es insgesamt eine Topfform beziehungsweise eine Hutform aufweist.
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Beim Betrieb des Wellgetriebes 1 wird die Wellbüchse 5 permanent durch einen Wellgenerator 6 verformt. In den Schnitten nach den 1 und 2 ist der Wellgenerator 6 erkennbar, welcher einen T-förmigen Querschnitt aufweist und als Komponente eines Gleitlagers 7, das heißt als Lagerring, fungiert. Der T-förmige Querschnitt des Wellgenerators ist gebildet durch eine Wellscheibe 10, an dessen Außenumfang Sinterwandabschnitte 9 grenzen. Der Innenumfang der Wellbüchse 5 kontaktiert den Außenumfang der Sinterwandabschnitte 9, sodass hierdurch der Gleitkontakt des Gleitlagers 7 gebildet ist.
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Über den Gleitkontakt des Gleitlagers 7 werden Radialkräfte – bezogen auf die Rotationsachse R – übertragen, wobei in einem mit 11 bezeichneten Verzahnungsbereich die Außenverzahnung der Wellbüchse 5 mit der Innenverzahnung des Hohlrads 4, kämmt, sodass ein Drehmoment zwischen den Getriebeelementen 4, 5 übertragbar ist.
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Wie aus den 3 und 4 hervorgeht, befindet sich die Außenverzahnung der Wellbüchse 5 in genau zwei diametral gegenüberliegenden Umfangsabschnitten im Eingriff mit der Innenverzahnung des Hohlrads 4. Eine Außenmantelfläche 12 des Wellgenerators 6 fungiert hierbei als Gleitlagerfläche, auf welcher die Wellbüchse 5 als weiteres Gleitlagerelement aufliegt. Die in zwei Umfangsabschnitten ausgebildete Außenmantelfläche 12 beschreibt eine einzige ovale bzw. elliptische Kontur, die dafür sorgt, dass an zwei exakt am Umfang des Wellgenerators 6 gegenüberliegenden Stellen, in der Anordnung nach 3 am obersten und am untersten Punkt, die Verzahnung der Getriebeelemente 4, 5 in maximal möglichem Maße ineinandergreifen. Mit zunehmendem Abstand von diesen beiden Punkten am Umfang der Getriebeelemente 4, 5 ist dagegen die Außenverzahnung der Wellbüchse 5 zunehmend von der Innenverzahnung des starren Getriebeelementes 4, nämlich des Hohlrads 4, abgehoben, wie insbesondere aus 4 hervorgeht. Eine geringfügig unterschiedliche Zähnezahl zwischen den Verzahnungen der Getriebeelemente 4, 5 sorgt dafür, dass sich beim Wandern der Verzahnungsbereiche 11, welches durch Rotation des Wellgenerators 6 relativ zur Wellbüchse bewirkt wird, die Getriebeelemente 4, 5 vergleichsweise langsam gegeneinander verdrehen. Das Wellgetriebe 1 stellt damit ein hoch untersetztes Getriebe, im vorliegenden Fall mit einem Übersetzungsverhältnis von 66, dar. Der Wellgenerator 6, welcher einen Lagerring des Gleitlagers 7 darstellt, ist durch einen nicht dargestellten Elektromotor direkt angetrieben. Zur Verbindung des Wellgenerators 6 mit einer Verstellwelle, welche mit der Motorwelle des Elektromotors drehfest verbunden oder identisch sein kann, weist der Wellgenerator 6 mehrere Stifte 13 auf. Radial innerhalb des Wellgenerators 6 befindet sich eine zentrale Ausnehmung 14, welche insbesondere die Durchführung einer Zentralschraube, welche in einer Nockenwelle zu befestigen ist, ermöglicht.
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Die 5a, b, c zeigen den Wellgenerator 6 in einer schematischen Draufsicht (5a), in einer Schnittansicht gemäß der Schnittlinie B-B (5b) sowie in einer Schnittansicht gemäß der Schnittlinie A-A (5c). Der Wellgenerator 6 weist in der axialen Draufsicht eine erste elliptische Seitenkante 20a, eine um 180 Grad um die Rotationsachse R verschwenkte und/oder diametral gegenüberliegende zweite elliptische Seitenkante 20b sowie zwei geradlinig und parallel zueinander verlaufende Seitenkanten 21a, 21b auf. Die elliptischen Seitenkanten 20a, b sind in der radialen Erstreckung so bemessen, dass Bereiche der Wellbüchse 5 in die Innenverzahnung des Hohlrads 4 gedrückt werden, sodass diese in Zahneingriff stehen.
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Wie sich insbesondere aus der 5b, welche die Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie B-B zeigt, ergibt, ist der Wellgenerator 6 als ein einteiliges Sinterbauteil aus Sinterstahl ausgebildet. Es umfasst die Wellscheibe 10, welche sich in einer Radialebene zu der Rotationsachse R erstreckt, sowie zwei Sinterwandabschnitte 23a, b, welche an der radialen Außenseite Außenmantelflächen aufweisen, welche als Gleitlagerflächen 24a, b ausgebildet sind. Die Sinterwandabschnitte 23a, b sind in der gezeigten Schnittdarstellung T-förmig auf die Wellscheibe 10 aufgesetzt und mit dieser einstückig verbunden. Die axiale Erstreckung der Sinterwandabschnitte 23a, b ist symmetrisch zu der Wellscheibe 10 ausgerichtet.
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Die Sinterwandabschnitte 23a, b können jeweils in einen Lagerbereich 25a, b und in zwei Verlängerungsbereiche 26a, beziehungsweise 26b unterteilt werden. Die Lagerbereiche 25a, b tragen die Gleitlagerflächen 24a, b und weisen eine gemeinsame elliptische Krümmung auf. Somit bilden die Lagerbereiche 25a, b eine gemeinsame Ellipse. Die Verlängerungsbereiche 26a, b sind dagegen parallel zu den Kanten 21a, b ausgerichtet. Die Verlängerungsabschnitte 26a, b der zwei Sinterwandabschnitte 23a, b sind zwar zueinander gerichtet, jedoch durch einen Freibereich voneinander getrennt. Dies vereinfacht die Herstellung des Wellgenerators 6 als Sinterbauteil. Insbesondere ist ein Zwischenbereich zwischen den Verlängerungsbereichen 26a und 26b durch die plattenförmige Wellscheibe 10 gebildet, so dass eine Stempelebene beim Sintern eingespart werden kann.
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Vorzugsweise wird eine erste insbesondere plane Stempelebene durch eine erste Oberseite der Sinterwandabschnitte 23a, b, eine zweite insbesondere plane Stempelebene durch eine erste Oberseite der Wellscheibe 10, eine dritte insbesondere plane Stempelebene durch eine zweite Oberseite der Wellscheibe 10 und eine vierte insbesondere plane Stempelebene durch eine zweite Oberseite der Sinterwandabschnitte 23a, b gebildet.
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Durch die Ausbildung des Wellgenerators 6 und insbesondere der Sinterwandabschnitte 23a, b aus Sinterstahl wird erreicht, dass die Gleitlagerflächen 24a, b offenporig ausgebildet sind und – wie bereits zuvor beschrieben – als Schmierölreservoirs dienen können. Optional können die Außenmantelflächen, insbesondere die Gleitlagerflächen 24a, b zum Beispiel durch Schleifen oder Honen nachbearbeitet werden, um spezielle Oberflächenstrukturen beziehungsweise – genauigkeiten zu erhalten.
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Die Aussparungen im Bereich zwischen den Verlängerungsbereichen 26a, b sind bei der Kleinachse der Ellipse des Wellgenerators 6 axial ausgespart. Die Aussparungen können dabei bis auf die zentrale Wellscheibe 10 reichen. Im Bereich der Aussparung wird nicht nur die Massenträgheit und die Masse des Wellgenerators 6 reduziert, sondern auch zusätzlicher Bauraum für die Integration von Stiften 13, insbesondere Kupplungsstiften, geschaffen. Die Stifte 13 verlaufen parallel zu der Rotationsachse R. Die Integration der Stifte 13 kann zum Beispiel durch eine Grün-in-Grün-Technologie beim Sintern umgesetzt werden. Dabei werden die Stifte 13 separat gepresst und als Grünling in Bohrungen oder Öffnungen in den ebenfalls als gepresster Grünling vorliegenden Wellgenerator 6 eingesteckt. Beim anschließenden Sintern verbacken Stifte 13 und Wellgenerator 6 zu einem gemeinsamen Sinterbauteil.
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Aus der 5c ist zu entnehmen, dass die Stifte 13 einen Stiftfuß aufweisen, welcher im Durchmesser breiter als der frei abstehende Bereich der Stifte 27 ausgebildet ist und damit eine formschlüssige Anlage an die Wellscheibe ermöglicht.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Wellgetriebe
- 2
- Gehäuse
- 3
- Welle
- 4
- Hohlrad
- 5
- Wellbüchse
- 6
- Wellgenerator
- 7
- Gleitlager
- 8
- leer
- 9
- Sinterwandabschnitte
- 10
- Wellscheibe
- 11
- Verzahnungsbereich
- 12
- Außenmantelfläche
- 13
- Stifte
- 14
- Ausnehmung
- 20a, b
- elliptische Seitenkanten
- 21a, b
- Seitenkanten
- 22
- leer
- 23a, b
- Sinterwandabschnitte
- 24a, b
- Gleitlagerflächen
- 25a, b
- Lagerbereiche
- 26a, b
- Verlängerungsbereiche
- R
- Rotationsachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013220221 A1 [0003, 0004]
- DE 102014209312 A1 [0005]
- DE 19932262 C1 [0006]
- EP 0252156 A1 [0007]
- US 2015/0107387 A1 [0007]
