DE102018126440A1

DE102018126440A1 - Wave gear and method for producing a wave gear

Info

Publication number: DE102018126440A1
Application number: DE102018126440.2A
Authority: DE
Inventors: Resat Aras; Richard Baier; Harald Hofmann
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2018-10-24
Filing date: 2018-10-24
Publication date: 2020-04-30

Abstract

Wellgetriebe (1), insbesondere eines elektromechanischen Nockenwellenverstellers, umfass ein als Komponente eines Gehäuses (2) ausgebildetes Antriebselement (7), ein gegenüber dem Antriebselement (7) nicht drehbar gehaltenes, als flexible Kragenhülse (5) ausgebildetes, außenverzahntes Getriebeelement, sowie ein im Antriebselement (7) gelagertes, als Hohlrad ausgebildetes Abtriebselement (3), welches eine Innenverzahnung (8) aufweist, die partiell mit der Außenverzahnung (6) der Kragenhülse (5) kämmt, wobei zur Verformung der Kragenhülse (5) ein Wellgenerator (9) vorgesehen ist. Die Kragenhülse (5) ist durch Verstemmungen (26) des Gehäuses (2) spielbehaftet an diesem gehalten.Wave gear (1), in particular an electromechanical camshaft adjuster, comprises a drive element (7) designed as a component of a housing (2), an externally toothed gear element, which is not rotatably held relative to the drive element (7) and is designed as a flexible collar sleeve (5), and an Drive element (7) mounted as a ring gear driven element (3) which has an internal toothing (8) which partially meshes with the external toothing (6) of the collar sleeve (5), a corrugated generator (9) for deforming the collar sleeve (5) is provided. The collar sleeve (5) is held on the housing (2) with play by caulking (26).

Description

Die Erfindung betrifft ein als Stellgetriebe eines elektromechanischen Nockenwellenverstellers verwendbares Wellgetriebe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Wellgetriebes.The invention relates to a wave gear that can be used as an actuating gear of an electromechanical camshaft adjuster. The invention also relates to a method for producing a wave gear.

Ein gattungsgemäßes Wellgetriebe ist beispielsweise aus der WO 2017/041802 A1 bekannt. Dieses Wellgetriebe weist ein als Kragenhülse ausgebildetes elastisches Zahnrad auf, welches an einem Gehäusebauteil des Wellgetriebes gehalten ist, wobei die Verbindung zwischen der Kragenhülse und dem Gehäusebauteil in Umfangsrichtung spielarm und zugleich in axialer Richtung sowie in radialer Richtung, jeweils bezogen auf die Achse des Wellgetriebes, in größerem Maße spielbehaftet ist.A generic wave gear is for example from the WO 2017/041802 A1 known. This wave gear has an elastic gear designed as a collar sleeve, which is held on a housing component of the wave gear, the connection between the collar sleeve and the housing component having little play in the circumferential direction and at the same time in the axial direction and in the radial direction, in each case based on the axis of the wave gear, is to a greater extent playful.

Verschiedene Möglichkeiten, eine Kragenhülse eines Wellgetriebes weich an ein Gehäuse anzubinden, sind in den Dokumenten DE 10 2016 201 590 A1 und DE 10 2016 222 997 A1 beschrieben.There are various options in the documents for softly connecting a collar sleeve of a wave gear to a housing DE 10 2016 201 590 A1 and DE 10 2016 222 997 A1 described.

Diverse modifizierte Bauformen von Kragenhülsen, welche jeweils als flexibles Getriebeelement eines Wellgetriebes fungieren, sind in den Dokumenten DE 10 2017 114 069 A1 , DE 10 2017 111 035 B3 und DE 10 2017 103 988 B3 offenbart.Various modified designs of collar sleeves, each of which acts as a flexible gear element of a wave gear, are in the documents DE 10 2017 114 069 A1 , DE 10 2017 111 035 B3 and DE 10 2017 103 988 B3 disclosed.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein für die Verwendung in einem elektromechanischen Nockenwellenversteller geeignetes Wellgetriebe gegenüber dem genannten Stand der Technik insbesondere unter fertigungstechnischen Aspekten weiterzuentwickeln, wobei zugleich ein kompakter Aufbau des Wellgetriebes gegeben sein soll.The object of the invention is to further develop a wave gear suitable for use in an electromechanical camshaft adjuster in comparison with the prior art mentioned, in particular with regard to manufacturing aspects, while at the same time providing a compact structure for the wave gear.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Wellgetriebe mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Das Wellgetriebe umfasst in an sich bekannter Grundkonzeption ein als Komponente eines Gehäuses ausgebildetes Antriebselement, ein gegenüber dem Antriebselement verdrehgesichert gehaltenes, als flexible Kragenhülse ausgebildetes, außenverzahntes Getriebeelement, sowie ein im Antriebselement gelagertes, als Hohlrad ausgebildetes Abtriebselement, welches eine Innenverzahnung aufweist, die partiell mit der Außenverzahnung der Kragenhülse kämmt, wobei zur Verformung der Kragenhülse ein Wellgenerator vorgesehen ist. Erfindungsgemäß ist die Kragenhülse durch Verstemmungen des Gehäuses mit Spiel am Gehäuse gehalten.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 concept known per se, a drive element designed as a component of a housing, an externally toothed gear element designed as a flexible collar sleeve that is secured against rotation with respect to the drive element, and a drive element in the drive element mounted output element designed as a ring gear, which has an internal toothing which partially meshes with the external toothing of the collar sleeve, a corrugated generator being provided for deforming the collar sleeve. According to the invention, the collar sleeve is held with play on the housing by caulking the housing.

Die Verstemmungen ersetzen Verschraubungen, wie sie bei herkömmlichen Wellgetrieben vorhanden sind. Hierdurch ist sowohl der Bauraumbedarf im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen verringert als auch die Fertigung rationalisiert. Es hat sich gezeigt, dass mit Hilfe der Verstemmungen auf einfache Weise ein definiertes Spiel zwischen dem Kragen der Kragenhülse und dem Gehäuse des Wellgetriebes einstellbar ist, wobei das Spiel bezüglich verschiedener Richtungen, das heißt Radialrichtung, Axialrichtung und Umfangsrichtung, jeweils bezogen auf die mit der Mittelachse des Wellgetriebes übereinstimmende Mittelachse der Kragenhülse, in verschiedenem Maße vorhanden sein kann.The caulking replaces screw connections as they are available with conventional wave gear units. As a result, the installation space requirement is reduced in comparison to conventional solutions and the production is rationalized. It has been shown that with the help of the caulking a defined play between the collar of the collar sleeve and the housing of the wave gear can be adjusted in a simple manner, the play with respect to different directions, i.e. radial direction, axial direction and circumferential direction, in each case related to that with the Center axis of the wave gear coinciding center axis of the collar sleeve, may be present to different degrees.

Insbesondere ist es möglich, die Kragenhülse mittels der Verstemmungen derart an das Gehäuse anzubinden, dass lediglich in einer Richtung oder in zwei Richtungen, nämlich in Axial- und/oder Radialrichtung, Spiel gegeben ist, wogegen in Umfangsrichtung praktisch kein Spiel zwischen dem Kragen des elastischen Getriebeelementes und dem Gehäuse auftritt. Auch eine insgesamt spielarme, jedoch nicht völlig spielfreie Befestigung des Kragens der Kragenhülse am Gehäuse ist möglich. In diesem Fall ist gegenüber herkömmlichen Wellgetrieben, die Verschraubungen zwischen der Kragenhülse und dem Gehäuse aufweisen, besonders die Tatsache relevant, dass die Anzahl der Verstemmungen, welche jeweils eine Befestigungsstelle des Kragens am Gehäuse darstellen, wesentlich höher sein kann, als die typische Anzahl an Schrauben, mit der eine Kragenhülse eines herkömmlichen Wellgetriebes am Gehäuse angeschraubt ist. Die hohe Zahl an Befestigungsstellen, welche durch die Verstemmungen gegeben sind, sorgt für eine besonders gleichmäßige Krafteinleitung zwischen der Kragenhülse und dem Gehäuse, wobei unerwünschte Verformungen des Kragens praktisch vollständig unterbunden werden. Beispielsweise sind am Umfang des Kragens mindestens 16 und höchstens 36 Befestigungsstellen verteilt, an denen der Kragen umformtechnisch, nämlich durch Verstemmungen des Gehäuses, an das Gehäuse angebunden ist.In particular, it is possible to connect the collar sleeve to the housing by means of the caulking in such a way that there is play only in one direction or in two directions, namely in the axial and / or radial direction, whereas in the circumferential direction there is practically no play between the collar of the elastic Gear element and the housing occurs. An overall low-backlash, but not completely backlash-free attachment of the collar of the collar sleeve to the housing is also possible. In this case, the fact that the number of caulking, each of which represents a fastening point of the collar on the housing, can be significantly higher than the typical number of screws in comparison with conventional wave gears which have screw connections between the collar sleeve and the housing , with which a collar sleeve of a conventional wave gear is screwed to the housing. The high number of fastening points, which are provided by the caulking, ensures a particularly uniform application of force between the collar sleeve and the housing, whereby undesired deformations of the collar are practically completely prevented. For example, at least 16 and at most 36 fastening points are distributed around the circumference of the collar, at which the collar is connected to the housing in terms of forming technology, namely by caulking the housing.

Gemäß einer möglichen Ausgestaltung sind die Verstemmungen an aus einer Stirnseite des Gehäuses herausragenden, jeweils eine Öffnung im Kragen des flexiblen Getriebeelementes durchdringenden Haltezapfen gebildet, wobei zur Drehmomentübertragung zwischen der Kragenhülse und dem Gehäuse mehrere Paare an Flügeln des Kragens vorgesehen sind, die aus der Ebene, in welcher der Kragen liegt, herausragen und jeweils eine Öffnung des Kragens in dessen Umfangsrichtung beidseitig begrenzen.According to a possible embodiment, the caulking is formed on retaining pins protruding from an end face of the housing and each penetrating an opening in the collar of the flexible transmission element, several pairs of wings of the collar being provided from the plane for transmitting torque between the collar sleeve and the housing. in which the collar lies, protrude and in each case limit an opening of the collar on both sides in the circumferential direction thereof.

Die Haltezapfen weisen vorzugsweise einen nicht kreisrunden Querschnitt, insbesondere einen rechteckigen Querschnitt, auf. Sofern der Kragen mit Spiel in Radial- und/oder Axialrichtung an das Gehäuse angebunden ist, ist zwischen jedem Paar an Flügeln des Kragens und dem zugehörigen Zapfen eine Gleitlagerung in beiden genannten Richtungen gegeben.The holding pins preferably have a non-circular cross section, in particular a rectangular cross section. If the collar is connected to the housing with play in the radial and / or axial direction, a sliding bearing is provided in each of the pair of wings of the collar and the associated pin in both directions.

Eine besonders genaue Einstellung eines gewünschten Spiels, insbesondere eines Spiels in Axialrichtung, zwischen dem Kragen des elastischen Getriebeelementes und dem Gehäuse des Wellgetriebes ist möglich, wenn auf die Zapfen des Gehäuses zunächst der Kragen des elastischen Getriebeelementes aufgesetzt wird und anschließend ein Sicherungsring aufgesetzt wird. Die einzelnen Zapfen ragen hierbei jeweils aus einer Öffnung im Sicherungsring heraus. Die Einstellung eines definierten Axialspiels zwischen dem Kragen und dem Gehäuse ergibt sich gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung dadurch, dass an jedem Zapfen eine Stufe gebildet ist, auf welcher der Sicherungsring aufliegt, so dass der Kragen den Abstand zwischen dem Sicherungsring und der Stirnseite des Gehäuses, aus welcher die Zapfen herausragen, nicht vollständig ausfüllen kann, das heißt innerhalb dieses Abstandes verschiebbar ist. A particularly precise setting of a desired game, in particular a game in the axial direction, between the collar of the elastic gear element and the housing of the wave gear is possible if the collar of the elastic gear element is first placed on the pins of the housing and then a locking ring is placed on it. The individual pins protrude from an opening in the locking ring. The setting of a defined axial play between the collar and the housing results according to an advantageous embodiment in that a step is formed on each pin, on which the retaining ring rests, so that the collar defines the distance between the retaining ring and the end face of the housing which protrude the cones, can not completely fill, that is, can be moved within this distance.

Alternativ kann zu Montagezwecken kann zunächst ein Distanzring oder eine Mehrzahl an Distanzstücken, welche das spätere Spiel vorgeben, zwischen dem Sicherungsring und dem Kragen oder zwischen dem Kragen und das Gehäuse eingefügt werden. Nachdem sich der Sicherungsring in der vorgesehenen Position befindet, werden die Verstemmungen durch Umformung der Zapfen hergestellt. Nach dem Entfernen des Distanzrings beziehungsweise der Distanzstücke ist der endgültige Zustand, das heißt eine unverlierbare, jedoch spielbehaftete Halterung des Kragens am Gehäuse, hergestellt.Alternatively, a spacer ring or a plurality of spacers, which specify the later play, can first be inserted between the retaining ring and the collar or between the collar and the housing for assembly purposes. After the locking ring is in the intended position, the caulking is carried out by reshaping the pins. After the removal of the spacer ring or spacers, the final state, that is to say a captive but playful mounting of the collar on the housing, is produced.

In einer modifizierten Ausführungsform ist der Sicherungsring als Krallenring ausgebildet. Hierbei weist der Sicherungsring an seiner Innenseite eine Anzahl sich in das Gehäuse hinein erstreckender Krallen auf, die zur Axialsicherung gegenüber dem Abtriebselement vorgesehen sind.In a modified embodiment, the locking ring is designed as a claw ring. Here, the locking ring has on its inside a number of claws extending into the housing, which are provided for axial securing against the output element.

Eine alternative Möglichkeit der Sicherung eines als Hohlrad ausgebildeten Abtriebselementes gegenüber dem Gehäuse in Axialrichtung ist in Bauformen gegeben, bei welchen der Kragen, optional samt Sicherungsring, per Verstemmungen an einem Adapter gehalten ist, welcher fest mit dem übrigen Gehäuse verbunden, insbesondere verschraubt, ist. Die axiale Sicherungsfunktion zwischen dem Hohlrad und dem Getriebe wird hierbei durch eine Kontur des Adapters übernommen. Die Sicherungskontur kann dabei als radial nach innen gerichteter Bord des Adapters ausgebildet sein. Die weitere, mit dem Adapter verbundene Komponente des Gehäuses ist vorzugsweise als Komponente eines Umschlingungsgetriebes, das heißt als Riemenrad oder Kettenrad, ausgebildet. Um den Adapter in zentrierter Position am Gehäuse zu befestigen, sind vorzugsweise Zentrierkonturen am Adapter sowie am übrigen Gehäuse, insbesondere Kettenrad, vorgesehen.An alternative possibility of securing an output element designed as a ring gear relative to the housing in the axial direction is given in designs in which the collar, optionally including the locking ring, is held by caulking on an adapter which is firmly connected to the other housing, in particular screwed. The axial securing function between the ring gear and the gearbox is taken over by a contour of the adapter. The securing contour can be designed as a radially inwardly directed board of the adapter. The further component of the housing connected to the adapter is preferably designed as a component of a belt transmission, that is to say as a belt wheel or chain wheel. In order to attach the adapter to the housing in a centered position, centering contours are preferably provided on the adapter and on the rest of the housing, in particular the sprocket.

Der Adapter wird beispielsweise an der weiteren Komponente des Gehäuses befestigt, indem Schrauben von derjenigen Stirnseite des Gehäuses, welche dem Kragen abgewandt ist, das heißt von der abtriebseitigen Stirnseite des Wellgetriebes aus, durch Öffnungen in der weiteren Komponente des Gehäuses, das heißt insbesondere durch Öffnungen im Kettenrad, durchgesteckt und in den Adapter eingeschraubt werden. Die Bohrungen im Adapter, in welche die Schrauben eingeschraubt werden, können als Sacklochbohrungen ausgeführt sein, so dass die Stirnfläche des Adapters, aus welcher die Zapfen herausragen, geschlossen ist. Als Schrauben, mit welchen der Adapter am Gehäuse festgeschraubt wird, kommen insbesondere selbstschneidende Schrauben in Betracht. Bei dem ringförmigen Adapter, in welchen die Schrauben eingeschraubt werden und an welchem der Kragen in spielbehafteter Weise aufgehängt wird, handelt es sich beispielsweise um ein Sinterteil. Dies hat unter anderem den Vorteil, dass eine spanende Herstellung der Sacklochbohrungen entfällt.The adapter is fastened, for example, to the further component of the housing by screws from that end of the housing which faces away from the collar, that is to say from the output end of the wave gear, through openings in the further component of the housing, that is to say in particular through openings in the sprocket, inserted and screwed into the adapter. The holes in the adapter, into which the screws are screwed, can be designed as blind holes, so that the end face of the adapter, from which the pins protrude, is closed. Self-tapping screws are particularly suitable as screws with which the adapter is screwed onto the housing. The ring-shaped adapter, in which the screws are screwed in and on which the collar is suspended in a playful manner, is, for example, a sintered part. This has the advantage, among other things, that there is no need to machine the blind holes.

Unabhängig davon, ob der Kragen des nachgiebigen Getriebeelementes direkt an einem einteiligen Gehäuse oder an einem Adapter des Gehäuses befestigt ist, übernimmt der Kragen gemäß verschiedener möglicher Ausgestaltungen eine axiale Sicherungsfunktion gegenüber dem Wellgenerator. Zu diesem Zweck sind beispielsweise mehrere Anprägungen an der Innenumfangsfläche des im wesentlichen zylindrischen Abschnitts der Kragenhülse verteilt. Die einzelnen Anprägungen sind beispielsweise als annähernd punktförmige radial nach innen gerichtete Erhebungen gestaltet. Auch alternative Möglichkeiten der Sicherung des Wellgenerators gegenüber der Kragenhülse in Axialrichtung des Wellgetriebes, wie sie beispielsweise in den Dokumenten DE 10 2017 110 678 B3 und DE 10 2017 121 024 A1 beschrieben sind, sind innerhalb des Wellgetriebes nach Anspruch 1 realisierbar.Regardless of whether the collar of the resilient gear element is attached directly to a one-piece housing or to an adapter of the housing, the collar assumes an axial securing function with respect to the wave generator according to various possible configurations. For this purpose, for example, several impressions are distributed on the inner peripheral surface of the essentially cylindrical section of the collar sleeve. The individual impressions are designed, for example, as approximately point-shaped, radially inward elevations. There are also alternative ways of securing the wave generator with respect to the collar sleeve in the axial direction of the wave gear, such as those described in the documents DE 10 2017 110 678 B3 and DE 10 2017 121 024 A1 are described, can be realized within the wave gear according to claim 1.

Das Wellgetriebe ist allgemein in folgenden Schritten herstellbar:

- Ein Gehäuse mit rotationssymmetrischer Grundform, ein als Hohlrad ausgebildetes, innenverzahntes Abtriebselement, ein als flexible Kragenhülse ausgebildetes, außenverzahnten Getriebeelement, sowie ein Wellgenerator werden bereitgestellt,
- die Kragenhülse und der Wellgenerator werden zu einer Verstellwelle vormontiert,
- das Hohlrad wird im Gehäuse platziert,
- die Verstellwelle wird in das Hohlrad eingesetzt, wobei eine drehfeste und zugleich spielbehaftete Halterung des Kragens des flexiblen Getriebeelementes am Gehäuse durch Verstemmung realisiert wird.

The wave gear can generally be produced in the following steps:

A housing with a rotationally symmetrical basic shape, an internally toothed output element designed as a ring gear, an externally toothed gear element designed as a flexible collar sleeve, and a wave generator are provided,
- the collar sleeve and the wave generator are pre-assembled into an adjustment shaft,
- the ring gear is placed in the housing,
- The adjusting shaft is inserted into the ring gear, a non-rotatable and at the same time playful mounting of the collar of the flexible gear element on the housing is realized by caulking.

Insbesondere in Fällen, in welchen ein einstückiges Gehäuse vorliegt, das heißt kein Adapter zur Halterung der Kragenhülse existiert, werden erst nach dem Einsetzen der Verstelle in das Hohlrad Abschnitte des Gehäuses, insbesondere zapfenartige Fortsätze an der Stirnseite des Gehäuses, derart verstemmt, dass der Kragen des nachgiebigen Getriebeelementes in der gewünschten Weise dauerhaft und zugleich mit Spiel an das Gehäuse angebunden ist. In particular, in cases in which there is a one-piece housing, i.e. there is no adapter for holding the collar sleeve, sections of the housing, in particular pin-like extensions on the end face of the housing, are caulked only after the adjustment has been inserted into the ring gear in such a way that the collar of the resilient gear element is permanently connected to the housing in the desired manner and at the same time with play.

Ist dagegen ein ringförmiger Adapter als Teil des Gehäuses vorhanden, so wird der Kragen in bevorzugter Verfahrensführung mittels Verstemmung zunächst mit dem ringförmigen Adapter verbunden, wobei in einem späteren Verfahrensschritt die Baugruppe, welche die Kragenhülse und den Adapter umfasst, als Ganzes an einer weiteren Komponente des Gehäuses befestigt wird. Vorzugsweise erfolgt diese Befestigung, indem selbstschneidende Schrauben von der dem Kragen abgewandten Stirnseite der weiteren Komponente des Gehäuses aus in Sacklochbohrungen des Adapters eingeschraubt werden.If, on the other hand, an annular adapter is present as part of the housing, the collar is first connected to the annular adapter by caulking in a preferred process, with the assembly comprising the collar sleeve and the adapter as a whole being connected to a further component of the in a later process step Housing is attached. This attachment is preferably carried out by screwing self-tapping screws into blind holes of the adapter from the end of the further component of the housing facing away from the collar.

In jeder Ausführungsform ist die Anbindung des Kragens des elastischen Getriebeelementes an das Gehäuse derart gestaltet, dass beim Betrieb des Wellgetriebes praktisch keine Drehmomentungleichförmigkeiten, welche auch als Rippel bezeichnet werden, auftreten. Dies trägt maßgeblich zur Haltbarkeit und hohen Belastbarkeit der Kragenhülse bei. Zusätzlich zur Kragenhülse ist vorzugsweise auch das Abtriebshohlrad spielbehaftet in das Wellgetriebe eingebaut.In each embodiment, the connection of the collar of the elastic gear element to the housing is designed in such a way that practically no torque irregularities, which are also referred to as ripples, occur during operation of the wave gear. This contributes significantly to the durability and high resilience of the collar sleeve. In addition to the collar sleeve, the output ring gear is preferably also installed with play in the wave gear.

Das als Getriebeelement eines Umschlingungsgetriebes gestaltete Gehäuse ist in vorteilhafter Weise derart gestaltet, dass Kräfte, die über das Umschlingungsgetriebe in das Wellgetriebe eingeleitet werden, nicht zu Verkippungen zwischen dem Gehäuse und dem Abtriebshohlrad führen können. Dies bedeutet im Fall eines Kettenrades, dass die Zähne des Kettenrades in einer Ebene liegen, welche zumindest näherungsweise mittig zwischen den beiden Stirnseiten des Abtriebshohlrades angeordnet ist.The housing designed as a transmission element of a belt transmission is advantageously designed in such a way that forces which are introduced into the shaft transmission via the belt transmission cannot lead to tilting between the housing and the output ring gear. In the case of a sprocket, this means that the teeth of the sprocket lie in a plane which is arranged at least approximately centrally between the two end faces of the output ring gear.

Zwischen dem Abtriebshohlrad und dem Gehäuse des Wellgetriebes ist vorzugsweise eine Verdrehwinkelbegrenzung gegeben. Diese kann entweder durch Konturen der betreffenden Komponenten, das heißt des Abtriebshohlrades sowie des Gehäuses, selbst oder durch Konturen von Bauteilen, welche mit den jeweiligen Komponenten fest verbunden sind, realisiert sein.Between the output ring gear and the housing of the wave gear there is preferably an angle of rotation limitation. This can be realized either by contours of the relevant components, that is to say the output ring gear and the housing itself, or by contours of components which are firmly connected to the respective components.

Nachfolgend werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigen:

1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Wellgetriebes in geschnittener Ansicht, wobei die Komponenten des Wellgetriebes montiert, jedoch noch nicht endgültig miteinander verbunden sind,
2 eine Kragenhülse des Wellgetriebes nach 1,
3 einen Krallenring des Wellgetriebes nach 1,
4 ausschnittsweise das Wellgetriebe nach 1 in fertig gestelltem Zustand,
5 ausschnittsweise eine alternative Gestaltung eines Wellgetriebes.

Two exemplary embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to a drawing. Show here:

1 1 shows a first exemplary embodiment of a wave gear in a sectional view, the components of the wave gear being mounted but not yet finally connected to one another,
2nd a collar sleeve of the wave gear 1 ,
3rd a claw ring of the wave gear 1 ,
4th excerpts from the wave gear 1 in the finished state,
5 sections of an alternative design of a wave gear.

Die folgenden Erläuterungen beziehen sich, soweit nicht anders angegeben, auf beide Ausführungsbeispiele. Einander entsprechende oder prinzipiell gleichwirkende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.Unless otherwise stated, the following explanations relate to both exemplary embodiments. Corresponding or basically equivalent parts are identified in all figures with the same reference numerals.

Ein insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichnetes Wellgetriebe weist ein als Ganzes drehbares Gehäuse 2 auf. Ein mittels einer nicht dargestellten Kette antreibbares Kettenrad 3 ist integraler Bestandteil einer Komponente 7 des Gehäuses 2. In der Gehäusekomponente 7 ist ein als Hohlrad gestaltetes Abtriebselement 4 gelagert. Das Wellgetriebe 1 kommt als Stellgetriebe eines elektromechanischen Nockenwellenverstellers zum Einsatz. Hinsichtlich der prinzipiellen Funktion und Verwendung des Wellgetriebes 1 wird auf den eingangs zitierten Stand der Technik verwiesen.One overall with the reference symbol 1 designated wave gear has a housing which is rotatable as a whole 2nd on. A chain wheel drivable by means of a chain, not shown 3rd is an integral part of a component 7 of the housing 2nd . In the housing component 7 is an output element designed as a ring gear 4th stored. The wave gear 1 is used as an actuator for an electromechanical camshaft adjuster. With regard to the basic function and use of the wave gear 1 reference is made to the prior art cited at the beginning.

Eine Kragenhülse 5, welche allgemein als flexibles Getriebeelement bezeichnet wird, weist eine Außenverzahnung 6 auf, die mit einer Innenverzahnung 8 des Abtriebselementes 3 kämmt. Beim Betrieb des Wellgetriebes 1 wird die Kragenhülse 5 permanent durch einen Wellgenerator 9 verformt. Der Wellgenerator 9 arbeitet mit einem Wälzlager 10, wobei ein Innenring 11 des Wälzlagers 10 drehfest mit einer Welle eines nicht dargestellten Elektromotors des Nockenwellenverstellers gekoppelt ist. Die Kopplung zwischen der Motorwelle und dem Innenring 11 ist hierbei mit Hilfe einer Ausgleichskupplung 12, nämlich Oldham-Kupplung, hergestellt, welche mehrere Bolzen 13 umfasst, die fest mit dem Innenring 11 verbunden sind. Mit 17 ist eine Oldhamscheibe der Ausgleichkupplung 12 bezeichnet.A collar sleeve 5 , which is generally referred to as a flexible transmission element, has an external toothing 6 on that with an internal toothing 8th of the output element 3rd combs. When operating the shaft gear 1 becomes the collar sleeve 5 permanently by a wave generator 9 deformed. The wave generator 9 works with a roller bearing 10th , with an inner ring 11 of the rolling bearing 10th is rotatably coupled to a shaft of an electric motor, not shown, of the camshaft adjuster. The coupling between the motor shaft and the inner ring 11 is here with the help of a compensating coupling 12th , namely Oldham coupling, which made several bolts 13 covers that firmly with the inner ring 11 are connected. With 17th is an Oldham disc of the compensating clutch 12th designated.

Auf dem Innenring 11 rollen Kugeln 14 als Wälzkörper ab, welche in einem Käfig 15 geführt sind. Die durch den Innenring 11 gebildete Wälzkörperlaufbahn, auf welcher die Kugeln 14 abrollen, weist in an sich bekannter Weise eine nicht kreisrunde, elliptische Form auf. Durch die unrunde Form des Innenrings 11 wird ein Außenring 16, welcher im Gegensatz zum Innenring 11 nachgiebig ist, permanent ebenfalls in eine unrunde Form gezwungen. Die Kragenhülse 5 umgibt unmittelbar den Außenring 16, ohne mit diesem fest verbunden zu sein. Die elliptische Form des Innenrings 11 sorgt dafür, dass die Außenverzahnung 6 lediglich an zwei Stellen, welche einander diametral gegenüber liegen, in die Innenverzahnung 8 eingreift.On the inner ring 11 roll balls 14 as rolling elements, which are in a cage 15 are led. The through the inner ring 11 formed rolling element raceway on which the balls 14 roll, has a non-circular, elliptical shape in a manner known per se. Due to the non-circular shape of the inner ring 11 becomes an outer ring 16 which, in contrast to the inner ring 11 is compliant, permanent also forced into a non-circular shape. The collar sleeve 5 immediately surrounds the outer ring 16 without being firmly connected to it. The elliptical shape of the inner ring 11 ensures that the external teeth 6 only in two places, which are diametrically opposite each other, in the internal toothing 8th intervenes.

Die Anzahl der Zähne der Innenverzahnung 8 des Abtriebselementes 3 weicht von der Anzahl der Zähne der Außenverzahnung 6 geringfügig, nämlich um die Zahl zwei, ab. Dies führt dazu, dass eine volle Umdrehung des Innenrings 11 in Relation zur Gehäusekomponente 7, welche als Antriebselement des Wellgetriebes 1 fungiert, in eine weitaus geringfügigere Verdrehung zwischen dem Abtriebselement 3 und dem Antriebselement 7 umgesetzt wird. Das Wellgetriebe 1 fungiert damit in prinzipiell bekannter Weise als hochuntersetztes Stellgetriebe.The number of teeth of the internal toothing 8th of the output element 3rd deviates from the number of teeth of the external toothing 6 slightly, namely by the number two. This causes a full revolution of the inner ring 11 in relation to the housing component 7 which as the drive element of the wave gear 1 acts in a much less twist between the output element 3rd and the drive element 7 is implemented. The wave gear 1 thus acts in a generally known manner as a step-down gear.

Die Innenverzahnung 8 ist an einem zylindrischen Abschnitt 29 des Abtriebselements 3 ausgebildet. An den zylindrischen Abschnitt 29 schließt ein nicht geschlossener Boden 30 an. Hierbei begrenzt ein zentraler Zapfen 31, der aus dem Boden 30 herausragt, eine Bohrung 33, durch die im eingebauten Zustand des Wellgetriebes 1 eine nicht dargestellte Zentralschraube gesteckt ist, die in die zu verstellende Nockenwelle eingebaut ist. Die Zentralschraube durchdringt auch eine mit dem Abtriebselement 3 verbundene Anschlagscheibe 32, durch welche eine Verdrehwinkelbegrenzung 42 zwischen dem Antriebselement 7 und dem Abtriebselement 3 realisiert ist.The internal toothing 8th is on a cylindrical section 29 of the output element 3rd educated. At the cylindrical section 29 closes a floor that is not closed 30th at. Here, a central pin delimits 31 coming out of the ground 30th protrudes a hole 33 , by the in the installed state of the wave gear 1 a central screw, not shown, is inserted, which is installed in the camshaft to be adjusted. The central screw also penetrates one with the output element 3rd connected stop disc 32 , through which a rotation angle limitation 42 between the drive element 7 and the output element 3rd is realized.

Die am Gehäuse 2 gehaltene Kragenhülse 5 weist einen zylindrischen Abschnitt 18 auf, an welchem die Außenverzahnung 6 gebildet ist. Der zylindrische Abschnitt 18 geht über in einen Kragen 19, welcher auch als Flansch bezeichnet wird. Im Kragen 19 befinden sich zahlreiche - in den Ausführungsbeispielen zwanzig - Öffnungen, welche mit 20 bezeichnet sind. Jede Öffnung 20 ist seitlich, in Umfangsrichtung des Kragens 19 betrachtet, durch zwei Flügel 21 begrenzt, welche aus der Ebene, in der der Kragen 19 liegt, herausgebogen sind. Die Flügel 21, welche paarweise jeweils einer Öffnung 20 zugeordnet sind, fungieren als Gleitlagerflächen, die mit Haltezapfen 25 zusammenwirken, die durch das Gehäuse 2 gebildet sind. Hierbei ragen die dem Gehäuse 2 zuzurechnenden Haltezapfen 25 stirnseitig aus diesem heraus.The one on the case 2nd held collar sleeve 5 has a cylindrical portion 18th on which the external toothing 6 is formed. The cylindrical section 18th goes into a collar 19th , which is also called flange. In the collar 19th there are numerous openings - twenty in the exemplary embodiments - which are designated by 20. Every opening 20th is to the side, in the circumferential direction of the collar 19th viewed through two wings 21 limited which from the plane in which the collar 19th lies, are bent out. The wings 21 , which each have an opening in pairs 20th are assigned to act as slide bearing surfaces, which with retaining pins 25th interact through the housing 2nd are formed. Here protrude the housing 2nd attributable holding pin 25th at the end of this.

Nachdem der Kragen 19 auf die Haltezapfen 25 aufgesetzt wurde, wird zusätzlich ein Sicherungsring 23 auf die Haltezapfen 25 aufgesetzt. Ebenso wie der Kragen 19 weist der Sicherungsring 23 eine Anzahl Öffnungen 24 auf, welche im Fall des Sicherungsrings 23 eine rechtwinklige Form haben.After the collar 19th on the holding pins 25th a circlip is also placed 23 on the holding pins 25th put on. Just like the collar 19th shows the locking ring 23 a number of openings 24th on which in the case of the circlip 23 have a rectangular shape.

Der Sicherungsring 23 liegt auf Absätzen 43 auf, die durch jeden Haltezapfen 25 gebildet sind. Somit ist sichergestellt, dass ein Axialspiel zwischen dem Kragen 19 und dem Gehäuse 2 verbleibt.The locking ring 23 lies on paragraphs 43 on through each mounting pin 25th are formed. This ensures that there is axial play between the collar 19th and the housing 2nd remains.

Nach der Platzierung des Sicherungsrings 23 auf den Haltezapfen 25 werden die Haltezapfen 25 derart verstemmt, dass der Sicherungsring 23 starr an den Haltezapfen 25 befestigt ist.After placing the circlip 23 on the holding pin 25th become the retaining pins 25th caulked so that the retaining ring 23 rigidly on the holding pin 25th is attached.

Details der insgesamt mit 26 bezeichneten Verstemmung sind in den 4 und 5 erkennbar. Über den Sicherungsring 23 hinausragende Außenbereiche 27 der Haltezapfen 25 sind in Umfangsrichtung des Kragens 19 nach außen gebogen, womit der Sicherungsring 23 formschlüssig an den Haltezapfen 25 fixiert ist. Zwischen den beiden streifenförmigen Außenbereichen 27 und dem mittleren Bereich der Stirnfläche eines jeden Haltezapfens sind Einschnitte 28 erkennbar. Eine Demontage des Sicherungsrings 23 oder der Kragenhülse 5 ist nicht vorgesehen.Details of the caulking denoted overall by 26 are in the 4th and 5 recognizable. About the locking ring 23 outstanding outdoor areas 27 the holding pin 25th are in the circumferential direction of the collar 19th bent outwards, with which the retaining ring 23 form-fitting on the retaining pins 25th is fixed. Between the two stripe-shaped outside areas 27 and the central area of the end face of each holding pin are incisions 28 recognizable. Disassembly of the circlip 23 or the collar sleeve 5 is not scheduled.

Im Ausführungsbeispiel nach den 1 bis 4 ist der Sicherungsring 23 als Krallenring gestaltet. Eine der Anzahl der Öffnungen 24 entsprechende Anzahl an Krallen 34 ragen in den durch das Gehäuse 2 gebildeten Hohlraum hinein und dienen als Axialanschlag gegenüber dem als Hohlrad gestalten Abtriebselement 3. Jede Kralle 34 weist, ausgehend von einem scheibenförmigen Abschnitt 44 des Krallenrings 23, zweifach abgewinkelte Form auf.In the embodiment according to the 1 to 4th is the locking ring 23 designed as a claw ring. One of the number of openings 24th corresponding number of claws 34 protrude through the housing 2nd formed cavity and serve as an axial stop against the output element designed as a ring gear 3rd . Every claw 34 points, starting from a disc-shaped section 44 of the claw ring 23 , double angled shape.

Eine axiale Sicherung des Außenrings 16 gegenüber dem flexiblen Getriebeelement 5 ist in beiden Ausführungsbeispielen durch punktförmige Anprägungen 22 auf der Innenseite des zylindrischen Abschnitts 18 der Kragenhülse 5 gegeben. Hierbei sind vier Anprägungen 22 in 90°-Abständen am Innenumfang des zylindrischen Abschnitts 18 verteilt.An axial securing of the outer ring 16 compared to the flexible gear element 5 is in both embodiments by punctiform impressions 22 on the inside of the cylindrical section 18th the collar sleeve 5 given. Here are four impressions 22 at 90 ° intervals on the inner circumference of the cylindrical section 18th distributed.

Die Kragenhülse 5 bildet zusammen mit dem Außenring 16 und den übrigen Komponenten des Wälzlagers 10 eine Anordnung, die insgesamt als Verstellwelle 45 bezeichnet wird. Vor dem Zusammensetzen des Wellgetriebes 1 wird die Verstellwelle 45 vormontiert und als Ganzes in das Gehäuse 2 eingesetzt.The collar sleeve 5 forms together with the outer ring 16 and the other components of the rolling bearing 10th an arrangement, the total as an adjusting shaft 45 referred to as. Before assembling the wave gear 1 becomes the adjustment shaft 45 pre-assembled and as a whole in the housing 2nd used.

In den beiden dargestellten Ausführungsbeispielen ist ein Adapter 35 als gesonderter, ringförmiger, von der das Kettenrad 4 bildenden Gehäusekomponente 7 getrennt hergestellte Komponente des Gehäuses 2 ausgebildet. Die Haltezapfen 25 sind integrale Bestandteile des Adapters 35 und ragen aus dessen Stirnfläche heraus. Was die Variante nach den 1 bis 4 betrifft, kommt auch eine einstückige Fertigung der Komponenten 7, 35, das heißt eine einteilige Ausführung des Gehäuses 2, in Betracht. Bei Ausführung gemäß 5 ist dagegen der Adapter 35 stets ein gesondertes, mit der Gehäusekomponente 7 zusammenzusetzendes Teil. In beiden Fällen ist der Adapter 35 zum Beispiel pulvermetallurgisch, das heißt als Sinterteil, herstellbar.In the two illustrated embodiments there is an adapter 35 as a separate, ring-shaped, of which the sprocket 4th forming housing component 7 separately manufactured component of the housing 2nd educated. The holding pins 25th are integral parts of the adapter 35 and protrude from its face. As for the variant according to the 1 to 4th concerns, there is also a one-piece production of the components 7 , 35 , that is, a one-piece design of the housing 2nd , into consideration. When executed according to 5 is the other hand adapter 35 always a separate one, with the housing component 7 part to be assembled. In both cases the adapter is 35 for example, can be produced by powder metallurgy, i.e. as a sintered part.

In der Ausführungsform nach 5 ist an der Innenumfangsfläche des Adapters 35 ein Innenbord 36 erkennbar, welcher als Axialanschlag gegenüber dem Abtriebselement 3 dient. Krallen des Sicherungsrings 23 sind in diesem Fall nicht vorhanden. Das Wellgetriebe 1 nach 5 wird montiert, indem zunächst die Verstellwelle 45 mit dem Adapter 35 verbunden wird, wobei die Verstemmungen 26 hergestellt werden. Anschließend wird die vormontierte Baugruppe, welche den Adapter 35 umfasst, an das Gehäuse 2, in welches bereits das Abtriebselement 3 eingesetzt ist, angesetzt.In the embodiment according to 5 is on the inner peripheral surface of the adapter 35 an inboard 36 recognizable, which as an axial stop against the output element 3rd serves. Claws of the locking ring 23 are not available in this case. The wave gear 1 to 5 is assembled by first adjusting the shaft 45 with the adapter 35 is connected, the caulking 26 getting produced. Then the pre-assembled module, which is the adapter 35 includes, to the housing 2nd , in which the output element already 3rd is used.

Zentrierkonturen 37, 38 des Adapters 35 sowie der Gehäusekomponente 7 stellen unter anderem die korrekte Positionierung der Kragenhülse 5 im Gehäuse 2 sicher. Nach dem zentrierten Ansetzen des Adapters 35 an der Gehäusekomponente 7 wird der Adapter 35 mit Hilfe von Schrauben 39 an der Gehäusekomponente 7 festgeschraubt. Hierbei ist jede der im Ausführungsbeispiel fünf Schrauben 39 durch eine Bohrung 40 in der Gehäusekomponente 7 durchgesteckt und in ein Sackloch 41 im Adapter 35 eingeschraubt. Die Schrauben 39, bei welchen es sich um selbstschneidende Schrauben handelt, werden also von der abtriebsseitigen Stirnseite des Gehäuses 2 in dieses eingeschraubt. Diejenige Stirnseite des Adapters 35, auf welcher der Kragen 19 aufliegt, ist dagegen frei von Durchbrüchen.Centering contours 37 , 38 of the adapter 35 and the housing component 7 provide, among other things, the correct positioning of the collar sleeve 5 in the housing 2nd for sure. After centering the adapter 35 on the housing component 7 becomes the adapter 35 with the help of screws 39 on the housing component 7 screwed tight. Here, each of the five screws in the exemplary embodiment 39 through a hole 40 in the housing component 7 put through and into a blind hole 41 in the adapter 35 screwed in. The screws 39 , which are self-tapping screws, are therefore from the output end of the housing 2nd screwed into this. That face of the adapter 35 on which the collar 19th on the other hand is free of breakthroughs.

Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel nach 5 ist beim Ausführungsbeispiel nach den 1 bis 4 die Gehäusekomponente 7 mit dem Adapter 35 zu einer Baugruppe vormontiert, bevor die Verstellwelle 45 in das Gehäuse 2 eingesetzt wird. In diesem Fall werden die Verstemmungen 26, wie ein Vergleich der 1 und 4 zeigt, erst hergestellt, nachdem das Abtriebselement 3 und die Verstellwelle 45 in das Gehäuse 2 eingesetzt sind.In contrast to the embodiment according to 5 is in the embodiment of the 1 to 4th the housing component 7 with the adapter 35 pre-assembled into an assembly before the adjustment shaft 45 in the housing 2nd is used. In this case, the caulking 26 how a comparison of the 1 and 4th shows, only produced after the output element 3rd and the adjustment shaft 45 in the housing 2nd are used.

BezugszeichenlisteReference list

11: WellgetriebeWave gear
22nd: Gehäusecasing
33rd: Abtriebselement, HohlradOutput element, ring gear
44th: KettenradSprocket
55: Kragenhülse, elastisches GetriebeelementCollar sleeve, elastic gear element
66: AußenverzahnungExternal teeth
77: Antriebselement, GehäusekomponenteDrive element, housing component
88th: Innenverzahnung des AbtriebselementesInternal toothing of the output element
99: WellgeneratorWave generator
1010th: Wälzlagerroller bearing
1111: InnenringInner ring
1212th: AusgleichskupplungCompensating coupling
1313: Bolzenbolt
1414: KugelBullet
1515: KäfigCage
1616: AußenringOuter ring
1717th: OldhamscheibeOldham disc
1818th: zylindrischer Abschnitt der Kragenhülsecylindrical section of the collar sleeve
1919th: Kragen, FlanschCollar, flange
2020th: Öffnung im KragenOpening in the collar
2121: Flügelwing
2222: AnprägungEmbossing
2323: SicherungsringCirclip
2424th: Öffnung im SicherungsringOpening in the circlip
2525th: HaltezapfenRetaining pin
2626: VerstemmungCaulking
2727: AußenbereichOutdoor area
2828: Einschnittincision
2929: zylindrischer Abschnitt des Abtriebselementscylindrical section of the output element
3030th: Bodenground
3131: ZapfenCones
3232: AnschlagscheibeStop disc
3333: Bohrungdrilling
3434: Kralleclaw
3535: Adapteradapter
3636: InnenbordInboard
3737: ZentrierkonturCentering contour
3838: ZentrierkonturCentering contour
3939: Schraubescrew
4040: Bohrungdrilling
4141: SacklochBlind hole
4242: VerdrehwinkelbegrenzungAngle of rotation limitation
4343: Absatzparagraph
4444: scheibenförmiger Abschnittdisc-shaped section
4545: VerstellwelleAdjustment shaft

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

WO 2017/041802 A1 [0002]
DE 102016201590 A1 [0003]
DE 102016222997 A1 [0003]
DE 102017114069 A1 [0004]
DE 102017111035 B3 [0004]
DE 102017103988 B3 [0004]
DE 102017110678 B3 [0016]
DE 102017121024 A1 [0016]

Claims

Wave gear (1), with a drive element (7) designed as a component of a housing (2), an externally toothed gear element, which is held against rotation with the drive element (7) and designed as a flexible collar sleeve (5), and a gear element mounted in the drive element (7), Output element (3) designed as a ring gear, which has an internal toothing (8) which partially meshes with the external toothing (6) of the collar sleeve (5), a corrugated generator (9) being provided to deform the collar sleeve (5), characterized in that that the collar sleeve (5) is held on the housing (2) with play by caulking (26).

Wave gear (1) after Claim 1 , characterized in that the caulking (26) is formed on retaining pins (25) protruding from an end face of the housing (2) and each penetrating an opening (20) in the collar (19) of the flexible transmission element (5), with torque transmission between the collar sleeve (5) and the housing (2) a plurality of pairs of wings (21) of the collar (19) are provided, which protrude from the plane in which the collar (19) lies, and each have an opening (20) in the circumferential direction limit the collar (19) on both sides.

Wave gear (1) after Claim 1 or 2nd , characterized by a locking ring (23) inserted between the caulking (26) and the collar sleeve (5).

Wave gear (1) after Claim 3 , characterized in that the securing ring (23) is designed as a claw ring which has on its inside a number of claws (34) which extend into the housing (2) and which are provided for axial securing against the driven element (3).

Wave gear (1) according to one of the Claims 1 to 3rd characterized in that the caulking (26) is formed on an adapter (35) of the housing (2), the adapter (35) being fixed to a component (7) of the housing (2) designed as a transmission element (4) of a belt transmission. connected and designed as an axial securing element with respect to the output element (3).

Wave gear (1) after Claim 5 , characterized in that the adapter (35) is connected by screws (39) to the further component (7) of the housing (2), the screws (39) from the end face of the housing (2) opposite the collar (19) are screwed into the adapter (35) through holes (40) in the further component (7).

Wave gear (1) according to one of the Claims 1 to 6 , characterized in that the collar sleeve (5) has a plurality of impressions (22) on its inner circumference as securing elements effective in the axial direction with respect to the wave generator (9).

Method for producing a wave gear (1), with the following steps: A housing (2) with a rotationally symmetrical basic shape, an internally toothed output element (3) designed as a ring gear, an externally toothed gear element designed as a flexible collar sleeve (5), and a corrugated generator (9) are provided, - The collar sleeve (5) and the wave generator (9) are pre-assembled into an adjusting shaft (45), - The ring gear (3) is placed in the housing (2), - The adjusting shaft (45) is inserted into the ring gear (3), a non-rotatable and at the same time playful mounting of the collar (19) of the flexible gear element (5) on the housing (2) by caulking (26).

Procedure according to Claim 8 , characterized in that the caulking (26), which holds the collar (19) on the housing (2), is only produced after the adjustment shaft (45) has been inserted into the ring gear (3).

Procedure according to Claim 8 , characterized in that the collar (19) is first connected to an annular adapter (35) by means of caulking (26), the assembly comprising the collar sleeve (5) and the adapter (35) as a whole in a later method step is fastened to a further component (7) of the housing (2), and this fastening takes place by self-tapping screws (39) from the end face of the further component (7) of the housing (2) facing away from the collar (19) into blind holes (41) of the adapter (35).