WO2020253906A1

WO2020253906A1 - Harmonic drive transmission and method for assembling a harmonic drive transmission

Info

Publication number: WO2020253906A1
Application number: PCT/DE2020/100454
Authority: WO
Inventors: Bastian Hain
Original assignee: Schaeffler Technologies AG & Co. KG
Priority date: 2019-06-19
Filing date: 2020-05-29
Publication date: 2020-12-24
Also published as: DE102019116653A1

Abstract

The invention relates to a harmonic drive transmission comprising a housing (2) and a flexible cup-shaped transmission element (10), which is connected to an output element (3), which output element is provided for connection, by means of a central screw (21), to a shaft (9) to be adjusted. A slip clutch (27) preloaded by spring force is formed between the flexible transmission element (10) and the output element (3).

Description

Wellqetriebe und Verfahren zur Montage eines Wellqetriebes Wave gear and method for assembling a wave gear

Die Erfindung betrifft ein Wellgetriebe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 . Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Montage eines Wellgetriebes. The invention relates to a harmonic drive 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 DE 10 2009 037 403 B4 bekannt. Dieses Wellgetriebe ist Teil eines elektromechanischen Nockenwellenver stellers und in Topfbauart ausgeführt. Das bekannte Wellgetriebe umfasst ein Kugel lager, dessen Innenring eine elliptische Kontur aufweist und als Steuerscheibe be zeichnet wird. Durch die Steuerscheibe wird beim Betrieb des Wellgetriebes ein topf förmiges Getriebeelement, welches fest mit einer zu verstellenden Nockenwelle ver bunden ist, verformt. A generic harmonic drive is known, for example, from DE 10 2009 037 403 B4. This harmonic drive is part of an electromechanical Nockenwellenver actuator and designed in a pot design. The well-known harmonic drive comprises a ball bearing, the inner ring of which has an elliptical contour and is recorded as a control disk. Through the control disc, a pot-shaped gear element, which is firmly connected to a camshaft to be adjusted, is deformed during operation of the harmonic drive.

Ein weiteres Wellgetriebe, das die Merkmale nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aufweist, ist in der DE 10 2017 126 527 A1 offenbart. In diesem Fall ist zusätzlich zu einem nachgiebigen topfförmigen Getriebeelement ein weiteres flexibles Getriebeele ment vorgesehen. Auch dieses Wellgetriebe ist Teil eines elektromechanischen No- ckenwellenverstellers eines Verbrennungsmotors. Another harmonic drive that has the features according to the preamble of claim 1 is disclosed in DE 10 2017 126 527 A1. In this case, in addition to a resilient cup-shaped gear element, a further flexible gear element is provided. This harmonic drive is also part of an electromechanical camshaft adjuster of an internal combustion engine.

Weitere Wellgetriebe mit einem flexiblen topfförmigen, außenverzahnten Getriebe element sind in den Dokumenten DE 10 2016 210 703 A1 , DE 10 2016 204 784 A1 und DE 10 2015 224 897 A1 offenbart. Further harmonic drives with a flexible cup-shaped, externally toothed gear element are disclosed in the documents DE 10 2016 210 703 A1, DE 10 2016 204 784 A1 and DE 10 2015 224 897 A1.

Aus der DE 10 2016 220 918 A1 ist ein Wellgetriebe bekannt, welches je nach Ausge staltung entweder als Stellgetriebe eines Nockenwellenverstellers oder als Stellgetrie be einer Vorrichtung zu Verstellung des Verdichtungsverhältnisses eines Flubkolben- motors zum Einsatz kommen kann. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein als Stellgetriebe in einem Verbren nungsmotor verwendbares Wellgetriebe gegenüber dem Stand der Technik unter fer tigungstechnischen Gesichtspunkten sowie unter dem Aspekt der Betriebssicherheit weiterzuentwickeln. From DE 10 2016 220 918 A1 a harmonic drive is known which, depending on the configuration, can be used either as an adjusting gear of a camshaft adjuster or as an adjusting gear of a device for adjusting the compression ratio of a Flubkolben- motor. The invention is based on the object of further developing a wave gear which can be used as an adjusting gear in an internal combustion engine compared to the prior art under production-related aspects and under the aspect of operational safety.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Wellgetriebe mit den Merkma len nach dem Anspruch 1 . Ebenso wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Montage eines Wellgetriebes an einer zu verstellenden Welle gemäß Anspruch 9. 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 Merkma len according to claim 1. The object is also achieved by a method for mounting a harmonic drive on a shaft to be adjusted. The embodiments and advantages of the invention explained below in connection with the mounting method also apply mutatis mutandis to the device, i.e. the harmonic drive and vice versa.

Das Wellgetriebe umfasst in an sich bekannter Grundkonzeption ein Gehäuse sowie ein flexibles topfförmiges Getriebeelement, welches mit einem Abtriebselement, das zum Anschluss mittels einer Zentralschraube an eine zu verstellende Welle vorgese hen ist, verbunden ist. Das Gehäuse kann entweder starr in eine Umgebungskon struktion eingebaut oder als Ganzes drehbar sein. Erfindungsgemäß ist zwischen dem flexiblen Getriebeelement und dem Abtriebselement eine per Federkraft vorgespannte Rutschkupplung gebildet. In a basic concept known per se, the harmonic drive comprises a housing and a flexible cup-shaped gear element which is connected to an output element which is provided for connection to a shaft to be adjusted by means of a central screw. The housing can either be installed rigidly in a surrounding construction or rotatable as a whole. According to the invention, a slip clutch preloaded by spring force is formed between the flexible transmission element and the output element.

Ein Wellgetriebe mit einer Überlastsicherung ist prinzipiell zum Beispiel aus der WO 2017/194045 A1 bekannt. In diesem Fall ist eine Überlastsicherung zwischen einem Abtriebsinnenteil und einem Abtriebsaußenteil gebildet. A harmonic drive with overload protection is known in principle, for example, from WO 2017/194045 A1. In this case, an overload protection device is formed between an inner output part and an outer output part.

Ein weiteres Wellgetriebe mit einer Überlastkupplung ist in der DE 10 2016 219 915 A1 beschrieben. In diesem Fall ist eine Kupplungskomponente einer Überlastkupplung durch einen Innenring eines Wellgenerators gebildet. Another harmonic drive with an overload clutch is described in DE 10 2016 219 915 A1. In this case, a clutch component of an overload clutch is formed by an inner ring of a wave generator.

Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass die Auslegung eines Wellgetriebes einen Kompromiss zwischen einer torsionsweichen und einer steifen Auslegung dar stellt. Einerseits ist für die Übertragung eines hohen Drehmomentes eine hohe Steifig- keit des Getriebes von Vorteil. Dies wird zum Beispiel durch eine Vielzahl von Zähnen des flexiblen Getriebeelementes, welche gleichzeitig im Eingriff mit einer Verzahnung eines in sich starren Elementes sind, begünstigt. Andererseits hat eine weiche Ausle gung insbesondere im Fail-safe-Fall, das heißt beim Anfahren einer Anschlagposition, Vorteile. Jedoch soll nach Möglichkeit vermieden werden, dass sich im Fail-safe-Fall, in welchem eine Standard- oder Notlaufposition des Getriebes eingenommen wird, Grundeinstellungen des Getriebes verändern. The invention is based on the consideration that the design of a harmonic drive represents a compromise between a torsionally soft and a rigid design. On the one hand, a high stiffness is required for the transmission of high torque speed of the transmission is an advantage. This is promoted, for example, by a large number of teeth of the flexible gear element, which are simultaneously in engagement with a toothing of an inherently rigid element. On the other hand, a soft design has advantages, especially in the fail-safe case, that is, when approaching a stop position. However, if possible, it should be avoided that in the fail-safe case, in which a standard or emergency running position of the gearbox is assumed, the basic settings of the gearbox change.

Diesen sich widersprechenden Anforderungen wird nach der Erfindung dadurch Rechnung getragen, dass im Fail-safe-Fall eine Entkopplung des Kraftflusses durch die als Überlastkupplung fungierende Rutschkupplung erfolgt. Die Entkopplung tritt hierbei gezielt im Kraftfluss zwischen dem flexiblen topfförmigen Getriebeelement und dem Abtriebselement auf, wogegen an anderer Stelle, insbesondere im Verbindungs bereich zwischen dem Abtriebselement und der zu verstellenden Welle, keine solche Entkopplung vorgesehen ist. Auch im Überlastfall, in welchem es zu einer Verdrehung zwischen dem flexiblen Getriebeelement und dem Abtriebselement kommt, lockert sich die Zentralschraube nicht. Die Torsionsbelastbarkeit der Verbindung zwischen dem Abtriebselement und der zu verstellenden Welle beträgt vorzugsweise ein Mehr faches des Grenzdrehmoments, bei welchem die Rutschkupplung auslöst, das heißt das flexible Getriebeelement gegenüber dem Abtriebselement verschwenkt wird. According to the invention, these contradicting requirements are taken into account in that, in the fail-safe case, the power flow is decoupled by the slip clutch functioning as an overload clutch. The decoupling occurs specifically in the power flow between the flexible cup-shaped gear element and the output element, whereas no such decoupling is provided elsewhere, in particular in the connection area between the output element and the shaft to be adjusted. Even in the event of an overload, in which there is a rotation between the flexible gear element and the output element, the central screw does not loosen. The torsional load capacity of the connection between the output element and the shaft to be adjusted is preferably a multiple of the limit torque at which the slip clutch is triggered, that is, the flexible gear element is pivoted relative to the output element.

Das Wellgetriebe, welches an der zu verstellenden Welle zu montieren ist, umfasst in typischer Ausgestaltung ein im Gehäuse drehbar angeordnetes Abtriebselement, das als Abtriebshohlrad gestaltet ist und einen nicht geschlossenen, ringscheibenförmigen Boden aufweist. Das flexible topfförmige, außenverzahnte Getriebeelement weist ebenfalls einen mit einer zentralen Öffnung versehenen Boden auf, wobei dieser auf dem Boden des Abtriebselementes aufliegt, so dass das flexible Getriebeelement und das Abtriebselement ineinander geschachtelt sind. The harmonic drive, which is to be mounted on the shaft to be adjusted, comprises, in a typical embodiment, an output element that is rotatably arranged in the housing and is designed as an output ring gear and has a non-closed, annular disk-shaped base. The flexible, cup-shaped, externally toothed gear element also has a base provided with a central opening, which rests on the base of the output element, so that the flexible gear element and the output element are nested in one another.

Zur Montage wird weiter eine Zentralschraube verwendet, deren Schraubenkopf ge stuft ist, wobei ein innerer Abschnitt des Schraubenkopfes einen kleineren Durchmes ser als ein äußerer Abschnitt des Schraubenkopfes hat. Im Vergleich zu herkömmli- chen Zentralschrauben, wie sie beispielsweise bei den Vorrichtungen nach den be reits genannten Dokumenten DE 10 2009 037 403 B4 und DE 10 2017 126 527 A1 zum Einsatz kommen, ist die Reihenfolge der Stufung des Schraubenkopf somit um gedreht. Ein konischer Abschnitt des Schraubenkopfes ist in bevorzugter Ausgestal tung nicht gegeben. Vielmehr haben beide Abschnitte des Schraubenkopfes vorzugs weise eine zylindrische Form. For assembly, a central screw is also used, the screw head of which is ge stepped, with an inner portion of the screw head having a smaller diameter than an outer portion of the screw head. Compared to conventional Chen central screws, as they are used, for example, in the devices according to the documents DE 10 2009 037 403 B4 and DE 10 2017 126 527 A1 already mentioned, the sequence of the gradation of the screw head is thus reversed. A conical section of the screw head is not given in a preferred Ausgestal device. Rather, both sections of the screw head preferably have a cylindrical shape.

Ferner wird zur Montage eine ringförmige Feder, insbesondere in Form einer Tellerfe der, verwendet, deren Innendurchmesser größer als der innere Abschnitt des Schrau benkopfes, jedoch kleiner als der äußere Abschnitt des Schraubenkopfes ist. Statt ei ner einzigen Tellerfeder kann mit gleicher Funktion auch ein Tellerfederpaket oder ei ne sonstige Federanordnung, welche zur Erzeugung einer Druckkraft geeignet ist, verwendet werden. Auch eine Integration der Feder in das elastische topfförmige Ge triebeelement oder ein Abstützelement ist möglich. Furthermore, an annular spring, in particular in the form of a Tellerfe, is used for assembly, the inner diameter of which is greater than the inner portion of the screw head, but smaller than the outer portion of the screw head. Instead of a single disk spring, a disk spring assembly or some other spring arrangement which is suitable for generating a compressive force can also be used with the same function. The spring can also be integrated into the elastic, cup-shaped gear element or a support element.

Der Anbau des Wellgetriebe an die zu verstellende Welle erfolgt, indem das vorzugs weise als Hohlrad gestaltete Abtriebselement samt flexiblem Getriebeelement an der zu verstellenden Welle mit Hilfe der Zentralschraube sowie der Feder derart festge schraubt wird, dass der innere Abschnitt des Schraubenkopfes unter Bildung einer dauerhaft festen reibschlüssigen Verbindung an den Boden des Abtriebselementes gepresst und damit dieses an die zu verstellende Welle angedrückt wird und zugleich das topfförmige Getriebeelement durch die sich am äußeren Abschnitt des Schrau benkopfes abstützende Feder, insbesondere Tellerfeder, unter Bildung einer Rutsch kupplung gegen den Boden des Abtriebselementes gedrückt wird. Die durch die Feder erzeugte Axialkraft wirkt über den Boden des flexiblen Getriebeelementes auch auf die Verbindung zwischen dem Abtriebselement und der zu verstellende Welle. Optio nal weist diese Verbindung Formschlusseigenschaften, beispielsweise durch Riffelung der aneinander gepressten Teile, auf. The shaft gear is attached to the shaft to be adjusted by screwing the output element, preferably designed as a ring gear, together with the flexible gear element on the shaft to be adjusted with the help of the central screw and the spring in such a way that the inner section of the screw head is permanently fixed frictional connection is pressed against the bottom of the output element and thus this is pressed against the shaft to be adjusted and at the same time the cup-shaped gear element is pressed against the bottom of the output element by the spring, in particular disk spring, supported on the outer section of the screw head, forming a slip clutch . The axial force generated by the spring also acts via the bottom of the flexible gear element on the connection between the output element and the shaft to be adjusted. Optionally, this connection has form-locking properties, for example through corrugation of the parts pressed against one another.

In jedem Fall bleibt die Winkelrelation zwischen der zu verstellenden Welle und dem Abtriebselement des Wellgetriebes bei dessen bestimmungsgemäßem Betrieb unver ändert. In vorteilhafter Ausgestaltung bildet ein zylindrischer Abschnitt des Abtriebs- elementes zusammen mit dem Gehäuse eine Verdrehwinkelbegrenzung, das heißt eine Begrenzung des Stellbereichs des als Stellgetriebe einsetzbaren Wellgetriebes. Aufgrund der konstanten Winkelrelation zwischen dem Abtriebselement und der zu verstellenden Welle ist in der Anschlagsposition des Abtriebselementes stets eine de finierte Winkellage der zu verstellenden Welle gegenüber dem Gehäuse gegeben. In any case, the angular relationship between the shaft to be adjusted and the output element of the harmonic drive remains unchanged when it is operated as intended. In an advantageous embodiment, a cylindrical section of the output element together with the housing a rotation angle limitation, that is, a limitation of the adjustment range of the harmonic drive that can be used as an adjustment gear. Due to the constant angular relationship between the output element and the shaft to be adjusted, a de defined angular position of the shaft to be adjusted relative to the housing is always given in the stop position of the output element.

Das Wellgetriebe ist insbeondere zur Verwendung als Stellgetriebe eines elektrome chanischen Nockenwellenverstellers geeignet. In diesem Fall stellt das Gehäuse des Wellgetriebes ein als Ganzes drehbares Antriebselement dar. The harmonic drive is particularly suitable for use as an adjusting gear of an electrome-mechanical camshaft adjuster. In this case, the housing of the harmonic drive represents a drive element that can be rotated as a whole.

In alternativer Ausgestaltung fungiert das Wellgetriebe als Stellgetriebe einer Vorrich tung zur Variation des Verdichtungsverhältnisses eines Hubkolbenmotors. In diesem Fall ist das Gehäuse nicht drehbar in eine Umgebungskonstruktion eingebaut oder di rekt durch diese gebildet. Zum technischen Hintergrund wird beispielhaft auf die Do kumente DE 10 2014 1 12 689 A1 und DE 10 2010 032 441 A1 hingewiesen. In an alternative embodiment, the harmonic drive acts as an adjusting gear of a device for varying the compression ratio of a reciprocating engine. In this case, the housing is installed non-rotatably in a surrounding structure or is formed directly by it. For the technical background, reference is made to the documents DE 10 2014 1 12 689 A1 and DE 10 2010 032 441 A1 by way of example.

Auch eine Verwendung des Wellgetriebes in einer industriellen Umgebung, beispiels weise als Stellgetriebe eines Roboters oder einer Werkzeugmaschine, ist möglich. It is also possible to use the harmonic drive in an industrial environment, for example as an adjusting gear of a robot or a machine tool.

Der Vorteil der Erfindung liegt insbesondere darin, dass mit Hilfe einer einzigen Zent ralschraube und einer vorgespannten Feder ein zweistufiger Klemmverband gebildet wird, wobei eine der beiden Stufen des Klemmverbandes, nämlich die Verbindung zwischen dem elastischen topfförmigen Getriebeelement und dem Abtriebselement, weich ausgelegt ist, wogegen die zweite Stufe des Klemmverbandes, nämlich die Verbindung zwischen dem Abtriebselement und der zu verstellenden Welle, insbe sondere Nockenwelle, als steife Verbindung für die Übertragung eines vergleichswei se hohen Drehmomentes geeignet ist. The advantage of the invention is in particular that a two-stage clamping association is formed with the help of a single central screw and a pretensioned spring, one of the two stages of the clamping association, namely the connection between the elastic cup-shaped gear element and the output element, being designed to be soft, on the other hand the second stage of the clamping association, namely the connection between the output element and the shaft to be adjusted, in particular special camshaft, is suitable as a rigid connection for the transmission of a comparatively high torque.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung nä her erläutert. Hierin zeigt: Fig. 1 ein Wellgetriebe in einer vereinfachten Schnittdarstellung. An exemplary embodiment of the invention is explained below with reference to a drawing. Herein shows: 1 shows a harmonic drive in a simplified sectional illustration.

Ein insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichnetes Wellgetriebe ist Teil eines elektromechanischen Nockenwellenverstellers eines Verbrennungsmotors in einem Kraftfahrzeug. Hinsichtlich der prinzipiellen Funktion des Nockenwellenverstellers ein schließlich des als Stellgetriebe verwendeten Wellgetriebes 1 wird auf den eingangs zitierten Stand der Technik verwiesen. A harmonic drive, indicated overall by the reference number 1, is part of an electromechanical camshaft adjuster of an internal combustion engine in a motor vehicle. With regard to the basic function of the camshaft adjuster, including finally the harmonic drive 1 used as an adjusting gear, reference is made to the prior art cited at the beginning.

Das Wellgetriebe umfasst ein Gehäuse 2 als Antriebselement, welches in an sich be kannter Weise über die Kurbelwelle des Verbrennungsmotors angetrieben wird, wobei es mit halber Kurbelwellendrehzahl rotiert. Ein Kettenrad 8 ist im Ausführungsbeispiel integraler Bestandteil des Gehäuses 2. Die Verzahnung des Kettenrades 8 ist mit 7 bezeichnet. Statt des Kettenrades 8 kann alternativ ein Riemenrad verwendet werden. Auch ein Antrieb des Gehäuses 2 über Zahnräder ist prinzipiell möglich. The harmonic drive comprises a housing 2 as a drive element, which is driven in a manner known per se via the crankshaft of the internal combustion engine, wherein it rotates at half the crankshaft speed. A sprocket 8 is an integral part of the housing 2 in the exemplary embodiment. The teeth of the sprocket 8 are denoted by 7. Instead of the chain wheel 8, a belt wheel can alternatively be used. In principle, it is also possible to drive the housing 2 via gears.

Das mit 3 bezeichnete Abtriebselement des Wellgetriebes 1 ist als Flohlrad gestaltet und weist einen nicht geschlossenen Boden 4 sowie einen zylindrischen Abschnitt 5 auf. Durch den zylindrischen Abschnitt 5 ist in Zusammenwirkung mit dem Gehäuse 2 ein Endanschlag 6 gebildet, der den Verstellbereich des Wellgetriebes 1 begrenzt.The output element, designated 3, of the harmonic drive 1 is designed as a flea wheel and has a non-closed base 4 and a cylindrical section 5. The cylindrical section 5 forms, in cooperation with the housing 2, an end stop 6 which limits the adjustment range of the harmonic drive 1.

Das Gehäuse 2 stellt ferner eine Axialanschlagfläche 15 gegenüber dem zylindrischen Abschnitt 5 bereit. Die zu verstellende Welle 9, das heißt Nockenwelle, ist fest mit dem topfförmigen, im Gehäuse 2 drehbar gelagerten Abtriebselement 3 verbunden. The housing 2 also provides an axial stop surface 15 opposite the cylindrical section 5. The shaft 9 to be adjusted, that is to say camshaft, is firmly connected to the pot-shaped output element 3 rotatably mounted in the housing 2.

Das Wellgetriebe 1 umfasst ferner ein nachgiebiges Getriebeelement 10, welches als Flextopf ausgeführt ist. Der Flextopf 10 weist einen Boden 1 1 und einen hieran an schließenden zylindrischen Abschnitt 12 auf. Der zylindrische Abschnitt 12 ragt in Axi alrichtung, bezogen auf die mit R bezeichnete Mittelachse des Wellgetriebes 1 , wel che mit der Rotationsachse der Nockenwelle 9 identisch ist, über den zylindrischen Abschnitt 5 des Abtriebselementes 3 hinaus und ist mit einer Außenverzahnung 13 versehen, welche in an sich bekannter Weise partiell in eine Innenverzahnung 14 des Gehäuses 2 eingreift. The harmonic drive 1 also includes a flexible gear element 10, which is designed as a flexible pot. The flexible pot 10 has a bottom 11 and a cylindrical section 12 adjoining this. The cylindrical section 12 protrudes in the axial direction, based on the central axis of the harmonic drive 1 denoted by R, which is identical to the axis of rotation of the camshaft 9, beyond the cylindrical section 5 of the output element 3 and is provided with external toothing 13 which partially engages in an internal toothing 14 of the housing 2 in a manner known per se.

Zur Verformung des Flextopfes 10 ist ein Wellgenerator 16 vorgesehen, der ein Wälz lager, nämlich Kugellager 17, umfasst. Der mit 18 bezeichnete Innenring des Kugella gers 17 fungiert als Stellwelle des als Dreiwellengetriebe betriebenen Wellgetriebes 1 und ist elektrisch, optional über eine nicht dargestellte Ausgleichskupplung, angetrie ben. Der Innenring 18 weist eine nicht kreisrunde, elliptische Außenkontur auf. Auf dem Innenring 18 abrollende Kugeln 19 kontaktieren einen Außenring 20, der im Un terschied zum Innenring 18 nachgiebig ist und sich permanent der unrunden Kontur des Innenrings 18 anpasst. Der Außenring 20 ist unmittelbar vom zylindrischen Ab schnitt 12 des Flextopfes 10 verbunden, ohne mit diesem fest verbunden zu sein. Eine geringfügig unterschiedliche Anzahl an Zähnen der Verzahnungen 13, 14 sorgt in prinzipiell bekannter Weise dafür, dass eine volle Umdrehung des Innenrings 18 in Relation zum Gehäuse 2 in eine vergleichsweise geringe Verschwenkung zwischen dem Abtriebselement 3 und dem Gehäuse 2 umgesetzt wird. Das Wellgetriebe 1 fun giert damit als hoch untersetztes Stellgetriebe. To deform the flexible pot 10, a wave generator 16 is provided, which includes a roller bearing, namely ball bearing 17. The designated 18 inner ring of the Kugella gers 17 acts as an adjusting shaft of the wave gear 1 operated as a three-shaft gear and is electrically driven, optionally via a compensating coupling, not shown. The inner ring 18 has a non-circular, elliptical outer contour. Balls 19 rolling on the inner ring 18 contact an outer ring 20 which, in contrast to the inner ring 18, is flexible and permanently adapts to the non-circular contour of the inner ring 18. The outer ring 20 is connected directly from the cylindrical section 12 from the flexible pot 10 without being permanently connected to it. A slightly different number of teeth of the toothings 13, 14 ensures, in a manner known in principle, that a full rotation of the inner ring 18 in relation to the housing 2 is converted into a comparatively small pivoting between the output element 3 and the housing 2. The harmonic drive 1 thus functions as a highly geared actuator.

Die Befestigung des Wellgetriebes 1 an der Nockenwelle 9 ist mit Hilfe einer Zentral schraube 21 realisiert. Der mit 22 bezeichnete Schraubenkopf der Zentralschraube 21 weist einen inneren Abschnitt 23, das heißt einen näher am Gewinde der Zentral schraube 21 angeordneten Abschnitt, und einen äußeren Abschnitt 24 auf. Ein Absatz zwischen den Abschnitten 23, 24 ist mit 26 bezeichnet. Am Absatz 26 liegt eine Feder 25 in Form einer Tellerfeder an. Die auf den inneren Absatz 23 aufgeschobene Teller feder 25 kontaktiert den Boden 1 1 des flexiblen Getriebeelementes 10, so dass dieser gegen den Boden 4 des Abtriebselementes 3 gepresst wird. Auf diese Weise ist eine federbelastete Rutschkupplung 27 gebildet, welche mit Hilfe einer Reibfuge zwischen dem Flextopf 10 und dem Boden 4 des Abtriebselementes arbeitet. The attachment of the harmonic drive 1 to the camshaft 9 is realized with the aid of a central screw 21. The screw head, denoted by 22, of the central screw 21 has an inner section 23, that is to say a section arranged closer to the thread of the central screw 21, and an outer section 24. A shoulder between the sections 23, 24 is denoted by 26. A spring 25 in the form of a plate spring rests on the shoulder 26. The plate spring 25 pushed onto the inner shoulder 23 makes contact with the bottom 11 of the flexible gear element 10, so that it is pressed against the bottom 4 of the output element 3. In this way, a spring-loaded slip clutch 27 is formed, which works with the aid of a friction joint between the flexible pot 10 and the bottom 4 of the output element.

Eine weitere, mit 28 bezeichnete Reibfuge ist zwischen dem Abtriebselement 3 und der Nockenwelle 9 gebildet. Im Unterschied zur Rutschkupplung 27 ist die Reibfuge 28 nicht nur durch die Kraft der Tellerfeder 25, sondern darüber hinaus auch direkt durch die Axialkraft der in die Nockenwelle 9 eingeschraubten Zentralschraube 21 be lastet. Hierbei liegt der innere Abschnitt 23 des Schraubenkopfes 22 am Boden 4 des Abtriebselementes 3 an. Durch die Reibfuge 28 ist damit eine kraftschlüssige Verbin dung gebildet, welche dafür sorgt, dass die Winkelrelation zwischen der zu verstellen- den Nockenwelle 9 und dem Abtriebselement 3 während des Betriebs des Wellgetrie bes 1 unveränderbar ist. Another friction joint, denoted by 28, is formed between the output element 3 and the camshaft 9. In contrast to the slip clutch 27, the friction joint 28 is not only created by the force of the plate spring 25, but also directly loaded by the axial force of the screwed into the camshaft 9 central screw 21 be. Here, the inner section 23 of the screw head 22 rests on the base 4 of the output element 3. The friction joint 28 thus forms a non-positive connection which ensures that the angular relationship between the camshaft 9 to be adjusted and the output element 3 cannot be changed during the operation of the shaft gear 1.

Bezuqszeichenliste Reference list

1 Wellgetriebe 1 strain wave gear

2 Antriebselement, Gehäuse 2 drive element, housing

3 Abtriebselement 3 output element

4 Boden des Abtriebselementes 4 Bottom of the output element

5 zylindrischer Abschnitt des Abtriebselementes 5 cylindrical section of the output element

6 Endanschlag, Verdrehwinkelbegrenzung 6 End stop, angle of rotation limitation

7 Verzahnung 7 teeth

8 Kettenrad 8 sprocket

9 Welle, Nockenwelle 9 shaft, camshaft

10 nachgiebiges Getriebeelement, Flextopf 10 compliant gear element, flex pot

11 Boden des Flextopfes 11 Bottom of the flex pot

12 zylindrischer Abschnitt des Flextopfes 12 cylindrical section of the flex pot

13 Außenverzahnung 13 external toothing

14 Innenverzahnung 14 internal teeth

15 Axialanschlagfläche 15 axial stop surface

16 Wellgenerator 16 wave generator

17 Wälzlager, Kugellager 17 roller bearings, ball bearings

18 Innenring 18 inner ring

19 Wälzkörper, Kugel 19 rolling elements, ball

20 Außenring 20 outer ring

21 Zentralschraube 21 central screw

22 Schraubenkopf 22 screw head

23 innerer Abschnitt des Schraubenkopfes 23 inner section of the screw head

24 äußerer Abschnitt des Schraubenkopfes 24 outer section of the screw head

25 Feder, Tellerfeder 25 spring, disc spring

26 Absatz zwischen den beiden Abschnitten des Schraubenkopfes 26 paragraph between the two sections of the screw head

27 Rutschkupplung 27 Slipping clutch

28 Reibfuge zwischen dem Abtriebselement und der Nockenwelle 28 Friction joint between the output element and the camshaft

R Rotationsachse R axis of rotation

Claims

Patentansprüche Claims

1. Wellgetriebe (1 ), mit einem Gehäuse (2), sowie einem flexiblen topfförmigen Getriebeelement (10), welches mit einem Abtriebselement (3), das zum An schluss mittels einer Zentralschraube (21 ) an eine zu verstellende Welle (9) vorgesehen ist, verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem flexiblen Getriebeelement (10) und dem Abtriebselement (3) eine per Feder kraft vorgespannte Rutschkupplung (27) gebildet ist. 1. Wave drive (1), with a housing (2), and a flexible cup-shaped gear element (10), which is provided with an output element (3) which is connected to a central screw (21) on a shaft (9) to be adjusted is connected, characterized in that a spring-loaded slip clutch (27) is formed between the flexible gear element (10) and the output element (3).

2. Wellgetriebe (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zur Vor spannung der Rutschkupplung (27) eine Tellerfeder (25) vorgesehen ist. 2. wave gear (1) according to claim 1, characterized in that a plate spring (25) is provided for the tension of the slip clutch (27).

3. Wellgetriebe (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentralschraube (21 ) einen gestuften Schraubenkopf (22) aufweist, wobei ein innerer Abschnitt (23) des Schraubenkopfes (22) einen kleineren Durchmesser als ein äußerer Abschnitt (24) des Schraubenkopfes (22) hat, und wobei die zu verstellende Welle (9) durch den inneren Abschnitt (23) des Schraubenkopfes (22) mit einer Axialkraft beaufschlagt ist, wogegen sich das am Abtriebsele ment (3) anliegende nachgiebige topfförmige Getriebeelement (10) gefedert am äußeren Abschnitt (24) des Schraubenkopfes (22) abstützt. 3. harmonic drive (1) according to claim 1 or 2, characterized in that the central screw (21) has a stepped screw head (22), an inner section (23) of the screw head (22) having a smaller diameter than an outer section (24) ) of the screw head (22), and wherein the shaft (9) to be adjusted is subjected to an axial force through the inner section (23) of the screw head (22), whereas the resilient cup-shaped gear element (10) resting on the output element (3) ) sprung on the outer section (24) of the screw head (22).

4. Wellgetriebe (1 ) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass aus 4. harmonic drive (1) according to claim 3, characterized in that from

schließlich die Verbindung zwischen dem nachgiebigen topfförmigen Getriebe element (10) und dem Abtriebselement (3), nicht jedoch die Verbindung zwi schen dem Abtriebselement (3) und der zu verstellenden Welle (9), als Rutsch kupplung (27) ausgebildet ist. Finally, the connection between the resilient cup-shaped gear element (10) and the output element (3), but not the connection between tween the output element (3) and the shaft to be adjusted (9) is designed as a slip clutch (27).

5. Wellgetriebe (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Abtriebselement (3) topfförmig gestaltet ist. 5. harmonic drive (1) according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the output element (3) is cup-shaped.

6. Wellgetriebe (1 ) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein zylind rischer Abschnitt (5) des Abtriebselementes (3) zusammen mit dem Gehäu se (2) eine Verdrehwinkelbegrenzung (6) bildet. 6. harmonic drive (1) according to claim 5, characterized in that a cylindrical section (5) of the output element (3) together with the hous se (2) forms a rotation angle limiter (6).

7. Verwendung eines Wellgetriebes (1 ) nach Anspruch 1 in einem elektromecha nischen Nockenwellenversteller. 7. Use of a harmonic drive (1) according to claim 1 in an electromecha American camshaft adjuster.

8. Verwendung eines Wellgetriebes (1 ) nach Anspruch 1 in einer Vorrichtung zur8. Use of a wave gear (1) according to claim 1 in a device for

Variation des Verdichtungsverhältnisses eines Hubkolbenmotors. Variation of the compression ratio of a reciprocating engine.

9. Verfahren zur Montage eines Wellgetriebes (1 ) an einer zu verstellenden Wel le (9), mit folgenden Schritten: 9. Procedure for assembling a wave gear (1) on a shaft to be adjusted (9), with the following steps:

- Bereitstellung eines Wellgetriebes (1 ) mit einem Gehäuse (2), einem im Ge häuse (2) drehbar angeordneten, als Abtriebshohlrad, welches einen ring scheibenförmigen Boden (4) aufweist, gestalteten Abtriebselement (3), so wie einem flexiblen topfförmigen Getriebeelement (10), dessen Boden (11 ) auf dem Boden (4) des Abtriebselementes (3) aufliegt, - Provision of a harmonic drive (1) with a housing (2), a housing (2) rotatably arranged in the Ge, as an output ring gear, which has an annular disc-shaped base (4), designed output element (3), as well as a flexible pot-shaped gear element ( 10), the base (11) of which rests on the base (4) of the output element (3),

- Bereitstellung einer Zentralschraube (21 ), deren Schraubenkopf (22) gestuft ist, wobei ein innerer Abschnitt (23) des Schraubenkopfes (22) einen kleine ren Durchmesser als ein äußerer Abschnitt (24) des Schraubenkopfes (22) hat, - Provision of a central screw (21), the screw head (22) of which is stepped, an inner section (23) of the screw head (22) having a smaller diameter than an outer section (24) of the screw head (22),

- Bereitstellung einer Tellerfeder (25), deren Innendurchmesser größer als der innere Abschnitt (23) des Schraubenkopfes (22), jedoch kleiner als der äußere Abschnitt (24) des Schraubenkopfes (22) ist, - Provision of a disc spring (25), the inner diameter of which is greater than the inner section (23) of the screw head (22), but smaller than the outer section (24) of the screw head (22),

- Festschrauben des Abtriebselementes (3) samt flexiblem Getriebeele - Tighten the output element (3) together with the flexible gear element

ment (10) an der zu verstellenden Welle (9) mit Hilfe der Zentralschrau be (21 ) sowie der Tellerfeder (25) derart, dass der innere Abschnitt (23) des Schraubenkopfes (22) unter Bildung einer dauerhaft festen reibschlüssigen Verbindung an den Boden des Abtriebselementes (3) gepresst und damit dieses an die zu verstellende Welle (9) angedrückt wird und zugleich das flexible topfförmige Getriebeelement (10) durch die sich am äußeren Ab schnitt (24) des Schraubenkopfes (22) abstützende Tellerfeder (25) unter Bildung einer Rutschkupplung (27) gegen den Boden (4) des Abtriebsele mentes (3) gedrückt wird. ment (10) on the shaft to be adjusted (9) with the help of the central screw (21) and the plate spring (25) in such a way that the inner section (23) of the screw head (22) forms a permanently firm frictional connection to the ground of the output element (3) pressed and thus this is pressed against the shaft (9) to be adjusted and at the same time the flexible cup-shaped gear element (10) through the plate spring (25) supported on the outer section (24) of the screw head (22) to form a slip clutch (27) is pressed against the bottom (4) of the Abtriebsele Mentes (3).