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  • 权利要求
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  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:
    Beieinem Wellgetriebe führtes zu erheblich verringerter Geräuschbelästigung,verzahnte Innenmantelflächenmit Schrägverzahnungenauszustatten. Wenn es sich dabei um die Innenmantelfläche desim Kunststoffspritzguß erstelltenFlexringes handelt, mit der als Wellgenerator die Planetenräder derEingangsstufe einer Getriebekombination aus Planetenrad- und Wellgetriebein Eingriff stehen, findet die Geräuschbeeinflussung im höhertourigenFunktionsbereich und somit besonders wirksam statt.
    公开号:DE102004002052A1
    申请号:DE200410002052
    申请日:2004-01-15
    公开日:2005-08-11
    发明作者:Frank Dr. Pöhlau
    申请人:Oechsler AG；
    IPC主号:F16H49-00
    专利说明:
    [0001] DieErfindung betrifft ein Getriebe gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches.
    [0002] Beieinem Kombinationsgetriebe, wie es insbesondere aus unserem Patent DE 1 01 51 878 C2 bekanntist, arbeitet ein in seiner Funktion dort näher beschriebenes Wellgetriebemit einem vorgeschalteten konventionellen Getriebe vergleichsweisekleinen Untersetzungsverhältnisseszusammen. Bei letzterem handelt es sich vorzugsweise um ein Planetenradgetriebe,dessen Planetensteg mit einem Wellgenerator bestückt ist. Durch solch eine Getriebekombinationkann auch der mittlere bis untere Übersetzungsbereich gut bedientwerden. Denn das – auch alsHarmonic Drive oder als Ringband-Getriebe bekannte – Wellgetriebeselbst liefert eine außerordentlichstarke Untersetzung. Das beruht darauf, daß ein rotierend angetriebenerununder Kern, ein sogenannter Well-Generator, einen auch als Flexringbezeichneten Innenrad-Reifen umlaufend radial verformt und dadurchdessen Außenmantelfläche umlaufendlokal nach außengegen die hohlzylindrische Innenmantelfläche geringfügig größeren Umfanges eines stationären Stützringesandrückt.Infolgedessen wälztsich der Flexring kraftschlüssig über Reibflächen oderals Zahnriemen formschlüssigim Stützringab. Dabei dreht der Flexring sich nach Maßgabe der Umfangs- bzw. Zähnedifferenzzwischen Stützringund Flexring langsamer, als der motorisch angetriebene Triebkerndes Wellgenerators. Diese gegenüberdem Antrieb stark verlangsamte Drehbewegung wird vorzugsweise über eineAußenverzahnungdes Flexringes auf die Innenverzahnung eines weiteren Außenringes übertragen.Bei dem handelt es sich um den zum Stützring konzentrischen aberim Gegensatz zu jenem nicht stationär, sondern verdrehbar im Getriebegehäuse gelagertenAbtriebsring.
    [0003] DerAntrieb solch eines Well-Generators erfolgt üblicherweise über einenkoaxial angeflanschten hochtourigen Kleinspannungs-Gleichstrommotor, dessenschnelle Rotation in eine sehr viel langsamere Drehbewegung entsprechendgrößeren Drehmomentesuntersetzt wird. Das findet vielfältig Anwendung etwa als Stellelementfür dasMotor- und Klimamanagement und fürandere insbesondere manuelle Eingriffe ersetzende Funktionen imKraftfahrzeug.
    [0004] Diegenannte Getriebekombination aus Wellgetriebe und ihm funktionalvorgeschaltetem Planetengetriebe erbringt außerdem den betriebstechnischenVorteil, daß infolgeder Eingangsuntersetzung die Drehzahl des ununden Wellgeneratorsspürbar verringertwird, was eine wesentliche Verringerung der mechanischen Wechselbeanspruchungenund eine dementsprechend vergrößerte Standfestigkeit, alsoBetriebssicherheit zur Folge hat. Außerdem führt diese Untersetzung derEingangsdrehzahl am eigentlichen Wellgetriebe hinsichtlich Amplitudeund Frequenz zu einer deutlichen Verringerung störender Geräuschentwicklungen; insbesonderewird dadurch ein sonst recht lautes und unangenehm hochfrequentesRasseln, das häufigvom eigentlichen Wellgetriebe ausgeht, insgesamt auf eine sympathischeresda niederfrequentes Geräuschreduziert. Aber auch dieses kann nach gewisser Zeit als störend empfundenwerden, zumal wenn es ständigoder betriebsabhängigbei einem Bedienelement auftritt, das in der Nähe einer Bedienperson wie etwades Fahrers eines Kraftfahrzeuges betrieben wird.
    [0005] VorliegenderErfindung liegt deshalb die technische Problemstellung zugrunde,die in Zusammenhang mit dem Betrieb eines Wellgenerators wegen derunrunden Bewegungsabläufean sich unvermeidliche Geräuschentwicklungnoch spürbarzu reduzieren und dadurch die Akzeptanz von motorisch unterstützten Bedienelementendeutlich zu steigern.
    [0006] DieseAufgabe ist erfindungsgemäß durch dieKombination der wesentlichen Merkmale des Hauptanspruches gelöst. Danachwird der Flexring – abtriebsseitig,oder vorteilhafter noch auf der höhertourigen Antriebsseite (alsozu den als Wellgenerator wirkenden Planetenrädern hin) – mit einer Schrägverzahnungausgestattet. Eine solche ist zwar grundsätzlich kinetisch kritisch,weil sie Axialkräfteentstehen läßt, dieinsbesondere von den radialen Lagerungen kleinbauender Kunststoffgetriebenicht ohne weiteres aufgenommen werden können. Der Erfindung zugrundeliegt diesbezüglichaber die Überlegung, daß ja derFlexring nicht wellengelagert ist, sondern über seinen (einer Welle gegenüber sehrgroßen) Umfangstirnseitig zwischen z.B. dem Boden eines topfförmigen Abtriebsringes einerseitsund andererseits gegenüberliegendgegen das die Antriebwelle lagernde Gehäuse-Schild stabil axial abgestützt ist. Deshalblassen sich die von der Schrägverzahnung hervorgerufenenAxialkräftehier konstruktiv auch dann durchaus beherrschen, wenn keine alsPfeilverzahnung gegensinnig geneigten Zähne vorgesehen sind; zumalwegen der im Wellgetriebe wie erwähnt vergleichsweise geringeneingangsseitig gegebenen Drehmomente hier nur entsprechend geringeAxialkräfteauftreten. Hinzu kommt, daß beiKleingetrieben die Stütz-und Abtriebsringe, vor allem aber der Flexring wegen der Notwendigkeitseiner umlaufenden Formänderung,regelmäßig im Kunststoffspritzguß erstelltwerden, so daß (imGegensatz zu einer spanend ausgeformten Metallverzahnung) vermittels derGestaltung der Spritzgußformsogar im Innenumfang eines Ringes Schräg- und Keilverzahnungen technologischbeherrschbar sind.
    [0007] WeitereAusbildungen und Abwandlungen der erfindungsgemäßen Lösung ergeben sich aus den weiterenAnsprüchenund aus nachstehender Beschreibung von in der Zeichnung unter Beschränkung aufdas Funktionswesentliche abstrahiert skizzierten Ausführungsbeispielenzum Umsetzen der Erfindung bei einem Wellgetriebe mit innerhalbseines Flexringes als Wellgenerator umlaufender Planeten-Eingangsstufe.In der Zeichnung zeigt:
    [0008] 1 imAxialquerschnitt die Lage einer abtriebsseitigen Schrägverzahnung,
    [0009] 2 fürden Beispielsfall einer abtriebsseitigen Schrägverzahnung gemäß 1 indrei Stirnansichten (a, b, c) unterschiedliche Zuordnungen von Schrägverzahnungenzu den Innenmantelflächender Außenringeund
    [0010] 3 imAxialquerschnitt die Lage einer statt dessen antriebsseitigen Schrägverzahnungim Wellgetriebe.
    [0011] Beieinem Wellgetriebe 11 wird, innerhalb eines formstabilenStützringes 12,als Übertragungsgliedzwischen Eingangs- und Ausgangsrotation ein Flexring 13 umlaufendradial derart verformt, daß diesersich mit seiner Außenmantelfläche längs deretwas größeren Umfangaufweisenden Innenmantelflächedes Stützringes 12 abwälzt. Dadurchdreht der Flexring 13 sich langsamer, als seine Verformunginnerhalb des Stützringes 12 umläuft. Weilsich das Flexring 13 noch axial, also seitlich über denStützring 12 hinausbis übereinen jenem koaxial benachbart verdrehbar gelagerten Abtriebsring 19 erstreckt, drehter mit gegenüberder Eingangsrotation entsprechend stark untersetzter Bewegung denAbtriebsring 19 (der in der Stirnansicht gegen den davorgelegenen Stützring 12 in 1 nichtsichtbar ist, vgl. aber 2).
    [0012] DieEingangsrotation, also die umlaufende Verformung des Flexringes 13,wird von einem motorisch angetriebenen Wellgenerator 14 hervorgerufen. Alsder dient hier nun nicht ein unrunder Kern auf der Abtriebswelleeines Antriebsmotors, sondern dafür ist das Wellgetriebe 11 eingangsseitigmit einem Planetenradgetriebe 15 kombiniert. Dessen (indiesem Beispielfalle: zwei) Planetenräder 16 rotieren umdas motorisch angetriebene Sonnenrad 17 des Planetenradgetriebes 15 unddrückenso den Flexring 13 lokal umlaufend in die Innenmantelfläche desStützringes 12 (ebensowie in die Innenmantelflächedes in 1 nicht sichtbaren Abtriebsringes 19)hinein, wodurch die die umlaufende Verformung des Flexringes 13 schongegenüberder Rotation der Eingangswelle mit ihrem Sonnenrad 17 untersetztist.
    [0013] Typischerweiseist bei einem Wellgetriebe 11 der Flexring 13 aufseinem Außenumfangmit ein bis drei Zähnenweniger als der Stützring 12 inseinem Innenumfang ausgelegt. Das behindert an sich einen kinematischreibungslosen Zahneingriff, zumal bei der herkömmlichen Geradverzahnung. Umaus kinetischen Gründen,für dieMomentenübertragungund einen möglichstruhigen Lauf, dennoch bei hoher Zahnüberdeckung einen weichen Zahneingriffzu erzielen, ist hier erfindungsgemäß eine Abwandlung der als solchenzwischen Stirnradpaarungen in Hochlastgetrieben bekannten Schrägverzahnungen 18 vorgesehen – nämlich nunnicht als die üblichen Stirnverzahnungs-Paarungen,sondern beim Stützring 12 alsInnenverzahnung.
    [0014] Wiein 2a berücksichtigt,kann die Schrägverzahnung 18 durchausauf diejenige Teilbreite des Flexringes 13 beschränkt bleiben,die mit dem Stützring 12 abweichenderZahnung in Eingriff steht, da beim Abtriebsring 19 üblicherweisedie Zahl und somit die Geometrie der Zähne mit derjenigen auf demzugeordneten axialen Teilbereich des Flexringes 13 übereinstimmt.Demzufolge zeigt 2a einen Stützring 12 mit Schrägverzahnung 18 neben einemAbtriebsring 19 mit Geradverzahnung 20.
    [0015] Wennaber gemäß 2b beispielsweise einedurchgehende Schrägverzahnungsich überdie gesamte axiale Breite des Flexringes 13 erstreckt, dannsind auch beide Ringe 12, 19 längs ihres Innenumfanges jeweilsmit Schrägverzahnungen 18, 18 ausgestattet.Das fördertden Eingriff eines Flexringes 13 in die unterschiedlichenZahngeometrien im Stützring 12 undim Abtriebsring 19.
    [0016] 2c beziehtsich auf eine Auslegung des Flexringes 13 mit einer Pfeilverzahnungzum Reduzieren axialer Krafteinflüsse auf das Flexring 13. Dementsprechendsind die Schrägverzahnungen 18, 18' der Ringe 12, 19 gegensinniggeneigt. Die könnengeometrisch so ausgelegt werden, daß die von den Schrägverzahnungenin den Flexring 13 eingeleiteten Axialkräfte sichgerade wieder aufheben. Die Axialkräfte wirken dann nur noch aufdie beiden koaxialen Hohlräder(also auf die Ringe 12 und 19), von denen sie über dasGetriebegehäusegut abgefangen werden können.
    [0017] Hinsichtlichder Unterdrückungstörender Geräuschentwicklungist der positive Einfluß der Schrägverzahnungim höhertourigdrehenden Eingangsbereich dieser Getriebekombination und somit ander Innenmantelflächedes Flexringes 13 gemäß 3 nochwirksamer, als auf dessen Außenmantelfläche gemäß 1.In diesem Falle kann es auf der Außenmantelfläche des Flexringes 13 undsomit vor allem auch auf den viel aufwendiger zu bearbeitenden Innenmantelflächen derRinge 12, 19 bei der herkömmlichen Geradverzahnung 20 belassenbleiben, währendder im Kunststoff-Spritzguß erstellteFlexring 13 auf seiner Innenmantelfläche eine Schrägverzahnungeingeformt erhält.Dementsprechend sind auch die stirnseitig miteinander in Eingriffstehenden Räder 16, 17 desPlanetenradgetriebes 15 schräg verzahnt, was selbst dannfertigungstechnisch unkritisch ist, wenn es sich nicht um spritzgegossene Zahnformen,sondern um mechanisch spanend zu bearbeitende Zahnformen handelt,da diese hier nicht in einer Innenmantelfläche auftreten. Auch hier kannwieder eine Pfeilverzahnung zweckmäßig sein, die dann sowohl hinsichtlichdes Flexringes 13 wie auch bezüglich aller Räder 16, 17 desPlanetenradgetriebes 15 axiale Belastungen vermeidet. Derbesondere Vorteil einer derart ausgelegten Getriebekombination liegtdarin, daß inder Leistungsstufe, also zum Ausgang des Wellgetriebes 11 hin,mit seiner herkömmlichenGeradverzahnung keine konstruktiv zu berücksichtigenden Axialkräfte entstehen; wohingegenim Innern eines hier schrägverzahnten Flexringes 13 wegendes deutlich geringeren Eingangsmomentes in der Vorstufe der Getriebekombinationnur geringe, konstruktiv unkritische Axialkräfte von der Schrägverzahnungder Planetenräder 16 hervorgerufenwerden.
    [0018] ImRahmen vorliegender Erfindung wird abweichend von den skizziertenAusführungsbeispielen für ein Kombinationsgetriebeaber auch die Ausgestaltung eines Wellgetriebes mit schrägverzahntem Flexringunabhängigvon der Gestaltung seines Wellgenerators als selbständig schutzwürdig betrachtet.
    [0019] Jedenfallsführt esbei einem Wellgetriebe 11 zu erheblich verringerter Geräuschbelästigung,verzahnte Innenmantelflächenerfindungsgemäß mit Schrägverzahnungen 18 auszustatten,zumal die Innenmantelflächedes im Kunststoffspritzguß erstelltenFlexringes 13, mit dem die Planetenräder 16 der Eingangsstufeeiner Getriebekombination aus Planetenrad- und Wellgetriebe 15-11 alsWellgenerator 14 in Eingriff stehen.
    权利要求:
    Claims (7)
    [1] Wellgetriebe (11) mit von einem Wellgenerator (14)umlaufend lokal radial verformtem, auf seiner Außenmantelfläche gezahntem Flexring (13)innerhalb koaxial einander benachbarter formstabiler, längs ihrenInnenmantelflächengezahnter Stütz-und Abtriebsringe (12, 19), die mit dem Flexring(13) kämmen,dadurch gekennzeichnet, daß vonden Verzahnungen des Flexringes (13) wenigstens eine als Schrägverzahnungausgebildet ist.
    [2] Wellgetriebe nach dem vorangehenden Anspruch, dadurchgekennzeichnet, daß derFlexring (13) auf seiner Außenmantelfläche wenigstens eine Schrägverzahnungaufweist.
    [3] Welletriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, daß derFlexring (13) auf seiner Außenmantelfläche zwei unterschiedliche Schrägverzahnungeneinander axial benachbart aufweist.
    [4] Wellgetriebe nach dem vorangehenden Anspruch, dadurchgekennzeichnet, daß diebeiden einander axial benachbarten Schrägverzahnungen pfeilförmig gegensinnigzueinander orientiert sind.
    [5] Wellgetriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, daß esmit einem Wellgenerator in Form eines Planetenradgetriebes (15)ausgestattet ist, dessen mit der Verzahnung auf der Innenmantelfläche desFlexringes (13) stirnseitig kämmenden Räder (16, 17)mit Schrägverzahnungenversehen sind.
    [6] Wellgetriebe nach dem vorangehenden Anspruch, dadurchgekennzeichnet, daß aufden Rädern(16, 17) pfeilförmige Schrägverzahnungen vorgesehen sind.
    [7] Wellgetriebe nach den beiden vorangegangenen Ansprüchen, dadurchgekennzeichnet, daß abweichendvon den übrigenvorangegangenen Ansprüchender Flexring (13) zwar in seiner Innenmantelfläche, nichtaber auch auf seiner Außenmantelfläche mitSchrägverzahnungausgestattet ist.
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    2005-08-11| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
    2007-03-01| 8364| No opposition during term of opposition|
    2013-11-14| R119| Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee|Effective date: 20130801 |
    优先权:
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