DE102023135323B4 - Inner ring of a wave generator - Google Patents

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Abstract

Ein Wellgenerator (1) weist ein Wälzlager (2) auf, welches einen in sich starren Innenring (3) mit einer nicht kreisrunden Außenkontur sowie einen nachgiebigen Außenring (4) umfasst. Der Innenring (3) weist eine Laufbahn (7) außerhalb der Blechmittelebene (25) auf.

Figure DE102023135323B4_0000
A wave generator (1) has a rolling bearing (2) comprising a rigid inner ring (3) with a non-circular outer contour and a flexible outer ring (4). The inner ring (3) has a raceway (7) outside the sheet center plane (25).
Figure DE102023135323B4_0000

Description

Die Erfindung betrifft einen für ein Wellgetriebe geeigneten Innenring eines Wellgenerators nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Innenrings.The invention relates to an inner ring of a wave generator suitable for a wave gear according to the preamble of claim 1. The invention further relates to a method for producing such an inner ring.

Ein derartiger Wellgenerator ist beispielsweise aus der DE 10 2014 202 060 A1 bekannt. Der Wellgenerator ist Teil eines Stellgetriebes in einem elektrischen Nockenwellenversteller. Weitere elektrische Nockenwellenversteller mit einem Wellgenerator sind zum Beispiel in den Dokumenten DE 10 2004 009 128 A1 , DE 10 2008 053 914 A1 , DE 10 2009 037 403 A1 , DE 10 2010 031 218 A1 und DE 10 2013 220 220 A1 offenbart. Ein Innenring einer Großlageranwendung geht aus EP 3 343 051 A1 hervor.Such a wave generator is known, for example, from DE 10 2014 202 060 A1 The wave generator is part of an actuating gear in an electric camshaft adjuster. Other electric camshaft adjusters with a wave generator are described, for example, in the documents DE 10 2004 009 128 A1 , DE 10 2008 053 914 A1 , DE 10 2009 037 403 A1 , DE 10 2010 031 218 A1 and DE 10 2013 220 220 A1 revealed. An inner ring of a large bearing application is EP 3 343 051 A1 out.

Ein Wellgenerator hat innerhalb eines Wellgetriebes die Aufgabe, ein elastisches, verzahntes Getriebeelement zu verformen. Zu diesem Zweck weist ein Wellgenerator ein Wälzlager mit einem nicht kreisrunden, in der Regel elliptischen Lagerring auf. Es ist in der Massenherstellung vorteilhaft, den Innenring des Wellgenerators aus einem Blech herzustellen. Dabei hat sich herausgestellt, dass die Lagerlebensdauer in bestimmten Fällen nicht ausreichend ist.Within a wave gear, a wave generator's task is to deform an elastic, toothed gear element. For this purpose, a wave generator has a rolling bearing with a non-circular, usually elliptical, bearing ring. In mass production, it is advantageous to manufacture the inner ring of the wave generator from sheet metal. However, it has been found that the bearing service life is insufficient in certain cases.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Innenring für einen Wellgenerator eines Wellgetriebes bereitzustellen, der eine hohe Lagerlebensdauer ermöglicht.The invention is based on the object of providing an inner ring for a wave generator of a wave gear which enables a long bearing service life.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Innenring mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Der Innenring ist vorgesehen für Wellgenerator eines Wellgetriebes mit einem in an sich bekannter Grundkonzeption umfassenden Wälzlager-Wälzlager und weist daher eine an seinem Außenumfang angeordnete Laufbahn für Wälzkörper des Wälzlagers auf. Der Innenring ist in sich starr und weist eine nicht kreisrunde, insbesondere elliptische, Außenkontur auf. Der zugehörige Außenring des Wälzlagers ist als nachgiebiger Lagerring gestaltet.This object is achieved according to the invention by an inner ring having the features of claim 1. The inner ring is intended for a wave generator of a wave gear comprising a rolling bearing in a known basic design and therefore has a raceway for rolling elements of the rolling bearing arranged on its outer circumference. The inner ring is inherently rigid and has a non-circular, in particular elliptical, outer contour. The corresponding outer ring of the rolling bearing is designed as a flexible bearing ring.

Der Innenring ist aus einem Blech hergestellt. Dazu kann ein Halbzeug abgelängt oder in dieses eine Ronde gestanzt werden, die vorzugsweise bereits die nicht kreisrunde Außenkontur aufweist. Das als Ausgangsmaterial verwendete Blech weist eine in etwa konstante Blechstärke und eine mittig zwischen den beiden Außenflächen angeordnete Blechmittelebene auf.The inner ring is made from sheet metal. A semi-finished product can be cut to length or a blank can be punched into it, preferably already having a non-circular outer contour. The sheet metal used as the starting material has a roughly constant sheet thickness and a center plane located centrally between the two outer surfaces.

Die Laufbahn des aus dem Blech hergestellten Innenrings ist außerhalb der Blechmittelebene angeordnet. Dies kann dadurch realisiert sein, dass dem Innenring durch durch Umformen einen asymmetrischen, insbesondere L-förmigen Längsschnitt erhält. Wird eine Ebene durch den Innenring gelegt, die senkrecht auf der Rotationsachse des Innenrings steht, so ist jeweils ein Längsschnittsbereich mit asymmetrischer Form, insbesondere L-Form gegeben. Ein erster, äußerer Schenkel des L-förmigen Längsschnitts bildet hierbei die nicht kreisrunde Umfangsfläche des Innenrings, auf welcher im Fall einer Wälzlagerung Wälzkörper abrollen. Die Umfangsfläche kann einen Bord aufweisen, wobei der Bord nicht notwendigerweise vollständig umlaufend ausgebildet sein muss. Er kann beispielsweise durch einzelne Ausnehmungen unterbrochen sein, die als Eingriff für Kupplungsbauteile dienen können. Von dem genannten L-Schenkel aus ein zweiter, innerer L-Schenkel in Radialrichtung des Lagers nach innen. Der im Längsschnitt innere Schenkel bildet eine Ringscheibe aus.The raceway of the inner ring made from sheet metal is arranged outside the center plane of the sheet metal. This can be achieved by forming the inner ring to give it an asymmetric, particularly L-shaped, longitudinal section. If a plane is drawn through the inner ring that is perpendicular to the inner ring's axis of rotation, a longitudinal section region with an asymmetric shape, particularly an L-shape, is created. A first, outer leg of the L-shaped longitudinal section forms the non-circular circumferential surface of the inner ring, on which rolling elements roll in the case of a rolling bearing. The circumferential surface can have a rim, although the rim does not necessarily have to be completely circumferential. It can, for example, be interrupted by individual recesses that can serve as engagement points for coupling components. A second, inner L-rim extends from the aforementioned L-rim in the radial direction of the bearing inwards. The inner leg in the longitudinal section forms an annular disc.

Durch die Anordnung der Laufbahn außerhalb der Blechmittelebene ist die Lebensdauer des Innenrings gesteigert. Bleche können infolge des Gieß- und anschließenden Walzprozesses nicht-metallische Einschlüsse als Folge von Seigerungen aufweisen. Einem Blechinnenring, dem symmetrisch in seiner Ringscheibenebene eine Laufbahn aufgeprägt wird, weist diese in der Blechmittelebene auf und damit dort, wo sich die nicht-metallischen Einschlüsse befinden. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Lebensdauer eines Blechinnenrings gesteigert werden kann, wenn die Laufbahn und die Blechmittelebene auseinanderfallen, weil dann weniger, im Idealfall keine nicht-metallischen Einschlüsse in oder unmittelbar unterhalb der Laufbahn angeordnet sind.By arranging the raceway outside the sheet center plane, the service life of the inner ring is increased. Sheet metal can contain non-metallic inclusions as a result of segregation during the casting and subsequent rolling process. A sheet metal inner ring that has a raceway stamped symmetrically in its annular disc plane has this raceway in the sheet center plane and thus where the non-metallic inclusions are located. The invention is based on the finding that the service life of a sheet metal inner ring can be increased if the raceway and the sheet center plane are separated because then fewer, ideally no, non-metallic inclusions are located in or immediately below the raceway.

Es hat sich gezeigt, dass durch eine L-Form des Längsschnitts des Innenrings des Wellgenerators im Vergleich zu einer symmetrischen Form, etwa einer T-Form, schon ausreichend ist. Durch das Tiefziehen eines Bords wird verläuft die ursprüngliche Blechmittelebene nicht mehr genau radial, sondern wird durch das Tiefziehen in Axialrichtung, in Richtung des Bords, verschoben. Das lässt radial genügend Raum für ein hinreichend festen Bereich des Blechs. Die nicht-metallischen Einschlüsse werden damit außerhalb der Laufbahn verlagert. Die Blech-Seele als mittiger Faserverlauf ist damit axial abgelenkt und trifft in einer bevorzugten Ausführungsform nicht mehr an der radial gerichteten Außenkontur aus.It has been shown that an L-shape of the longitudinal section of the inner ring of the wave generator is sufficient compared to a symmetrical shape, such as a T-shape. By deep drawing a rim, the original sheet center plane no longer runs exactly radially, but is shifted axially, towards the rim, by the deep drawing. This leaves enough radial space for a sufficiently rigid area of the sheet. The non-metallic inclusions are thus displaced outside the raceway. The sheet core, as the central grain, is thus deflected axially and, in a preferred embodiment, no longer meets the radially directed outer contour.

Das L-Profil besitzt den weiteren Vorteil, dass es gegenüber dem T-Profil fast unveränderte Massenträgheit und Steifigkeit aufweist. Die Massenträgheit kann weiter verringert werden, wenn in den Bereich der Ringscheibe zusätzlich zu einer Zentralöffnung weitere Axialausnehmungen eingebracht werden. Die Axialausnehmungen können zusätzliche Funktionen realisieren. Beispielsweise können Bolzen in einen erste Axialausnehmungen eingreifen, wobei die Bolzen Teil einer Oldhamkupplung sind. Zweite Axialausnehmungen können zusätzlich einen Schmierstoffaustausch gewährleisten.The L-profile has the further advantage of having almost the same mass inertia and rigidity as the T-profile. The mass inertia can be further reduced by adding additional axial recesses in the area of the annular disc in addition to a central opening. The axial recesses can also be various functions. For example, bolts can engage in a first axial recess, with the bolts forming part of an Oldham coupling. Second axial recesses can additionally ensure lubricant exchange.

Es hat sich herausgestellt, dass bestimmte Verhältnisse der Blechdicke der Ringscheibe zu der des tiefgezogenen Bords besonders vorteilhaft sind. Bei einem von Verhältnis zwischen 0,7 und 0,8 steht genügend einerseits genügend Oberflächenmaterial zur Verfügung, so dass schon die leichte Auslenkung der Blechmittelebene ausreichend ist, um einen hinreichenden Abstand der Oberfläche zu ihr zu erreichen. Damit steht genügend Blechoberflächenmaterial im Bereich der Mantelfläche zur Verfügung. Bei einem Verhältnis von 0,6 bis 0,7 ist der Umformgrad hingegen deutlich stärker. Durch das Rückstauchen kann in diesem Fall aber auch eine besonders günstige Verschiebung der Blech-Seele erfolgen, so dass auch hier deren Minimalabstand zur Laufbahn hinreichend groß ist.It has been found that certain ratios of the sheet thickness of the ring disc to that of the deep-drawn rim are particularly advantageous. With a ratio between 0.7 and 0.8, there is sufficient surface material available so that even a slight deflection of the sheet center plane is enough to achieve a sufficient distance between the surface and it. This means that there is enough sheet surface material available in the area of the outer surface. With a ratio of 0.6 to 0.7, however, the degree of deformation is significantly greater. In this case, however, back-upsetting can also result in a particularly advantageous displacement of the sheet core, so that here too its minimum distance from the raceway is sufficiently large.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, einen Innenring eines Wellgenerators mit den folgenden Schritten herzustellen:

  • - Bereitstellung eines Halbzeugs als ein Blech mit einer Blechmittelebene,
  • - stanzen einer unrunden Ronde,
  • - kaltumformende Herstellung eines Bords in die Ronde so, dass die Blechmittelebene im Bereich des Bords aus der Radialrichtung verschoben wird
  • - stauchen der Ronde.
According to the invention, it is proposed to produce an inner ring of a wave generator with the following steps:
  • - Provision of a semi-finished product as a sheet with a sheet center plane,
  • - punching a non-circular blank,
  • - cold forming of a rim into the blank so that the sheet center plane in the area of the rim is shifted from the radial direction
  • - compressing the round blank.

Je nach Größe des Innenrings kann die unrunde Ronde zunächst vorgelocht werden, was eine Werkzeugaufnahme erlaubt. Vor dem Umformen, bevorzugt ist Tiefziehen, kann ein Anfasen erfolgen. Nach dem Umformschritt ist weist die ursprünglich flache Ronde eine dreidimensionale Form mit einer Ringscheibe und mit einem sich aus der Ebene der Ringscheibe weg erstreckenden Anteil, beispielsweise einem Bord, auf. Die Ronde wird optional gestaucht, und es kann eine endgültige Lochung erfolgen. Gleichzeitig oder zeitlich vor- oder nachgelagert können zusätzliche Axialausnehmungen in die Ringscheibe eingebracht werden. Nachbearbeitungsschritte wie Entgraten oder Anfasen können sich anschließen.Depending on the size of the inner ring, the non-circular blank can first be pre-punched to allow for tool insertion. Chamfering can be performed before forming, preferably deep drawing. After the forming step, the originally flat blank has a three-dimensional shape with a ring disk and a portion extending away from the plane of the ring disk, such as a rim. The blank is optionally upset, and a final punching can be performed. Additional axial recesses can be made in the ring disk at the same time or before or after the process. Post-processing steps such as deburring or chamfering can then follow.

Vorzugsweise wird der Innenring mit L-Profil durch eine Kaltumformung hergestellt. Durch den auf beiden Seiten der Rotationsachse gegebenen L-förmigen Längsschnitt beschreibt der Innenring insgesamt eine flache Topfform mit offenem Boden. Mit dieser Form ist der Innenring hinsichtlich seiner Massenträgheit sowie seiner radialen Steifigkeit sowie Verdrillsteifigkeit mit einem Innenring mit T-Profil vergleichbar. Die Festigkeitseigenschaften eines flachen Rings oder einer flachen Scheibe werden durch den im Längsschnitt L-förmig gestalteten Innenring dagegen deutlich übertroffen.The L-profile inner ring is preferably manufactured by cold forming. Due to the L-shaped longitudinal section on both sides of the rotation axis, the inner ring overall describes a flat pot shape with an open bottom. With this shape, the inner ring is comparable to a T-profile inner ring in terms of its mass inertia, radial stiffness, and torsional stiffness. However, the strength properties of a flat ring or flat disc are significantly exceeded by the L-shaped inner ring in the longitudinal section.

Wälzlagerkomponenten, die durch umformende Verfahren hergestellt sind, sind prinzipiell beispielsweise aus der DE 101 32 470 A1 sowie aus der DE 10 2005 003 987 A1 bekannt.Rolling bearing components that are manufactured by forming processes are, in principle, for example, made of DE 101 32 470 A1 as well as from the DE 10 2005 003 987 A1 known.

Gemäß einer möglichen Weiterbildung ist mit dem Wälzlager eine Ausgleichskupplung, insbesondere Oldham-Kupplung, gekoppelt. Eine für einen Wellgenerator geeignete Oldham-Kupplung ist prinzipiell zum Beispiel aus der DE 10 2007 049 072 A1 bekannt.According to a possible further development, a compensating coupling, in particular an Oldham coupling, is coupled to the rolling bearing. An Oldham coupling suitable for a wave generator is, in principle, for example, DE 10 2007 049 072 A1 known.

Zur Kopplung der Ausgleichskupplung mit dem Innenring des Wellgenerators sind beispielsweise zwei Bolzen geeignet, welche jeweils in dem radial nach innen weisenden L-Schenkel des Innenrings gehalten sind.For coupling the compensating coupling to the inner ring of the wave generator, two bolts are suitable, for example, which are each held in the radially inward-pointing L-leg of the inner ring.

Gemäß verschiedener vorteilhafter Weiterbildungen ist die Ausgleichskupplung ohne gesonderte Verbindungselemente, etwa in Form von Bolzen, mit dem Innenring des Wellgenerators gekoppelt. Beispielsweise ist eine aus Kunststoff oder Metall hergestellte Oldham-Scheibe der Ausgleichskupplung an zwei an den Innenring angeformten Führungsnasen in Radialrichtung beschränkt verschiebbar geführt. Eine alternative Führung der Oldham-Scheibe am Innenring ist durch Führungsschlitze möglich, welche unmittelbar durch den Innenring gebildet sind und mit Gegenkonturen auf Seiten der Oldham-Scheibe zusammenwirken.According to various advantageous developments, the compensating coupling is coupled to the inner ring of the wave generator without separate connecting elements, such as bolts. For example, an Oldham disc of the compensating coupling, made of plastic or metal, is guided by two guide lugs molded onto the inner ring, allowing limited radial displacement. An alternative way of guiding the Oldham disc on the inner ring is through guide slots formed directly through the inner ring and interacting with mating contours on the Oldham disc side.

In beiden Fällen ist auf die Oldham-Scheibe ein Drehmoment beispielsweise mittels eines zweiflügeligen Antriebselementes übertragbar, wobei das Antriebselement mit einer Antriebswelle gekoppelt, insbesondere starr verbunden, und gegenüber der Oldham-Scheibe beschränkt in Radialrichtung der Antriebswelle sowie der Ausgleichskupplung verschiebbar ist. Die Antriebswelle ist bevorzugt elektrisch angetrieben, insbesondere mit der Motorwelle eines Elektromotors identisch.In both cases, a torque can be transmitted to the Oldham disk, for example, by means of a two-bladed drive element. The drive element is coupled to a drive shaft, in particular rigidly connected, and is displaceable relative to the Oldham disk to a limited extent in the radial direction of the drive shaft and the compensating coupling. The drive shaft is preferably electrically driven, in particular identical to the motor shaft of an electric motor.

Gemäß einer vereinfachten Bauform wirkt ein zweiflügeliges, auf einer Antriebswelle befestigtes Antriebselement direkt mit dem Innenring des Wellgenerators zusammen. Solange keine Nachgiebigkeit der Antriebswelle in radialer Richtung gegeben und das Antriebselement starr mit der Antriebswelle verbunden ist, ist durch eine verschiebbare Führung des Antriebselementes am Innenring eine eingeschränkte Funktionalität einer Ausgleichskupplung gegeben. Die volle Funktionalität einer Ausgleichskupplung ist herstellbar, indem eine Antriebswelle verwendet wird, welche in Radialrichtung auslenkbar ist. Eine solche Antriebswelle kann beispielsweise eine Schraubenfeder oder zwei konzentrische, in entgegengesetzten Richtungen gewundene Schraubenfedern umfassen. An Stelle eines zweiflügeligen Antriebselementes kann auch eine Einfingerkupplung zum Einsatz kommen, wie sie prinzipiell zum Beispiel aus dem Dokument DE 10 2004 041 769 A1 bekannt ist.According to a simplified design, a two-bladed drive element mounted on a drive shaft interacts directly with the inner ring of the wave generator. As long as the drive shaft does not provide radial flexibility and the drive element is rigidly connected to the drive shaft, a limited functionality of a compensating coupling is provided by a movable guide of the drive element on the inner ring. The full functionality of a compensating coupling can be achieved by shaft is used, which is deflectable in the radial direction. Such a drive shaft can, for example, comprise a coil spring or two concentric coil springs wound in opposite directions. Instead of a two-wing drive element, a single-finger clutch can also be used, as is known in principle, for example, from the document DE 10 2004 041 769 A1 is known.

Der Wellgenerator ist für die Verwendung in einem Wellgetriebe geeignet, welches zum Beispiel in einem elektrischen Nockenwellenversteller zum Einsatz kommt. Ebenso eignet sich der Wellgenerator für ein Stellgetriebe einer Vorrichtung zur Variation des Verdichtungsverhältnisses eines Hubkolbenmotors. Im letztgenannten Fall ist mittels des Stellgetriebes eine Exzenterwelle verstellbar, die über ein Nebenpleuel mit weiteren Komponenten eines Kurbeltriebs des Hubkolbenmotors zusammenwirkt.The wave generator is suitable for use in a wave gear, which is used, for example, in an electric camshaft adjuster. The wave generator is also suitable for an adjusting gear in a device for varying the compression ratio of a reciprocating piston engine. In the latter case, the adjusting gear adjusts an eccentric shaft, which interacts with other components of a reciprocating piston engine's crankshaft via a secondary connecting rod.

Nachfolgend werden drei Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigen:

  • 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Wellgenerators mit einem Innenring in einer Schnittdarstellung,
  • 2 und 3 den Innenring des Wellgenerators nach 1,
  • 4 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Wellgenerators mit einem Innenring in stirnseitiger Ansicht,
  • 5 den Wellgenerator nach 4 in einer Schnittdarstellung analog 1,
  • 6 und 7 den Innenring des Wellgenerators nach 4 in Darstellungen analog 2 und 3,
  • 8 ein drittes Ausführungsbeispiel eines Wellgenerators mit einem Innenring in einer Darstellung analog 4,
  • 9 den Wellgenerator nach 8 in einer Darstellung analog 1,
  • 10 und 11 den Innenring des Wellgenerators nach 8 in Darstellungen analog 2 und 3,
  • 12 einen weiteren Innenring für einen Wellgenerator.
Below, three embodiments of the invention are explained in more detail with reference to a drawing. Shown are:
  • 1 a first embodiment of a wave generator with an inner ring in a sectional view,
  • 2 and 3 the inner ring of the wave generator 1 ,
  • 4 a second embodiment of a wave generator with an inner ring in front view,
  • 5 the wave generator 4 in a sectional view analogous 1 ,
  • 6 and 7 the inner ring of the wave generator 4 in representations analogous 2 and 3 ,
  • 8 a third embodiment of a wave generator with an inner ring in a representation analogous 4 ,
  • 9 the wave generator 8 in a representation analogous 1 ,
  • 10 and 11 the inner ring of the wave generator 8 in representations analogous 2 and 3 ,
  • 12 another inner ring for a wave generator.

Die folgenden Erläuterungen beziehen sich, soweit nicht anders angegeben, auf sämtliche Ausführungsbeispiele. Einander entsprechende oder prinzipiell gleichwirkende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.Unless otherwise stated, the following explanations refer to all embodiments. Corresponding or essentially equivalent parts are identified by the same reference numerals in all figures.

Ein insgesamt mit 1 bezeichneter Wellgenerator umfasst ein Wälzlager 2, dessen Innenring mit 3 und dessen Außenring mit 4 bezeichnet ist. Der Wellgenerator 1 ist Teil eines nicht weiter dargestellten Wellgetriebes, hinsichtlich dessen Funktion auf den eingangs zitierten Stand der Technik verwiesen wird. Das Wellgetriebe kommt in einem elektrischen Nockenwellenversteller zum Einsatz.A wave generator, designated overall by 1, comprises a rolling bearing 2, whose inner ring is designated by 3 and whose outer ring is designated by 4. The wave generator 1 is part of a wave gear (not shown in detail), whose function is described in the prior art cited above. The wave gear is used in an electric camshaft adjuster.

Zwischen dem Innenring 3 und dem Außenring 4 als Lagerringen rollen Kugeln als Wälzkörper 5 ab, welche in einem Käfig 6 geführt sind. Der Innenring 3 beschreibt im Längsschnitt ein L-Profil LP wobei eine Laufbahn 7, auf welcher die Kugeln abrollen, durch einen äußeren L-Schenkel 8 gebildet ist. An den äußeren L-Schenkel 8 schließt ein in die Richtung der Rotationsachse R weisender innerer L-Schenkel 9 an. Insgesamt beschreibt der äußere L-Schenkel 8 eine zylindrische Wandung, wobei der aus der Ebene des inneren L-Schenkels 9 herausragende Anteil einen Bord 24 bildet, der vorliegend umlaufend ausgebildet ist. Der innere L-Schenkel 9 beschreibt einen an den äußeren L-Schenkel 8 anschließenden, in der Mitte offenen Boden eines flachen einstückigen topfförmigen Gebildes, auch als Ringscheibe 23 bezeichnet. Der gesamte Innenring 3 ist durch umformende Verfahren aus Metall, nämlich Stahl, beispielsweise 100Cr6, hergestellt. Die Außenumfangsfläche des Innenrings 3, durch welche die Laufbahn 7 bereitgestellt ist, weist eine nicht kreisrunde, elliptische Form auf. Entsprechend dieser Form wird auch der Außenring 4, welcher im Gegensatz zum Innenring 3 nachgiebig gestaltet ist, in eine nicht kreisrunde Form gezwungen. Dieser Form wiederum passt sich ein nachgiebiges Getriebeelement 10 an, welches den Außenring 4 unmittelbar umgibt, ohne mit diesem fest verbunden zu sein. Das nachgiebige, außenverzahnte Getriebeelement 10 wird auch als Flexring bezeichnet und greift partiell in Innenverzahnungen nicht dargestellter, in sich starrer Getriebeelemente ein. Statt eines Flexrings 10 könnte als nachgiebiges Getriebeelement auch eine Kragenhülse oder ein nachgiebiges topfförmiges Getriebeelement zum Einsatz kommen.Balls roll as rolling elements 5 between the inner ring 3 and the outer ring 4 as bearing rings, and are guided in a cage 6. The inner ring 3 describes an L-profile LP in longitudinal section, with a raceway 7, on which the balls roll, being formed by an outer L-leg 8. An inner L-leg 9 pointing in the direction of the rotation axis R adjoins the outer L-leg 8. Overall, the outer L-leg 8 describes a cylindrical wall, with the portion protruding from the plane of the inner L-leg 9 forming a rim 24, which in this case is of a circumferential design. The inner L-leg 9 describes a base of a flat, one-piece, pot-shaped structure, also referred to as an annular disk 23, which adjoins the outer L-leg 8 and is open in the middle. The entire inner ring 3 is manufactured from metal, namely steel, for example 100Cr6, by forming processes. The outer circumferential surface of the inner ring 3, through which the raceway 7 is provided, has a non-circular, elliptical shape. Corresponding to this shape, the outer ring 4, which, in contrast to the inner ring 3, is designed to be flexible, is also forced into a non-circular shape. A flexible gear element 10, which directly surrounds the outer ring 4 without being firmly connected to it, adapts to this shape. The flexible, externally toothed gear element 10 is also referred to as a flex ring and partially engages the internal toothing of inherently rigid gear elements (not shown). Instead of a flex ring 10, a collar sleeve or a flexible pot-shaped gear element could also be used as a flexible gear element.

Schmematisch ist in 3 die ursprüngliche Blechmittelebene 25 des Blechs angedeutet, aus dem der Innenring 3 hergestellt ist. Da der Innenring 3 durch einen Tiefzieh- und einen Stauchvorgang eine asymmetrische Form erhalten hat, ist schon aus diesem Grund die Blechmittelebene 25, die die Blechseele als Ort mit den meisten nicht-metallischen Einschlüssen abbildet, im Bereich des äußeren L-Schenkels 8 aus der Radialrichtung abgelenkt. Die Länge und Dicke des Bordes 24 sind so gestaltet, dass die Blechmittelebene 25 die Laufbahn 7 nicht mehr schneidet und vorliegend sogar auch die übrige Radialwand nicht.Schematically, in 3 The original sheet metal center plane 25 of the sheet metal from which the inner ring 3 is made is indicated. Since the inner ring 3 has been given an asymmetrical shape through a deep-drawing and upsetting process, the sheet metal center plane 25, which represents the sheet metal core as the location with the most non-metallic inclusions, is deflected from the radial direction in the area of the outer L-leg 8. The length and thickness of the rim 24 are designed such that the sheet metal center plane 25 no longer intersects the raceway 7 and, in this case, even the remaining radial wall.

Der Innenring 3 ist gekoppelt mit einer Ausgleichskupplung 11, welche in den Bauformen nach den 1 und 4 als Oldham-Kupplung ausgebildet ist.The inner ring 3 is coupled with a compensating coupling 11, which is available in the designs according to the 1 and 4 is designed as an Oldham coupling.

Die als Oldham-Kupplung gestaltete Ausgleichskupplung 11 umfasst eine Oldham-Scheibe 12, welche in der Bauform nach den 1 bis 3 mittels zweier Bolzen 13 mit dem Innenring 3 gekoppelt ist. Die Bolzen 13 sind hierbei in dem Innenring 3 befestigt und zugleich in Langlöchern 14 der Oldham-Scheibe 12 geführt, so dass diese in einer definierten Radialrichtung beschränkt gegenüber dem Innenring 3 verschiebbar ist. Mit 15 sind Bohrungen im Innenring 3 bezeichnet, in welchen die Bolzen 13 befestigt sind. Im Ausführungsbeispiel nach den 1 bis 3 schlägt die Oldham-Scheibe 12 stirnseitig einerseits am äußeren L-Schenkel 8 des Innenrings 3 und andererseits an Köpfen 16 der Bolzen 13 an, so dass sie unverlierbar am Innenring 3 und damit am gesamten Wälzlager 2 gehalten ist.The compensating coupling 11 designed as an Oldham coupling comprises an Oldham disc 12, which is designed according to the 1 to 3 by means of two bolts 13 with the inner ring 3. The bolts 13 are fastened in the inner ring 3 and at the same time guided in slots 14 of the Oldham disk 12, so that the latter can be displaced in a defined radial direction relative to the inner ring 3. 15 denotes bores in the inner ring 3 in which the bolts 13 are fastened. In the embodiment according to the 1 to 3 the Oldham washer 12 strikes the outer L-leg 8 of the inner ring 3 on the one hand and the heads 16 of the bolts 13 on the other hand, so that it is held captively on the inner ring 3 and thus on the entire rolling bearing 2.

Im Ausführungsbeispiel nach den 4 bis 7 sind keine Bolzen oder sonstigen gesonderten Befestigungsmittel zur Halterung der Oldham-Scheibe 12 am Innenring 3 vorhanden. Stattdessen sind an den Innenring 3 zwei Führungsnasen 17 angeformt, die sich, ausgehend vom äußeren L-Schenkel 8, in Axialrichtung erstrecken. Die Führungsnasen 17 greifen in Aussparungen 18 der Oldham-Scheibe 12 ein und übernehmen insofern eine Funktion, die mit der Funktion der Bolzen 13 des Wellgenerators nach 1 vergleichbar ist. Ferner sind in 4 zwei Aussparungen 19 der Oldham-Scheibe 12 erkennbar, welche gegenüber den Aussparungen 18 um 90° versetzt und zur Zusammenwirkung mit einem hier nicht dargestellten Antriebselement vorgesehen sind.In the example according to the 4 to 7 There are no bolts or other separate fastening means for holding the Oldham disk 12 on the inner ring 3. Instead, two guide lugs 17 are formed on the inner ring 3, which extend in the axial direction from the outer L-leg 8. The guide lugs 17 engage in recesses 18 of the Oldham disk 12 and thus perform a function that is similar to the function of the bolts 13 of the wave generator according to 1 Furthermore, 4 two recesses 19 of the Oldham disc 12 can be seen, which are offset by 90° from the recesses 18 and are intended to interact with a drive element not shown here.

Hierbei handelt es sich um ein zweiflügeliges Antriebselement 20, wie es auch im Ausführungsbeispiel nach den 8 bis 11 vorgesehen ist. In der Bauform nach den 8 bis 11 wirkt das Antriebselement 20 im Unterschied zu den Bauformen nach den 1 und 4 jedoch nicht über eine Oldham-Scheibe 12, sondern direkt mit dem Innenring 3 zusammen. Das Antriebselement 20 des Wellgenerators 1 nach 8 ist vorzugsweise an einer flexiblen Antriebswelle befestigt, so dass ohne gesonderte Ausgleichsscheibe die volle Funktionalität einer Ausgleichskupplung 11 gegeben ist. In Führungsschlitze 21 des Innenrings 3 greifen die beiden mit 22 bezeichneten Flügel des Antriebselementes 20 ein. Vergleichbar mit dem Ausführungsbeispiel nach 4 ist durch die Führungsschlitze 21 keine Führungsfunktion in Axialrichtung gegeben, was montagetechnisch von Vorteil ist.This is a two-wing drive element 20, as it is also shown in the embodiment according to the 8 to 11 In the design according to the 8 to 11 In contrast to the designs according to the 1 and 4 However, not via an Oldham disk 12, but directly with the inner ring 3. The drive element 20 of the wave generator 1 according to 8 is preferably attached to a flexible drive shaft, so that the full functionality of a compensating coupling 11 is provided without a separate compensating disc. The two wings of the drive element 20, designated 22, engage in guide slots 21 of the inner ring 3. Comparable to the embodiment according to 4 The guide slots 21 do not provide any guiding function in the axial direction, which is advantageous from an assembly point of view.

12 zeigt einen weiteren Innenring 3 mit einer Ringscheibe 23. In der Ringscheibe 23 sind erste Axialausnehmungen 26 und zweite Axialausnehmungen 27 angeordnet, die vorliegend kreisförmig ausgebildet sind, wobei sich die ersten Axialausnehmungen 26 und zweiten Axialausnehmungen 27 in ihren Durchmessern unterscheiden. 12 shows a further inner ring 3 with an annular disc 23. First axial recesses 26 and second axial recesses 27 are arranged in the annular disc 23, which in the present case are circular, wherein the first axial recesses 26 and second axial recesses 27 differ in their diameters.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
WellgeneratorWave generator
22
Wälzlager, Wälzlagerrolling bearings, rolling bearings
33
Innenringinner ring
44
AußenringOuter ring
55
WälzkörperRolling elements
66
Käfigcage
77
Laufbahncareer
88
äußerer L-Schenkelouter L-leg
99
innerer L-Schenkelinner L-leg
1010
nachgiebiges Getriebeelementflexible gear element
1111
AusgleichskupplungCompensating coupling
1212
Oldham-ScheibeOldham disc
1313
Bolzenbolt
1414
Langlochslot
1515
Bohrungdrilling
1616
KopfHead
1717
Führungsnaseguide nose
1818
Aussparungrecess
1919
Aussparungrecess
2020
Antriebselementdrive element
2121
FührungsschlitzGuide slot
2222
Flügelwing
2323
RingscheibeRing disc
2424
Bordboard
2525
BlechmittelebeneSheet metal center plane
2626
erste Axialausnehmungfirst axial recess
2727
zweite Axialausnehmungsecond axial recess
LPLP
L-ProfilL-profile
RR
Rotationsachseaxis of rotation
dsds
Dicke der RingscheibeThickness of the ring disc
dBdB
Dicke des BordsThickness of the board

Claims (10)

Innenring (3) eines Wellgenerators (1), wobei der Innenring (3) aus einem eine Blechmittelebene (25) aufweisenden Blech hergestellt ist, eine nicht kreisrunde Außenkontur sowie eine Laufbahn (7) für Wälzkörper (5) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufbahn (7) außerhalb der Blechmittelebene (25) angeordnet ist.Inner ring (3) of a wave generator (1), wherein the inner ring (3) is made of a sheet having a sheet center plane (25), a non circular outer contour and a raceway (7) for rolling elements (5), characterized in that the raceway (7) is arranged outside the sheet center plane (25). Innenring (3) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenring (3) durch eine Ringscheibe (23) mit einem Bord (24) gebildet ist, die einen L-förmigen Längsschnitt ausbilden.Inner ring (3) after Claim 1 , characterized in that the inner ring (3) is formed by an annular disc (23) with a rim (24) which forms an L-shaped longitudinal section. Innenring (3) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der umgeformten Blechdicke (dB) des Bords (24) zur Blechdicke (ds) der Ringscheibe (23) zwischen 0,7 und 0,8 beträgt.Inner ring (3) after Claim 2 , characterized in that the ratio of the formed sheet thickness (d B ) of the rim (24) to the sheet thickness (ds) of the annular disc (23) is between 0.7 and 0.8. Innenring (3) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der umgeformten Blechdicke (dB) des Bords (24) zur Blechdicke (ds) der Ringscheibe (23) zwischen 0,5 und 0,6 beträgt.Inner ring (3) after Claim 2 , characterized in that the ratio of the formed sheet thickness (d B ) of the rim (24) to the sheet thickness (ds) of the annular disc (23) is between 0.5 and 0.6. Innenring (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringscheibe erste und zweite Axialausnehmungen (26, 27) aufweist.Inner ring (3) according to one of the preceding claims, characterized in that the annular disc has first and second axial recesses (26, 27). Wellgenerator (1) mit einem Wälzlager (2), das einen nachgiebigen Außenring (4) und einen Innenring (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist.Wave generator (1) with a rolling bearing (2) having a flexible outer ring (4) and an inner ring (3) according to one of the preceding claims. Wellgenerator (1) nach Anspruch 6 mit einem Innenring nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Wellgenerator (1) eine mit dem Wälzlager (2) gekoppelte Ausgleichskupplung (11) mit zwei Bolzen (13) aufweist, die mit den ersten Axialausnehmungen (26) des Innenrings (3) gekoppelt sind, wobei die zweiten Axialausnehmungen (27) Schmierstoffdurchführungen ausbilden.Wave generator (1) to Claim 6 with an inner ring according to Claim 5 , characterized in that the wave generator (1) has a compensating coupling (11) coupled to the rolling bearing (2) with two bolts (13) which are coupled to the first axial recesses (26) of the inner ring (3), the second axial recesses (27) forming lubricant passages. Wellgenerator (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Wälzlager (2) als ein Kugellager ausgebildet ist.Wave generator (1) according to one of the Claims 6 until 7 , characterized in that the rolling bearing (2) is designed as a ball bearing. Verfahren zur Herstellung eines Innenrings (3) eines Wellgenerators (1), mit folgenden Schritten: - Bereitstellung eines Halbzeugs als ein Blech mit einer Blechmittelebene (25), - Stanzen einer unrunden Ronde, - Kaltumformende Herstellung eines Bords (24) in die Ronde so, dass die Blechmittelebene (25) im Bereich des Bords (24) aus der Radialrichtung verschoben wird, - Stauchen der Ronde.A method for producing an inner ring (3) of a wave generator (1), comprising the following steps: - providing a semi-finished product as a sheet metal part with a sheet metal center plane (25), - punching a non-circular blank, - cold-forming a rim (24) into the blank such that the sheet metal center plane (25) is displaced from the radial direction in the region of the rim (24), - upsetting the blank. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die kaltumformende Herstellung des Bords (24) durch Tiefziehen erfolgt.Procedure according to Claim 9 , characterized in that the cold-forming production of the rim (24) is carried out by deep drawing.
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