DE102019120100A1 - Wave gear and method for assembling a wave gear - Google Patents

Wave gear and method for assembling a wave gear Download PDF

Info

Publication number
DE102019120100A1
DE102019120100A1 DE102019120100.4A DE102019120100A DE102019120100A1 DE 102019120100 A1 DE102019120100 A1 DE 102019120100A1 DE 102019120100 A DE102019120100 A DE 102019120100A DE 102019120100 A1 DE102019120100 A1 DE 102019120100A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
spring
cassette
housing
flexible
designed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE102019120100.4A
Other languages
German (de)
Inventor
Bastian Hain
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler Technologies AG and Co KG filed Critical Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority to DE102019120100.4A priority Critical patent/DE102019120100A1/en
Publication of DE102019120100A1 publication Critical patent/DE102019120100A1/en
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H49/00Other gearings
    • F16H49/001Wave gearings, e.g. harmonic drive transmissions
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/352Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using bevel or epicyclic gear
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/3442Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using hydraulic chambers with variable volume to transmit the rotating force
    • F01L2001/3445Details relating to the hydraulic means for changing the angular relationship
    • F01L2001/34483Phaser return springs
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/352Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using bevel or epicyclic gear
    • F01L2001/3521Harmonic drive of flexspline type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2250/00Camshaft drives characterised by their transmission means
    • F01L2250/02Camshaft drives characterised by their transmission means the camshaft being driven by chains
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H35/00Gearings or mechanisms with other special functional features
    • F16H35/008Gearings or mechanisms with other special functional features for variation of rotational phase relationship, e.g. angular relationship between input and output shaft

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Retarders (AREA)

Abstract

Ein Wellgetriebe umfasst ein Gehäuse (2), ein im Gehäuse (2) drehbar gelagertes Abtriebselement (4) und ein flexibles, außenverzahntes Getriebeelement (7), zu dessen Verformung ein Wellgenerator (8) vorgesehen ist, wobei ein zwischen dem Gehäuse (2) und dem Abtriebselement (4) wirksames, als Drehfeder ausgebildetes, in eine Federkassette (20) integriertes Federelement (16) in dem Gehäuse (2) angeordnet ist. Das Federelement (16) ist einerseits an einem Verstellelement (10) des Wellgenerators (8) und andererseits entweder am Gehäuse (2) oder am Abtriebselement (4) angehängt.A harmonic drive comprises a housing (2), an output element (4) rotatably mounted in the housing (2) and a flexible, externally toothed gear element (7), for the deformation of which a wave generator (8) is provided, with a between the housing (2) and a spring element (16) which is effective for the output element (4) and is designed as a torsion spring and integrated in a spring cassette (20) is arranged in the housing (2). The spring element (16) is attached, on the one hand, to an adjusting element (10) of the wave generator (8) and, on the other hand, either to the housing (2) or to the output element (4).

Description

Die Erfindung betrifft ein für die Verwendung in einem elektromechanischen Nockenwellenversteller geeignetes Wellgetriebe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Weiter betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Montage eines Wellgetriebes.The invention relates to a harmonic drive suitable for use in an electromechanical camshaft adjuster according to the preamble of claim 1. The invention also relates to a method for assembling a harmonic drive.

Ein gattungsgemäßes Wellgetriebe ist beispielsweise aus der US 2011/0030631 A1 bekannt. Dieses Wellgetriebe weist ein als Ganzes drehbares Gehäuse sowie ein im Gehäuse drehbares Abtriebselement auf, wobei das Abtriebselement gegenüber dem Gehäuse durch eine Federvorrichtung vorgespannt ist. Die Federvorrichtung umfasst eine Feder, welche in einer Kassette angeordnet ist.A generic harmonic drive is for example from US 2011/0030631 A1 known. This harmonic drive has a housing that can be rotated as a whole and an output element that can rotate in the housing, the output element being pretensioned relative to the housing by a spring device. The spring device comprises a spring which is arranged in a cassette.

Ein in ein Wellgetriebe eingebautes, als Drehfeder wirkendes Federelement kann allgemein dazu dienen, bei einem Ausfall der Energieversorgung das mit einer zu verstellenden Welle verbundene Abtriebselement des Wellgetriebes in eine gewünschte Richtung zu verstellen, bis eine definierte Anschlagsposition erreicht ist.A spring element built into a harmonic drive acting as a torsion spring can generally serve to adjust the output element of the harmonic drive connected to a shaft to be adjusted in a desired direction in the event of a power failure until a defined stop position is reached.

Wellgetriebe arbeiten prinzipbedingt mit einem verformbaren Getriebeelement. Im Fall der US 2011/0030631 A1 ist dieses Getriebeelement als außenverzahnter Flexring ausgebildet. Unter einem Flexring wird ein einfaches ringförmiges Element verstanden, welches die Form eines Zylindermantels hat und keinerlei flanschförmige, radial nach innen oder außen gerichtete Fortsätze aufweist.Due to their principle, wave gears work with a deformable gear element. In the case of the US 2011/0030631 A1 this gear element is designed as an externally toothed flex ring. A flex ring is understood to be a simple ring-shaped element which has the shape of a cylinder jacket and has no flange-shaped extensions directed radially inward or outward.

Statt einer simplen zylindrischen Form, wie sie bei einem Flexring gegeben ist, kann ein nachgiebiges Getriebeelement eines Wellgetriebes zum Beispiel auch eine Topfform beschreiben. Beispielhaft wird in diesem Zusammenhang auf die Dokumente DE 10 2017 121 320 B3 und DE 10 2017 109 303 B3 hingewiesen.Instead of a simple cylindrical shape, as is the case with a flex ring, a flexible gear element of a harmonic drive can also describe a cup shape, for example. In this context, reference is made to the documents as an example DE 10 2017 121 320 B3 and DE 10 2017 109 303 B3 pointed out.

Ebenso sind Wellgetriebe bekannt, deren elastisches Getriebeelement eine Hutform, auch als Kragenform bezeichnet, beschreibt. Derartige Wellgetriebe sind beispielsweise aus den Dokumenten DE 10 2017 121 024 A1 und DE 10 2017 119 460 B3 bekannt.Wave gears are also known, the elastic gear element of which describes a hat shape, also referred to as a collar shape. Such wave gears are for example from the documents DE 10 2017 121 024 A1 and DE 10 2017 119 460 B3 known.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gegenüber dem genannten Stand der Technik weiterentwickeltes, durch eine Feder mit einem Drehmoment in Richtung einer Anschlagsposition vorgespanntes Wellgetriebe anzugeben, welches sich durch einen besonders kompakten, fertigungsfreundlichen Aufbau auszeichnet.The invention is based on the object of specifying a harmonic drive which has been further developed compared to the cited prior art and is prestressed by a spring with a torque in the direction of a stop position, which is characterized by a particularly compact, production-friendly structure.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Wellgetriebe mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Ebenso wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Montage eines Wellgetriebes gemäß Anspruch 10. Im Folgenden im Zusammenhang mit dem Montageverfahren erläuterte Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung gelten sinngemäß auch für die Vorrichtung, das heißt das Wellgetriebe, und umgekehrt.This object is achieved according to the invention by a harmonic drive with the features of claim 1. The object is also achieved by a method for assembling a harmonic drive according to claim 10. The embodiments and advantages of the invention explained below in connection with the assembly method also apply accordingly to the device , that is, the harmonic drive, and vice versa.

Das Wellgetriebe umfasst in an sich bekannter Grundkonzeption ein Gehäuse, ein im Gehäuse drehbar gelagertes Abtriebselement, sowie ein flexibles, außenverzahntes Getriebeelement, zu dessen Verformung ein Wellgenerator vorgesehen ist. Das in typischen Ausgestaltungen als Antriebselement fungierende Gehäuse wird ebenso wie das Abtriebselement als Anschlusselement des Wellgetriebes bezeichnet. In dem Gehäuse ist ein zwischen den Anschlusselementen wirksames, als Drehfeder ausgebildetes, in eine Federkassette integriertes Federelement angeordnet.In a basic concept known per se, the harmonic drive comprises a housing, an output element rotatably mounted in the housing, and a flexible, externally toothed gear element, for the deformation of which a wave generator is provided. The housing, which functions as a drive element in typical configurations, is referred to as the connection element of the harmonic drive, just like the output element. A spring element, designed as a torsion spring and integrated in a spring cassette, which acts between the connection elements, is arranged in the housing.

Erfindungsgemäß ist das Federelement einerseits an einem Verstellelement des Wellgenerators und andererseits an einem der Anschlusselemente, das heißt entweder am Antriebselement oder am Abtriebselement, angehängt. Bei dem flexiblen Getriebeelement handelt es sich beispielsweise um ein topfförmiges Element, das heißt einen Flextopf, um eine Kragenhülse, oder um einen einfachen Flexring.According to the invention, the spring element is attached on the one hand to an adjusting element of the wave generator and on the other hand to one of the connection elements, that is to say either on the drive element or on the output element. The flexible gear element is, for example, a cup-shaped element, that is to say a flexible cup, a collar sleeve, or a simple flexible ring.

Von bekannten vorgespannten Wellgetrieben, bei welchen ein Federelement direkt zwischen das Antriebselement und das Abtriebselement gespannt ist, unterscheidet sich das erfindungsgemäße Wellgetriebe somit grundsätzlich dadurch, dass das Federelement am Verstellelement, welches in typischen Anwendungen elektrisch angetrieben ist, angehängt ist. Der Begriff „angehängt“ wird unabhängig davon verwendet, wie die Kraft- und Drehmomentübertragung zwischen dem Federelement einerseits und dem Verstellelement beziehungsweise Anschlusselement andererseits realisiert ist. In jedem Fall ist das Federelement getrieblich zwischen dem Verstellelement und einem der Anschlusselemente angeordnet. Dies bedeutet, dass die Federkraft durch die Übersetzung des als Stellgetriebe verwendeten Wellgetriebes auf das Abtriebselement einwirkt.From known preloaded wave drives, in which a spring element is tensioned directly between the drive element and the output element, the wave drive according to the invention differs fundamentally in that the spring element is attached to the adjustment element, which is electrically driven in typical applications. The term “attached” is used regardless of how the force and torque transmission between the spring element on the one hand and the adjusting element or connection element on the other hand is implemented. In any case, the spring element is arranged in a geared manner between the adjusting element and one of the connecting elements. This means that the spring force acts on the output element through the translation of the harmonic drive used as an adjusting gear.

Je nach Verwendung des Wellgetriebes kann dessen Gehäuse entweder ein als Ganzes drehbares Antriebselement darstellen oder fest in eine Umgebungskonstruktion eingebaut sein. Der erste Fall ist bei einer Anwendung als Stellgetriebe eines Nockenwellenverstellers, der zweite Fall bei Anwendung als Stellgetriebe einer Vorrichtung zur Variation des Verdichtungsverhältnisses eines Hubkolbenmotors gegeben.Depending on the use of the harmonic drive, its housing can either represent a drive element that can be rotated as a whole or be permanently installed in a surrounding structure. The first case is given when used as an adjusting gear of a camshaft adjuster, the second case when used as an adjusting gear of a device for varying the compression ratio of a reciprocating piston engine.

In einer möglichen Ausgestaltung ist die Federkassette innerhalb des als Flextopf gestalteten nachgiebigen Getriebeelementes axial zwischen dem Verstellelement und einem Boden des Abtriebselementes angeordnet, wobei das Abtrieselement vorzugsweise ebenfalls topfförmig gestaltet ist. Die Anordnung der Federkassette in einem ringscheibenförmigen Raum zwischen dem Verstellelement und dem Boden des Abtriebselementes ermöglicht einen besonders kompakten Aufbau des Wellgetriebes und zugleich eine geschützte Unterbringung der Federkassette innerhalb des durch An- und das Abtriebselement gebildeten Hohlraums.In one possible embodiment, the spring cassette is in the form of a flexible pot designed flexible gear element arranged axially between the adjusting element and a bottom of the output element, wherein the Abtrieselement is preferably also cup-shaped. The arrangement of the spring cassette in an annular disk-shaped space between the adjusting element and the bottom of the output element enables a particularly compact construction of the harmonic drive and at the same time a protected accommodation of the spring cassette within the cavity formed by the input and output element.

Die Federkassette weist gemäß einer möglichen Bauform ein topfförmiges Kassettengehäuse mit einem nicht geschlossenen Boden auf, welcher in einen eine zentrale Öffnung begrenzenden inneren zylindrischen Abschnitt übergeht, der in einer entsprechend dimensionierten Öffnung im Boden des Abtriebselementes, insbesondere per Pressverband, gehalten ist. Auch sonstige zur Übertragung eines Drehmoments geeignete Verbindungen zwischen dem Gehäuse der Federkassette und dem Abtriebselement kommen in Betracht. Insbesondere kann eine solche Verbindung mit Hilfe einer Zentralschraube, mit der das Abtriebselement an der zu verstellenden Welle festgeschraubt ist, hergestellt sein. In allen Fällen ist ein Ende des Federelementes, insbesondere das äußere Federende im Fall der Ausbildung des Federelementes als Spiralfeder, kraftübertragend mit dem Gehäuse der Federkassette gekoppelt.According to one possible design, the spring cassette has a pot-shaped cassette housing with a non-closed base, which merges into an inner cylindrical section delimiting a central opening, which is held in a correspondingly dimensioned opening in the base of the output element, in particular by an interference fit. Other connections between the housing of the spring cassette and the output element that are suitable for transmitting a torque can also be considered. In particular, such a connection can be established with the aid of a central screw with which the output element is screwed to the shaft to be adjusted. In all cases, one end of the spring element, in particular the outer spring end if the spring element is designed as a spiral spring, is coupled to the housing of the spring cassette in a force-transmitting manner.

Das Gehäuse der Federkassette ist komplettiert durch einen Kassettendeckel, welcher auf das topfförmige Kassettengehäuse, das heißt den Hauptteil des Gehäuses, gesetzt ist. Zur Verbindung zwischen dem Kassettengehäuse und dem Kassettendeckel kommen verschiedenste Verbindungstechnologien in Betracht. Beispielhaft sind Clinchen und Nieten als Formschlussverbindungen, kraftschlüssige Verbindungen, wie ein Pressverband, sowie eine durch Punktschweißen hergestellte stoffschlüssige Verbindung zu nennen. Unabhängig von der Art der Verbindung zwischen dem Kassettendeckel und dem Kassettengehäuse kann ein Teil der Federkassette, insbesondere der Kassettendeckel, als Axialanschlag gegenüber einem Außenring des Wellgenerators fungieren.The housing of the spring cassette is completed by a cassette cover which is placed on the cup-shaped cassette housing, that is to say the main part of the housing. A wide variety of connection technologies can be used for the connection between the cassette housing and the cassette cover. Examples include clinching and riveting as form-fit connections, force-fit connections, such as an interference fit, and a material connection produced by spot welding. Regardless of the type of connection between the cassette cover and the cassette housing, part of the spring cassette, in particular the cassette cover, can function as an axial stop with respect to an outer ring of the wave generator.

Im Vergleich zu dem aus der US 2011/0030631 A1 bekannten Stellgetriebe ist die Rückstellfeder, das heißt das Federelement, des erfindungsgemäßen Wellgetriebes von der Ausgangsseite des Getriebes in Richtung zu dessen Innenraum verschoben. Aufgrund der gegebenen Getriebeübersetzung, welche beispielsweise bei 1 : 60 oder 1 : 90 oder einem noch höheren Untersetzungsverhältnis liegt, ist zudem eine im Vergleich zum Stand der Technik sehr schwach ausgelegte Feder als Rückstellfeder für die zuverlässige Verstellung des Wellgetriebes in eine Basisposition ausreichend.Compared to the one from the US 2011/0030631 A1 known actuating gear, the return spring, that is to say the spring element, of the harmonic drive according to the invention is displaced from the output side of the gear in the direction of its interior. Due to the given gear ratio, which is, for example, 1:60 or 1:90 or an even higher reduction ratio, a very weak spring compared to the prior art is sufficient as a return spring for the reliable adjustment of the harmonic drive into a base position.

Bei dem Verstellelement, welches dem Wellgenerator zuzurechnen ist, handelt es sich vorzugsweise um einen Innenring eines Wälzlagers, beispielsweise Kugellagers, des Wellgenerators. Der Innenring ist in bevorzugter Ausgestaltung durch ein Hülsenelement, welches in den Innenring eingreift, insbesondere in diesen eingepresst ist, mit dem inneren Federende des Federelements verbunden. Hierbei kann sich das typischerweise aus Blech gefertigte Hülsenelement in Axialrichtung, ausgehend vom Innenring, verjüngen, womit ein erweiterter Einbauraum für die Federkassette bereitgestellt wird. Zugleich kann der Innenring durch das Hülsenelement in Axialrichtung gegen das Abtriebselement abgestützt werden, wobei das zusammen mit dem Innenring drehbare Hülsenelement vorzugsweise nicht direkt gegen das Abtriebselement, sondern gegen den Boden des flexiblen Getriebeelements, das heißt Flexrings, anläuft.The adjusting element, which can be assigned to the wave generator, is preferably an inner ring of a roller bearing, for example a ball bearing, of the wave generator. In a preferred embodiment, the inner ring is connected to the inner spring end of the spring element by a sleeve element which engages in the inner ring, in particular is pressed into it. In this case, the sleeve element, which is typically made of sheet metal, can taper in the axial direction, starting from the inner ring, which provides an expanded installation space for the spring cassette. At the same time, the inner ring can be supported by the sleeve element in the axial direction against the output element, the sleeve element rotatable together with the inner ring preferably not running directly against the output element, but against the bottom of the flexible gear element, i.e. flexring.

Bei typischen Anwendungen als Stellgetriebe weist die Drehfeder des Wellgetriebes, das heißt das als Bandfeder gestaltete Federelement, beispielsweise eine Materialstärke von mindestens 0,15 mm und maximal 0,3 mm, insbesondere eine Stärke von 0,2 mm, auf. Aufgrund der hohen Untersetzung des Wellgetriebes ist die damit erzeugte Federkraft ausreichend zur Verdrehung des Verstellelementes, womit indirekt auch das vorzugsweise topfförmig gestaltete Abtriebselement gegenüber dem Gehäuse verdreht wird. Um das Abtriebselement über einen vorgegeben maximalen Schwenkwinkel von einigen zehn Grad gegenüber dem Gehäuse zu verschwenken, sind mehrere Umdrehungen des Verstellelementes erforderlich. Mit Hilfe der als Wickelfeder ausgebildeten Drehfeder ist dies bewerkstelligbar.In typical applications as an adjusting gear, the torsion spring of the harmonic drive, that is, the spring element designed as a band spring, has a material thickness of at least 0.15 mm and a maximum of 0.3 mm, in particular a thickness of 0.2 mm. Due to the high reduction of the harmonic drive, the spring force thus generated is sufficient to rotate the adjusting element, which indirectly also rotates the preferably cup-shaped output element relative to the housing. In order to swivel the output element over a predetermined maximum swivel angle of a few tens of degrees with respect to the housing, several revolutions of the adjusting element are required. This can be accomplished with the aid of the torsion spring designed as a clock spring.

Allgemein zeichnet sich das Wellgetriebe aufgrund der Integration des Federelementes in eine Federkassette durch eine besonders rationelle und prozesssichere Montage aus. Bei der Montage wird davon ausgegangen, dass zunächst verschiedene Komponenten, nämlich ein Antriebselement, ein im Antriebselement lagerbares, mit einer zu verstellenden Welle zu verbindendes Abtriebselement, ein flexibles, beispielsweise topfförmiges Getriebeelement, ein Wellgenerator, welcher ein Wälzlager einschließlich eines nicht kreisrunden, elliptischen Innenrings umfasst, eine Federkassette mit einem als Torsionsfeder wirksamen Federelement, sowie ein Hülsenelement, dessen Durchmesser auf den Innendurchmesser des Innenrings sowie auf den Innendurchmesser des Federelements abgestimmt ist, bereitgestellt werden.In general, due to the integration of the spring element in a spring cassette, the harmonic drive is characterized by a particularly efficient and process-reliable assembly. During assembly, it is assumed that initially various components, namely a drive element, an output element that can be stored in the drive element and connected to a shaft to be adjusted, a flexible, for example pot-shaped gear element, a wave generator, which has a roller bearing including a non-circular, elliptical inner ring comprises, a spring cassette with a spring element acting as a torsion spring, and a sleeve element, the diameter of which is matched to the inner diameter of the inner ring and to the inner diameter of the spring element, are provided.

Im Zuge des Montageverfahrens werden der Wellgenerator, das flexible, beispielsweise topfförmige Getriebeelement und die Federkassette in einen durch das Antriebselement und das Abtriebselement gebildeten Hohlraum eingesetzt, wobei der Innenring über das Hülsenelement mit einem inneren Federende des Federelementes verbunden wird.In the course of the assembly process, the wave generator, the flexible one, for example cup-shaped gear element and the spring cassette inserted into a cavity formed by the drive element and the output element, the inner ring being connected to an inner spring end of the spring element via the sleeve element.

Sofern das nachgiebige Getriebeelement topfförmig gestaltet ist, kann bei der Montage der Boden dieses Getriebeelementes durch die Verbindung des Kassettengehäuses der Federkassette mit dem Abtriebselement drehfest an das Abtriebselement angeschlossen werden. Innerhalb des fertig montierten Wellgetriebes ist damit der Boden des Flextopfes sandwichartig zwischen dem Gehäuse der Federkassette und dem Boden des Abtriebselementes angeordnet.If the flexible gear element is cup-shaped, the base of this gear element can be connected to the output element in a rotationally fixed manner by connecting the cassette housing of the spring cassette to the output element. The base of the flexible pot is thus sandwiched between the housing of the spring cassette and the base of the output element within the fully assembled harmonic drive.

Das Wellgetriebe ist nicht nur für die Verwendung als Stellgetriebe eines Verbrennungsmotors, sondern auch für industrielle Anwendungen, beispielsweise in einer Werkzeugmaschine oder in einem Industrieroboter, geeignet.The harmonic drive is not only suitable for use as a control gear of an internal combustion engine, but also for industrial applications, for example in a machine tool or in an industrial robot.

Der Vorteil der Erfindung liegt insbesondere darin, dass durch die Federkassette eine axiale Abstützung des als dünnwandige Spiralfeder ausgebildeten Federelementes in beide Richtungen gegeben ist, wobei die Federkassette einen einfachen Einbau des Federelementes in vorgespanntem Zustand ermöglicht.The advantage of the invention lies in the fact that the spring cassette provides axial support for the spring element, which is designed as a thin-walled spiral spring, in both directions, the spring cassette allowing the spring element to be easily installed in the pretensioned state.

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

  • 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Wellgetriebes in vereinfachter Schnittdarstellung,
  • 2 eine Federkassette des Wellgetriebes nach 1 in einer Schnittdarstellung,
  • 3 die Federkassette nach 2 in Explosionsdarstellung,
  • 4 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Wellgetriebes,
  • 5 ein drittes Ausführungsbeispiel eines Wellgetriebes.
Three exemplary embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to a drawing. Show here:
  • 1 a first embodiment of a harmonic drive in a simplified sectional view,
  • 2 a spring cassette of the wave gear 1 in a sectional view,
  • 3 the spring cassette 2 in exploded view,
  • 4th a second embodiment of a harmonic drive,
  • 5 a third embodiment of a harmonic drive.

Die folgenden Erläuterungen beziehen sich, soweit nicht anders angegeben, auf sämtliche Ausführungsbeispiele. Einander entsprechende oder prinzipiell gleichwirkende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.Unless otherwise stated, the following explanations relate to all exemplary embodiments. Parts which correspond to one another or have the same effect in principle are identified in all figures with the same reference symbols.

Ein insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichnetes Wellgetriebe ist zur Verwendung als Stellgetriebe eines nicht weiter dargestellten elektromechanischen Nockenwellenverstellers in einem als Hubkolbenmotor ausgebildeten Verbrennungsmotor vorgesehen. Hinsichtlich der prinzipiellen Funktion des Wellgetriebes 1 wird auf den eingangs zitierten Stand der Technik verwiesen.A total of the reference number 1 The harmonic drive marked is intended for use as an adjusting gear of an electromechanical camshaft adjuster, not shown, in an internal combustion engine designed as a reciprocating piston engine. With regard to the basic function of the harmonic drive 1 reference is made to the prior art cited at the beginning.

Das Wellgetriebe 1 weist ein als Ganzes drehbares Gehäuse 2 auf, welches in den Ausführungsbeispielen einteilig mit einem Kettenrad 3 ausgebildet ist. Das als Antriebselement des Wellgetriebes 1 fungierende Gehäuse 2 wird in an sich bekannter Weise über die Kurbelwelle des Verbrennungsmotors angetrieben, wobei es mit halber Kurbelwellendrehzahl rotiert. Im Gehäuse 2 ist ein topfförmiges Abtriebselement 4 gelagert, welches auch als Abtriebshohlrad bezeichnet wird und fest mit der zu verstellenden Nockenwelle zu verbinden ist. Zu diesem Zweck befindet sich in dem mit 5 bezeichneten Boden des Abtriebshohlrades 4 eine zentrale Öffnung 6, durch welche eine nicht dargestellte Zentralschraube durchgesteckt werden kann, die in die Nockenwelle einzuschrauben ist. Das Abtriebselement 4 stellt ebenso wie das Antriebselement 2 ein Anschlusselement des Wellgetriebes 1 dar.The harmonic drive 1 has a housing that can be rotated as a whole 2 on, which in the exemplary embodiments is in one piece with a sprocket 3 is trained. That as the drive element of the harmonic drive 1 acting housing 2 is driven in a manner known per se via the crankshaft of the internal combustion engine, rotating at half the crankshaft speed. In the case 2 is a cup-shaped output element 4th stored, which is also referred to as the output ring gear and is to be firmly connected to the camshaft to be adjusted. For this purpose is located in the designated 5 bottom of the output ring gear 4th a central opening 6th , through which a central screw, not shown, can be inserted, which is to be screwed into the camshaft. The output element 4th as well as the drive element 2 a connection element of the harmonic drive 1 represent.

Das Wellgetriebe 1 weist ein flexibles, außenverzahntes Getriebeelement 7 auf, welches im Ausführungsbeispiel nach 1 als Flextopf, im Ausführungsbeispiel nach 4 als Flexring und im Ausführungsbeispiel nach 5 als Kragenhülse ausgebildet ist. Im letztgenannten Fall ist ein Kragen 37 der Kragenhülse 7 an einem dem Gehäuse 2 zuzurechnenden Gehäusering 36 befestigt. Das in 1 erkennbare topfförmige flexible Getriebeelement 7 weist dagegen einen Boden 19 mit einer zentralen Öffnung und einen an den Boden 19 anschließenden zylindrischen Abschnitt 18 auf. Ein solcher zylindrischer Abschnitt 18 ist auch im Fall von 5 gegeben. Im Fall von 4 ist das flexible Getriebeelement 7 ausschließlich durch einen zylindrischen Abschnitt 18 gebildet.The harmonic drive 1 has a flexible, externally toothed gear element 7th on, which in the embodiment according to 1 as a flex pot, in the exemplary embodiment according to 4th as a flex ring and in the exemplary embodiment 5 is designed as a collar sleeve. In the latter case is a collar 37 the collar sleeve 7th on one of the housing 2 attributable housing ring 36 attached. This in 1 recognizable cup-shaped flexible gear element 7th however, has a bottom 19th with one central opening and one at the bottom 19th subsequent cylindrical section 18th on. Such a cylindrical section 18th is also in the case of 5 given. In case of 4th is the flexible gear element 7th exclusively through a cylindrical section 18th educated.

Zur Verformung des Flextopfes 7 beim Betrieb des Wellgetriebes 1 ist in allen Fällen ein Wellgenerator 8 vorgesehen. Der Wellgenerator 8 umfasst ein Wälzlager 9, nämlich Kugellager, dessen als Verstellelement fungierender Innenring 10 eine kreisrunde Innenumfangsfläche und eine nicht kreisrunde Außenumfangsfläche aufweist. Auf dem nicht kreisrunden, elliptischen Innenring 10 rollen Kugeln 11 als Wälzkörper ab.For deforming the flex pot 7th when operating the harmonic drive 1 is a wave generator in all cases 8th intended. The wave generator 8th includes a roller bearing 9 , namely ball bearings, the inner ring of which acts as an adjusting element 10 has a circular inner peripheral surface and a non-circular outer peripheral surface. On the non-circular, elliptical inner ring 10 roll balls 11 as rolling elements.

Die Kugeln 11 kontaktieren einen Außenring 12, welcher im Unterschied zum Innenring 10 nachgiebig ist, so dass er sich permanent der unrunden Form des Innenrings 10 anpasst. Der Außenring 12 ist direkt umgeben vom zylindrischen Abschnitt 18 des flexiblen Getriebeelementes 7, ohne mit diesem fest verbunden zu sein. Dementsprechend passt sich der zylindrische Abschnitt 18, welcher mit einer Außenverzahnung 13 versehen ist, bei der Rotation des Innenrings 10 permanent dessen elliptischer, nicht kreisrunder Form an.The balls 11 contact an outer ring 12 , which in contrast to the inner ring 10 is resilient, so that it permanently follows the out-of-round shape of the inner ring 10 adapts. The outer ring 12 is directly surrounded by the cylindrical section 18th of the flexible gear element 7th without being firmly attached to it. The cylindrical section adapts accordingly 18th , which with an external toothing 13 is provided when the inner ring rotates 10 permanently its elliptical, not circular shape.

Die Außenverzahnung 13 des flexiblen Getriebeelementes 7 wird in an sich bekannter Weise an zwei einander diametral gegenüberliegenden Stellen in Eingriff mit einer Innenverzahnung des Antriebselementes 2 gebracht. Zusätzlich greift im Fall von 4 die Außenverzahnung 13 partiell in eine Innenverzahnung des Gehäuses 2 ein.The external toothing 13 of the flexible gear element 7th is in a manner known per se in engagement with an internal toothing of the drive element at two diametrically opposite points 2 brought. In addition, in the case of 4th the external toothing 13 partially in an internal toothing of the housing 2 one.

Durch eine unterschiedliche Anzahl an Zähnen der Verzahnung des Antriebselementes 2, gegebenenfalls auch der Innenverzahnung des Gehäuses 3, sowie der Außenverzahnung 13 wird dafür gesorgt, dass eine volle Umdrehung des Innenrings 10 in Relation zum Antriebselement 2 in eine vergleichsweise geringe Verschwenkung zwischen dem Abtriebselement 4 und dem als Antriebselement des Wellgetriebes 1 fungierenden Gehäuse 2 umgesetzt wird.By a different number of teeth of the toothing of the drive element 2 , possibly also the internal teeth of the housing 3 , as well as the external toothing 13 ensures that one full turn of the inner ring 10 in relation to the drive element 2 in a comparatively small pivoting between the output element 4th and as the drive element of the harmonic drive 1 acting housing 2 is implemented.

Zur axialen Sicherung des Abtriebshohlrades 4 innerhalb des Gehäuses 2 ist in den Ausführungsbeispielen nach den 1 und 4 ein Sicherungsring 14 vorgesehen, welcher nahe derjenigen Stirnseite des im Wesentlichen zylindrischen Wellgetriebes 1, die der zu verstellenden Nockenwelle zugewandt ist, in einer ringförmig umlaufenden Nut im Gehäuse 2 gehalten ist. In der entgegengesetzten Axialrichtung ist das Abtriebshohlrad 4 durch eine unmittelbar durch das Gehäuse 2 gebildete Axialanschlagfläche 33 gelagert.For axially securing the output ring gear 4th inside the case 2 is in the embodiments according to 1 and 4th a locking ring 14th provided, which is close to that end face of the substantially cylindrical harmonic drive 1 , which faces the camshaft to be adjusted, in an annular circumferential groove in the housing 2 is held. The output ring gear is in the opposite axial direction 4th by one directly through the housing 2 formed axial stop surface 33 stored.

Der Innenring 10 wird beim Betrieb des Verbrennungsmotors in allen Fällen durch einen nicht dargestellten Elektromotor angetrieben. Im Innenring 10 befestigte Bolzen 15 stellen die Kopplung zu einer nicht dargestellten Ausgleichskupplung, nämlich Oldham-Kupplung, her, welche zwischen die Motorwelle des Elektromotors und den Innenring 10, das heißt das Verstellelement des Wellgetriebes 1, geschaltet ist.The inner ring 10 is driven by an electric motor, not shown, in all cases when the internal combustion engine is operating. In the inner ring 10 fastened bolts 15th establish the coupling to a compensating coupling (not shown), namely Oldham coupling, which is between the motor shaft of the electric motor and the inner ring 10 , that is, the adjustment element of the harmonic drive 1 , is switched.

Solange das Verstellelement 10 mit der Drehzahl des Gehäuses 2 rotiert, bleibt das Wellgetriebe 1 in unveränderter Einstellung. Bei einem Ausfall des Elektromotors sorgt ein Federelement 16 dafür, dass das Abtriebselement 4 eine vorgesehene Basisposition gegenüber dem Gehäuse 2 annimmt. Die Basisposition wird durch Anschläge am Gehäuse 2 und am Abtriebselement 4, welche insgesamt eine Verdrehwinkelbegrenzung 34 bilden, bestimmt.As long as the adjustment element 10 with the speed of the housing 2 rotates, the harmonic drive remains 1 in the same setting. A spring element takes care of the failure of the electric motor 16 that the output element 4th an intended base position opposite the housing 2 accepts. The base position is determined by stops on the housing 2 and on the output element 4th , which a total of a rotation angle limitation 34 form, determined.

Das Federelement 16 ist als Drehfeder in Form einer Wickelfeder ausgebildet und Teil einer Federkassette 20. Die Federkassette 20 weist ein Gehäuse auf, welches aus einem die Form eines flachen Topfes beschreibenden Kassettengehäuse 21 und einem Kassettendeckel 26 zusammengesetzt ist. Ein mit 23 bezeichneter Boden des Kassettengehäuses 21 ist im Ausführungsbeispiel nach 1 leicht gestuft und in den Ausführungsbeispielen nach den 4 und 5 komplett eben.The spring element 16 is designed as a torsion spring in the form of a clock spring and is part of a spring cassette 20th . The spring box 20th has a housing which consists of a cassette housing which describes the shape of a flat pot 21st and a cassette lid 26th is composed. A designated 23 bottom of the cassette housing 21st is in the embodiment according to 1 slightly stepped and in the embodiments according to 4th and 5 completely flat.

Im Fall von 1 ist zwischen einem radial inneren Bereich des Bodens 23 und einem radial äußeren Bereich des Bodens 23 eine ringförmig umlaufende Stufe gebildet ist. Dies hat den Effekt, dass im zusammengebauten Wellgetriebe 1 lediglich der radial innere Bereich des Bodens 23 am Boden 19 des Flextopfes 7 anliegt. Im Bereich radial außerhalb der genannten Stufe ist dagegen ein Spalt zwischen dem Boden 23 des Kassettengehäuses 21 und dem Boden 19 des Flextopfes 7 gebildet, was signifikante elastische Auslenkungen des Flextopfes 7 in diesem Bereich beim Betrieb des Wellgetriebes 1 ermöglicht. Zum gleichen Zweck weist der Boden 19 des Flextopfes 7 in seinem radial inneren Bereich eine erhöhte Wandstärke auf, was dazu führt, dass lediglich dieser verstärkte Bereich des Bodens 19 am Boden 5 des Abtriebselementes 4 anliegt, wogegen der weiter außen liegende Bereich des Bodens 19 des Flextopfes 7 vom Boden 5 abgehoben ist.In case of 1 is between a radially inner region of the bottom 23 and a radially outer region of the floor 23 an annular circumferential step is formed. This has the effect that in the assembled harmonic drive 1 only the radially inner area of the bottom 23 on the ground 19th of the flex pot 7th is applied. In the area radially outside of said step, however, there is a gap between the bottom 23 of the cassette housing 21st and the ground 19th of the flex pot 7th formed, resulting in significant elastic deflections of the flex pot 7th in this area when operating the harmonic drive 1 enables. For the same purpose, the ground points 19th of the flex pot 7th an increased wall thickness in its radially inner area, which means that only this reinforced area of the bottom 19th on the ground 5 of the output element 4th on the other hand, the further outlying area of the floor 19th of the flex pot 7th from the ground 5 lifted off.

An den nicht geschlossenen, im Fall von 1 gestuften Boden 23 des Kassettengehäuses 21 schließt innen in den Bauformen nach den 1 und 4 ein innerer zylindrischer Abschnitt 22 an, der in die Öffnung 6 im Boden 5 des Abtriebselements 4 eingesetzt ist. Der äußere Rand des Bodens 23 geht in allen Ausführungsformen in einen äußeren zylindrischen Abschnitt 24 des als einstückiges Blechteil ausgebildeten Kassettengehäuses 21 über. An den äußeren zylindrischen Abschnitt 24 wiederum schließt sich in den Ausführungsformen nach den 1 und 5 ein radial nach außen gerichteter Flansch 35 des Kassettengehäuses 21 an.On the not closed, in the case of 1 stepped bottom 23 of the cassette housing 21st closes inside in the designs according to the 1 and 4th an inner cylindrical section 22nd at that in the opening 6th in the ground 5 of the output element 4th is used. The outer edge of the floor 23 goes into an outer cylindrical section in all embodiments 24 of the cassette housing designed as a one-piece sheet metal part 21st about. To the outer cylindrical section 24 in turn, in the embodiments according to the 1 and 5 a radially outwardly directed flange 35 of the cassette housing 21st on.

Am Flansch 35 ist ein äußerer Scheibenabschnitt 27 des ebenfalls als Blechteil ausgeführten Kassettendeckels 26 befestigt. Ein radial weiter innen liegender Abschnitt des nicht geschlossenen Kassettendeckels 26 ist als innerer Scheibenabschnitt 28 bezeichnet. Das Federelement 16 befindet sich zwischen dem inneren Scheibenabschnitt 28 und dem Boden 23 des Kassettengehäuses 21. In allen Ausführungsbeispielen ist das Federelement 16 mit seinem mit 25 bezeichneten äußeren Federende am äußeren zylindrischen Abschnitt 24 eingehängt. Das Kassettengehäuse 21 weist an dieser Stelle einen Schlitz 29 auf.On the flange 35 is an outer disc section 27 of the cassette lid, which is also designed as a sheet metal part 26th attached. A section of the unclosed cassette lid that is located radially further inward 26th is as an inner disc section 28 designated. The spring element 16 is located between the inner disc section 28 and the ground 23 of the cassette housing 21st . In all exemplary embodiments, the spring element is 16 with its designated 25 outer spring end on the outer cylindrical portion 24 hung. The cassette case 21st has a slot at this point 29 on.

Im Ausführungsbeispiel nach 1 schlägt der Außenring 12 am äußeren Scheibenabschnitt 27 an. Die Federkassette 20 bildet damit ein axiales Sicherungselement gegenüber dem Außenring 12 des Wellgenerators 8. Eine solche Sicherungsfunktion der Federkassette ist auch im Ausführungsbeispiel nach 5 gegeben, wobei hier der Außenring 12 am Boden 23 des Kassettengehäuses 21 anschlägt.In the embodiment according to 1 hits the outer ring 12 on the outer disc section 27 on. The spring box 20th thus forms an axial securing element with respect to the outer ring 12 of the wave generator 8th . Such a safety function of the spring cassette is also in the exemplary embodiment 5 given, here the outer ring 12 on the ground 23 of the cassette housing 21st strikes.

Die gesamte Federkassette 20 ist im Ausführungsbeispiel nach 1 zusammen mit dem Flextopf 7 mit Hilfe einer nicht dargestellten Zentralschraube, welche durch die Öffnung 6 gesteckt und in die zu verstellende Nockenwelle eingeschraubt ist, am Abtriebselement 4 befestigt. Die Federkassette 20 ist hierbei zwischen dem Innenring 10 und dem Boden 5 des Abtriebselementes 4 angeordnet. Diese Anordnung der Federkassette 20 ist auch beim Ausführungsbeispiel nach 4 gegeben. Im Ausführungsbeispiel nach 5 ist dagegen der Innenring 10 axial zwischen der Federkassette 20 und dem Boden 5 des Abtriebselementes 4 angeordnet. Ausschließlich in der Bauform nach 5 ist das Federelement 16 an der Antriebsseite des Wellgetriebes 1, das heißt am Gehäuse 2, angehängt.The entire pen cassette 20th is in the embodiment according to 1 together with the flex pot 7th with the help of a not shown Central screw, which through the opening 6th is inserted and screwed into the camshaft to be adjusted, on the output element 4th attached. The spring box 20th is here between the inner ring 10 and the ground 5 of the output element 4th arranged. This arrangement of the spring cassette 20th is also in the embodiment according to 4th given. In the embodiment according to 5 on the other hand is the inner ring 10 axially between the spring cassette 20th and the ground 5 of the output element 4th arranged. Exclusively in the design 5 is the spring element 16 on the drive side of the harmonic drive 1 , that means on the housing 2 , attached.

Zur Anhängung des Federelementes 16 an der Verstellwelle 10 ist in allen Ausführungsbeispielen ein Hülsenelement 17 vorgesehen. Im Fall von 1 ist dieses fest mit dem Innenring 10 verbundene Hülsenelementes 17 zugleich als ein in Axialrichtung wirksames Sicherungselement ausgebildet. Das Hülsenelement 17 hat hierbei eine im Wesentlichen zylindrische, sich in Richtung zum Boden 5 des Abtriebselements 4 leicht verjüngende Form. An seiner dem Innenring 10 abgewandten Stirnseite kann das Hülsenelement 17 gegen den radial inneren Bereich des Bodens 23 des Kassettengehäuses 21 anlaufen. Der Boden 23 ragt in diesem Bereich radial nach innen über den inneren Scheibenabschnitt 28 des Kassettendeckels 26 hinaus.For attaching the spring element 16 on the adjusting shaft 10 is a sleeve element in all embodiments 17th intended. In case of 1 this is fixed to the inner ring 10 connected sleeve element 17th at the same time designed as a locking element effective in the axial direction. The sleeve element 17th here has a substantially cylindrical, extending towards the bottom 5 of the output element 4th slightly tapered shape. On his the inner ring 10 facing away from the end face can the sleeve element 17th against the radially inner area of the bottom 23 of the cassette housing 21st start up. The floor 23 in this area protrudes radially inward over the inner disk section 28 of the cassette lid 26th out.

Das mit 31 bezeichnete innere Federende des Federelementes 16 ist in allen Ausführungsbeispielen in einen Schlitz 30 eingehängt, welcher sich im Hülsenelement 17 befindet. Somit ist das Federelement 16 in jedem Fall als Drehfeder zwischen dem Verstellelement 10 des Wellgetriebes 1 und einem der Anschlusselemente 2, 4 wirksam.The designated 31 inner spring end of the spring element 16 is in a slot in all embodiments 30th hooked, which is in the sleeve element 17th is located. Thus, the spring element 16 in any case as a torsion spring between the adjusting element 10 of the harmonic drive 1 and one of the connection elements 2 , 4th effective.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
WellgetriebeStrain wave gear
22
Gehäuse, Antriebselement, AnschlusselementHousing, drive element, connection element
33
KettenradSprocket
44th
Abtriebselement, Abtriebshohlrad, AnschlusselementOutput element, output ring gear, connection element
55
Boden des AbtriebselementesBottom of the output element
66th
Öffnungopening
77th
flexibles Getriebeelementflexible gear element
88th
WellgeneratorWave generator
99
Wälzlager, KugellagerRolling bearings, ball bearings
1010
Innenring, VerstellelementInner ring, adjusting element
1111
Kugel, WälzkörperBall, rolling element
1212
AußenringOuter ring
1313
AußenverzahnungExternal toothing
1414th
SicherungsringLocking ring
1515th
Bolzenbolt
1616
FederelementSpring element
1717th
HülsenelementSleeve element
1818th
zylindrischer Abschnitt des flexiblen Getriebeelementescylindrical section of the flexible gear element
1919th
Boden des FlextopfesBottom of the flex pot
2020th
FederkassetteSpring cassette
2121st
KassettengehäuseCassette housing
2222nd
innerer zylindrischer Abschnitt des Kassettengehäusesinner cylindrical portion of the cassette housing
2323
Boden des KassettengehäusesBottom of the cassette case
2424
äußerer zylindrischer Abschnitt des Kassettengehäusesouter cylindrical portion of the cassette housing
2525th
äußeres Federendeouter spring end
2626th
KassettendeckelCassette cover
2727
äußerer Scheibenabschnitt des Kassettendeckelsouter disc portion of the cassette lid
2828
innerer Scheibenabschnitt des Kassettendeckelsinner disc section of the cassette lid
2929
Schlitz im KassettengehäuseSlot in the cassette housing
3030th
Schlitz im HülsenelementSlot in the sleeve element
3131
inneres Federendeinner spring end
3232
zylindrischer Abschnitt des Abtriebselementescylindrical section of the output element
3333
Axialanschlagfläche des GehäusesAxial stop surface of the housing
3434
VerdrehwinkelbegrenzungRotation angle limitation
3535
Flansch des KassettengehäusesFlange of the cassette housing
3636
GehäuseringHousing ring
3737
Kragen des flexiblen GetriebeelementesCollar of the flexible gear element

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • US 2011/0030631 A1 [0002, 0004, 0016]US 2011/0030631 A1 [0002, 0004, 0016]
  • DE 102017121320 B3 [0005]DE 102017121320 B3 [0005]
  • DE 102017109303 B3 [0005]DE 102017109303 B3 [0005]
  • DE 102017121024 A1 [0006]DE 102017121024 A1 [0006]
  • DE 102017119460 B3 [0006]DE 102017119460 B3 [0006]

Claims (10)

Wellgetriebe, mit zwei Anschlusselementen (2, 4), nämlich einem Gehäuse (2) und einem im Gehäuse (2) drehbar gelagerten Abtriebselement (4), sowie mit einem flexiblen, außenverzahnten Getriebeelement (7), zu dessen Verformung ein Wellgenerator (8) vorgesehen ist, wobei ein zwischen den Anschlusselementen (2, 4) wirksames, als Drehfeder ausgebildetes, in eine Federkassette (20) integriertes Federelement (16) in dem Gehäuse (2) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (16) einerseits an einem Verstellelement (10) des Wellgenerators (8) und andererseits an einem der Anschlusselemente (2, 4) angehängt ist.Wave gear, with two connection elements (2, 4), namely a housing (2) and an output element (4) rotatably mounted in the housing (2), as well as with a flexible, externally toothed gear element (7), for its deformation a wave generator (8) is provided, wherein a spring element (16), which is designed as a torsion spring and is integrated in a spring cassette (20) and is effective between the connection elements (2, 4), is arranged in the housing (2), characterized in that the spring element (16) on the one hand an adjusting element (10) of the wave generator (8) and on the other hand to one of the connecting elements (2, 4) is attached. Wellgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das flexible, außenverzahnte Getriebeelement (7) als Flextopf ausgebildet und mit dem Abtriebselement (4) verbunden ist, wobei die Federkassette (20) innerhalb des Flextopfes (7) axial zwischen dem Verstellelement (10) und einem Boden (5) des Abtriebselementes (4) angeordnet ist.Strain wave gear according to Claim 1 , characterized in that the flexible, externally toothed gear element (7) is designed as a flexible pot and is connected to the output element (4), the spring cassette (20) within the flexible pot (7) axially between the adjusting element (10) and a base (5) ) of the output element (4) is arranged. Wellgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das flexible, außenverzahnte Getriebeelement (7) als Flexring ausgebildet ist, wobei die Federkassette (20) axial zwischen dem Verstellelement (10) und einem Boden (5) des Abtriebselementes (4) angeordnet ist.Strain wave gear according to Claim 1 , characterized in that the flexible, externally toothed gear element (7) is designed as a flex ring, the spring cassette (20) being arranged axially between the adjusting element (10) and a base (5) of the output element (4). Wellgetriebe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Federkassette (20) ein topfförmiges Kassettengehäuse (21) mit einem nicht geschlossenen Boden (23) aufweist, welcher in einen inneren zylindrischen Abschnitt (22) übergeht, der in eine Öffnung (6) im Boden (5) des Abtriebselementes (4) eingreift.Strain wave gear according to Claim 2 or 3 , characterized in that the spring cassette (20) has a pot-shaped cassette housing (21) with a non-closed base (23) which merges into an inner cylindrical section (22) which extends into an opening (6) in the base (5) of the The output element (4) engages. Wellgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das flexible, außenverzahnte Getriebeelement (7) als Kragenhülse ausgebildet und mit dem Gehäuse (2) verbunden ist.Strain wave gear according to Claim 1 , characterized in that the flexible, externally toothed gear element (7) is designed as a collar sleeve and is connected to the housing (2). Wellgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstellelement (10) als Innenring eines Wälzlagers (9) des Wellgenerators (8) ausgebildet ist.Wave gear according to one of the Claims 1 to 5 , characterized in that the adjusting element (10) is designed as an inner ring of a roller bearing (9) of the wave generator (8). Wellgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Federkassette (20) ein Axialanschlag für einen Außenring (12) des Wellgenerators (8) gebildet ist.Wave gear according to one of the Claims 1 to 6th , characterized in that the spring cassette (20) forms an axial stop for an outer ring (12) of the wave generator (8). Wellgetriebe nach Anspruch 6 oder 7, gekennzeichnet durch ein Hülsenelement (17), welches einerseits mit dem Innenring (10) und andererseits mit einem inneren Federende (31) des Federelements (16) verbunden ist.Strain wave gear according to Claim 6 or 7th , characterized by a sleeve element (17) which is connected on the one hand to the inner ring (10) and on the other hand to an inner spring end (31) of the spring element (16). Wellgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (16) als Bandfeder mit einer Materialstärke von mindestens 0,15 mm und maximal 0,3 mm ausgebildet ist.Wave gear according to one of the Claims 1 to 8th , characterized in that the spring element (16) is designed as a band spring with a material thickness of at least 0.15 mm and a maximum of 0.3 mm. Verfahren zur Montage eines Wellgetriebes, mit folgenden Schritten: - Bereitstellung eines Antriebselementes (2), eines im Antriebselement (2) lagerbaren Abtriebselementes (4), eines flexiblen Getriebeelementes (7), eines ein Wälzlager (9) einschließlich eines nicht kreisrunden, elliptischen Innenrings (10) umfassenden Wellgenerators (8), einer Federkassette (20) mit einem als Torsionsfeder wirksamen Federelement (16), sowie eines Hülsenelementes (17), dessen Durchmesser auf den Innendurchmesser des Innenrings (10) sowie auf den Innendurchmesser des Federelements (16) abgestimmt ist, - Einsetzen des Wellgenerators (8), des flexiblen Getriebeelements (7) und der Federkassette (20) in einen durch das Antriebselement (2) und das Abtriebselement (4) gebildeten Hohlraum und Verbindung des Innenrings (10) mit einem inneren Federende (31) des Federelementes (16) durch das Hülsenelement (17).Procedure for assembling a harmonic drive with the following steps: - Provision of a drive element (2), an output element (4) which can be stored in the drive element (2), a flexible gear element (7), a wave generator (8) comprising a roller bearing (9) including a non-circular, elliptical inner ring (10), a Spring cassette (20) with a spring element (16) acting as a torsion spring and a sleeve element (17) whose diameter is matched to the inner diameter of the inner ring (10) and to the inner diameter of the spring element (16), - Insertion of the wave generator (8), the flexible gear element (7) and the spring cassette (20) into a cavity formed by the drive element (2) and the output element (4) and connection of the inner ring (10) with an inner spring end (31) of the spring element (16) through the sleeve element (17).
DE102019120100.4A 2019-07-25 2019-07-25 Wave gear and method for assembling a wave gear Ceased DE102019120100A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019120100.4A DE102019120100A1 (en) 2019-07-25 2019-07-25 Wave gear and method for assembling a wave gear

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019120100.4A DE102019120100A1 (en) 2019-07-25 2019-07-25 Wave gear and method for assembling a wave gear

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102019120100A1 true DE102019120100A1 (en) 2020-10-08

Family

ID=72518768

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102019120100.4A Ceased DE102019120100A1 (en) 2019-07-25 2019-07-25 Wave gear and method for assembling a wave gear

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102019120100A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019123611A1 (en) * 2019-09-04 2021-03-04 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Strain wave gear

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110030631A1 (en) * 2009-08-06 2011-02-10 Pascal David Harmonic Drive Camshaft Phaser with Bias Spring
DE102010006392B3 (en) * 2010-02-01 2011-05-12 Ovalo Gmbh Harmonic drive transmission for camshaft adjuster for internal combustion engine, has two inputs and output, whose movement results from superimposition of movements of inputs
DE102013200767A1 (en) * 2013-01-18 2014-07-24 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Camshaft adjusting device, has torsion spring arranged in spring cassette, which is fastened with cam shaft of combustion engine, where torsion spring is radially and outwardly provided with multiple radial inner rings
DE102016217051A1 (en) * 2016-09-08 2017-08-17 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Phaser
DE102017109303B3 (en) * 2017-05-02 2018-06-21 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Actuator for adjusting the compression ratio of a reciprocating engine
DE102017121024A1 (en) * 2017-09-12 2018-08-02 Schaeffler Technologies AG & Co. KG The wave gear
DE102017121320B3 (en) * 2017-09-14 2018-10-11 Schaeffler Technologies AG & Co. KG The wave gear
DE102017119460B3 (en) * 2017-08-25 2018-11-08 Schaeffler Technologies AG & Co. KG The wave gear
DE102018130468A1 (en) * 2018-11-30 2019-11-14 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Camshaft adjuster and method for operating a camshaft adjuster
DE102018128028B3 (en) * 2018-11-09 2020-03-05 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Wave gear for an electromechanical camshaft adjuster

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110030631A1 (en) * 2009-08-06 2011-02-10 Pascal David Harmonic Drive Camshaft Phaser with Bias Spring
DE102010006392B3 (en) * 2010-02-01 2011-05-12 Ovalo Gmbh Harmonic drive transmission for camshaft adjuster for internal combustion engine, has two inputs and output, whose movement results from superimposition of movements of inputs
DE102013200767A1 (en) * 2013-01-18 2014-07-24 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Camshaft adjusting device, has torsion spring arranged in spring cassette, which is fastened with cam shaft of combustion engine, where torsion spring is radially and outwardly provided with multiple radial inner rings
DE102016217051A1 (en) * 2016-09-08 2017-08-17 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Phaser
DE102017109303B3 (en) * 2017-05-02 2018-06-21 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Actuator for adjusting the compression ratio of a reciprocating engine
DE102017119460B3 (en) * 2017-08-25 2018-11-08 Schaeffler Technologies AG & Co. KG The wave gear
DE102017121024A1 (en) * 2017-09-12 2018-08-02 Schaeffler Technologies AG & Co. KG The wave gear
DE102017121320B3 (en) * 2017-09-14 2018-10-11 Schaeffler Technologies AG & Co. KG The wave gear
DE102018128028B3 (en) * 2018-11-09 2020-03-05 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Wave gear for an electromechanical camshaft adjuster
DE102018130468A1 (en) * 2018-11-30 2019-11-14 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Camshaft adjuster and method for operating a camshaft adjuster

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019123611A1 (en) * 2019-09-04 2021-03-04 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Strain wave gear

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102016217051A1 (en) Phaser
DE102016219076A1 (en) The wave gear
DE102017121024A1 (en) The wave gear
DE102017126527A1 (en) The wave gear
DE102017119460B3 (en) The wave gear
DE102017119860A1 (en) The wave gear
DE102016223796A1 (en) The wave gear
DE102016223373B3 (en) actuating mechanism
DE102016218575A1 (en) The wave gear
DE102016201590A1 (en) The wave gear
DE102015221202A1 (en) Spring carrier for a chassis of a motor vehicle
WO2017174060A1 (en) Actuating gear mechanism
DE102019120100A1 (en) Wave gear and method for assembling a wave gear
DE102019132995A1 (en) Wave drive and method for producing an inner ring of a wave generator
DE102019102264B4 (en) Wave gear and method for assembling a camshaft adjuster
DE102016207927B4 (en) actuator
EP3911845B1 (en) Harmonic drive
DE102018107067A1 (en) The wave gear
WO2018166556A1 (en) Adjustment device for an internal combustion engine
EP3877672B1 (en) Harmonic drive for an electromechanical camshaft adjuster
DE102019103698B3 (en) Wave gear and method for assembling a wave gear
DE102016210864A1 (en) actuator
DE102019106812B4 (en) Strain wave gear
DE102016216670B4 (en) Camshaft adjuster
WO2020011304A1 (en) Harmonic drive transmission

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R230 Request for early publication
R002 Refusal decision in examination/registration proceedings
R003 Refusal decision now final