具有柔性齿轮的传动装置

摘要

本发明涉及一种传动装置(1)，特别是谐波传动装置，该传动装置具有柔性齿轮(2)，该柔性齿轮(2)被固持在壳体部件(7)上，其中，在齿轮(2)和壳体部件(7)之间的连接分别关于齿轮(2)的中轴线(M)，即旋转轴线，沿周向没有间隙，并且沿轴向和径向具有多个间隙。

权利要求

1.一种传动装置(1)，包括

-壳体部件(7)，

-柔性齿轮(2)，具有圆柱形的、带齿的部段(15)以及与所述圆柱形的、带齿的部段相邻接的、沿径向延伸的部段(16)，-连接构件(8)，所述连接构件(8)这样将所述沿径向延伸的部段(16)固持在所述壳体部件(7)上，使得所述柔性齿轮(2)关于它的中轴线(M)分别沿轴向和径向具有间隙并且沿周向被固持在所述壳体部件(7)上。

2.根据权利要求1所述的传动装置，其特征在于，所述沿径向延伸的部段(16)朝径向外侧延伸。

3.根据权利要求1所述的传动装置(1)，其特征在于，所述沿径向延伸的部段(16)借助螺栓(4)被固持在所述壳体部件(7)上，其中，将每个螺栓(4)安置在所述沿径向延伸的部段(16)的被设计为长孔(5)的开口中。

4.根据权利要求3所述的传动装置(1)，其特征在于，所述长孔(5)在一端、在其窄侧被所述沿径向延伸的部段(16)自身限定边界，并且在另一端被非柔性的齿轮限定边界。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的传动装置(1)，其特征在于，所述沿径向延伸的部段(16)的外侧边缘部分地呈圆形。

6.根据权利要求5所述的传动装置(1)，其特征在于，所述外侧边缘具有交替的凹状部段(21)和凸状部段(20)。

7.根据权利要求6所述的传动装置(1)，其特征在于，所述外侧边缘具有奇数个数的凹状部段(21)和凸状部段(20)。

8.根据权利要求4所述的传动装置(1)，其特征在于，所述非柔性的齿轮为驱动轮(3)。

9.根据权利要求1所述的传动装置(1)，其特征在于，所述传动装置(1)用于电动的凸轮轴调节器的减速传动装置或调节热力发动机的压缩比的装置。

说明书

具有柔性齿轮的传动装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种具有柔性齿轮的传动装置，特别是谐波齿轮传动装置，该传动装置用于电动的凸轮轴调节器或用于热力发动机的压缩调节 (VCR＝可变压缩比)的装置。

背景技术

[0002] 例如由EP 0 741 256 B1已知具有柔性齿轮的传动装置。配备柔性齿轮的另外的传动装置在EP 0514 829 B1中被公开，在这种情况下该齿轮被称为柔性的杯形件。在这两种情况中，具有套环形状的柔性齿轮包括能够被固定到变速器的壳体部件上的较厚的轮毂区域。齿轮的柔性通过齿轮的内侧的较薄的横截面区域实现。已知的传动装置应当用在小型机器人或精密机器中。由US 4,619,156已知一种通用的传动装置。在此所示的柔性齿轮具有带齿部段和用于连接到壳体部件的部段，其中，这两个部段通过环形波纹管连接。环形件承受变形载荷，但是需要另外的材料，因此使生产复杂化，并且环形件尤其在与另外两个部段的接触区域中承受高负荷。材料式连接或作用力式连接限制了能传递的扭矩和使用寿命。

发明内容

[0003] 本发明所要解决的技术问题是，相对于所述现有技术，改进一种具有柔性齿轮的传动装置，特别是谐波齿轮传动装置，其中，传动装置特别能够用作热力发动机的电动的凸轮轴调节器的减速装置，并且能够在此将紧凑的结构和可靠的功能结合在一起。

[0004] 该技术问题通过如下传动装置来解决。具有至少一个柔性齿轮的传动装置包括壳体部件，柔性齿轮被固持在该壳体部件上。其中，齿轮借助连接构件被连接在壳体部件上，该连接构件沿周向是刚性的，即至少基本无间隙，并且同时关于齿轮的中轴线沿轴向和径向，相比于沿周向具有多个间隙。

[0005] 在一个优选的设计方案中，具有与方向有关的间隙的、被固持在壳体上的柔性齿轮具有圆柱形的、带齿的部段以及与该圆柱形的、带齿的部段相邻接的、沿径向延伸的、被固持在壳体部件上的部段。圆柱形的部段的齿部优选是外齿部，该外齿部与传动装置的固定在外壳上的内齿部相啮合。由两个部段，即圆柱形的环状部段和平坦的环状部段构成的柔性齿轮还被称为角环，其中，平坦的、向外指向的部段是柔性齿轮的法兰。

[0006] 柔性齿轮的沿径向延伸的基本上位于单个平面中的部段能够通过形状配合式连接，特别借助螺栓被固持在壳体部件上，其中，每个螺栓被引入齿轮的所述部段的长孔中。柔性齿轮的壁厚能够在柔性齿轮的两个部段中基本相同或不同。其中，引入用于产生沿轴向的柔性的有针对性的材料弱化是不必要的。柔性齿轮能够是杯形传动装置的一部分。

[0007] 长孔的轮廓能够完全位于柔性齿轮的沿径向延伸的部段内，该长孔分别被与壳体固定连接的螺栓插入。同样地，长孔能够由平面的、沿径向延伸的部段的向外开口的缝隙构成。在这种情况下，每个长孔一端在其窄侧上，即在径向内侧上，通过沿径向延伸的部段本身限定，并且另一端，即在径向外侧上，通过传动装置的非柔性的齿轮限定。特别地，非柔性的齿轮能够是传动装置的借助牵引装置能驱动的驱动轮。该驱动轮能够与传动装置的壳体部件固定连接或者能够是传动装置壳体的集成的部件。

[0008] 不论长孔的轮廓是完全地还是仅部分地通过柔性齿轮的沿径向延伸的部段构成，在有利的设计方案中，沿径向延伸的部段的外侧边缘仅部分地呈圆形。在这种情况下，根据可能的设计方案，该外侧边缘具有交替的凹状部段和凸状部段。通过柔性齿轮的沿径向延伸的部段的外侧边缘的交替的凹状部段和凸状部段，沿轴向观察，凹状部段和凸状部段呈倒圆的星形。通过凹状部段，在柔性齿轮的端面上给出例如能够用于附接紧固件的表面区域。

[0009] 本发明的优点特别在于，通过传动装置的柔性齿轮相对传动装置壳体仅在轴向上和径向上的分离实现在旋转运动传递方面的特别高的效率，其中，齿轮的形变不会在径向上受阻。传动装置能够适用于电动的凸轮轴调节器或另外的调节装置，例如用于调节热力发动机中的压缩比的装置。

[0010] 根据本申请的传动装置特别适用在具有电动调节轴的电动凸轮轴调节器中。在这方面例如参考文献DE 10 2013 220 220 A1和DE 10 2013 220 221 A1。在一种另外的应用中，设置传动装置为用于改变热力发动机的压缩比的调节装置的一部分。

附图说明

[0011] 下面通过附图进一步阐释本发明的多个实施例。在此，部分示意性地示出：

[0012] 图1是能够用在电动的凸轮轴调节器中的配有柔性齿轮的传动装置的第一实施例的局部图，

[0013] 图2是根据图1的传动装置的柔性齿轮的端侧的细节图，

[0014] 图3是具有柔性齿轮的传动装置，即谐波齿轮传动装置的第二实施例的剖视图和局部放大图，

[0015] 图4是具有柔性齿轮的传动装置的第三实施例的端侧的图示和局部放大图。

具体实施方式

[0016] 图1至4示出总体上通过附图标记1标记的传动装置的不同的实施例，该传动装置被设计为谐波齿轮传动装置并且具有柔性齿轮2。传动装置1作为高减速传动装置，是热力发动机的电动的凸轮轴调节器的一部分。关于传动装置1的基本功能，参考引用的现有技术。除非另有说明，以下陈述涉及所有实施例。

[0017] 传动装置1具有驱动轮3，该驱动轮3通过未示出的牵引装置(即皮带或链条)由热力发动机(即汽油发动机机或柴油发动机)的曲轴驱动。驱动轮3的旋转运动借助于固定在驱动轮3中的螺栓4沿圆周方向无间隙地被传递到柔性齿轮2上。柔性齿轮2为此具有细长的开口5，该开口沿柔性齿轮2径向延伸并且因此沿整个传动装置1径向延伸。螺栓4的螺栓头6一方面用于将螺栓4拧入壳体部件7中，壳体部件7能够与驱动轮3 一体地构成，另一方面用于将柔性齿轮2防丢失地固持在壳体部件7上。

[0018] 这样设计位于柔性齿轮2和传动装置1的壳体部件7之间的总体通过附图标记8标记的连接构件，使得沿关于柔性齿轮2的被标记为M的中轴线的轴向存在被标记为S1的间隙，并且沿径向存在被标记为S2和S3的间隙。通过这样的方式能够容纳柔性齿轮2的形变。

[0019] 柔性齿轮2的形变通过被标记为9的波发生器产生，该波发生器具有被标记为12的外圈和椭圆形的内圈10。在图1中被夸大示出的外圈12在每个运行状态下均与内圈10的椭圆形状相匹配。柔性齿轮2还在适应外圈12的非圆形状的情况下直接围绕外圈12。在轴承环之间，即波发生器 9的内圈10和外圈12之间，滚珠11作为滚动体滚动。假设为椭圆形的外圈12的在两个径向相对的位置处相对具有内齿的从动轮13挤压柔性齿轮 2。从动轮还与从动轴14抗扭地连接，该从动轴14能够是热力发动机的凸轮轴或者与热力发动机的凸轮轴抗扭地连接。

[0020] 在所有实施例中，柔性齿轮2具有圆柱形的带齿部段15以及与该部段相邻的沿径向向外延伸的部段16，其中，开口5位于该部段16中。在图1的情况下，波发生器9的内圈10通过未示出的电操作的驱动装置产生转动。驱动内圈10的轴是指调节轴；传动装置1整体是三轴传动装置。

[0021] 在根据图3的实施例中，内圈10通过十字滑块联轴器17(即补偿联轴器)能够由未示出的伺服电机驱动。十字滑块联轴器17具有十字滑块半联轴器18，其中，销钉19一端被牢固地固持在内圈10中，并且另一端能移动地被导入十字滑块半联轴器18中。在图3中详细示出了轴向间隙 S1，该轴向间隙S1使得沿径向延伸的部段16在螺栓4的区域中能够相对于壳体部件7运动。如同根据图1和2的实施例，开口5的分别被设计为长孔的轮廓完全穿过在柔性齿轮2的沿径向延伸的部段16。

[0022] 与上述不同的是，在根据图4的实施例中，每个细长的开口5在其向外定向的窄侧上不受部段16本身的限制，而是受到被固定到壳体的齿轮，即驱动轮3的限制。在这种情况下，能够在图4中看到，驱动轮3的内侧轮廓始终是圆形的。与之不同，柔性齿轮2的沿径向延伸的部段16 的外轮廓仅是圆形的局部。因此，沿径向延伸的部段16仅部分地与驱动轮3的内圆周贴靠。在这种情况下，仅在整体平坦的部段16的凸状部段 20上贴靠。在每个凸状部段20中心正好具有细长的开口5，开口5以期望的方式使得在圆周方向上具有刚性，然而在轴向上和径向上使得柔性齿轮2和壳体部件7之间产生具有间隙的连接。在根据图4的实施例中的五个凸状部段20之间还存在五个凹状部段21，从而柔性齿轮2的在端侧可见的部段16的外侧轮廓整体呈星形。

[0023] 与十字滑块联轴器17不同，柔性齿轮2在壳体部件7上的柔性连接并非用于在整体上补偿相互连接的部件之间的径向偏移。此外，设置借助细长的开口5和螺栓4实现的连接构件8仅用于容纳柔性齿轮2的形变，而不在柔性齿轮2和壳体部件7之间沿上述零件的圆周方向上产生值得关注的间隙。由于柔性齿轮2在壳体部件7上的柔性连接，柔性齿轮2自身不必具有超过波发生器9的功能所需的水平的弹性。

[0024] 附图标记列表

[0025] 1         传动装置

[0026] 2         柔性齿轮

[0027] 3         驱动轮

[0028] 4         螺栓

[0029] 5         开口，长孔

[0030] 6         螺栓头

[0031] 7         壳体部件

[0032] 8         连接构件

[0033] 9         波发生器

[0034] 10        内圈

[0035] 11        滚珠

[0036] 12        外圈

[0037] 13        从动轮

[0038] 14        从动轴

[0039] 15        圆柱形的，带齿部段

[0040] 16        沿径向向外延伸的部段

[0041] 17        十字滑块联轴器

[0042] 18        十字滑块半联轴器

[0043] 19        销钉

[0044] 20        凸状部段

[0045] 21        凹状部段

[0046] M         中轴线

[0047] S1        沿轴向的间隙

[0048] S2，S3     沿径向的间隙