DE102018128930B4 - Waveform gear, method for manufacturing a strainwave gear and camshaft adjuster with a strainwave gear - Google Patents

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Abstract

Wellgetriebe (1) mit- einem einer als Ganzes drehbaren Antriebsbaugruppe (2) zuzurechnenden Antriebsrad (4),- einem nachgiebigen Flexrad (6) und- einem Abtriebselement (7), welches begrenzt drehbar in der Antriebsbaugruppe (2) gelagert ist,- einem Gehäusebauteil (5), das mit dem Antriebsrad (4) fest verbunden ist, das ein Radiallager (16) mit dem Abtriebselement (7) bildet und das als ein Dichtdeckel ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass- das Wellgetriebe eine Anschlagscheibe (8) aufweist, welche zumindest teilweise axial beidseitig durch das Gehäusebauteil (5) umgriffen ist.Wave gearing (1) with- a drive wheel (4) to be assigned to a drive assembly (2) that can be rotated as a whole,- a flexible flex wheel (6) and- an output element (7), which is mounted in the drive assembly (2) so that it can rotate to a limited extent,- a Housing component (5) which is firmly connected to the drive wheel (4), which forms a radial bearing (16) with the driven element (7) and which is designed as a sealing cover, characterized in that the harmonic drive has a stop disc (8). which is at least partially encompassed axially on both sides by the housing component (5).

Description

Die Erfindung betrifft ein für die Verwendung in einem elektrischen Nockenwellenversteller geeignetes Wellgetriebe, ein Verfahren zu seiner Herstellung und einen Nockenwellenversteller mit einem derartigen Wellgetriebe.The invention relates to a harmonic drive suitable for use in an electric camshaft adjuster, a method for its production and a camshaft adjuster with such a harmonic drive.

Wellgetriebe arbeiten prinzipbedingt mit einem verformbaren Getriebeelement und sind in vielen Fällen als hochuntersetzte Stellgetriebe ausgelegt, wobei eine zu verstellende Abtriebswelle innerhalb eines beschränkten Winkelbereichs gegenüber einer Antriebsbaugruppe, welche ein Antriebsrad umfasst, zu verstellen ist. Die Beschränkung des Verstellbereichs zwischen der Abtriebswelle und der Antriebsbaugruppe kann grundsätzlich entweder mit Hilfe gesonderter Elemente, beispielsweise Anschlagscheiben, oder mit Hilfe von Elementen, die innerhalb des Wellgetriebes weitere Funktionen, insbesondere Lagerungsfunktionen, übernehmen, erfolgen.Wave gears work in principle with a deformable gear element and are in many cases designed as high-reduction actuating gears, with an output shaft to be adjusted within a limited angular range relative to a drive assembly, which includes a drive wheel, can be adjusted. In principle, the adjustment range between the output shaft and the drive assembly can be limited either with the aid of separate elements, for example stop disks, or with the aid of elements which take on additional functions, in particular storage functions, within the harmonic drive.

Bei einem aus der DE 10 2016 220 916 A1 bekannten Hohlrad für ein Wellgetriebe ist ein Anschlagscheibenabschnitt zusätzlich zu einem Hohlradabschnitt vorhanden. Im Hohlradabschnitt befindet sich eine Innenverzahnung, welche umformtechnisch hergestellt ist. Weiter kann das bekannte Hohlrad Funktionsflächen aufweisen, welche als Axial- oder Radiallagerflächen ausgebildet sind.At one from the DE 10 2016 220 916 A1 known ring gear for a harmonic drive, a stop disk section is present in addition to a ring gear section. In the ring gear section there is an internal toothing, which is produced by metal forming. Furthermore, the known ring gear can have functional surfaces which are designed as axial or radial bearing surfaces.

Die DE 10 2004 062 072 A1 offenbart einen Nockenwellenversteller, bei welchem eine Anschlagscheibe den Verstellbereich begrenzt. Die Anschlagscheibe ist drehfest mit einem Antriebsrad verbunden und übernimmt zusätzlich eine Axiallagerungsfunktion. Als Stellgetriebe des Nockenwellenverstellers kommt im Fall der DE 10 2004 062 072 A1 ein Taumelscheibengetriebe zum Einsatz.The DE 10 2004 062 072 A1 discloses a camshaft adjuster in which a stop disk limits the adjustment range. The stop disk is non-rotatably connected to a drive wheel and also assumes an axial bearing function. In the case of the DE 10 2004 062 072 A1 a swash plate gear is used.

Ein weiterer Nockenwellenversteller, bei welchem ein Anschlagelement zugleich eine Lagerungsfunktion übernimmt, ist aus der EP 2 638 257 B1 bekannt. In diesem Fall weist ein Abtriebsring Anschlagnasen auf, welche mit Anschlagkonturen eines Antriebshohlrads zusammenwirken. Der Anschlag zwischen dem Abtriebsring und dem Antriebshohlrad ist hydraulisch gedämpft.Another camshaft adjuster, in which a stop element also takes over a storage function, is from EP 2 638 257 B1 known. In this case, a driven ring has stop lugs which interact with stop contours of a drive ring gear. The stop between the output ring and the drive ring gear is hydraulically damped.

Eine Anschlagdämpfung ist auch bei einem aus der DE 10 2014 002 362 A1 bekannten Nockenwellenversteller gegeben. In diesem Fall ist die Anschlagdämpfung aktiv ausgebildet.A stop damping is also in one of the DE 10 2014 002 362 A1 known camshaft adjuster given. In this case, the impact damping is active.

Weitere Nockenwellenversteller, jeweils mit einem Wellgetriebe, sind zum Beispiel in den Dokumenten DE 10 2016 217 051 A1 , WO 2017/041801 A1 , DE 10 2016 219 076 A1 , DE 10 2017 111 035 B3 , DE 10 2017 114 175 B3 und DE 10 2015 217 291 A1 offenbart. Im letztgenannten Fall ist in eine zur Verbindung mit einer Nockenwelle vorgesehene Anschlagscheibe eine Unwuchtausgleichkontur integriert. Ein Nockenwellenversteller mit einem gattungsgemäßen Wellgetriebe ist aus DE 10 2017 111 223 B3 bekannt.Other camshaft adjusters, each with a harmonic drive, are in the documents, for example DE 10 2016 217 051 A1 , WO 2017/041801 A1 , DE 10 2016 219 076 A1 , DE 10 2017 111 035 B3 , DE 10 2017 114 175 B3 and DE 10 2015 217 291 A1 disclosed. In the latter case, an imbalance compensation contour is integrated into a stop disk provided for connection to a camshaft. A camshaft adjuster with a generic strain wave gear is out DE 10 2017 111 223 B3 known.

Ist das Antriebselement als ein Riemenrad einer Brennkraftmaschine ausgebildet, muss für Anwendungen bei trockenem Riementrieb sichergestellt sein, dass der Riemen ölfrei läuft. Die genannten Wellgetriebe eignen sich ohne zusätzliche Kapselung nicht für den Einsatz in trockenen Umgebungen. Das Antriebsrad selbst ist häufig gesintert, so dass es selbst nicht öldicht ist.If the drive element is designed as a belt wheel of an internal combustion engine, it must be ensured for applications with a dry belt drive that the belt runs free of oil. The strain wave gears mentioned are not suitable for use in dry environments without additional encapsulation. The impeller itself is often sintered so that it is not itself oil tight.

Aufgabe der Erfindungobject of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gegenüber dem Stand der Technik weiterentwickeltes, kompakt aufgebautes Wellgetriebe anzugeben, welches das Abtriebselement zum Antriebselement abdichtet und sich durch eine fertigungsfreundliche Gestaltung auszeichnet.The invention is based on the object of specifying a harmonic drive which is further developed than the prior art and has a compact design, which seals the output element from the input element and is characterized by a production-friendly design.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Wellgetriebe mit den Merkmalen des Anspruchs 1, durch einen Nockenwellenversteller mit den Merkmalen des Anspruchs 8 und durch ein Verfahren zur Herstellung eines Wellgetriebes nach Anspruch 10.This object is achieved according to the invention by a harmonic drive having the features of claim 1, by a camshaft adjuster having the features of claim 8 and by a method for producing a harmonic drive according to claim 10.

Das Wellgetriebe weist ein Antriebselement auf, welches Teil einer Antriebsbaugruppe ist, die Ganzes drehbar ist. Weiter weist das Wellgetriebe ein nachgiebiges, außenverzahntes, gegenüber der Antriebsbaugruppe nicht verdrehbares Getriebeelement auf. Dieses Getriebeelement wirkt direkt mit einem innenverzahnten, topfförmigen Abtriebselement zusammen, welches begrenzt drehbar in der Antriebsbaugruppe gelagert ist.The harmonic drive has a drive member that is part of a drive assembly that is rotatable as a whole. Furthermore, the strain wave gear has a flexible, externally toothed gear element that cannot be rotated relative to the drive assembly. This gear element interacts directly with an internally toothed, cup-shaped output element, which is mounted in the drive assembly so that it can rotate to a limited extent.

Das Wellgetriebe weist ein fest mit dem Antriebsrad verbundenes Gehäusebauteil auf, das ein Radiallager mit dem Abtriebselement bildet und als Dichtdeckel ausgebildet ist. Durch das Gehäusebauteil wird sichergestellt, dass das Antriebsrad ggf. aus einem porösen Werkstoff fertigbar ist, so dass sich diese Anordnung für einen trockenen Antrieb eignet. Das Antriebsrad übernimmt damit keine Dichtfunktion, so dass sich für dessen Werkstoffwahl, Anordnung im Wellgetriebe und Ausgestaltung Freiheiten ergeben. Zusätzlich zur Trennung der Dichtfunktion vom Antriebsrad kann der Dichtdeckel axiale und radiale Lagerungsfunktion übernehmen.The strain wave gear has a housing component that is firmly connected to the drive wheel, which forms a radial bearing with the output element and is designed as a sealing cover. The housing component ensures that the drive wheel can be made from a porous material, if necessary, so that this arrangement is suitable for a dry drive. The drive wheel therefore does not assume any sealing function, so that there are freedoms for its choice of material, arrangement in the harmonic drive and design. In addition to separating the sealing function from the drive wheel, the sealing cover can assume an axial and radial bearing function.

Vorzugsweise übernimmt das Gehäusebauteil weitere Funktionen. Es kann erstens ein Axiallager für das Abtriebselement bilden. Damit wird erreicht, dass keine separate Scheibe zur Lagerung erforderlich ist. Zweitens kann es zusätzlich oder alternativ einen Axialanschlag für das Antriebsrad bilden. Damit wird die axiale Anordnung des Antriebsrads festgelegt.The housing component preferably assumes additional functions. First, it can form an axial bearing for the output element. With that achieved that no separate disc is required for storage. Secondly, it can additionally or alternatively form an axial stop for the drive wheel. This defines the axial arrangement of the drive wheel.

Vorzugsweise ist das Gehäusebauteil als ein Blechteil ausgebildet. Durch geeignete Abstützung der drehmomentübertragenden Bauteile aneinander kann erreicht werden, dass die Belastungen, die auf das Blechteil selbst wirken, relativ gering sind. Dadurch erfüllt das Gehäuseelement seine Dichtfunktion und lässt sich dennoch dünnwandig herstellen.The housing component is preferably designed as a sheet metal part. By suitably supporting the torque-transmitting components on one another, it is possible to ensure that the loads that act on the sheet metal part itself are relatively low. As a result, the housing element fulfills its sealing function and can still be manufactured with thin walls.

In einer Ausführungsform ist Gehäusebauteil mit dem Flexrad fest verbunden. Es bildet damit eine Halterung für das Flexrad und lässt sich mit diesem beispielsweise verschrauben.In one embodiment, the housing component is permanently connected to the flex wheel. It thus forms a holder for the flex wheel and can be screwed to it, for example.

Insbesondere wenn es das Gehäusebauteil ebenfalls dünnwandig ausgebildet ist, ist es vorteilhaft, wenn das Flexrad und das Gehäusebauteil gemeinsam mit einem dritten Bauteil verbunden werden. Bei dem dritten Bauteil kann es sich um eine Scheibe handeln, deren Dicke so bemessen ist, dass sie eine Gewindebohrung für eine Schraube bereitstellt. Die Scheibe kann als Anschlagscheibe ausgebildet sein und damit Drehwinkelbegrenzungen für das Getriebe bereitstellen. Trotz der Dünnwandigkeit des Gehäusebauteils steht damit ein hinreichend langer Gewindegang zur Aufnahme der Schraube oder eine hinreichend lange Ausnehmung zur Aufnahme eines Bolzens oder eines anderen Befestigungsm ittels zur Verfügung.In particular if the housing component is also designed with thin walls, it is advantageous if the flex wheel and the housing component are connected together with a third component. The third component can be a disk, the thickness of which is dimensioned in such a way that it provides a threaded hole for a screw. The disk can be designed as a stop disk and thus provide limitations of the angle of rotation for the transmission. Despite the thin-walled nature of the housing component, a sufficiently long thread is available to accommodate the screw or a sufficiently long recess to accommodate a bolt or other fastening means.

Erfindungsgemäß weist das Wellgetriebe eine Anschlagscheibe auf. Diese ist durch das Gehäusebauteil doppelt, das heißt beidseitig axial, umgriffen. Das Gehäuseelement bildet damit eine zweiseitige Axiallagerung für die Anschlagscheibe. Die Anschlagscheibe selbst kann dann ebenfalls aus einem Sintermaterial hergestellt sein, weil das Gehäuseelement, ggf. im Zusammenspiel mit einem Frontdeckel, das Wellgetriebe wirksam abdichtet.According to the invention, the harmonic drive has a stop disk. This is doubly encompassed by the housing component, ie axially on both sides. The housing element thus forms a two-sided axial bearing for the stop disk. The stop disk itself can then also be made of a sintered material, because the housing element, possibly in conjunction with a front cover, effectively seals the harmonic drive.

Der Umgriff kann vollständig erfolgen. Dazu kann die Anschlagscheibe bei der Montage in das Gehäusebauteil eingelegt werden. Anschließend wird der Umgriff beispielsweise durch Bördeln oder durch Umbiegen hergestellt.The wraparound can be complete. For this purpose, the stop disk can be inserted into the housing component during assembly. The wraparound is then produced, for example, by flanging or by bending.

Alternativ erfolgt der Umgriff nur teilweise. Nach der Anordnung der Anschlagscheibe in dem Gehäusebauteil können beispielsweise ursprünglich axial gerichtete Laschen radial umgebogen werden, so dass durch die Laschen eine axiale Sicherung der Anschlagscheibe erfolgt.Alternatively, the wraparound is only partial. After the stop disk has been arranged in the housing component, tabs that were originally directed axially can be bent over radially, for example, so that the stop disk is secured axially by the tabs.

In einer anderen Ausbildung können die Anschlagscheibe radial gerichtete Vorsprünge und das Gehäusebauteil radial nach innen gerichtete Gegenvorsprünge aufweisen. Bei der Montage ist bei geeigneter Ausrichtung in Umfangsrichtung möglich, die Anschlagscheibe mit den Vorsprüngen an den Gegenvorsprüngen bis zu einer Ebene axial hinter den Gegenvorsprüngen vorbei zu führen. Dann kann die Anschlagscheibe im Umfangsrichtung bajonettartig verdreht werden, so dass die Gegenvorsprünge für die Vorsprünge eine Axialsicherung bilden. Um ein weiteres Verdrehen zu verhindern, können die Vorsprünge und Gegenvorsprünge miteinander fest verbunden werden. Dazu weisen sie beispielsweise Bohrungen auf. Fluchten beide Bohrungen, kann eine Verbindung über das vorstehend angeführte Befestigungsmittel wie eine Schraube hergestellt werden.In another embodiment, the stop disk can have radially directed projections and the housing component can have radially inwardly directed counter-projections. During assembly, with a suitable alignment in the circumferential direction, it is possible to guide the stop disk with the projections on the counter-projections up to a plane axially behind the counter-projections. The stop disk can then be twisted in the circumferential direction like a bayonet, so that the counter-projections form an axial lock for the projections. In order to prevent further twisting, the projections and counter-projections can be firmly connected to one another. For this purpose they have, for example, bores. If both holes are aligned, a connection can be made using the fasteners listed above, such as a screw.

Das Gehäusebauteil kann die Anschlagscheibe radial U-förmig umgreifen. Sie bildet dann beidseitig eine axiale Lagerung für die Anschlagscheibe. Eine besonders kompakte Anordnung ergibt sich, wenn sich die Anschlagscheibe und das Antriebsrad radial teilweise überlappen.The housing component can radially surround the stop disk in a U-shape. It then forms an axial bearing for the stop disk on both sides. A particularly compact arrangement results when the stop disk and the drive wheel partially overlap radially.

Das Gehäusebauteil kann allein oder in Verbindung mit einem Frontdeckel das Wellgetriebe gegenüber der Umgebung vollständig abdichten. Ist ein Frontdeckel vorgesehen, kann dieser mit dem Gehäusebauteil beispielsweise verstemmt werden. Um Leckage zwischen dem Gehäusebauteil und dem Frontdeckel wirksam auszuschließen, ist optional ein Dichtring vorgesehen. Der Frondeckel kann in einer Ausgestaltung durch das Motorgehäuse eines das Wellgetriebe verstellenden Elektromotors gebildet sein.The housing component alone or in conjunction with a front cover can completely seal the harmonic drive from the environment. If a front cover is provided, it can be caulked to the housing component, for example. A sealing ring is optionally provided to effectively prevent leakage between the housing component and the front cover. In one embodiment, the front cover can be formed by the motor housing of an electric motor that adjusts the harmonic drive.

Das erfindungsgemäße Wellgetriebe eignet sich für einen elektrischen Nockenwellenversteller oder eine Vorrichtung zum Verändern des Verdichtungsverhältnisses einer Brennkraftmaschine. Bei dem Nockenwellenversteller ermöglicht sie die Verwendung eines Riementriebs mit einem trockenen Riemen, ohne dass aufwändige Dichtkonzepte erforderlich werden. Das Riemenrad kann als Antriebsrad gesintert werden, ohne dass Ölleckage auftritt, weil das antriebsradfeste Gehäusebauteil die Ölbarriere bildet. Das separat vom Gehäusebauteil hergestellte Antriebsrad kann stoffschlüssig mit diesem verbunden sein. Es eignet sich insbesondere für alle Verwendungen, bei denen das Abtriebselement öl- oder anderweitig geschmiert ist und ein Austritt des Schmierstoffs unterbunden werden soll.The harmonic drive according to the invention is suitable for an electric camshaft adjuster or a device for changing the compression ratio of an internal combustion engine. In the case of the camshaft adjuster, it enables the use of a belt drive with a dry belt without the need for complex sealing concepts. The pulley can be sintered as a driving wheel without oil leakage because the driving wheel-fixed housing member forms the oil barrier. The drive wheel, which is produced separately from the housing component, can be integrally connected to it. It is particularly suitable for all uses in which the output element is lubricated with oil or something else and the lubricant should be prevented from escaping.

Das Gehäusebauteil wird bevorzugt aus einem Blech hergestellt. Es kann damit eine komplexe geometrische Form bei gleichzeitig geringem Herstellungsaufwand aufweisen. Dadurch wird die kompakte Bauform ermöglicht. Denkbar ist auch, dass das Gehäusebauteil aus einem Kunststoff besteht.The housing component is preferably made from sheet metal. It can thus have a complex geometric shape with low production costs at the same time. This enables the compact design. It is also conceivable that the housing component consists of a plastic.

Für die Fertigung der Anschlagscheibe kommen zum Beispiel spanabhebende oder urformende, insbesondere pulvermetallurgische, Verfahren in Betracht. Entsprechendes gilt für die Fertigung des topfförmigen Abtriebselementes. Bei dem mit dem Abtriebselement direkt zusammenwirkenden, nachgiebigen Getriebeelement handelt es sich in bevorzugter Ausgestaltung um eine Kragenhülse, das heißt ein hülsenförmiges Bauteil mit einem radial nach außen gerichteten Kragen.For the manufacture of the stop disk, for example, machining or primary forming, in particular powder metallurgy, methods can be considered. The same applies to the manufacture of the cup-shaped output element. In a preferred embodiment, the flexible transmission element that interacts directly with the output element is a collar sleeve, that is to say a sleeve-shaped component with a radially outwardly directed collar.

Figurenlistecharacter list

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigen, teils in vereinfachter Darstellung:

  • 1 einen Nockenwellenversteller mit einem erfindungsgemäßen Wellgetriebe in einem nicht-maßstabsgetreuen Längsschnitt und
  • 2 das Gehäusebauteil und die Anschlagscheibe nach 1 in einer perspektivischen Teilansicht.
An exemplary embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to a drawing. Shown here, partly in a simplified representation:
  • 1 a camshaft adjuster with a harmonic drive according to the invention in a longitudinal section that is not true to scale and
  • 2 the housing component and the stop washer 1 in a perspective partial view.

Ein insgesamt mit 1 bezeichnetes Wellgetriebe kommt als Stellgetriebe eines elektrischen Nockenwellenverstellers in einem Kraftfahrzeug zum Einsatz. Das Wellgetriebe 1 umfasst eine Antriebsbaugruppe 2, welche als Ganzes drehbar ist und um eine mit R bezeichnete Rotationsachse rotiert. Die Rotationsachse R, das heißt Mittelachse des Wellgetriebes 1, ist mit der Rotationsachse der zu verstellenden Nockenwelle identisch.A harmonic drive, denoted overall by 1, is used as an adjusting gear of an electric camshaft adjuster in a motor vehicle. The harmonic drive 1 comprises a drive assembly 2 which can be rotated as a whole and which rotates about an axis of rotation denoted by R. The axis of rotation R, ie the central axis of harmonic drive 1, is identical to the axis of rotation of the camshaft to be adjusted.

Die Antriebsbaugruppe 2 umfasst ein Antriebselement 4 in Form eines Riemenrads. Statt des Riemenrades könnte mit gleicher Funktion auch ein Kettenrad verwendet werden. In jedem Fall rotiert das Antriebselement 4 in an sich bekannter Weise mit halber Kurbelwellendrehzahl des Verbrennungsmotors.The drive assembly 2 includes a drive element 4 in the form of a pulley. Instead of the belt wheel, a chain wheel could also be used with the same function. In any case, the drive element 4 rotates in a manner known per se at half the crankshaft speed of the internal combustion engine.

Weiterhin umfasst die Antriebsbaugruppe 2 ein Gehäusebauteil 5, welches wie ein Frontdeckel 3 als ein Blechteil ausgebildet ist. Auf der dem Antriebsrad 4 abgewandten Stirnseite ist das Gehäusebauteil 5 mit einem Flexrad 6 als einem nachgiebigen Getriebeelement verbunden, welches als Kragenhülse ausgeführt ist.Furthermore, the drive assembly 2 includes a housing component 5 which, like a front cover 3, is designed as a sheet metal part. On the end side facing away from the drive wheel 4, the housing component 5 is connected to a flex wheel 6 as a flexible transmission element, which is designed as a collar sleeve.

Bei dem Frontdeckel 3 handelt es sich um das Motorgehäuse eines Elektromotors, mit welchem das Wellgetriebe 1 betrieben wird. Die beiden aus Blech gefertigten Bauelemente Frondeckel 3 und Gehäusebauteil 5 sind mit Hilfe einer Dichtung 9 zueinander abgedichtet. Die Dichtung 9 liegt in einer Nut 10 des Gehäusebauteils 5 an.The front cover 3 is the motor housing of an electric motor with which the harmonic drive 1 is operated. The two components made of sheet metal, the front cover 3 and the housing component 5, are sealed off from one another with the aid of a seal 9. The seal 9 rests in a groove 10 of the housing component 5 .

Konzentrisch innerhalb des Gehäusebauteils 5 ist ein als Hohlrad ausgeführtes Abtriebselement 7 angeordnet. Das Hohlrad ist im Ausführungsbeispiel als Sinterteil ausgeführt. Auf derjenigen Stirnseite des Gehäusebauteils 5, welche dem Abtriebselement 7 und damit auch der zu verstellenden Nockenwelle abgewandt ist, befindet sich eine Anschlagscheibe 8, welche ebenso wie das Gehäusebauteil 5 der Antriebsbaugruppe 2 zuzurechnen ist.An output element 7 designed as a ring gear is arranged concentrically within the housing component 5 . In the exemplary embodiment, the ring gear is designed as a sintered part. On that end face of the housing component 5 which faces away from the driven element 7 and thus also from the camshaft to be adjusted, there is a stop disk 8 which, like the housing component 5 , can be attributed to the drive assembly 2 .

Das Flexrad 6 ist innerhalb des mit Hilfe der Dichtung 9 abgedichteten Innenraums des Wellgetriebes 1 mit dem Gehäusebauteil 5 verbunden. Hierbei liegt der mit 11 bezeichnete Kragen des Flexrads 6 an einer ringförmigen, stirnseitigen Fläche des Gehäusebauteils 5 an. Der Kragen 11, welcher in einer zur Rotationsachse R normalen Ebene liegt, geht an seinem inneren Rand über in einen hülsenförmigen Abschnitt 12, welcher eine Außenverzahnung 13 trägt. Die Außenverzahnung 13, welche durch umformende Verfahren herstellbar ist, greift partiell in eine Innenverzahnung 14 des Abtriebselementes 7 ein. Die Innenverzahnung 14 befindet sich an der Innenumfangsfläche eines zylindrischen Abschnitts 15 des Abtriebselementes 7.The flex wheel 6 is connected to the housing component 5 inside the interior of the harmonic drive 1 that is sealed off with the aid of the seal 9 . The collar of the flex wheel 6 labeled 11 bears against an annular, end face of the housing component 5 . The collar 11, which lies in a plane normal to the axis of rotation R, transitions at its inner edge into a sleeve-shaped section 12, which carries external teeth 13. The external toothing 13 , which can be produced by forming methods, partially engages in an internal toothing 14 of the driven element 7 . The internal toothing 14 is located on the inner peripheral surface of a cylindrical section 15 of the output element 7.

An der Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts 15 ist ein als Gleitlager ausgebildetes Radiallager 16 zwischen dem Abtriebselement 7 und dem Gehäusebauteil 5 gebildet. Zwischen dem Gehäusebauteil 5 und dem Abtriebselement 7 ist nockenwellenseitig zusätzlich eine axiale Lagerungsfunktion gegeben. Die durch das Gehäusebauteil 5 bereitgestellte, direkt mit dem Abtriebselement 7 zusammenwirkende Gleitlagerfläche ist durch einen inneren Abschnitt 17 des Gehäusebauteils 5 gebildet. An den inneren Abschnitt 17 schließt sich nach außen ein Scheibenabschnitt 18 an. Der Scheibenabschnitt 18 wiederum geht einstückig über in einen äußeren Radialabschnitt 30, an dem die Nut 10 angeordnet ist. Vom äußeren Radialabschnitt 30 erstrecken sich stirnseitig einzelne Laschen 31. Mit den Laschen 31, dem äußeren Radialabschnitt 30 und dem Scheibenabschnitt 18 umgreift das Gehäusebauteil 5 die Anschlagscheibe 8 U-förmig. A radial bearing 16 designed as a slide bearing is formed on the outer peripheral surface of the cylindrical section 15 between the output element 7 and the housing component 5 . Between the housing component 5 and the driven element 7 there is an additional axial bearing function on the camshaft side. The plain bearing surface provided by the housing component 5 and interacting directly with the output element 7 is formed by an inner section 17 of the housing component 5 . A disc section 18 adjoins the inner section 17 on the outside. The disk section 18 in turn transitions in one piece into an outer radial section 30 on which the groove 10 is arranged. Individual lugs 31 extend from the outer radial section 30 at the front. With the lugs 31, the outer radial section 30 and the disk section 18, the housing component 5 surrounds the stop disk 8 in a U-shape.

Das Abtriebselement 7 weist im Wesentlichen eine Topfform auf, wobei sich an den zylindrischen Abschnitt 15 ein nicht geschlossener Boden 19 anschließt. Der Boden 19 weist in seiner Mitte einen Zapfen 20 auf, welcher in die nicht dargestellte, zu verstellende Nockenwelle eingesteckt ist. Eine das Abtriebselement 7 mit der Nockenwelle verbindende Zentralschraube, welche den hohlen Zapfen 20 durchdringt, ist ebenfalls nicht dargestellt.The output element 7 essentially has the shape of a pot, with a bottom 19 that is not closed adjoining the cylindrical section 15 . The bottom 19 has in its center a pin 20 which is inserted into the camshaft, not shown, to be adjusted. A central screw connecting the driven element 7 to the camshaft and penetrating the hollow pin 20 is also not shown.

Eine Axiallagerung 21 zwischen der Antriebsbaugruppe 2 und dem Abtriebselement 7 ist unmittelbar zwischen dem Boden 19 und einem inneren Scheibenabschnitt 22 des zweiten Gehäusebauteils 5 gebildet. Der ringförmige Scheibenabschnitt 22 geht an seinem inneren Rand in einen inneren Hülsenabschnitt 23 über, welcher den Zapfen 20 konzentrisch umgibt. Insgesamt weist das Gehäusebauteil 5 damit eine mehrfach gestufte Form auf. In ähnlicher Weise ist der Frontdeckel 3 mehrfach gestuft.An axial bearing 21 between the input assembly 2 and the output element 7 is directly between the bottom 19 and an inner disk portion 22 of the second housing structure partly 5 formed. The annular disc section 22 merges at its inner edge into an inner sleeve section 23 which surrounds the pin 20 concentrically. Overall, the housing component 5 thus has a multiple stepped shape. In a similar way, the front cover 3 has multiple tiers.

Im Gehäusebauteil 5 befinden sich über den Umfang verteilt mehrere Ausnehmungen 24 in den Laschen 31 zur Befestigung der Anschlagscheibe 7 und des Flexrads 6 mittels Schrauben 25. Die Ausnehmungen 24 befinden sich radial - bezogen auf die Rotationsachse R - innerhalb der Dichtung 9. Die Ausnehmungen 24 fluchten mit Aussparungen 26 im Flexrad 6 und in der Anschlagscheibe 8. In der ringförmigen Anschlagscheibe 8 sind die Aussparungen 26 in radial nach außen weisenden Vorsprüngen 32 angeordnet, die zusammen mit den Laschen 31 als Gegenvorsprüngen 33 die axiale Sicherung am nockenwellenabgewandten Ende bilden.In the housing component 5 there are several recesses 24 distributed over the circumference in the tabs 31 for fastening the stop disk 7 and the flexwheel 6 by means of screws 25. The recesses 24 are located radially - in relation to the axis of rotation R - within the seal 9. The recesses 24 are aligned with recesses 26 in the flexwheel 6 and in the stop disk 8. In the annular stop disk 8, the recesses 26 are arranged in radially outward-pointing projections 32, which together with the tabs 31 as counter-projections 33 form the axial security at the end facing away from the camshaft.

Ein im Innenraum des Wellgetriebes 1 angeordneter und nicht dargestellter Wellgenerator dient der Verformung des Flexrads 6. Der Wellgenerator umfasst ein Kugellager mit einem Innenring, Wälzkörpern, das heißt Kugeln, die in einem Käfig geführt sind, sowie einem Außenring als dem Flexrad 6. Der Innenring ist in sich starr und weist eine nicht kreisrunde, elliptische Form auf. Der Außenring ist im Gegensatz zum Innenring nachgiebig und passt sich permanent der unrunden Form des Innenrings an. Hierdurch wird die Außenverzahnung 13 lediglich an zwei einander diametral gegenüberliegenden Stellen in Eingriff mit der Innenverzahnung 14 gebracht. Durch eine geringfügig, nämlich um zwei, unterschiedliche Zähnezahl der Innenverzahnung 14 einerseits und der Außenverzahnung 13 andererseits wird eine volle Umdrehung des Innenrings in an sich bekannter Weise in eine vergleichsweise geringe Verschwenkung des Abtriebselementes 7 gegenüber der Antriebsbaugruppe 2 umgesetzt.A wave generator, which is arranged in the interior of harmonic drive 1 and is not shown, is used to deform the flex wheel 6. The wave generator comprises a ball bearing with an inner ring, rolling elements, i.e. balls that are guided in a cage, and an outer ring as the flex wheel 6. The inner ring is rigid in itself and has a non-circular, elliptical shape. In contrast to the inner ring, the outer ring is flexible and constantly adapts to the non-round shape of the inner ring. As a result, the external toothing 13 is only brought into engagement with the internal toothing 14 at two diametrically opposite points. Due to a slightly different number of teeth, namely by two, of the internal toothing 14 on the one hand and the external toothing 13 on the other hand, a full rotation of the inner ring is converted in a manner known per se into a comparatively small pivoting of the output element 7 relative to the drive assembly 2 .

Der Bereich, in welchem das Abtriebselement 7 gegenüber der Antriebsbaugruppe 2 verschwenkbar ist, ist durch eine Anschlagvorrichtung begrenzt. Die Anschlagvorrichtung, welche den Schwenkwinkel zwischen dem Abtriebselement 7 und der Antriebsbaugruppe 2 limitiert, ist durch nach außen gerichtete Anschlagnasen 29 des Abtriebselements 7 einerseits und andererseits durch eine Tasche 28 in der Anschlagscheibe 8 gebildet, wobei die Tasche 28 durch Ringvorsprünge 27 begrenzt ist.The area in which the driven element 7 can be pivoted relative to the drive assembly 2 is limited by a stop device. The stop device, which limits the pivoting angle between the driven element 7 and the drive assembly 2, is formed by outwardly directed stop lugs 29 of the driven element 7 on the one hand and by a pocket 28 in the stop disk 8 on the other hand, with the pocket 28 being delimited by annular projections 27.

BezugszeichenlisteReference List

11
Wellgetriebeharmonic drive
22
Antriebsbaugruppedrive assembly
33
Frontdeckelfront cover
44
Antriebselementdrive element
55
Gehäusebauteilhousing component
66
Flexradflexwheel
77
Abtriebselementoutput element
88th
Anschlagscheibestop washer
99
Dichtungpoetry
1010
Nutgroove
1111
Kragencollar
1212
hülsenförmiger Abschnittsleeve-shaped section
1313
Außenverzahnungexternal teeth
1414
Innenverzahnunginternal teeth
1515
zylindrischer Abschnittcylindrical section
1616
Radiallagerradial bearing
1717
innerer Abschnittinner section
1818
Scheibenabschnittslice section
1919
BodenFloor
2020
Zapfencones
2121
Axiallagerungaxial bearing
2222
innerer Scheibenabschnittinner disc section
2323
innerer Hülsenabschnittinner sleeve section
2424
Ausnehmungrecess
2525
Schraubescrew
2626
Aussparungrecess
2727
Ringvorsprungring protrusion
2828
TascheBag
2929
Anschlagnasestop nose
3030
äußerer Radialabschnittouter radial section
3131
Laschetab
3232
Vorsprunghead Start
3333
Gegenvorsprung counter projection
RR
Rotationsachseaxis of rotation

Claims (10)

Wellgetriebe (1) mit - einem einer als Ganzes drehbaren Antriebsbaugruppe (2) zuzurechnenden Antriebsrad (4), - einem nachgiebigen Flexrad (6) und - einem Abtriebselement (7), welches begrenzt drehbar in der Antriebsbaugruppe (2) gelagert ist, - einem Gehäusebauteil (5), das mit dem Antriebsrad (4) fest verbunden ist, das ein Radiallager (16) mit dem Abtriebselement (7) bildet und das als ein Dichtdeckel ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass - das Wellgetriebe eine Anschlagscheibe (8) aufweist, welche zumindest teilweise axial beidseitig durch das Gehäusebauteil (5) umgriffen ist.Wave gearing (1) with - a drive wheel (4) to be assigned to a drive assembly (2) that can rotate as a whole, - a flexible flex wheel (6) and - an output element (7), which is mounted in the drive assembly (2) so that it can rotate to a limited extent, - a Housing component (5) which is firmly connected to the drive wheel (4), which forms a radial bearing (16) with the driven element (7) and which is designed as a sealing cover, characterized in that net that - the harmonic drive has a stop disk (8) which is at least partially encompassed axially on both sides by the housing component (5). Wellgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäusebauteil (5) mit dem Flexrad (6) fest verbunden ist.Wave gear after claim 1 , characterized in that the housing component (5) is firmly connected to the flex wheel (6). Wellgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäusebauteil (5) als ein einteiliges Blechteil ausgebildet ist.Wave gear after claim 1 or 2 , characterized in that the housing component (5) is designed as a one-piece sheet metal part. Wellgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das die Anschlagscheibe (8) nach radial außen weisende Vorsprünge (32) aufweist, die mit am Gehäusebauteil (5) angeordneten Gegenvorsprüngen (33) einen Bajonettverschluss bilden.Harmonic drive according to one of the preceding claims, characterized in that the stop disc (8) has projections (32) pointing radially outwards, which form a bayonet lock with counter-projections (33) arranged on the housing component (5). Wellgetriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäusebauteil (5), die Anschlagscheibe (8) und das Flexrad (6) jeweils miteinander fluchtende Ausnehmungen (24) und Aussparungen (26) aufweisen und über diese gemeinsam verschraubt sind.Wave gear after claim 4 , characterized in that the housing component (5), the stop disc (8) and the flexwheel (6) each have aligned recesses (24) and recesses (26) and are screwed together via these. Wellgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäusebauteil (5) eine axiale Lagerung für die Anschlagscheibe (8) und für das Antriebsrad (4) bildet.Harmonic drive according to one of the preceding claims, characterized in that the housing component (5) forms an axial bearing for the stop disc (8) and for the drive wheel (4). Wellgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäusebauteil (5) Laschen (31) aufweist.Wave gear according to one of Claims 1 until 6 , characterized in that the housing component (5) has tabs (31). Nockenwellenversteller mit einem Wellgetriebe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Camshaft adjuster with a harmonic drive (1) according to one of the preceding claims. Nockenwellenversteller nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsrad (4) als ein Riemenrad ausgebildet ist.camshaft adjuster claim 8 , characterized in that the drive wheel (4) is designed as a pulley. Verfahren zur Herstellung eines Wellgetriebes nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Laschen (31) nach der Montage der Anschlagscheibe (8) umgebogen werden.Method for manufacturing a harmonic drive claim 7 , characterized in that the tabs (31) are bent after the assembly of the stop disc (8).
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