DE102018117976A1 - The wave gear - Google Patents

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Abstract

Ein als Wellgetriebe ausgebildetes Stellgetriebe umfasst ein Gehäuseelement (2), ein mit diesem drehfest verbundenes, innenverzahntes Antriebselement (4), ein elastisches, außenverzahntes Getriebeelement (34), sowie ein innenverzahntes Abtriebselement (5), wobei das Antriebselement (4) und das Abtriebselement (5) beschränkt gegeneinander verdrehbar und durch ein Federelement (35) gegeneinander vorgespannt sind. Das Federelement (35), insbesondere in Form einer Schraubenfeder, greift an einer Federaufnahme (36) des Antriebselementes (4) an und ist radial außerhalb des Abtriebselementes (5) sowie axial zwischen der Federaufnahme (36) und dem Gehäuseelement (2) angeordnet.An actuating gear designed as a wave gear comprises a housing element (2), an internally toothed drive element (4) connected to it in a rotationally fixed manner, an elastic, externally toothed gear element (34), and an internally toothed output element (5), the drive element (4) and the output element (5) are limitedly rotatable relative to each other and are biased against each other by a spring element (35). The spring element (35), in particular in the form of a helical spring, engages a spring receptacle (36) of the drive element (4) and is arranged radially outside the output element (5) and axially between the spring receptacle (36) and the housing element (2).

Description

Die Erfindung betrifft ein als Stellgetriebe, insbesondere in einem elektromechanischen Nockenwellenversteller, verwendbares Wellgetriebe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1The invention relates to a wave gear which can be used as an actuating gear, in particular in an electromechanical camshaft adjuster, according to the preamble of claim 1

Ein derartiges Wellgetriebe ist in der US 8,584,633 B2 offenbart. Dieses Wellgetriebe ist Teil eines Nockenwellenverstellers und weist ein als Spiralfeder ausgebildetes Federelement auf, welches eine Vorspannung zwischen einem Antriebselement und einem Abtriebselement des Getriebes erzeugt, wobei es sich bei dem Antriebselement um ein gehäusefestes Bauteil des Getriebes handelt. Die beiden Enden der Spiralfeder sind einerseits am Abtriebselement und andererseits an einem gehäusefesten Bolzen eingehängt. Dieser Bolzen hält zusammen mit weiteren Bolzen zwei Platten auf Abstand, zwischen denen die Spiralfeder angeordnet ist.Such a wave gear is in the US 8,584,633 B2 disclosed. This wave gear is part of a camshaft adjuster and has a spring element designed as a spiral spring, which generates a pretension between a drive element and an output element of the transmission, the drive element being a component of the transmission which is fixed to the housing. The two ends of the spiral spring are suspended on the one hand on the output element and on the other hand on a bolt fixed to the housing. This bolt keeps two plates at a distance together with other bolts, between which the coil spring is arranged.

Ein weiteres als Stellgetriebe in einem Nockenwellenversteller verwendbares Wellgetriebe ist aus der DE 10 2016 217 051 A1 bekannt. Dieses Stellgetriebe umfasst ein Antriebsrad, ein Verstellelement in Form eines Lagerinnenrings, sowie ein als Hohlrad gestaltetes Abtriebselement, welches zur Verbindung mit einer Nockenwelle vorgesehen ist. Das Antriebsrad ist in diesem Fall mittels einer Gleitlagerung auf der Nockenwelle gelagert.Another shaft gear that can be used as an actuating gear in a camshaft adjuster is shown in FIG DE 10 2016 217 051 A1 known. This actuating gear comprises a drive wheel, an adjusting element in the form of a bearing inner ring, and an output element designed as a ring gear, which is provided for connection to a camshaft. In this case, the drive wheel is mounted on the camshaft by means of a slide bearing.

Ein Wellgetriebe prinzipiell gleicher Bauart ist in der DE 10 2016 219 076 A1 offenbart. Auch dieses Wellgetriebe arbeitet mit einem flexiblen, außenverzahnten Getriebebauteil, welches häufig auch als Flexring bezeichnet wird. Die Außenverzahnung des Flexrings kämmt mit der Innenverzahnung eines Antriebsrades sowie mit der Innenverzahnung eines als Abtriebselement fungierenden Hohlrades. Zusätzlich zum Flexring weist im Fall der DE 10 2016 219 076 A1 auch das Abtriebselement elastische Eigenschaften auf.A wave gear in principle of the same design is in the DE 10 2016 219 076 A1 disclosed. This wave gear also works with a flexible, externally toothed gear component, which is often also referred to as a flex ring. The external toothing of the flex ring meshes with the internal toothing of a drive wheel and with the internal toothing of a ring gear which acts as an output element. In addition to the flex ring, the DE 10 2016 219 076 A1 the output element also has elastic properties.

Ein in der DE 10 2016 201 536 A1 beschriebenes Wellgetriebe weist einen Flexring auf, welcher im Vergleich zu den beiden eingangs genannten Fällen dadurch modifiziert ist, dass er eine außenseitige, ringförmig umlaufende Verstärkung aufweist.An Indian DE 10 2016 201 536 A1 The wave gear described has a flex ring, which is modified in comparison to the two cases mentioned at the outset in that it has an external, annular circumferential reinforcement.

Bei einem in der DE 10 2015 223 419 A1 offenbarten Wellgetriebe weist nicht der Flexring, sondern ein den Flexring kontaktierender, nachgiebiger Wälzlageraußenring eine modifizierte Form auf. Die Modifikation ist hierbei in Form einer außenseitigen Materialschwächung des Außenrings gegeben.With one in the DE 10 2015 223 419 A1 The wave gear disclosed does not have a modified shape, but a flexible outer bearing ring that contacts the flexible ring. The modification is in the form of an external material weakening of the outer ring.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gegenüber dem genannten Stand der Technik weiterentwickeltes, als Wellgetriebe ausgebildetes Stellgetriebe anzugeben, in welches ein Federelement, welches eine Vorspannung zwischen einem Antriebs- und einem Abtriebselement des Getriebes erzeugt, in besonders kompakter, montagefreundlicher Weise integriert ist.The invention has for its object to provide a further developed compared to the prior art, designed as a wave gear actuator, in which a spring element, which generates a bias between a drive and an output element of the transmission, is integrated in a particularly compact, easy to install.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Wellgetriebe mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Das Wellgetriebe umfasst in an sich bekanntem Grundaufbau ein Gehäuseelement, ein mit diesem drehfest verbundenes, mit einer Innenverzahnung versehenes Antriebselement, ein elastisches, außenverzahntes Getriebeelement, sowie ein innenverzahntes Abtriebselement, wobei das Antriebselement und das Abtriebselement beschränkt gegeneinander verdrehbar und durch ein Federelement gegeneinander vorgespannt sind. Bei Verwendung des Wellgetriebes in einem Nockenwellenversteller ist die Federvorspannung nutzbar, um das Anfahren einer definierten Position des Verstellers zu unterstützen.This object is achieved according to the invention by a wave gear with the features of claim 1. The wave gear comprises, in a basic structure known per se, a housing element, a non-rotatably connected drive element provided with internal teeth, an elastic, externally toothed gear element, and an internally toothed output element, wherein the drive element and the driven element are rotatable relative to one another to a limited extent and are biased against one another by a spring element. If the shaft gear is used in a camshaft adjuster, the spring preload can be used to support moving to a defined position of the adjuster.

Erfindungsgemäß greift das Federelement an einer durch das Antriebselement gebildeten Federaufnahme an und ist radial außerhalb des Abtriebselementes sowie axial zwischen der genannten Federaufnahme und dem Gehäuseelement angeordnet. According to the invention, the spring element engages a spring receptacle formed by the drive element and is arranged radially outside of the driven element and axially between said spring receptacle and the housing element.

Der als „Gehäuseelement“ bezeichnete Bestandteil des Wellgetriebes impliziert nicht zwangsläufig, dass das Wellgetriebe ein geschlossenes Gehäuse aufweist. Je nach Anwendungsbereich des Wellgetriebes kann es sich bei dem Gehäuseelement um ein rotierendes oder ein nicht rotierendes Element handeln. Bei Verwendung des Wellgetriebes in einem elektromechanischen Nockenwellenversteller ist das Gehäuseelement typischerweise als rotierendes Element vorgesehen. Wird das Wellgetriebe dagegen in einer Vorrichtung zur Variation des Verdichtungsverhältnisses eines Hubkolbenmotors eingesetzt, so ist das Gehäuseelement typischerweise drehfest mit einer nicht rotierenden Umgebungskonstruktion verbunden oder integraler Bestandteil dieser Umgebungskonstruktion.The part of the wave gear referred to as the "housing element" does not necessarily imply that the wave gear has a closed housing. Depending on the field of application of the wave gear, the housing element can be a rotating or a non-rotating element. When using the wave gear in an electromechanical camshaft adjuster, the housing element is typically provided as a rotating element. If, on the other hand, the wave gear is used in a device for varying the compression ratio of a reciprocating piston engine, the housing element is typically connected in a rotationally fixed manner to a non-rotating surrounding construction or is an integral part of this surrounding construction.

Das Federelement ist bevorzugt als Schraubenfeder ausgebildet, welche an einer durch das Antriebselement gebildeten, als Federaufnahme fungierenden Biegelasche angreift. Die Biegelasche ist in bevorzugter Ausgestaltung in Umfangsrichtung des Antriebselementes zwischen zwei durch das Antriebselement gebildeten Stecklaschen angeordnet, welche durch Öffnungen im Gehäuseelement durchgesteckt sind und das Antriebselement am Gehäuseelement fixieren. Ebenso kann eine Mehrzahl solcher Biegelaschen vorgesehen sein, welche jeweils zwischen zwei als Befestigungselementen fungierenden Stecklaschen angeordnet sind, wobei die Biegelaschen und die Stecklaschen in entgegengesetzte Axialrichtungen aus dem im Wesentlichen ringförmigen Antriebselement auskragen. Hierbei wirken sämtliche Biegelaschen gemeinsam als Axialsicherung gegenüber dem Federelement.The spring element is preferably designed as a helical spring which acts on a bending tab formed by the drive element and functioning as a spring receptacle. In a preferred embodiment, the bending tab is arranged in the circumferential direction of the drive element between two plug-in tabs formed by the drive element, which are pushed through openings in the housing element and fix the drive element to the housing element. Likewise, a plurality of such bending tabs can be provided, which are each arranged between two plug-in tabs functioning as fastening elements, the bending tabs and the plug-in tabs projecting in opposite axial directions from the essentially ring-shaped drive element. Act here all bending tabs together as axial securing against the spring element.

Zwischen dem Antriebselement und dem Gehäuseelement ist durch die Stecklaschen vorzugsweise ein Formschluss hergestellt, durch welchen gesonderte Verbindungselemente, etwa Schrauben, Sicherungsringe oder Klammern, welche das Antriebselement am Gehäuseelement halten, entbehrlich sind. Die ohne Zusatzelemente hergestellte Formschlussverbindung zwischen dem Antriebselement und dem Gehäuseelement erlaubt die Übertragung von Kräften und Momenten zwischen dem Antriebselement und dem Gehäuseelement.Between the drive element and the housing element, a form-fit connection is preferably produced by the plug-in tabs, by means of which separate connecting elements, such as screws, locking rings or clamps, which hold the drive element on the housing element, are unnecessary. The form-fit connection produced without additional elements between the drive element and the housing element allows the transmission of forces and moments between the drive element and the housing element.

Die Stecklaschen erstrecken sich im Wesentlichen in Axialrichtung des Antriebselementes, das heißt parallel zur Mittelachse des Wellgetriebes. Die Anzahl der Stecklaschen unterliegt keinen theoretischen Beschränkungen. Vorzugsweise sind mindestens drei Stecklaschen sowie korrespondierende Öffnungen im Gehäuseelement vorhanden. Auch eine höhere Zahl an Stecklaschen, beispielsweise sechs oder acht Laschen, kann gegeben sein. Analoges gilt für die Biegelaschen, welche eine Auswahl möglicher Angriffspunkte für das Federelement bieten.The plug-in tabs extend essentially in the axial direction of the drive element, that is to say parallel to the central axis of the wave gear. The number of tabs is not subject to any theoretical restrictions. There are preferably at least three plug-in tabs and corresponding openings in the housing element. There can also be a higher number of tabs, for example six or eight tabs. The same applies to the bending tabs, which offer a selection of possible points of attack for the spring element.

Eine geringe Zahl an Stecklaschen, insbesondere eine Ausführung mit genau drei Stecklaschen, hat den Vorteil, dass sich die Stecklaschen zur Bildung von in Umfangsrichtung wirksamen Anschlagkonturen eignen, welche mit Anschlagkonturen, die durch das Abtriebselement gebildet sind, zusammenwirken. Im Fall der Verwendung des Wellgetriebes als Stellgetriebe eines elektromechanischen Nockenwellenverstellers wird durch die Anschlagkonturen der Verstellbereich des Nockenwellenverstellers begrenzt.A small number of insert tabs, in particular an embodiment with exactly three insert tabs, has the advantage that the insert tabs are suitable for forming stop contours which are effective in the circumferential direction and which interact with stop contours which are formed by the output element. If the shaft gear is used as the actuating gear of an electromechanical camshaft adjuster, the stop contours limit the adjustment range of the camshaft adjuster.

Die Anschlagskonturen auf Seiten des Abtriebselementes sind in bevorzugter Ausgestaltung durch radial nach außen gerichtete Flügel des Abtriebselementes gebildet. Die in Umfangsrichtung gemessene Breite eines jeden Flügels weicht von der in derselben Richtung gemessenen Breite einer jeden Stecklasche beispielsweise um nicht mehr als 50 % ab. Die in Umfangsrichtung gemessene Breite der mindestens einen Biegelasche ist vorzugsweise nicht größer als die Breite einer jeden Stecklasche.The stop contours on the side of the output element are formed in a preferred embodiment by radially outwardly directed wings of the output element. The width of each wing, measured in the circumferential direction, does not deviate from the width of each plug-in tab measured in the same direction, for example, by more than 50%. The width of the at least one bending tab measured in the circumferential direction is preferably not greater than the width of each plug-in tab.

Das Abtriebselement ist innerhalb des Wellgetriebes vorzugsweise gleitgelagert. Hierbei weist das Abtriebselement zwei Axiallagerflächen auf, mit welchen es einerseits gegenüber dem Antriebselement und andererseits gegenüber dem Gehäuseelement gelagert ist. In besonders bevorzugter Weise ist die das Abtriebselement gegenüber dem Gehäuseelement lagernde Axiallagerfläche durch die genannten Flügel gebildet. Zumindest einer der Flügel weist in vorteilhafter Ausgestaltung einen Schlitz auf, in welchen ein Federende des als Schraubenfeder ausgebildeten Federelementes eingehängt ist.The output element is preferably slidably mounted within the wave gear. Here, the output element has two axial bearing surfaces with which it is mounted on the one hand with respect to the drive element and on the other hand with respect to the housing element. In a particularly preferred manner, the axial bearing surface that supports the output element relative to the housing element is formed by the named vanes. In an advantageous embodiment, at least one of the wings has a slot in which a spring end of the spring element designed as a helical spring is suspended.

Darüber hinaus kann das Abtriebselement auch eine gegenüber dem Gehäuseelement wirksame Radiallagerfläche aufweisen, welche vorzugsweise auf der dem Antriebselement abgewandten Seite der Flügel, welche voneinander getrennte Segmente eines Flansches beschreiben, angeordnet ist. In besonders raumsparender Gestaltung greifen die Flügel in eine zentrale ringförmige Vertiefung an einer Stirnseite des Gehäuseelementes ein.In addition, the output element can also have a radial bearing surface which is effective with respect to the housing element and which is preferably arranged on the side of the vanes which faces away from the drive element and which describe separate segments of a flange. In a particularly space-saving design, the wings engage in a central annular recess on one end face of the housing element.

Innerhalb des fertig montierten Wellgetriebes weist vorzugsweise jede Stecklasche einen umgeformten Endabschnitt auf. Dieser Endabschnitt kann beispielsweise durch Biegen, Verstemmen oder Bördeln seine endgültige Form erhalten. In jedem Fall ist durch die Umformung die Mehrzahl an Formschlusselementen und damit das gesamte Antriebselement spielfrei am Gehäuseelement gehalten. Die Spielfreiheit bezieht sich hierbei zumindest auf die Tangentialrichtung des Antriebselements. Vorzugsweise ist eine in jeglicher Richtung spielfreie Verbindung zwischen dem Antriebselement und dem Gehäuseelement gegeben. Hierbei kann in derjenigen Richtung, in der das Antriebselement in das Gehäuseelement eingesteckt wird, ein Formschluss durch einen Absatz an jeder Stecklasche gegeben sein, wobei der Absatz unmittelbar am Gehäuseelement anschlägt. In der entgegengesetzten Axialrichtung wird dagegen der auch in Axialrichtung wirksame Formschluss erst durch die Umformung der Endabschnitte der Formschlusselemente erzeugt. Prinzipiell sind auch andere Verbindungstechnologien, wie Clips- oder Schnappverbindungen, zwischen dem Antriebselement und dem Gehäuseelement denkbar.Within the assembled wave gear, each plug-in tab preferably has a deformed end section. This end section can be given its final shape, for example, by bending, caulking or flanging. In any case, the plurality of interlocking elements and thus the entire drive element is held on the housing element without play due to the deformation. The backlash here relates at least to the tangential direction of the drive element. A connection free of play in any direction is preferably provided between the drive element and the housing element. Here, in the direction in which the drive element is inserted into the housing element, a positive fit can be provided by a shoulder on each plug-in tab, the shoulder striking directly on the housing element. In the opposite axial direction, on the other hand, the positive engagement, which is also effective in the axial direction, is only generated by the deformation of the end sections of the positive-locking elements. In principle, other connection technologies, such as clip or snap connections, are also conceivable between the drive element and the housing element.

Das Gehäuseelement des Wellgetriebes kann als Getriebeelement eines Umschlingungsgetriebes, insbesondere als Kettenrad oder Riemenrad, ausgebildet sein. Ebenso ist es möglich, ein Kettenrad oder Riemenrad als gesondertes Element mit dem Gehäuseelement zu verbinden. Sofern das Gehäuseelement zugleich als Kettenrad ausgebildet ist, taucht das Federelement in raumsparender Weise vorzugsweise in die bereits genannte zentrale ringförmige Vertiefung ein, welche in diesem Fall unmittelbar durch das Kettenrad gebildet ist.The housing element of the wave gear can be designed as a gear element of a belt transmission, in particular as a chain wheel or belt wheel. It is also possible to connect a chain wheel or belt wheel as a separate element to the housing element. If the housing element is also designed as a sprocket, the spring element preferably dips into the already mentioned central annular recess in a space-saving manner, which in this case is formed directly by the sprocket.

Das Wellgetriebe ist nicht nur für Anwendungen in der Kraftfahrzeugtechnik, sondern auch als Stellgetriebe in industriellen Anwendungen, beispielsweise innerhalb einer Werkzeugmaschine oder eines Industrieroboters, geeignet.The wave gear is not only suitable for applications in motor vehicle technology, but also as an actuating gear in industrial applications, for example within a machine tool or an industrial robot.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigen:

  • 1 ein Wellgetriebe in einer Schnittdarstellung,
  • 2 das Wellgetriebe in einer stirnseitigen Ansicht,
  • 3 ein Detail des Wellgetriebes in perspektivischer Ansicht,
  • 4 ein Antriebselement des Wellgetriebes,
  • 5 ein Detail des Wellgetriebes in geschnittener Darstellung.
An exemplary embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to a drawing. Show here:
  • 1 a wave gear in a sectional view,
  • 2 the wave gear in a front view,
  • 3 a detail of the wave gear in perspective view,
  • 4 a drive element of the wave gear,
  • 5 a detail of the wave gear in a sectional view.

Ein insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichnetes Wellgetriebe ist zur Verwendung in einem nicht weiter dargestellten elektromechanischen Nockenwellenversteller eines Verbrennungsmotors vorgesehen. Hinsichtlich der prinzipiellen Funktion des Wellgetriebes 1 wird auf den eingangs zitierten Stand der Technik verwiesen.One overall with the reference symbol 1 characterized wave gear is intended for use in an electromechanical camshaft adjuster, not shown, of an internal combustion engine. With regard to the basic function of the wave gear 1 reference is made to the prior art cited at the beginning.

Das Wellgetriebe 1 umfasst ein Gehäuseelement 2, welches im Ausführungsbeispiel einstückig mit einem Kettenrad 3, welches über die Kurbelwelle des Verbrennungsmotors angetrieben wird, ausgebildet ist. Weiter umfasst das Wellgetriebe 1 ein Antriebshohlrad 4, welches allgemein als Antriebselement bezeichnet wird und in nachstehend noch näher erläuterter Weise fest mit dem Gehäuseelement 2 verbunden ist. Neben dem Antriebshohlrad 4 ist ein Abtriebselement in Form ein Abtriebshohlrades 5 im Gehäuseelement 2 schwenkbar gelagert, wobei sich das Antriebshohlrad 4 und das Abtriebshohlrad 5 - in Axialrichtung der Hohlräder 4, 5 betrachtet - überlappen.The wave gear 1 comprises a housing element 2 , which in the embodiment in one piece with a sprocket 3 , which is driven via the crankshaft of the internal combustion engine, is formed. The wave gear also includes 1 a drive ring gear 4 , which is generally referred to as the drive element and in the manner explained in more detail below with the housing element 2 connected is. In addition to the drive ring gear 4 is an output element in the form of an output ring gear 5 in the housing element 2 pivoted, the drive ring gear 4 and the output ring gear 5 - In the axial direction of the ring gears 4 . 5 considered - overlap.

In dem durch das Antriebshohlrad 4 und das Abtriebshohlrad 5 gebildeten Hohlraum befindet sich ein Wellgenerator 6, welcher ein Kugellager als Wälzlager 7 aufweist. Das Wälzlager 7 umfasst einen Innenring 8 mit einer nicht kreisrunden, elliptischen Außenkontur. In den Innenring 8 eingesetzte Bolzen 9 wirken mit einer nicht dargestellten Ausgleichskupplung zusammen. Über die Ausgleichskupplung wird der Innenring 8 durch einen ebenfalls nicht dargestellten Elektromotor angetrieben. Insgesamt handelt es sich bei dem Wellgetriebe 1 um ein Dreiwellengetriebe, wobei die drei Wellen durch das drehbare Gehäuseelement 2, das Abtriebshohlrad 5, sowie den elektrisch angetriebenen Innenring 8 gegeben sind.In that through the drive ring gear 4 and the output ring gear 5 formed cavity is a wave generator 6 which is a ball bearing as a rolling bearing 7 having. The roller bearing 7 includes an inner ring 8th with a non-circular, elliptical outer contour. In the inner ring 8th inserted bolts 9 interact with a compensating clutch, not shown. The inner ring is over the compensating coupling 8th driven by an electric motor, also not shown. Overall, it is the wave gear 1 around a three-shaft gear, the three shafts through the rotatable housing element 2 , the output ring gear 5 , as well as the electrically driven inner ring 8th given are.

Auf der nicht kreisrund konturierten Laufbahn des Innenrings 8 rollen Kugeln 10 ab, die in einem Käfig 11 geführt sind. Der zugehörige, mit 12 bezeichnete Außenring des Wälzlagers 7 ist im Unterschied zum Innenring 8 als dünnwandiges, nachgiebiges Teil gestaltet und passt sich permanent der unrunden Form des Innenrings 8 an. Hierdurch wird eine Außenverzahnung 13 eines Flexrings 34, welcher den Außenring 12 umgibt, ohne mit diesem fest verbunden zu sein, partiell mit einer Innenverzahnung 14 des Antriebshohlrades 4 sowie mit einer Innenverzahnung 18 des Abtriebshohlrades 5 in Eingriff gebracht. Die Zähnezahl der Innenverzahnung 14 stimmt mit der Zähnezahl der Außenverzahnung 13 überein. Somit bleibt der Flexring 34, welcher allgemein als flexibles Getriebeelement bezeichnet wird, stets in unveränderter Winkellage relativ zum Antriebshohlrad 4. Dementsprechend wird die Verzahnungspaarung 13, 14 als Kupplungsstufe des Wellgetriebes 1 bezeichnet. Dagegen weicht die Anzahl der Zähne der Innenverzahnung 18 geringfügig, nämlich um zwei, von der Zähnezahl der Au-ßenverzahnung 13 ab. Dies bewirkt, dass eine volle Umdrehung des Innenrings 8 in Relation zum Gehäuseelement 2 in eine geringe Verschwenkung zwischen dem Gehäuseelement 2 und dem Abtriebshohlrad 5 umgesetzt wird. Im vorliegenden Fall ist das Wellgetriebe 1 als sogenanntes Plusgetriebe, auch als Getriebe mit positiver Übersetzung bezeichnet, ausgelegt. Dies bedeutet, dass das Abtriebshohlrad 5 in gleicher Richtung wie der Innenring 8 dreht. Alternativ ist auch eine Gestaltung des Wellgetriebes 1 als Minusgetriebe, das heißt als Getriebe mit negativer Übersetzung, möglich.On the non-circularly contoured raceway of the inner ring 8th roll balls 10 starting in a cage 11 are led. The associated outer ring of the rolling bearing, designated 12 7 is different from the inner ring 8th designed as a thin-walled, resilient part and permanently adapts to the non-circular shape of the inner ring 8th on. This creates an external toothing 13 a flex ring 34 which is the outer ring 12 surrounds, without being firmly connected to it, partially with an internal toothing 14 of the drive ring gear 4 as well as with an internal toothing 18 of the output ring gear 5 engaged. The number of teeth of the internal toothing 14 agrees with the number of teeth on the external teeth 13 match. This leaves the flex ring 34 , which is generally referred to as a flexible transmission element, always in the unchanged angular position relative to the drive ring gear 4 , Accordingly, the gear pairing 13 . 14 as a coupling stage of the wave gear 1 designated. In contrast, the number of teeth of the internal toothing is different 18 slightly, namely by two, of the number of teeth of the external toothing 13 from. This causes a full revolution of the inner ring 8th in relation to the housing element 2 in a slight pivoting between the housing element 2 and the output ring gear 5 is implemented. In the present case it is the wave gear 1 designed as a so-called plus gear, also known as a gear with positive transmission. This means that the output ring gear 5 in the same direction as the inner ring 8th rotates. Alternatively, a design of the wave gear is also 1 possible as a minus gear, i.e. as a gear with a negative gear ratio.

Die Innenverzahnung 14 befindet sich an einem zylindrischen Abschnitt 15 des Antriebshohlrades 4. Der zylindrische Abschnitt 15 geht an einer Stirnseite des Wellgetriebes 1 in einen radial nach innen gerichteten Innenbord 16 über. Durch den Innenbord 16 ist ein Axialanschlag gegenüber dem Außenring 12 und damit dem gesamten Wellgenerator 6 gebildet. Auf der dem Innenbord 16 gegenüber liegenden Stirnseite des Antriebshohlrades 4 weist dieses einen Außenbord 17 auf, welcher die Beweglichkeit des Abtriebshohlrades 5 in Axialrichtung begrenzt. Hierbei liegt eine ringförmige, durch das Abtriebshohlrad 5 gebildete Axiallagerfläche 24 an dem radial nach außen gerichteten Außenbord 17 an. Die Axiallagerfläche 24 begrenzt einen zylindrischen Abschnitt 19 des in der Art eines flachen Topfes geformten Abtriebshohlrades 5. Der zylindrische Abschnitt 19 geht auf seiner der Axiallagerfläche 24 abgewandten Seite in einen nicht geschlossenen Boden 20 über, welcher in einer zur Mittelachse der Hohlräder 4, 5 und damit auch zur Rotationsachse der zu verstellenden Nockenwelle normalen Ebene liegt. Der Boden 20 geht an seinem inneren Rand in einen Zapfen 21 über, welcher zur Seite der zu verstellenden Nockenwelle hin aus dem Boden 20 herausragt. Die durch den hohlen Zapfen 21 begrenzte Öffnung ist mit 33 bezeichnet. Durch die Öffnung 33 ist eine nicht dargestellte Zentralschraube gesteckt, mit welcher das Abtriebshohlrad 5 an der Nockenwelle festgeschraubt ist.The internal toothing 14 is located on a cylindrical section 15 of the drive ring gear 4 , The cylindrical section 15 goes on one end of the wave gear 1 in a radially inward facing inboard 16 about. Through the inboard 16 is an axial stop against the outer ring 12 and thus the entire wave generator 6 educated. On the inboard 16 opposite end of the drive ring gear 4 this has an outboard 17 on which the mobility of the output ring gear 5 limited in the axial direction. Here is an annular, through the output ring gear 5 axial bearing surface formed 24 on the radially outboard 17 on. The thrust bearing surface 24 delimits a cylindrical section 19 of the output ring gear shaped in the manner of a flat pot 5 , The cylindrical section 19 goes on its the thrust bearing surface 24 opposite side in an unclosed floor 20 over which in a to the central axis of the ring gears 4 . 5 and thus also to the axis of rotation of the camshaft to be adjusted normal plane. The floor 20 goes into a cone on its inner edge 21 over which to the side of the camshaft to be adjusted out of the ground 20 protrudes. Through the hollow spigot 21 limited opening is indicated at 33. Through the opening 33 is inserted a central screw, not shown, with which the output ring gear 5 is screwed onto the camshaft.

Vom zylindrischen Abschnitt 19 des Abtriebshohlrades 5 gehen drei gleichmäßig, das heißt in 120°-Abständen, am Umfang verteilte Flügel 22 aus, welche als einzelne Segmente eines radial nach außen gerichteten, unvollständigen Flansches zu verstehen sind. Durch jeden Flügel 22 ist eine Axiallagerfläche 23 bereitgestellt, welche im Bereich einer zentralen ringförmigen Vertiefung 32 am Gehäuseelement 2 anliegt. Somit ist das Abtriebshohlrad 5 in beiden Axialrichtungen durch die Axiallagerflächen 23, 24 innerhalb der aus dem Gehäuseelement 2 und dem Antriebshohlrad 4 gebildeten Baueinheit abgestützt. Eine radiale Abstützung ist durch eine Radiallagerfläche 25 gegeben, welche sich in einem Bereich des zylindrischen Abschnitts 19 zwischen dem Flügel 22 und dem Boden 20 befindet. Somit ist das Abtriebshohlrad 5, abgesehen von eventuellem Lagerspiel, gegenüber dem Gehäuseelement 2 weder in radialer noch in axialer Richtung verlagerbar.From the cylindrical section 19 of the output ring gear 5 three go evenly, that is, at 120 ° intervals, wings distributed around the circumference 22 from which as individual segments of a radial external, incomplete flange are to be understood. Through every wing 22 is a thrust bearing surface 23 provided, which in the region of a central annular recess 32 on the housing element 2 is applied. Thus, the output ring gear 5 in both axial directions through the thrust bearing surfaces 23 . 24 inside of the from the housing element 2 and the drive ring gear 4 formed unit supported. Radial support is provided by a radial bearing surface 25 given which is in a region of the cylindrical section 19 between the wing 22 and the floor 20 located. Thus, the output ring gear 5 , apart from any bearing play, opposite the housing element 2 not displaceable in either the radial or the axial direction.

Im Gehäuseelement 2 befinden sich drei schlitzförmige Öffnungen 26, durch die jeweils eine Stecklasche 27 geführt ist, welche integraler Bestandteil des Antriebshohlrads 4 ist. Die Stecklaschen 27 sind im Wesentlichen in Axialrichtung des Antriebshohlrades 4 ausrichtet. Hierbei schließt an den Außenbord 17 ein kurzer, radial nach außen gerichteter Abschnitt an, welcher in einen längeren, axial ausgerichteten Abschnitt der Stecklasche 27 übergeht. Die Stecklasche 27, welche allgemein als Formschlusselement bezeichnet wird, hat damit insgesamt eine Winkelform. An jeder Stecklasche 27 ist ein Absatz 28 erkennbar, welcher beim zusammengebauten Wellgetriebe 1 am Rand jeweils einer Öffnung 26 am Gehäuseelement 2 anschlägt.In the housing element 2 there are three slit-shaped openings 26 , each with a tab 27 is guided, which is an integral part of the drive ring gear 4 is. The tabs 27 are essentially in the axial direction of the drive ring gear 4 aligns. This connects to the outboard 17 a short, radially outward section, which in a longer, axially aligned section of the clip 27 transforms. The tab 27 , which is generally referred to as a form-locking element, thus has an angular shape overall. On every clip 27 is a paragraph 28 recognizable which of the assembled wave gear 1 at the edge of an opening 26 on the housing element 2 strikes.

Der aus der Öffnung 26 herausragende Abschnitt jeder Stecklasche 27 wird als Endabschnitt 29 bezeichnet. Nach dem Zusammenstecken von Antriebshohlrad 4 und Gehäuseelement 2 wird der Endabschnitt 29 soweit umgeformt, im vorliegenden Fall radial nach außen, dass ein Herausziehen des Antriebshohlrades 4 aus dem Gehäuseelement 2 formschlüssig verhindert ist. Darüber hinaus bewirkt die Umformung des Endabschnitts 29, welche im Zuge der Fertigung des Wellgetriebes 1 vorzunehmen ist, auch in Umfangsrichtung eine spielfreie Verbindung zwischen dem Antriebshohlrad 4 und dem Gehäuseelement 2.The one from the opening 26 protruding section of each tab 27 is called the end section 29 designated. After assembling the drive ring gear 4 and housing element 2 becomes the end section 29 as far as reshaped, in the present case radially outward, that the drive ring gear is pulled out 4 from the housing element 2 is positively prevented. In addition, the deformation of the end section causes 29 which in the course of the production of the wave gear 1 is to be made, even in the circumferential direction, a play-free connection between the drive ring gear 4 and the housing element 2 ,

Die Stecklaschen 27 sind nicht nur zur dauerhaft festen Verbindung zwischen dem Antriebshohlrad 4 und dem Gehäuseelement 2 ausgebildet, sondern auch als in Umfangsrichtung gegenüber dem Abtriebshohlrad 5 wirksame Begrenzungselemente. Mit 30 sind Umfangsanschlagsflächen der Stecklaschen 27 bezeichnet. An den Umfangsanschlagsflächen 30 können Umfangsanschlagsflächen 31, welche durch jeden Flügel 22 bereitgestellt sind, anschlagen. Beide Umfangsanschlagsflächen 30, 31 ragen in die ringförmige Vertiefung 32 an der Stirnseite des Kettenrades 3 hinein. Insgesamt ist damit eine Verdrehwinkelbegrenzung des Wellgetriebes 1 ohne zusätzlichen Bauraumbedarf des Wellgetriebes 1 in Axialrichtung realisiert.The tabs 27 are not only a permanent, permanent connection between the drive ring gear 4 and the housing element 2 formed, but also as in the circumferential direction with respect to the output ring gear 5 effective limiting elements. With 30 are circumferential abutment surfaces of the tabs 27 designated. At the peripheral stop areas 30 can circumferential stop areas 31 which through each wing 22 are provided. Both circumferential stop surfaces 30 . 31 protrude into the annular recess 32 at the front of the sprocket 3 into it. Overall, there is a limitation of the angle of rotation of the wave gear 1 without additional space requirement for the wave gear 1 realized in the axial direction.

Zusätzlich zu den Stecklaschen 27 sind an das Antriebshohlrad 4 insgesamt drei Biegelaschen 36 angeformt, welche in Umfangsrichtung jeweils zwischen zwei Stecklaschen 27 angeordnet sind. An eine der Biegelaschen 36 ist ein mit 39 bezeichnetes Federende eines als Schraubenfeder ausgebildeten Federelementes 35 angehängt. Das zweite, mit 40 bezeichnete Federende greift in einen Schlitz 41 in einem Flügel 22 ein. Damit ist das Federelement 35 unmittelbar zwischen das Antriebselement 4 und das Abtriebselement 5 gespannt.In addition to the tabs 27 are on the drive ring gear 4 a total of three bending tabs 36 molded, which in the circumferential direction between two plug-in tabs 27 are arranged. On one of the bending tabs 36 is a spring end designated 39 of a spring element designed as a coil spring 35 attached. The second spring end, designated 40, engages in a slot 41 in one wing 22 on. So that is the spring element 35 directly between the drive element 4 and the output element 5 curious; excited.

Das Federelement 35 wirkt als Torsionsfeder, mit der ein Drehmoment zwischen das Antriebselement 4 und das Abtriebselement 5 aufgebracht wird. Damit wird eine Verstellung des Wellgetriebes 1 in definierter Richtung unterstützt. Beispielsweise kann auf diese Weise ohne Energiezufuhr zu einem das Wellgetriebe 1 betätigenden Elektromotor eine Basis- oder Failsafe-Position erreicht werden.The spring element 35 acts as a torsion spring with which a torque between the drive element 4 and the output element 5 is applied. This is an adjustment of the wave gear 1 supported in a defined direction. In this way, for example, the wave gear can be supplied without energy 1 a basic or failsafe position can be reached.

Die mit 42 bezeichneten Windungen des Federelementes befinden sich komplett radial außerhalb des Abtriebshohlrades 5. In Axialrichtung liegen die Windungen 42 zwischen den Biegelaschen 36 und dem Gehäuseelement 2. Jede Biegelasche 36 beschreibt eine gekröpfte Form, wobei ein innerer, gekrümmter Bereich der Biegelasche 36 mit 37 und ein äußerer, radial gerade nach außen verlaufender Bereich der Biegelasche 36 mit 38 bezeichnet ist. Das Federende 39 kontaktiert den äußeren Bereich 38 einer Biegelasche. Bei dem Federelement 35 handelt es sich um eine Feder mit linearer Drehmoment-Kennlinie. Im vorliegenden Fall ist das Federelement 35 aus Federdraht mit rechteckigem Querschnitt gefertigt. Ebenso kommt eine Fertigung aus Federdraht mit kreisrundem Querschnitt in Betracht.The turns of the spring element denoted by 42 are located completely radially outside of the output ring gear 5 , The turns are in the axial direction 42 between the bending tabs 36 and the housing element 2 , Every bending tab 36 describes a cranked shape, with an inner, curved portion of the flex tab 36 at 37 and an outer, radially straight outward area of the bending tab 36 is designated 38. The spring end 39 contacts the outer area 38 a bending tab. With the spring element 35 is a spring with a linear torque characteristic. In the present case, the spring element 35 made of spring wire with a rectangular cross-section. Production from spring wire with a circular cross-section can also be considered.

Durch den Einbau des Federelementes 35 radial außerhalb des durch das Antriebshohlrad 4 und das Abtriebshohlrad 5 gebildeten Hohlraums, wobei das Antriebshohlrad 4 sowie das Abtriebshohlrad 5 das Federelement 35 jeweils in einer Axialrichtung überragt, ist das Wellgetriebe 1 im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen besonders schmal gebaut.By installing the spring element 35 radially outside of through the drive ring gear 4 and the output ring gear 5 formed cavity, the drive ring gear 4 as well as the output ring gear 5 the spring element 35 The wave gear is towered over in one axial direction 1 Compared to conventional solutions, it is particularly slim.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
WellgetriebeThe wave gear
22
Gehäuseelementhousing element
33
KettenradSprocket
44
Antriebshohlraddrive internal gear
55
Abtriebshohlradoutput ring
66
Wellgeneratorwave generator
7 7
Wälzlagerroller bearing
88th
Innenringinner ring
99
Bolzenbolt
1010
KugelBullet
1111
KäfigCage
1212
Außenringouter ring
1313
Außenverzahnungexternal teeth
1414
Innenverzahnung des AntriebshohlradesInternal toothing of the drive ring gear
1515
zylindrischer Abschnittcylindrical section
1616
Innenbordinboard
1717
Außenbordoutboard
1818
Innenverzahnung des AbtriebshohlradesInternal toothing of the output ring gear
1919
zylindrischer Abschnittcylindrical section
2020
Bodenground
2121
Zapfenspigot
2222
Flügelwing
2323
Axiallagerflächethrust bearing
2424
Axiallagerflächethrust bearing
2525
RadiallagerflächeRadial bearing surface
2626
Öffnung im GehäuseelementOpening in the housing element
2727
Stecklascheinsertion flap
2828
Absatz an der StecklascheHeel on the tab
2929
Endabschnitt der StecklascheEnd section of the clip
3030
Umfangsanschlagsfläche der StecklascheCircumferential stop surface of the clip
3131
Umfangsanschlagsfläche des FlügelsPeripheral stop surface of the wing
3232
ringförmige Vertiefungannular recess
3333
zentrale Öffnung im Abtriebselementcentral opening in the output element
3434
flexibles Getriebeelement, Flexringflexible gear element, flex ring
3535
Federelementspring element
3636
Biegelasche, FederaufnahmeBending tab, spring mount
3737
innerer Bereich der Biegelascheinner area of the bending tab
3838
äußerer Bereich der Biegelascheouter area of the bending tab
3939
Federende am AntriebshohlradSpring end on the drive ring gear
4040
Federende am AbtriebshohlradSpring end on the output ring gear
4141
Schlitzslot
4242
Windungconvolution

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Claims (10)

Wellgetriebe, mit einem Gehäuseelement (2), einem mit diesem drehfest verbundenen, innenverzahnten Antriebselement (4), einem elastischen, außenverzahnten Getriebeelement (34), sowie einem innenverzahnten Abtriebselement (5), wobei das Antriebselement (4) und das Abtriebselement (5) beschränkt gegeneinander verdrehbar und durch ein Federelement (35) gegeneinander vorgespannt sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (35) an einer Federaufnahme (36) des Antriebselementes (4) angreift und radial außerhalb des Abtriebselementes (5) sowie axial zwischen der Federaufnahme (36) und dem Gehäuseelement (2) angeordnet ist.Wave gear, with a housing element (2), an internally toothed drive element (4) connected to it in a rotationally fixed manner, an elastic, externally toothed gear element (34), and an internally toothed output element (5), the drive element (4) and the output element (5) restrictedly rotatable relative to one another and biased against one another by a spring element (35), characterized in that the spring element (35) engages on a spring seat (36) of the drive element (4) and radially outside the output element (5) and axially between the spring seat (36 ) and the housing element (2) is arranged. Wellgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (35) als Schraubenfeder ausgebildet ist und an einer durch das Antriebselement (4) gebildeten, als Federaufnahme (36) fungierenden Biegelasche angreift.Wave gear after Claim 1 , characterized in that the spring element (35) is designed as a helical spring and acts on a bending tab which is formed by the drive element (4) and acts as a spring receptacle (36). Wellgetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Biegelasche (36) in Umfangsrichtung des Antriebselementes (4) zwischen zwei durch das Antriebselement (4) gebildeten Stecklaschen (27) angeordnet ist, welche durch Öffnungen (26) im Gehäuseelement (2) durchgesteckt sind.Wave gear after Claim 2 , characterized in that the bending tab (36) is arranged in the circumferential direction of the drive element (4) between two plug-in tabs (27) formed by the drive element (4), which are pushed through openings (26) in the housing element (2). Wellgetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Stecklaschen (27) in Umfangsrichtung wirksame Anschlagkonturen (30) gebildet sind, welche mit Anschlagkonturen (31) des Abtriebselementes (5) zusammenwirken.Wave gear after Claim 3 , characterized in that the plug-in tabs (27) form stop contours (30) which act in the circumferential direction and which interact with stop contours (31) of the output element (5). Wellgetriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlagkonturen (31) des Abtriebselementes (5) durch radial nach außen gerichtete Flügel (22) gebildet sind, welche radial innerhalb des Federelementes (35) angeordnet sind.Wave gear after Claim 4 , characterized in that the stop contours (31) of the output element (5) are formed by radially outwardly directed wings (22) which are arranged radially inside the spring element (35). Wellgetriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Flügel (22) einen Schlitz (41) aufweist, in welchen ein Federende (40) des Federelementes (35) eingehängt ist.Wave gear after Claim 5 , characterized in that at least one wing (22) has a slot (41) in which a spring end (40) of the spring element (35) is suspended. Wellgetriebe nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Abtriebselement (5) zwei Axiallagerflächen (24, 23) aufweist, mit welchen es einerseits gegenüber dem Antriebselement (4) und andererseits gegenüber dem Gehäuseelement (2) gelagert ist, wobei die das Abtriebselement (5) gegenüber dem Gehäuseelement (2) lagernde Axiallagerfläche (23) durch die Flügel (22) gebildet ist, und wobei das Abtriebselement (5) eine gegenüber dem Gehäuseelement (2) wirksame Radiallagerfläche (25) aufweist, welche auf der dem Antriebselement (4) abgewandten Seite der Flügel (22) angeordnet ist.Wave gear after Claim 5 or 6 , characterized in that the output element (5) has two axial bearing surfaces (24, 23) with which it is mounted on the one hand with respect to the drive element (4) and on the other hand with respect to the housing element (2), the output element (5) relative to the housing element (2) bearing axial bearing surface (23) is formed by the wings (22), and wherein the output element (5) has a radial bearing surface (25) which is effective with respect to the housing element (2) and which is on the side of the wings facing away from the drive element (4) (22) is arranged. Wellgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseelement (2) als Getriebeelement eines Umschlingungsgetriebes, nämlich als Kettenrad (3), ausgebildet ist.Wave gear according to one of the Claims 1 to 7 , characterized in that the housing element (2) is designed as a transmission element of a belt transmission, namely as a chain wheel (3). Wellgetriebe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Kettenrad (3) eine zentrale, ringförmige Vertiefung (32) aufweist, in welche das Federelement (35) eingreift.Wave gear after Claim 8 , characterized in that the chain wheel (3) has a central, annular recess (32) into which the spring element (35) engages. Verwendung eines Wellgetriebes nach Anspruch 1 in einem elektromechanischen Nockenwellenversteller.Use of a wave gear after Claim 1 in an electromechanical camshaft adjuster.
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