DE102016221802A1

DE102016221802A1 - Wellgetriebe sowie Fahrzeug mit dem Wellgetriebe

Info

Publication number: DE102016221802A1
Application number: DE102016221802.6A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Weber
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2016-11-08
Filing date: 2016-11-08
Publication date: 2018-05-09

Abstract

Wellgetriebeeinrichtungen sind Untersetzungsgetriebe und weisen drei Hauptkomponenten auf. Ein Verstellmoment wird über eine Wellgeneratoreinheit eingeleitet, welche um eine Rotationsachse gedreht wird. Die Wellgeneratoreinheit hat eine ovale, insbesondere elliptische Abtriebsfläche. Koaxial zu der Wellgeneratoreinheit ist eine Wellbüchseneinheit angeordnet, welche elastisch verformbar ist. Die Wellbüchseneinheit trägt eine Außenverzahnung.Hierzu wird ein Wellgetriebe 1, mit einem Hohlrad 4, wobei das Hohlrad 4 einen Innenverzahnungsabschnitt 11 aufweist, wobei das Hohlrad 4 eine Rotationsachse R definiert, mit einer Stirnradeinrichtung 5, wobei die Stirnradeinrichtung 5 einen Außenverzahnungsabschnitt 10 aufweist, wobei der Innenverzahnungsabschnitt 11 bereichsweise mit dem Außenverzahnungsabschnitt 10 in Eingriff steht, mit einem Wellgenerator 6, wobei der Wellgenerator 6 die Stirnradeinrichtung 5 derart verformt, so dass der bereichsweise Eingriff gebildet ist, mit einem Gleitlager 7, wobei der Wellgenerator 6 über das Gleitlager 7 mit der Stirnradeinrichtung 5 zusammenwirkt, wobei der Wellgenerator 6 an einer Außenmantelfläche eine erste Gleitlagerfläche 8a und die Stirnradeinrichtung 5 an einer Innenmantelfläche eine zweite Gleitlagerfläche 8b aufweist, vorgeschlagen, wobei die erste und/oder die zweite Gleitlagerfläche 8a, b Schmiermitteltaschen 16 zur Speicherung eines Schmiermittels aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Wellgetriebe mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit dem Wellgetriebe mit dem Merkmal des Anspruchs 10.
Wellgetriebe sind Übersetzungs- oder Transmissionsgetriebe, welche aus drei Unterbaugruppen aufgebaut sind. Eine Wellgeneratoreinrichtung bildet oftmals einen Eingang oder einen Ausgang in das Wellgetriebe und weist eine ovale oder elliptische geformte und in radialer Richtung umlaufende Außenfläche auf. Diese greift in eine meist als Flexspline bezeichnete Komponente als zweite Unterbaugruppe ein, welche derart elastisch ausgebildet ist, dass diese durch die Wellgeneratoreinrichtung in radialer Richtung verformt werden kann. Auf der radialen Außenseite des Flexsplines ist eine Außenverzahnung angeordnet. Als dritte Unterbaugruppe weist das Wellgetriebe ein Hohlrad auf, welches eine Innenverzahnung trägt. Die Außenverzahnung des Flexspline greift üblicherweise an zwei gegenüberliegenden Positionen in die Innenverzahnung des Hohlrades ein. Durch eine Rotationsbewegung der Wellgeneratoreinrichtung werden die Eingriffspositionen zwischen Außenverzahnung und Innenverzahnung in Umlaufrichtung bewegt. Durch eine unterschiedliche Anzahl von Zähnen zwischen der Außenverzahnung und der Innenverzahnung ergibt sich eine Relativbewegung zwischen dem Wellgenerator und dem Flexspline.
Die Bauteile eines derartigen Wellgetriebes sind oftmals ausschließlich aus Metall gefertigt. Dagegen wird in der Druckschrift WO 2015/1511 46 A1 , die wohl den nächstkommenden Stand der Technik bildet, ein Wellgenerator sowie ein Hohlkörper vorgeschlagen, wobei der Hohlkörper mehrschichtig aufgebaut ist und wobei mindestens eine Schicht aus einem Kunststoffmaterial besteht. Der Hohlkörper wird als elastische Hülse in dem Wellgenerator verwendet.
Gegenstand der Erfindung ist ein Wellgetriebe, welches für ein Fahrzeug, vorzugsweise ein Kraftfahrzeug, geeignet und/oder ausgebildet. Das Wellgetriebe wird insbesondere als Harmonic-Drive-Getriebe bezeichnet. Beispielsweise ist das Wellgetriebe getriebetechnisch mit einer Nockenwelle und/oder einer Kurbelwelle verbunden. Insbesondere weist das Wellgetriebe einen Innenrotor und einen Außenrotor, z.B. ein Kettenrad, auf, wobei der Innenrotor und der Außenrotor relativ zueinander verdrehbar sind.
Das Wellgetriebe weist ein Hohlrad auf, wobei das Hohlrad einen Innenverzahnungsabschnitt aufweist. Insbesondere ist das Hohlrad als ein starres, innenverzahntes Getriebeelement ausgebildet. Das Hohlrad bildet den Innenrotor und ist beispielsweise mit einer Anschlagscheibe und/oder einer Nockenwellen gekoppelt oder mit diesen einstückig verbunden.
Das Wellgetriebe weist eine Stirnradeinrichtung - oftmals auch als Flexspline bezeichnet - auf, wobei die Stirnradeinrichtung einen Außenverzahnungsabschnitt aufweist, wobei der Innenverzahnungsabschnitt bereichsweise mit dem Außenverzahnungsabschnitt in Eingriff steht. Insbesondere steht der Innenverzahnungsabschnitt nur und/oder ausschließlich bereichsweise mit dem Außenverzahnungsabschnitt in Eingriff. Vorzugsweise stehen der Innenverzahnungsabschnitt und der Außenverzahnungsabschnitt in genau zwei Eingriffsbereichen miteinander im Eingriff und sind in dazwischenliegenden Zwischenbereichen voneinander getrennt und/oder stehen dort außer Eingriff. Besonders bevorzugt sind die beiden Eingriffsbereiche diametral gegenüberliegend angeordnet.
Das Wellgetriebe weist einen Wellgenerator auf, wobei der Wellgenerator die Stirnradeinrichtung derart verformt, so dass der bereichsweise Eingriff gebildet ist. Die Funktion des Wellgenerators ist es, die Stirnradeinrichtung zu kontaktieren, anzutreiben und/oder zu verformen. Der Wellgenerator bildet vorzugsweise einen Antrieb und weist einen ovalen, insbesondere elliptischen Grundkörper auf. Der Grundkörper ist um eine Rotationsachse des Wellgetriebes drehbar. Die Stirnradeinrichtung ist derart verformbar ausgebildet, dass diese durch den Wellgenerator insbesondere in eine ovale und/oder elliptische Form insbesondere bestimmungsgemäß verformt werden kann.
Optional ergänzend umfasst der Wellgenerator eine Radiallagereinrichtung mit einem Außenring, einer Innenlaufbahn und einer Mehrzahl von Wälzkörpern, welche zwischen dem Außenring und der Innenlaufbahn abwälzend angeordnet sind. Vorzugsweise ist der Außenring flexibel ausgebildet. In Bezug auf die Radiallagereinrichtung bilden die Wälzkörper einen ersten Kontaktpartner die Innenlaufbahn einen zweiten Kontaktpartner.
Das Wellgetriebe weist ein Gleitlager auf, wobei der Wellgenerator über das Gleitlager mit der Stirnradeinrichtung zusammenwirkt, wobei der Wellgenerator an einer Außenmantelfläche eine erste Gleitlagerfläche und die Stirnradeinrichtung an einer Innenmantelfläche eine zweite Gleitlagerfläche aufweist. Vorzugsweise ist die Außenmantelfläche bzw. die erste Gleitlagerfläche durch eine radiale Außenseite des Grundkörpers oder des Außenrings gebildet. Vorzugsweise ist die Innenmantelfläche bzw. die zweite Gleitlagerfläche durch eine radiale Innenseite, insbesondere einen Innenumfang, der Stirnradeinrichtung gebildet.
Die Außenmantelfläche und/oder die Innenmantelfläche ist in axialer Draufsicht vorzugsweise gekrümmt ausgebildet. Insbesondere liegt die Gleitlagerfläche zumindest bereichsweise an der Außenmantelfläche des Wellgenerators an. Vorzugsweise erstreckt sich die erste Gleitlagerfläche in axialer Richtung über die gesamte Außenmantelfläche des Wellgenerators. Besonders bevorzugt erstreckt sich die zweite Gleitlagerfläche in axialer Richtung im Bereich des Außenverzahnungsabschnitts und/oder im Bereich der ersten Gleitlagerfläche. Im Speziellen erstreckt sich die erste Gleitlagerfläche vollständig in Umlaufrichtung über die Außenmantelfläche und/oder die zweite Gleitlagerfläche vollständig in Umlaufrichtung über die gesamte Innenmantelfläche.
Im Rahmen der Erfindung weist die erste und/oder die zweite Gleitlagerfläche Schmiermitteltaschen zur Speicherung eines Schmiermittels auf. Die Schmiermitteltaschen haben insbesondere die Funktion das Schmiermittel derart zu speichern, so dass vorzugsweise in den beiden Eingriffsbereichen, eine Verdrängung des Schmiermittels, in axialer Richtung und/oder in Umlaufrichtung und/oder in radialer Richtung in Bezug auf die Rotationsachse verhindert wird. Beispielsweise ist das Schmiermittel ein flüssiger Schmierstoff, vorzugsweise ein Schmieröl, oder ein Schmierfett. Ferner dienen die Schmiermitteltaschen und die damit verbundene Speicherung des Schmiermittels zur Dämpfung von Lastspitzen und/oder zur Dämpfung eines Kraftflusses in den beiden Eingriffsbereichen. Besonders bevorzugt wird durch das in den Schmiermitteltaschen gespeicherte Schmiermittel eine hydraulische Dämpfung zwischen dem Wellgenerator und der Stirnradeinrichtung erzeugt. Bei einer Anordnung der Schmiermitteltaschen auf der ersten und der zweiten Gleitlagerfläche wird insbesondere der Dämpfungseffekt der hydraulischen Dämpfung vergrößert.
Insbesondere sind die Schmiermitteltaschen Vertiefungen in der ersten und/oder der zweiten Gleitlagerfläche. Insbesondere werden die Schmiermitteltaschen in die erste und/oder die zweite Gleitlagerfläche durch Umformen und/oder Trennen eingebracht. Insbesondere weist die erste und/oder die zweite Gleitlagerfläche mehr als 100, vorzugsweise mehr als 500, im Speziellen mehr als 1000 Schmiermitteltaschen auf. Beispielsweise sind der Wellgenerator und die Stirnradeinrichtung aus unterschiedlichen Werkstoffen gebildet. Optional ergänzend kann die erste oder die zweite Gleitlagerfläche zusätzliche eine verschleißmindernde und/oder reibungsmindernde Beschichtung, z.B. Keramik aufweisen. Besonders bevorzugt weist jedoch mindestens einer der beiden Gleitlagerflächen die Schmiermitteltaschen auf.
Der Vorteil der Erfindung besteht darin, dass durch die Schmiermitteltaschen das Schmiermittel insbesondere in den Eingriffsbereichen gespeichert wird, so dass dadurch die Reibung des Gleitlagers und/oder des Verschleißes des Gleitlagers reduziert wird. Ferner wird insbesondere durch die Speicherung des Schmiermittels in den Eingriffsbereichen sichergestellt, dass das Schmiermittel in den Eingriffsbereichen nicht verdrängt wird und somit eine hydraulische Dämpfung erzeugt werden kann. Außerdem können aufgrund der hydraulischen Dämpfung die Stirnradeinrichtung und/oder der Wellgenerator, insbesondere in radialer Richtung, unnachgiebig ausgebildet werden. Durch die unnachgiebige Ausbildung der Stirnradeinrichtung und/oder des Wellgenerators wird insbesondere ein Überspringen der Verzahnung in den Eingriffsbereichen verhindert. Durch die Einbringung der Schmiermitteltaschen wird somit allgemein auch das Betriebsverhalten des Wellgetriebes verbessert.
In einer ersten konkreten Realisierung sind die Schmiermitteltaschen durch Laser-Honen gebildet. Insbesondere werden durch das Laser-Honen die Reibung und der Verschleiß des Gleitlagers reduziert. Insbesondere wird unter Laser-Honen eine Kombination aus Honen und Laserstrukturieren verstanden. In einem ersten Fertigungsschritt werden die erste und/oder die zweite Gleitlagerfläche zuerst durch Honen, vorzugsweise durch Vor- und Zwischenhonen, bearbeitet, so dass eine gewünschte Ausgangsoberfläche für das Laserstrukturieren erzeugt wird. In einem weiteren Fertigungsschritt werden mittels eines Laserstrahls die Schmiermitteltaschen in die erste und/oder die zweite Gleitlagerfläche eingebracht. In einem letzten Fertigungsschritt werden die erste und/oder die zweite Gleitlagerfläche durch Entgraten und Fertighonen bearbeitet, wobei die bei der Laserbearbeitung entstandenen Schmelzaufwürfe abgetragen und zugleich die gemittelte Rauhtiefe reduziert wird. Alternativ kann die erste und/oder die zweite Gleitlagerfläche auch durch Elektronenstrahlbearbeitung oder Funkenerosion strukturiert werden.
In einer alternativen oder optional ergänzenden konkreten Realisierung sind die Schmiermitteltaschen durch ein Walzverfahren gebildet. Insbesondere wird durch das Walzverfahren die Oberflächengüte positiv beeinflusst, so dass vorzugsweise die Reibung und der Verschleiß des Gleitlagers reduziert werden. Insbesondere werden die Schmiermitteltaschen durch Umformen, vorzugsweise durch Kaltumformen, besonders bevorzugt durch Randrieren in die erste und/oder die zweite Gleitlagerfläche eingebracht. Insbesondere weist eine Walze an der Außenseite des Walzenmantels eine gleichmäßige Profilierung auf. Vorzugsweise ist die Profilierung durch Erhebungen ausgebildet, welche bei der Bearbeitung der ersten und/oder der zweiten Gleitlagerfläche die Schmiermitteltaschen in die Oberfläche einformen.
In einer alternativen oder optional ergänzenden konkreten Realisierung sind die Schmiermitteltaschen durch Ätzen gebildet. Insbesondere wird die erste und/oder die zweite Gleitlagerfläche durch Honen vorbehandelt, so dass eine entsprechende Oberflächengüte erzeugt wird. Insbesondere werden die Schmiermitteltaschen durch eine Tiefenätzung in die erste und/oder die zweite Gleitlagerfläche eingebracht.
Alternativ werden die Schmiermitteltaschen durch eine Flächenätzung in die erste und/oder die zweite Gleitlagerfläche eingebracht. Insbesondere werden die erste und/oder die zweite Gleitlagerfläche teilweise mit einer säurefesten fotochemischen Abdeckschicht und/oder mit einem säurefesten Abdecklack versehen, wobei für die Einbringung der Schmiermitteltaschen die erste und/oder die zweite Gleitlagerfläche Freistellen aufweist, welche nicht mit der Abdeckschicht und/oder dem Abdecklack versehen sind. Anschließend wird die erste und/oder die zweite Gleitlagerfläche einer Ätzflüssigkeit ausgesetzt, wobei die Schmiermitteltaschen durch das Einwirken der Säure eingebracht werden.
In einer bevorzugten Umsetzung ist das Gleitlager durch ein Schmieröl geschmiert, wobei das Schmieröl zähflüssig ist. Insbesondere hat das Schmieröl die Funktion die Reibung zu reduzieren und/oder Wärme abzuführen und/oder eine hydraulische Dämpfung zu erzeugen. Das Schmieröl ist vorzugsweise in dem Gleitlager zwischen den beiden Gleitlagerflächen angeordnet, so dass ein Gleitfilm gebildet ist. Besonders bevorzugt jedoch ist das Schmieröl in den Schmiermitteltaschen aufgenommen und/oder gespeichert. Insbesondere weist das Schmieröl eine kinematische Viskosität bei einer Temperatur von 100 °C, vorzugsweise nach der DIN 51550 und DIN 51562, von mehr als 3 mm²/s, vorzugsweise mehr als 10 mm²/s, im Speziellen mehr als 20 mm²/s auf.
In einer bevorzugten konstruktiven Umsetzung sind die Schmiermitteltaschen als Mikrodruckkammern ausgebildet, so dass das Schmieröl in den Schmiermitteltaschen gespeichert ist. Mikrodruckkammern sind Kammern, die das Schmiermittel, insbesondere das Schmieröl, aufnehmen und speichern können. Vorzugsweise bauen die Mikrodruckkammern einen hydrodynamischen Druck auf. Um eine sichere Schmierung durch den hydrodynamischen Druck zu gewährleisten, weisen die Schmiermitteltaschen einen nicht unterbrochenen Umfangsrand auf und bilden vorzugsweise eine geschlossene Mikrodruckkammer. Die Mikrodruckkammern bleiben dadurch auch während des Betriebs des Wellgetriebes gefüllt und vermindern somit die Reibung zwischen den beiden Gleitflächen und/oder Begünstigen die hydraulische Dämpfung in den beiden Kontaktbereichen.
In einer konkreten Weiterbildung weisen die Schmiermitteltaschen eine runde und/oder eine punktförmige Form und eine Tiefe von weniger als 30 Mikrometer auf. Insbesondere weisen die Schmiermitteltaschen eine kreisförmige oder eine elliptischen und/oder eine länglichen Form auf. Vorzugsweise beträgt die maximale Erstreckung weniger als 0,5 mm, vorzugsweise weniger als 0,1 mm. Insbesondere erstrecken sich die Mikrotaschen nach innen, in die erste und/oder die zweite Gleitfläche etwa kegelförmig oder zylinderförmig. Die maximale Tiefe beträgt insbesondere weniger als 20 Mikrometer, vorzugsweise weniger als 10 Mikrometer. Besonders bevorzugt jedoch beträgt die maximale Tiefe ein Vielfaches der Rauhtiefe der benachbarten Flächenbereiche. Insbesondere weisen die erste und/oder die zweite Gleitlagerfläche eine gemittelte Rauhtiefe von weniger als 3 Mikrometer, vorzugsweise weniger als 2 Mikrometer, im Speziellen weniger als 1 Mikrometer auf.
In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung sind die Schmiermitteltaschen in axialer Richtung und/oder in Umlaufrichtung in Bezug auf die Rotationsachse regelmäßig voneinander beabstandet auf der ersten und/oder der zweiten Gleitlagerfläche angeordnet. Insbesondere sind die Schmiermitteltaschen in Umlaufrichtung und/oder in axialer Richtung reihenförmig übereinander und/oder nebeneinander liegend oder auf einer Spirale liegend angeordnet, so dass die erste und/oder die zweite Gleitlagerfläche vorzugsweise gleichmäßig mit den Schmiermitteltaschen versehen ist.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Wellgetriebe als ein Nockenwellenversteller oder als ein Kompressionssteller ausgebildet. Insbesondere dient der Nockenwellenversteller dazu die Phasenlage der Nockenwelle, vorzugsweise eine Einlass- und/oder eine Auslassnockenwelle, relativ zu der Phasenlage der Kurbelwelle des Fahrzeugs zu verstellen. Insbesondere ist der Nockenwellenversteller ein elektrischer oder ein elektromechanischer Nockenwellenversteller. Vorzugsweise weist der Nockenwellenversteller eine Aktorik zur Verstellung der Phasenlage auf, wobei besonders bevorzugt das Wellgetriebe als die Aktorik ausgebildet ist. Insbesondere ist der Nockenwellenversteller ein VCT-System.
Insbesondere dient der Kompressionssteller dazu, ein Verdichtungsverhältnis einer Hubkolbenmaschine zu verändern. Insbesondere ist der Kompressionssteller ein elektrischer oder ein elektromechanischer Kompressionssteller. Vorzugsweise weist der Kompressionssteller eine Aktorik zur Veränderung des Verdichtungsverhältnisses auf, wobei besonders bevorzugt das Wellgetriebe als die Aktorik ausgebildet ist. Insbesondere ist der Kompressionssteller ein VCR-System.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einem Wellgetriebe, wie diese zuvor beschrieben wurde beziehungsweise nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung. Dabei zeigen:

1 zeigt ein Wellgetriebe in einer schematischen Schnittdarstellung als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung;
2 zeigt Getriebeelemente des Wellgetriebes in einer Schnittdarstellung;
3 zeigt ein vergrößertes, schematisiertes Detail der Anordnung der Getriebeelemente nach 3;
4a zeigt in einer dreidimensionalen Darstellung einen Wellgenerator des Wellgetriebes;
4b zeigt in einer dreidimensionalen Darstellung eine Stirnradeinrichtung des Wellgetriebes.

Einander entsprechende oder gleiche Teile sind in den Figuren jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Die 1 zeigt grob schematisiert ein insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichnetes Wellgetriebe. Das Wellgetriebe 1 ist bzw. kann in ein Gehäuse 2 eingebaut sein, welches nicht Teil des Wellgetriebes 1 ist. Im Fall der Verwendung des Wellgetriebes 1 als Stellgetriebe eines elektrischen Nockenwellenverstellers handelt es sich bei dem Gehäuse 2 um ein drehbares, durch ein Zugmittel, insbesondere eine Kette, antreibbares Gehäuse des Nockenwellenverstellers. Normalerweise wird das Gehäuse im Falle des Nockenwellenverstellers als Antriebswelle zum Wellgetriebe dazugezählt. Eine mit 3 bezeichnete Welle, welche ein Abtriebselement des Wellgetriebes 1 darstellt, ist hierbei mit einer Nockenwelle identisch oder fest verbunden. Bei Verwendung des Wellgetriebes 1 innerhalb einer Vorrichtung zur Variation des Verdichtungsverhältnisses eines Hubkolbenmotors ist das Gehäuse 2 mit einem Motorblock fest verbunden oder integraler Bestandteil des Motorblocks, das heißt, in jedem Fall nicht rotierbar. Bei der Welle 3 handelt es sich in diesem Fall um eine Exzenterwelle, die über ein Nebenpleuel mit dem Kurbeltrieb der Brennkraftmaschine zusammenwirkt.
Unabhängig von Verwendung und Einbausituation des Wellgetriebes 1 weist dieses ein mit der Welle 3 verbundenes starres Getriebebauteil ausgebildet als ein Hohlrad 4 auf. Die Rotationsachse des Hohlrades 4 ist mit R bezeichnet und mit der Symmetrieachse des Wellgetriebes 1 identisch. Das Hohlrad 4 ist innenverzahnt und wirkt direkt mit einem flexiblen, das heißt nachgiebigen, Getriebeelement, ausgebildet als eine Stirnradeinrichtung 5 beispielsweise eine Wellbüchse, zusammen. Die Stirnradeinrichtung 5 wird auch als Flexring bezeichnet.
Beim Betrieb des Wellgetriebes 1 wird die Stirnradeinrichtung 5 permanent durch einen Wellgenerator 6 verformt. Beispielsweise ist der Wellgenerator 6 als Gleitwellgenerator als ein Wälzlagergenerator ausgebildet. In dem Schnitt nach 1 ist der Wellgenerator 6 erkennbar, welcher einen T-förmigen Querschnitt aufweist. Der Wellgenerator 6 weist an einer Außenmantelfläche eine erste Gleitlagerfläche 8a und die Stirnradeinrichtung 5 weist an einer Innenmantelfläche eine zweite Gleitlagerfläche 8b auf. Die erste Gleitlagerfläche 8a liegt an der zweiten Gleitlagerfläche 8b an, sodass hierdurch der Gleitkontakt des Gleitlagers 7 gebildet ist.
Über den Gleitkontakt des Gleitlagers 7 werden Radialkräfte - bezogen auf die Rotationsachse R - übertragen, wobei in einem mit 9 bezeichneten Verzahnungsbereich ein Außenverzahnungsabschnitt 10 der Stirnradeinrichtung 5 mit einem Innenverzahnungsabschnitt 11 des Hohlrads 4, kämmt, sodass ein Drehmoment zwischen den Getriebeelementen 4, 5 übertragbar ist.
Wie aus den 2 und 3 hervorgeht, befindet sich der Außenverzahnungsabschnitt 10 in genau zwei diametral gegenüberliegenden Umfangsabschnitten im Eingriff mit dem Innenverzahnungsabschnitt 11. Die Außenmantelfläche des Wellgenerators 6 fungiert hierbei als die erste Gleitlagerfläche 8a, auf welcher die Stirnradeinrichtung 5 als weiteres Gleitlagerelement mit der zweiten Gleitlagerfläche 8b aufliegt.
Der Wellgenerator 6 weist eine ovale bzw. elliptische Kontur auf, die dafür sorgt, dass an zwei exakt am Umfang des Wellgenerators 6 gegenüberliegenden Stellen, in der Anordnung nach 2 am obersten und am untersten Punkt, die Verzahnungsabschnitte 10, 11 der Getriebeelemente 4, 5 in maximal möglichem Maße ineinandergreifen. Mit zunehmendem Abstand von diesen beiden Punkten am Umfang der Getriebeelemente 4, 5 ist dagegen der Außenverzahnungsabschnitt 10 zunehmend von dem Innenverzahnungsabschnitt 11 abgehoben, wie insbesondere aus 3 hervorgeht.
Eine geringfügig unterschiedliche Zähnezahl zwischen den Verzahnungsabschnitten 10, 11 der Getriebeelemente 4, 5 sorgt dafür, dass sich beim Wandern ein Verzahnungsbereiche 12, welches durch Rotation des Wellgenerators 6 relativ zur Stirnradeinrichtung 5 bewirkt wird, die Getriebeelemente 4, 5 vergleichsweise langsam gegeneinander verdrehen. Der Wellgenerator 6 ist durch einen nicht dargestellten Elektromotor direkt angetrieben.
4a zeigt in einer dreidimensionalen Darstellung den Wellgenerator 6 als den Wälzlagergenerator. Der Wellgenerator 6 trägt eine Wälzlagereinrichtung 13 mit einer Mehrzahl von Wälzkörpern, z.B. Kugeln oder Rollen. Die Wälzkörper wälzen einerseits auf einem Innenring 14, beispielsweise auf einer Innenlaufbahn, und andererseits an einer radialen Innenseite eines Außenrings 15 ab, wobei der Außenring 15 verformbar ausgebildet ist. Der Außenring 15 bildet die Außenmantelfläche des Wellgenerators 6, insbesondere bildet die Außenmantelfläche des Außenrings 15 die erste Gleitlagerfläche 8a.
Die erste Gleitlagerfläche 8a weist eine Vielzahl, z.B. mehr als 200, an Schmiermitteltaschen 16 auf. Die Schmiermitteltaschen 16 sind als lokal geschlossene Vertiefungen ausgebildet, welche als Mikrodruckkammern ein Schmiermittel, z.B. Schmieröl, Schmierfett etc. bevorraten und einen hydrodynamischen Druck aufbauen. Durch das Schmiermittel wird, insbesondere im Bereich des Gleitkontakts des Gleitlagers 7, eine hydraulische Dämpfung zur Dämpfung von Lastspitzen zwischen der Stirnradeinrichtung 5 und dem Außenring 15 erzeugt. Damit das Schmiermittel nicht in axialer und/oder radialer Richtung und/oder in Umlaufrichtung in Bezug auf die Rotationsachse R, insbesondere im Bereich des Gleitkontakts, verdrängt wird, ist das Schmiermittel in den Schmiermitteltaschen gespeichert.
Die Stirnradeinrichtung 5 ist in einer dreidimensionalen Darstellung in der 4b in einem unverformten Zustand gezeigt. Es ist zu erkennen, dass die Stirnradeinrichtung 5 eine kreisrunde Form einnimmt und an der radialen Außenseite den Außenverzahnungsabschnitt 10 trägt. Im Betrieb wird die Stirnradeinrichtung 5 durch den Wellgenerator 6 oval, insbesondere elliptisch verformt.
Alternativ oder optional ergänzend zu der in 4a gezeigten Ausführungsform, weißt die Stirnradeinrichtung 5 die Schmiermitteltaschen 16 auf. Die Schmiermitteltaschen 16 werden z.B. durch Randrieren, Laser-Hohnen, photographisches Ätzen etc. in die erste und/oder die zweite Gleitlagerfläche 8a, b eingebracht. Die Schmiermitteltaschen 16 weisen eine runde punktförmige Form auf und weisen z.B. einen Durchmesser von weniger als 90 Mikrometer, vorzugsweise weniger als 50 Mikrometer auf. Beispielsweise weist die erste und/oder die zweite Gleitlagerfläche 8a, b eine Oberflächengüte mit einer gemittelten Rauhtiefe von ca. 1 bis 2 Mikrometer auf. Die Schmiermitteltaschen 16 weisen z.B. eine Tiefe von ca. 5 bis 25 Mikrometer auf.
Die Schmiermitteltaschen 16 sind auf der ersten bzw. der zweiten Gleitlagerfläche 8a, b in axialer Richtung in einer Reihe angeordnet, wobei die erste bzw. die zweite Gleitlagerfläche 8a, b in Umlaufrichtung in Bezug auf die Rotationsachse R mehrere parallel zueinander angeordnete Reihen aufweist. Die Reihen sind in Umlaufrichtung und die Schmiermitteltaschen 16 in axialer Richtung in Bezug auf die Rotationsachsen R regelmäßig voneinander beabstandet angeordnet. Beispielsweise weist eine Reihe ca. zehn Schmiermitteltaschen 16 auf.
Bezugszeichenliste

1: Wellgetriebe
2: Gehäuse
3: Welle
4: Hohlrad
5: Stirnradeinrichtung
6: Wellgenerator
7: Gleitlager
8a: erste Gleitlagerfläche
8b: zweite Gleitlagerfläche
9: Verzahnungsbereich
10: Außenverzahnungsabschnitt
11: Innenverzahnungsabschnitt
12: Verzahnungsbereich
13: Wälzlagereinrichtung
14: Innenring
15: Außenring
16: Schmiermitteltaschen
R: Rotationsachse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2015/151146 A1 [0003]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

DIN 51550 [0018]
DIN 51562 [0018]

Claims

Wellgetriebe (1), mit einem Hohlrad (4), wobei das Hohlrad (4) einen Innenverzahnungsabschnitt (11) aufweist, wobei das Hohlrad (4) eine Rotationsachse (R) definiert, mit einer Stirnradeinrichtung (5), wobei die Stirnradeinrichtung (5) einen Außenverzahnungsabschnitt (10) aufweist, wobei der Innenverzahnungsabschnitt (11) bereichsweise mit dem Außenverzahnungsabschnitt (10) in Eingriff steht, mit einem Wellgenerator (6), wobei der Wellgenerator (6) die Stirnradeinrichtung (5) derart verformt, so dass der bereichsweise Eingriff gebildet ist, mit einem Gleitlager (7), wobei der Wellgenerator (6) über das Gleitlager (7) mit der Stirnradeinrichtung (5) zusammenwirkt, wobei der Wellgenerator (6) an einer Außenmantelfläche eine erste Gleitlagerfläche (8a) und die Stirnradeinrichtung (5) an einer Innenmantelfläche eine zweite Gleitlagerfläche (8b) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder die zweite Gleitlagerfläche (8a, b) Schmiermitteltaschen (16) zur Speicherung eines Schmiermittels aufweist.
Wellgetriebe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmiermitteltaschen (16) durch Laser-Honen gebildet sind.
Wellgetriebe (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmiermitteltaschen (16) durch ein Walzverfahren gebildet sind.
Wellgetriebe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmiermitteltaschen (16) durch Ätzen gebildet sind.
Wellgetriebe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitlager (7) durch ein Schmieröl geschmiert ist, wobei das Schmieröl zähflüssig ist.
Wellgetriebe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmiermitteltaschen (16) als Mikrodruckkammern ausgebildet sind, so dass das Schmieröl in den Vertiefungen gespeichert ist.
Wellgetriebe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmiermitteltaschen (16) eine runde und/oder eine punktförmige Form und eine Tiefe von weniger als 30 Mikrometer aufweisen.
Wellgetriebe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmiermitteltaschen (16) in axialer Richtung und/oder in Umlaufrichtung in Bezug auf die Rotationsachse (R) regelmäßig voneinander beabstandet auf der ersten und/oder der zweiten Gleitlagerfläche (8a, b) angeordnet sind.
Wellgetriebe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wellgetriebe (1) als ein Nockenwellenversteller oder ein Kompressionssteller ausgebildet ist.
Fahrzeug mit dem Wellgetriebe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.