DE102015223903A1 - The wave gear - Google Patents
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Abstract
Ein Wellgetriebe (1), insbesondere für eine Vorrichtung zur Verstellung der Verdichtung einer Brennkraftmaschine, weist ein vorzugsweise nicht rotierbares Gehäuse (2), ein innenverzahntes, mit dem Gehäuse (2) gekoppeltes Hohlrad (12), sowie ein flexibles, außenverzahntes, durch einen Wellgenerator (4) betätigtes, mit dem Hohlrad (12) kämmendes Wellgetriebeelement (9) auf, wobei zwischen das Gehäuse (2) und das Hohlrad (12) eine Oldham-Kupplung (16) geschaltet ist.A wave gear (1), in particular for a device for adjusting the compression of an internal combustion engine, has a preferably non-rotatable housing (2), an internally toothed, with the housing (2) coupled ring gear (12), and a flexible, externally toothed, by a Well generator (4) actuated, with the ring gear (12) meshing wave transmission element (9), wherein between the housing (2) and the ring gear (12) an Oldham coupling (16) is connected.
Description
Die Erfindung betrifft ein insbesondere für die Verwendung in einer Vorrichtung zur Verstellung des Verdichtungsverhältnisses einer Brennkraftmaschine geeignetes Wellgetriebe.The invention relates to a suitable especially for use in a device for adjusting the compression ratio of an internal combustion engine wave gear.
Bei einem Wellgetriebe handelt es sich um ein Dreiwellengetriebe mit flexiblem Zahneingriff. Ein aus der
Um bei einem Wellgetriebe oder sonstigen Dreiwellengetriebe einen Achsversatz zwischen verschiedenen Wellen, insbesondere einer Verstellwelle einerseits und einer weiteren Welle, nämlich Antriebs- oder Abtriebswelle, andererseits zu ermöglichen, ist prinzipiell die Verwendung einer Oldham-Kupplung bekannt. Beispielhaft wird in diesem Zusammenhang auf die
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gegenüber dem genannten Stand der Technik weiterentwickeltes, insbesondere für eine Vorrichtung zur Verstellung des Verdichtungsverhältnisses einer Brennkraftmaschine geeignetes Wellgetriebe anzugeben, welches sich besonders durch einen geringen Bauraumbedarf, insbesondere in axialer Richtung des Getriebes, bei zugleich möglichem Radialversatz zwischen verschiedenen Bauteilen auszeichnet.The invention has for its object to provide a comparison with the cited prior art evolved, especially for a device for adjusting the compression ratio of an internal combustion engine suitable wave gear, which is particularly by a small space requirement, especially in the axial direction of the transmission, at the same time possible radial offset between distinguishes different components.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Wellgetriebe mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Das Wellgetriebe weist in an sich bekanntem Grundaufbau ein Gehäuse auf, in welchem sich ein innenverzahntes, gegenüber dem Gehäuse nicht drehbares Hohlrad als Getriebeelement des Wellgetriebes befindet. Weiter weist das Wellgetriebe ein flexibles, außenverzahntes, mit dem Hohlrad kämmendes Wellgetriebeelement auf, welches durch einen Wellgenerator betätigt wird. Erfindungsgemäß ist zwischen das Gehäuse des Wellgetriebes und das innenverzahnte Hohlrad eine Oldham-Kupplung geschaltet. Das Gehäuse stellt vorzugsweise ein nicht rotierbares, insbesondere mit einem Motorblock einer Brennkraftmaschine fest verbundenes oder einstückig ausgebildetes Maschinenteil dar.This object is achieved by a harmonic drive with the features of claim 1. The corrugated transmission has in known per se a basic structure in which an internally toothed, with respect to the housing not rotatable ring gear is as a transmission element of the wave gear. Next, the wave gear on a flexible, externally toothed meshing with the ring gear wave gear element, which is actuated by a wave generator. According to the invention, an Oldham coupling is connected between the housing of the wave gear and the internally toothed ring gear. The housing preferably represents a non-rotatable, in particular with an engine block of an internal combustion engine firmly connected or integrally formed machine part.
Hinsichtlich des möglichen Aufbaus einer Oldham-Kupplung wird auf die eingangs genannten Offenlegungsschriften
Die Oldham-Kupplung, die zwischen das Hohlrad und das Gehäuse des Wellgetriebes geschaltet ist, ist in der Lage, einen Achsversatz zwischen einer Verstellwelle des Wellgetriebes und der Abtriebswelle des Wellgetriebes auszugleichen. Die Verstellwelle ist hierbei dazu vorgesehen, über den Wellgenerator das außenverzahnte Wellgetriebeelement zu verformen. Die Abtriebswelle wirkt beispielsweise mit einem Kurbeltrieb eines Hubkolbenmotors mit variabler Verdichtung zusammen oder ist selbst Teil eines Kurbeltriebs, welcher eine Verstellung des Verdichtungsverhältnisses des Hubkolbenmotors zulässt.The Oldham coupling, which is connected between the ring gear and the housing of the wave gear, is able to compensate for an axial offset between an adjusting shaft of the wave gear and the output shaft of the wave gear. The adjusting shaft is in this case provided to deform the externally toothed wave gear element via the wave generator. The output shaft cooperates, for example, with a crank mechanism of a reciprocating engine with variable compression or is itself part of a crank mechanism, which permits an adjustment of the compression ratio of the reciprocating engine.
Zusätzlich zu einem Versatz zwischen verschiedenen Wellen, nämlich Verstellwelle und Abtriebswelle, in radialer Richtung ist die Oldham-Kupplung auch in der Lage, einen zumindest geringfügigen Versatz in axialer Richtung sowie einen geringen Winkelversatz aufzunehmen.In addition to an offset between different shafts, namely the adjusting shaft and the output shaft, in the radial direction, the Oldham coupling is also able to absorb at least a slight offset in the axial direction and a small angular offset.
Gemäß einer ersten Ausführungsform ist das außenverzahnte Wellgetriebeelement als Flextopf ausgebildet, welcher einen zylindrischen, außenverzahnten, durch den Wellgenerator verformbaren Abschnitt sowie einen an diesen anschließenden Bodenabschnitt aufweist. Die Abtriebswelle des Wellgenerators ist hierbei mit dem Bodenabschnitt des Flextopfes verbunden. Die Nachgiebigkeit des gesamten Flextopfes trägt dazu bei, dass ein radialer Versatz und/oder ein Winkelfehler zwischen der den Wellgenerator antreibenden, vorzugsweise elektrisch betätigten Verstellwelle und der Abtriebswelle des Wellgenerators ausgeglichen wird.According to a first embodiment, the externally toothed wave gear element is designed as a Flextopf, which has a cylindrical, externally toothed, deformable by the wave generator portion and a subsequent thereto bottom portion. The output shaft of the wave generator is in this case connected to the bottom portion of the Flextopfes. The flexibility of the entire Flextopfes contributes to a radial offset and / or an angular error between the wave generator driving, preferably electrically operated adjusting shaft and the output shaft of the wave generator is compensated.
Gemäß einer zweiten möglichen Ausführungsform ist das außenverzahnte Wellgetriebeelement als Flexrad, das heißt als ringförmiges, nachgiebiges, außenverzahntes Getriebeelement ausgebildet. Im Unterschied zum Flextopf ist das Flexrad nicht direkt, sondern über mindestens ein weiteres Getriebeelement, nämlich innenverzahntes Element, mit der Abtriebswelle des Wellgetriebes gekoppelt.According to a second possible embodiment, the externally toothed wave transmission element is designed as a flexible wheel, that is to say as an annular, resilient, externally toothed transmission element. In contrast to the Flextopf the Flexrad is not directly, but via at least one other transmission element, namely internally toothed element, coupled to the output shaft of the wave gear.
Unabhängig von der geometrischen Form des außenverzahnten Wellgetriebeelementes ist die Oldham-Kupplung vorzugsweise radial außerhalb dieses Wellgetriebeelementes angeordnet. Die Oldham-Kupplung weist somit im Vergleich zu weiteren Elementen, insbesondere zum Wellgenerator, einen besonders großen Durchmesser auf. Damit ist eine besonders günstige Relation zwischen der mechanischen Belastung der Oldham-Kupplung und dem übertragbaren Drehmoment gegeben. Mechanische Spannungen innerhalb der Oldham-Kupplung werden damit im Vergleich zu Lösungen mit kompakteren Oldham-Kupplungen, die zwischen der Verstellwelle und dem Wellgenerator des Getriebes angeordnet sind, drastisch reduziert. Zudem ist dadurch, dass sich die Oldham-Kupplung radial außerhalb des Wellgenerators befindet, lediglich ein geringer Bauraumbedarf in axialer Richtung des Wellgetriebes gegeben. In bevorzugter Ausgestaltung überschneidet sich die Oldham-Kupplung in axialer Richtung des Antriebsrades mit dem außenverzahnten Wellgetriebeelement, das heißt dem Flextopf oder Flexrad.Regardless of the geometric shape of the externally toothed wave gear element, the Oldham clutch is preferably arranged radially outside this wave gear element. The Oldham coupling thus has a particularly large diameter compared to other elements, in particular to the wave generator. This is a particularly favorable relation between the mechanical load of the Oldham coupling and the transmittable torque is given. Mechanical stresses within the Oldham coupling are thus drastically reduced compared to solutions with more compact Oldham couplings located between the adjusting shaft and the wave generator of the transmission. In addition, the fact that the Oldham coupling radially outside the Wellgenerators is given only a small space requirement in the axial direction of the wave gear. In a preferred embodiment, the Oldham coupling overlaps in the axial direction of the drive wheel with the externally toothed wave gear element, that is the Flextopf or Flexrad.
Die radial außerhalb des Flextopfes beziehungsweise Flexrades angeordnete Oldham-Kupplung weist zwei Kupplungselemente auf, welche in einem Fall am Gehäuse und im anderen Fall am Hohlrad befestigt oder einstückig mit dem betreffenden Bauteil ausgebildet sind. In jedem Fall ist als Ausgleichselement zwischen den beiden Kupplungselementen ein sogenanntes Oldham-Element vorgesehen, welches die Grundform eines Ringes hat und in Relation zu jedem der Kupplungselemente in genau einer Linearrichtung verschiebbar ist. Die beiden Linearrichtungen, in welchen das Oldham-Element verschiebbar ist, sind hierbei senkrecht zueinander und orthogonal zur Symmetrieachse des Hohlrades und damit auch des gesamten Wellgetriebes ausgerichtet. In vorteilhafter Ausgestaltung weist das Hohlrad einen Flansch auf, welcher eines der Kupplungselemente der Oldham-Kupplung darstellt.The Oldham coupling arranged radially outside of the Flextopfes or Flexrades has two coupling elements, which are fastened in one case on the housing and in the other case on the ring gear or formed integrally with the relevant component. In any case, a so-called Oldham element is provided as compensation element between the two coupling elements, which has the basic shape of a ring and in relation to each of the coupling elements in exactly one linear direction is displaceable. The two linear directions, in which the Oldham element is displaceable, are aligned perpendicular to one another and orthogonal to the axis of symmetry of the ring gear and thus also of the entire wave gear. In an advantageous embodiment, the ring gear has a flange which constitutes one of the coupling elements of the Oldham coupling.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung weist das Oldham-Element zwei in Axialrichtung des Wellgetriebes voneinander beabstandete, fest miteinander verbundene Ausgleichsscheiben auf. Die beiden Kupplungselemente greifen radial von außen beziehungsweise radial von innen zwischen diese Ausgleichsscheiben ein. Auf diese Weise werden Kippmomente innerhalb der Oldham-Kupplung eliminiert.According to an advantageous development, the Oldham element has two mutually spaced in the axial direction of the wave gear, firmly interconnected shims. The two coupling elements engage radially from the outside or radially from the inside between these shims. In this way, tilting moments within the Oldham coupling are eliminated.
Das Wellgetriebe wird vorzugsweise mit Hilfe eines Elektromotors als Verstellmotor betätigt und kann beispielsweise als Komponente eines Nockenwellenverstellers oder einer Vorrichtung zur Verstellung des Verdichtungsverhältnisses einer Brennkraftmaschine zum Einsatz kommen. Alternativ ist prinzipiell auch ein hydraulischer Antrieb des Wellgetriebes möglichThe wave gear is preferably actuated by means of an electric motor as an adjusting motor and can be used for example as a component of a camshaft adjuster or a device for adjusting the compression ratio of an internal combustion engine. Alternatively, in principle, a hydraulic drive of the wave gear is possible
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigt in stark vereinfachter Darstellung:An embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to a drawing. Herein shows in a very simplified representation:
Ein in
Der Wellgenerator
Der Außenring
Der Wellgenerator
Das innenverzahnte Hohlrad
Das Oldham-Element
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- WellgetriebeThe wave gear
- 22
- Gehäusecasing
- 33
- Abtriebswelleoutput shaft
- 44
- Wellgeneratorwave generator
- 55
- Wälzlagerroller bearing
- 66
- Innenringinner ring
- 77
- Außenringouter ring
- 88th
- KugelBullet
- 99
- flexibles Wellgetriebeelementflexible wave gear element
- 1010
- zylindrischer Abschnittcylindrical section
- 1111
- Bodenabschnittbottom section
- 1212
- Hohlradring gear
- 1313
- Ringabschnittring section
- 1414
- Flansch, zweites KupplungselementFlange, second coupling element
- 1515
- Ring, erstes KupplungselementRing, first coupling element
- 1616
- Oldham-KupplungOldham coupling
- 1717
- Oldham-ElementOldham member
- 1818
- Ausgleichsscheibeshim
- 1919
- Ausgleichsscheibeshim
- 2020
- Dichtungpoetry
- RR
- Rotationsachse, MittelachseRotation axis, central axis
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- EP 0514829 B1 [0002] EP 0514829 B1 [0002]
- DE 102007049072 A1 [0003, 0006] DE 102007049072 A1 [0003, 0006]
- DE 102007051475 A1 [0003, 0006] DE 102007051475 A1 [0003, 0006]
- DE 198572248 C2 [0006] DE 198572248 C2 [0006]
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102015223903.9A DE102015223903A1 (en) | 2015-12-01 | 2015-12-01 | The wave gear |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102015223903.9A DE102015223903A1 (en) | 2015-12-01 | 2015-12-01 | The wave gear |
Publications (1)
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ID=58692986
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2015
- 2015-12-01 DE DE102015223903.9A patent/DE102015223903A1/en active Pending
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Legal Events
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