DE102016111546B4 - Wave gear for an internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Wellgetriebe (10) für eine Verbrennungskraftmaschine mit:- einem Hohlrad (14),- einem verformbaren Zahnrad (18), welches eine geringere Zähnezahl als das Hohlrad (14) aufweist, wobei das verformbare Zahnrad (18) mit dem Hohlrad (14) im Eingriff ist,- einem drehbaren ovalen Körper (50), welcher gebildet ist durch einen ovalen Ring (54), in dem ein Grundkörper (60) angeordnet ist, wobei der ovale Ring (54) an einer Außenumfangsfläche (64) eine Gleitfläche (68) aufweist, auf welchem das verformbare Zahnrad (18) drehbar auf dem ovalen Körper (50) gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dassder ovale Ring (54) in Richtung einer Hauptachse (80) auf dem Grundkörper (60) elastisch verformbar ist.A corrugated transmission (10) for an internal combustion engine comprising: - a ring gear (14), - a deformable gear (18) having a smaller number of teeth than the ring gear (14), wherein the deformable gear (18) with the ring gear (14) in Is engaged - a rotatable oval body (50) which is formed by an oval ring (54) in which a base body (60) is arranged, wherein the oval ring (54) on an outer peripheral surface (64) has a sliding surface (68 ), on which the deformable gear (18) is rotatably mounted on the oval body (50), characterized in that the oval ring (54) in the direction of a major axis (80) on the base body (60) is elastically deformable.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Wellgetriebe für eine Verbrennungskraftmaschine mit einem Hohlrad, einem verformbaren Zahnrad, welches eine geringere Zähnezahl als das Hohlrad aufweist, wobei das verformbare Zahnrad mit dem Hohlrad im Eingriff ist, einem drehbaren ovalen Körper, welcher durch einen ovalen Ring gebildet ist, in dem ein Grundkörper angeordnet ist, wobei der ovale Ring an einer Außenumfangsfläche eine Gleitfläche aufweist, auf welchem das verformbare Zahnrad drehbar auf dem ovalen Körper gelagert ist.The present invention relates to a wave gear for an internal combustion engine with a ring gear, a deformable gear, which has a smaller number of teeth than the ring gear, wherein the deformable gear is in engagement with the ring gear, a rotatable oval body, which is formed by an oval ring, in which a base body is arranged, wherein the oval ring on an outer peripheral surface has a sliding surface on which the deformable gear is rotatably mounted on the oval body.
Derartige Wellgetriebe sind aus dem Stand der Technik bekannt und dienen bei einem Verbrennungsmotor zur Verstellung der Phasenlage einer Nockenwelle gegenüber der Kurbelwelle.Such wave gears are known from the prior art and are used in an internal combustion engine for adjusting the phase position of a camshaft relative to the crankshaft.
Die
Aus der
Beim Gegenstand des Standes der Technik besteht das Problem, dass bei einem Stopp der Antriebswelle, das Hohlrad abrupt gestoppt wird. Dadurch gibt es einen harten Schlag im Wellgetriebe, welcher zu einem frühzeitigen Verschleiß des Wellgetriebes führt.In the subject of the prior art, there is a problem that when the drive shaft stops, the ring gear is stopped abruptly. As a result, there is a hard blow in the wave gear, which leads to premature wear of the wave gear.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt somit darin, ein Wellgetriebe für eine Verbrennungskraftmaschine zu schaffen, welches eine höhere Lebensdauer und verbesserte Haltbarkeit aufweist, indem ein harter Anschlag an den Endanschlägen verhindert wird und welches wirtschaftlich herstellbar ist.The object of the present invention is therefore to provide a wave gear for an internal combustion engine, which has a longer life and improved durability by a hard stop on the end stops is prevented and which is economical to produce.
Diese Aufgabe wird durch ein Wellgetriebe für eine Verbrennungskraftmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved by a harmonic drive for an internal combustion engine having the features of claim 1.
Bei dem erfindungsgemäßen Wellgetriebe ist der ovale Ring in Richtung einer Hauptachse auf dem Grundkörper elastisch verformbar. Als Hauptachse im Sinne der vorliegenden Erfindung wird die Achse des ovalen Ringes bezeichnet, bei welcher der Durchmesser des Ringes maximal ist. Durch die elastische Verformung des ovalen Ringes wird der harte Schlag in den Endanschlägen gemindert. Der ovale Ring dient dabei als Feder, welche im Endanschlag die Bewegung des Hohlrades und des verformbaren Zahnrades abfedert und dadurch einen frühzeitigen Verschleiß des Wellgetriebes vorbeugt. Durch die Verformung des ovalen Ringes können zudem kleine Toleranzen ausgeglichen werden. Für die Herstellung des erfindungsgemäßen Wellgetriebes müssen somit keine weiteren Teile zur Anschlagdämpfung vorgesehen werden, so dass das Wellgetriebe trotz alledem wirtschaftlich herstellbar ist.In the wave gear according to the invention, the oval ring is elastically deformable in the direction of a main axis on the base body. As the main axis in the sense of the present invention, the axis of the oval ring is designated, in which the diameter of the ring is maximum. The elastic deformation of the oval ring reduces the hard impact in the end stops. The oval ring serves as a spring which absorbs the movement of the ring gear and the deformable gear in the end stop and thereby prevents premature wear of the wave gear. The deformation of the oval ring also small tolerances can be compensated. For the production of the harmonic drive according to the invention thus no additional parts must be provided for stop damping, so that the harmonic drive is nevertheless economically produced.
In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist der ovale Ring um maximal 0,1 bis 0,2 mm verformbar. Eine solche Verformung ist klein genug, um das verformbare Zahnrad ausreichend gegen das Hohlrad zu pressen. Andererseits ist die Verformung groß genug, um einen federnden Effekt zu bewirken, so dass der harte Schlag in den Endanschlägen gemindert wird und somit einem frühzeitigen Verschleiß des Wellgetriebes vorgebeugt wird.In a preferred embodiment of the invention, the oval ring is deformable by a maximum of 0.1 to 0.2 mm. Such a deformation is small enough to press the deformable gear sufficiently against the ring gear. On the other hand, the deformation is large enough to cause a resilient effect, so that the hard impact is reduced in the end stops and thus prevents premature wear of the corrugated transmission.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung weist der Grundkörper in Richtung der Hauptachse an radialen Enden des Grundkörpers Ausnehmungen auf. Durch die Ausnehmungen wird am Innenumfang des ovalen Ringes ein Bereich geschaffen, in welchem der Grundkörper nicht in Kontakt mit dem ovalen Ring ist. Durch die Ausnehmung wird dadurch eine elastische Verformung des ovalen Ringes in Richtung des Grundkörpers zugelassen. Darüber hinaus wird durch die Ausnehmungen Material eingespart, so dass die Herstellungskosten und das Gewicht reduziert werden.In a further preferred embodiment of the invention, the base body has recesses in the direction of the main axis at radial ends of the base body. Through the recesses, a region is created on the inner circumference of the oval ring, in which the main body is not in contact with the oval ring. By the recess thereby an elastic deformation of the oval ring is allowed in the direction of the body. In addition, material is saved by the recesses, so that the manufacturing costs and the weight are reduced.
Vorzugsweise ist Grundkörper in der Hauptachse elastisch verformbar. Der Grundkörper ermöglicht dadurch auch eine elastische Verformung des ovalen Ringes in Richtung der Hauptachse.Preferably, the base body is elastically deformable in the main axis. The main body thereby also allows an elastic deformation of the oval ring in the direction of the main axis.
Die Reibung zwischen dem Grundkörper und dem ovalen Ring ist vorzugsweise größer als die Reibung zwischen dem ovalen Ring und dem verformbaren Zahnrad. Dadurch kann der Grundkörper ohne weitere Befestigungsmittel allein durch die Reibung in dem ovalen Ring befestigt werden. Somit ist das Wellgetriebe wirtschaftlicher herstellbar.The friction between the base body and the oval ring is preferably greater than the friction between the oval ring and the deformable gear. This allows the main body without further fasteners are fastened solely by the friction in the oval ring. Thus, the corrugated transmission is more economical to produce.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist der ovale Ring mit dem Grundkörper formschlüssig verbunden. Dadurch wird eine Verdrehung des Grundkörpers zum ovalen Ring vermieden.In a preferred embodiment of the invention, the oval ring is positively connected to the base body. As a result, a rotation of the body is avoided to the oval ring.
In einer alternativen bevorzugten Ausführung weist der ovale Ring Nasen auf, welche in Nuten des Grundkörpers ragen. Nase im Sinne der Erfindung ist ein Element, welches ausgehend von einer Umfangsrichtung des ovalen Ringes in das Innere des ovalen Ringes weist. Dabei kann die Nase durch eine Stanzbiegebearbeitung hergestellt sein. Die Nase greift in eine Nut des Grundkörpers und verhindert eine relative Verdrehung des Grundkörpers zum ovalen Ring.In an alternative preferred embodiment, the oval ring on noses, which protrude into grooves of the body. Nose in the context of the invention is an element which points, starting from a circumferential direction of the oval ring into the interior of the oval ring. In this case, the nose can be made by a punching bending process. The nose engages in a groove of the body and prevents relative rotation of the body to the oval ring.
In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist der Grundkörper aus Metall hergestellt. Besonders bevorzugt wird für den Grundkörper Aluminium verwendet. Ein Grundkörper aus Metall besitzt eine besonders lange Lebensdauer.In a preferred embodiment of the invention, the base body is made of metal. Particularly preferably, aluminum is used for the base body. A basic metal body has a particularly long life.
In einer alternativen Ausführung der Erfindung ist der Grundkörper aus Kunststoff hergestellt. Durch die Verwendung von Kunststoff für den Grundkörper wird Gewicht eingespart. Zudem ist ein Grundkörper aus Kunststoff wirtschaftlicher herstellbar als ein Grundkörper aus Metall. Verglichen mit einem Grundkörper aus Metall können für einen Grundkörper aus Kunststoff elastischere Materialien eingesetzt werden, so dass auch für Anwendungen, bei welchen ein elastischer Grundkörper notwendig ist, entsprechende Materialien zur Verfügung stehen.In an alternative embodiment of the invention, the base body is made of plastic. By using plastic for the body weight is saved. In addition, a base made of plastic is more economical to produce than a metal base body. Compared with a base body made of metal, more elastic materials can be used for a base body made of plastic, so that suitable materials are also available for applications in which an elastic base body is necessary.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung ist der ovale Ring, der den Grundkörper umgibt ein Stahlring. Dieser Stahlring kann entsprechend den Anforderungen in verschiedenen Wandstärken vorgesehen sein.In a further preferred embodiment of the invention, the oval ring which surrounds the base body is a steel ring. This steel ring can be provided according to the requirements in different wall thicknesses.
Der ovale Ring weist vorzugsweise eine Wandstärke zwischen 0,5-1,0 mm auf. Ein ovaler Ring mit einer solchen Wandstärke ist steif genug, um eine Verformung des verformbaren Zahnrades zu bewirken und trotz alledem ausreichend flexibel, um eine Federwirkung aufzuweisen.The oval ring preferably has a wall thickness between 0.5-1.0 mm. An oval ring having such a wall thickness is stiff enough to cause deformation of the deformable gear and, nevertheless, sufficiently flexible to have a spring action.
Vorzugsweise ist das verformbare Zahnrad aus Metall hergestellt. Zähne aus Metall haben generell eine höhere Bruchfestigkeit als Zähne aus beispielsweise Kunststoff, so dass damit eine Übertragung größerer Drehmomente möglich ist.Preferably, the deformable gear is made of metal. Teeth made of metal generally have a higher breaking strength than teeth made of plastic, for example, so that a transmission of larger torques is possible.
Alternativ ist das verformbare Zahnrad aus Kunststoff hergestellt. Ein solches Zahnrad ist verglichen mit einem Zahnrad aus Metall einfacherer und wirtschaftlicher herstellbar, da durch den Spritzgießvorgang aufwendige Arbeitsschritte zum herstellen eines solchen Zahnrades entfallen. Dadurch können zudem Formen des Zahnrades hergestellt werden, die bei der Herstellung eines Zahnrades aus Metall nur sehr schwer realisierbar sind. Ein Zahnrad aus Kunststoff hat zudem den Vorteil, dass es eine hohe Elastizität aufweist, so dass es sich den Verformungen des ovalen Körpers gut anpassen kann.Alternatively, the deformable gear is made of plastic. Such a gear is compared to a metal gear simpler and more economical to produce, since by the injection molding consuming steps for producing such a gear omitted. As a result, it is also possible to produce forms of the toothed wheel which are very difficult to realize in the production of a metal toothed wheel. A plastic gear also has the advantage that it has a high elasticity, so that it can adapt well to the deformations of the oval body.
Vorzugsweise ist der Grundkörper in Richtung einer Nebenachse des ovalen Ringes verformbar. Als Nebenachse im Sinne der vorliegenden Erfindung wird die Achse des ovalen Ringes bezeichnet, bei welcher der Durchmesser des Ringes minimal ist. Durch eine solche Verformbarkeit des Grundkörpers ist die Federwirkung des ovalen Ringes verbessert.Preferably, the base body is deformable in the direction of a minor axis of the oval ring. As a minor axis in the context of the present invention, the axis of the oval ring is designated, in which the diameter of the ring is minimal. By such deformability of the body, the spring action of the oval ring is improved.
Der ovale Ring ist vorzugsweise in Richtung einer Nebenachse des Ringes verformbar. Dadurch können kleine Toleranzen durch den ovalen Ring ausgeglichen werden. Zudem ist dadurch die Federwirkung des ovalen Ringes verbessert.The oval ring is preferably deformable in the direction of a minor axis of the ring. As a result, small tolerances can be compensated by the oval ring. In addition, this improves the spring action of the oval ring.
Es wird somit ein Wellgetriebe für eine Verbrennungskraftmaschine geschaffen, bei welchem ein harter Schlag in den Endanschlägen gemindert wird, so dass einem frühzeitigen Verschleiß des Wellgetriebes vorgebeugt wird. Zusätzlich weist das erfindungsgemäße Wellgetriebe keine weiteren Teile auf, so dass es wirtschaftlich herstellbar ist.It is thus provided a wave gear for an internal combustion engine, in which a hard impact is reduced in the end stops, so that premature wear of the wave gear is prevented. In addition, the harmonic drive according to the invention has no further parts, so that it can be produced economically.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung des Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen. In diesen zeigen:
-
1 : Perspektivische Explosionszeichnung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Wellgetriebes, und -
2 : Draufsicht auf das Wellgetriebe nach1 .
-
1 : Perspective exploded view of an embodiment of the wave gear according to the invention, and -
2 : Top view of the wave gearbox after1 ,
Die
Innerhalb des verformbaren Zahnrades
Der Grundkörper
In Richtung einer Nebenachse
Bei dem beschriebenen erfindungsgemäßen Wellgetriebe wird ein harter Schlag in den Endanschlägen gemindert, so dass ein frühzeitiger Verschleiß des Wellgetriebes vermieden wird. Zusätzlich wird die Geräuschentwicklung des Wellgetriebes minimiert, da das Zahnrad durch Verformung des Ringes in die Aussparungen verschoben werden kann, was die Anschläge deutlich dämpft.In the described inventive wave gear a hard impact is reduced in the end stops, so that premature wear of the wave gear is avoided. In addition, the noise of the wave gear is minimized because the gear can be moved by deformation of the ring in the recesses, which significantly dampens the attacks.
Es sollte deutlich sein, dass der Schutzbereich nicht auf das beschriebene Wellgetriebe beschränkt ist, sondern verschiedene Modifikationen und konstruktive Änderungen denkbar sind. Beispielsweise sind andere Ausgestaltungen des verformbaren Zahnrades denkbar. Auch könnte der Grundkörper ein elastisch verformbarer Grundkörper sein.It should be clear that the scope of protection is not limited to the described wave gear, but various modifications and design changes are conceivable. For example, other embodiments of the deformable gear conceivable. Also, the body could be an elastically deformable body.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- WellgetriebeThe wave gear
- 1111
- KettenradSprocket
- 1212
- Nockenwellecamshaft
- 1414
- Hohlradring gear
- 1818
- verformbares Zahnraddeformable gear
- 2020
- Zahntooth
- 2121
- HohlradzahnHohlradzahn
- 2323
- Bogenarc
- 2424
- Drehachseaxis of rotation
- 2525
- Stegweb
- 2626
- Führungsabschnittguide section
- 3030
- Schraubescrew
- 3434
- Scheibedisc
- 3838
- Verbindungsschraubeconnecting screw
- 4646
- Nockecam
- 5050
- ovaler Körperoval body
- 5454
- ovaler Ringoval ring
- 6060
- Grundkörperbody
- 6464
- AußenumfangsflächeOuter circumferential surface
- 6868
- Gleitflächesliding surface
- 7272
- formschlüssige Aufnahmepositive fit
- 7676
- Formteilmolding
- 8080
- Hauptachsemain axis
- 8484
- Ausnehmungrecess
- 8686
- Bohrungdrilling
- 8888
- Nebenachseminor axis
- DD
- WandstärkeWall thickness
- RR
- Radiusradius
- SS
- Scheitelpunktvertex
Claims (15)
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Legal Events
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R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
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Representative=s name: TERPATENT PATENTANWAELTE TER SMITTEN EBERLEIN-, DE |
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R020 | Patent grant now final | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |