-
Die Erfindung betrifft eine Abrollbuchse, insbesondere eine radialflexible Abrollbuchse, für ein Wellgetriebe mit einer eine Außenverzahnung aufweisenden zylindrischen Buchse.
-
Allgemein sind bisher aus dem Stand der Technik lediglich Wellgetriebe bekannt, deren Abrollbuchse mit einer Geradverzahnung versehen ist, so dass die Zähne parallel zur Längsachse der Abrollbuchse ausgerichtet sind. Die Geradverzahnung erzeugt jedoch unerwünschte Geräusche, wenn die Abrollbuchse mit ihren Zähnen in den Zähnen eines die Abrollbuchse umgebenden innenverzahnten Hohlrades kämmt.
-
Die Erfindung hat deshalb die Aufgabe die gattungsgemäße Abrollbuchse dahingehend zu verbessern, dass die Geräusche im Betrieb des Wellgetriebes zukünftig reduziert werden.
-
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe mit einer Abrollbuchse der eingangs genannten Art, bei der erfindungsgemäß die Außenverzahnung eine Schrägverzahnung ist. Bei der Schrägverzahnung sind die Zähne in einem bestimmten Schrägungswinkel zur Längsachse der Abrollbuchse ausgerichtet, wodurch Laufgeräusche im Betrieb eines Wellgetriebes reduziert werden, da die miteinander in Eingriff stehenden Zähne der Abrollbuchse und eines Hohlrades mit einem kontinuierlichen Übergang in und aus dem Eingriff laufen und somit die Übertragung des Drehmoments gleichmäßiger verläuft. Besonders gute Ergebnisse hinsichtlich minimaler Laufgeräusche werden erreicht, wenn der Schrägungswinkel zwischen 1° und 30° liegt und eine Sprungüberdeckung größer als 1, 2 ist.
-
Die Abrollbuchse kann an einer ihrer beiden Stirnseiten mit einer Wandung versehen sein. Die Wandung kann in der Weise ausgebildet sein, das sie die zylindrische Buchse einseitig abschließt, so dass die Abrollbuchse ein topfartiges Gebilde darstellt. In diesem Fall kann die Abrollbuchse über die Wandung unmittelbar mit einer Welle verbunden werden. Allgemein werden Wellgetriebe mit einer topfartigen Abrollbuchse auch Topfgetriebe genannt.
-
In einer anderen Ausführungsform kann die Wandung so ausgestaltet sein, dass sie im Bereich der Stirnseite krempenartig um die zylindrische Buchse herumläuft. Die Abrollbuchse hat dann eine hutartige Gestalt.
-
Im Bereich der Wandung ist die von einem Wellengenerator erzeugte Verformung der Abrollbuchse nur sehr gering. Deshalb weist die zylindrische Buchse entlang ihres Umfangs einen verzahnten und danebenliegend einen unverzahnten Bereich auf, wobei der verzahnte Bereich wandungsfern und der unverzahnte Bereich wandungsnah ist.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform kann der verzahnte Bereich zwei nebeneinander liegende mit einander entgegengesetzten Schrägungswinkeln versehene Verzahnungen aufweisen. Auf diese Weise entsteht ein pfeilartiges Verzahnungsmuster. Die Verzahnungen können einen gleichen, aber entgegengesetzten Schrägungswinkel aufweisen oder einen unterschiedlichen und entgegengesetzten Schrägungswinkel.
-
Es ist jedoch auch möglich, dass die Abrollbuchse an beiden Stirnseiten offen ist und sich der verzahnte Bereich über die gesamte Breite der Abrollbuchse erstreckt. Dann gibt es also weder die Wandung noch den unverzahnten Bereich. Wellgetriebe mit einer derartig ausgeführten Abrollbuchse sind besonders flach gebaut, weshalb sie allgemein auch als Flachgetriebe zeichnet werden.
-
Der verzahnte Bereich kann ebenfalls zwei nebeneinander liegende mit einander entgegengesetzten Schrägungswinkeln versehene Verzahnungen aufweisen. Auch in diesem Fall weist die Verzahnung ein pfeilartiges Verzahnungsmuster auf, wobei die Verzahnungen gleiche, aber entgegengesetzte Schrägungswinkel aufweisen können oder alternativ unterschiedliche und entgegengesetzte Schrägungswinkel. Jede der beiden Verzahnungen wird von einem separaten Hohlrad umgeben, so dass zwei Hohlräder um die Abrollbuchse herumlaufen können. Eines der Hohlräder wirkt als Antrieb, wohingegen das andere Hohlrad den Abrieb bildet. Folglich ist die Richtung des übertragenen Drehmoments zwischen den beiden Hohlrädern entgegengesetzt. Aufgrund der entgegengesetzten Schrägungswinkel und der unterschiedlichen Drehmomente erfährt die Abrollbuchse eine in Axialrichtung wirkende Kraft, wodurch die Abrollbuchse die beiden Hohlräder gegeneinander verspannt. Außerdem bedingt die in Axialrichtung wirkende Kraft eine Spielfreiheit zwischen den Zahnflanken der Abrollbuchse und denen der Hohlräder.
-
Es ist jedoch auch möglich, dass der verzahnte Bereich zwei nebeneinander liegende mit mindestens nahezu gleichen Schrägungswinkeln versehene Verzahnungen aufweist, wobei wieder zwei Hohlräder um die Abrollbuchse herumlaufen. Aufgrund der entgegengesetzten Wirkrichtungen der Drehmomente und der mindestens nahezu gleichen Schrägungswinkel wird die in Axialrichtung wirkende Kraft mindestens nahezu Null.
-
Bei der Verwendung von zwei nebeneinander angeordneten Hohlrädern und zwei nebeneinander liegenden mit einander entgegengesetzten Schrägungswinkeln versehenen Verzahnungen der Abrollbuchse kann bei der Montage das linke Hohlrad über die linke Stirnseite der Abrollbuchse und das rechte Hohlrad über die rechte Stirnseite der Abrollbuchse geschoben werden. Wenn die Abrollbuchse zwei nebeneinander liegende mit mindestens nahezu gleichen Schrägungswinkeln versehene Verzahnungen aufweist, kann die Montage auf dieselbe Weise erfolgen.
-
In einer Weiterbildung der Erfindung kann der die Verformung der Abrollbuchse erzeugende Wellengenerator mit einer Bombierung versehen sein, wobei vorzugsweise der Außenumfang eines Außenrings bombiert ist. Dadurch wird der Druck zwischen dem Wellengenerator und der Abrollbuchse gleichmäßiger verteilt, wodurch eine Verformung des Wellengenerators reduziert wird.
-
Die Erfindung betrifft außerdem ein Wellgetriebe mit dem Wellengenerator und dem mindestens einem Hohlrad, das erfindungsgemäß die flexible Abrollbuchse nach einem der Ansprüche 1 bis 8 aufweist.
-
Außerdem betrifft die Erfindung eine Lenkung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, die erfindungsgemäß mit dem Wellgetriebe nach Anspruch 9 ausgerüstet ist.
-
Nachfolgend werden verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.
-
Im Einzelnen zeigen:
-
1 eine erste Ausführungsform einer Abrollbuchse;
-
2 eine zweite Ausführungsform der Abrollbuchse;
-
3 eine dritte Ausführungsform der Abrollbuchse;
-
4 ein Wellgetriebe;
-
5 eine vierte Ausführungsform der Abrollbuchse;
-
6 eine fünfte Ausführungsform der Abrollbuchse.
-
1 zeigt eine radialflexible Abrollbuchse 10 mit einer Außenverzahnung 11. Die Außenverzahnung 11 ist eine Schrägverzahnung, die einen Schrägungswinkel φ aufweist. In der Abrollbuchse 10 ist ein Wellengenerator 12 angeordnet, der die ursprünglich zylindrisch geformte Abrollbuchse periodisch verformt. Die Abrollbuchse 10 weist an ihrer Stirnseite eine Wandung 13 auf, so dass die Abrollbuchse 10 ein topfartiges Gebilde ist. Die Außenverzahnung 11 bildet einen verzahnten Bereich 14 neben dem ein unverzahnter Bereich 15 liegt.
-
Der verzahnte Bereich 14 kann mit einander entgegengesetzten Schrägungswinkeln versehene Außenverzahnungen 20 und 21 aufweisen, wie bei einer Abrollbuchse 24 (siehe 2). Auf diese Weise bildet die Außenverzahnung ein pfeilartiges Verzahnungsmuster.
-
Ein Wellengenerator 22 weist an seinem Außenumfang eine Bombierung 23 auf, um seine Verformung zu reduzieren.
-
3 zeigt eine Abrollbuchse 30, die an beiden Stirnseiten offen ist, also keine Wandung aufweist, und eine sich über die gesamte Breite der Abrollbuchse 30 erstreckende Außenverzahnung 31 aufweist. Auch die Außenverzahnung 31 ist eine Schrägverzahnung mit einem Schrägungswinkel φ.
-
4 zeigt ein Wellgetriebe 40 mit einem Wellengenerator 41, eine radialflexible Abrollbuchse 42 und zwei separate Hohlrädern 43 und 44. Das Hohlrad 43 weist mindestens einen Zahn mehr auf als das Hohlrad 44, so dass das Hohlrad 43 einen größeren Teilkreisdurchmesser aufweist als das Hohlrad 44. Die Abrollbuchse 42 greift mit ihrer Außenverzahnung sowohl in das Hohlrad 43 als auch in das Hohlrad 44 ein. Folglich müssen die Verzahnungen der Abrollbuchse 42 und die der Hohlräder 43 und 44 dieselbe Teilung aufweisen.
-
Eines der Hohlräder 43 und 44 kann als Antrieb und das andere als Abtrieb fungieren. Folglich sind die Richtungen der Drehmomente 45 und 46 der Hohlräder 43 und 44 entgegengesetzt, wie durch die Pfeile veranschaulicht werden soll. Die Drehrichtungen der Hohlräder 43 und 44 sind jedoch identisch. Aufgrund der unterschiedlichen Teilkreisdurchmesser dreht sich das Hohlrad 44 schneller als das Hohlrad 43.
-
Eine Abrollbuchse 50 aus 5 weist zwei schräge Verzahnungen 51 und 52 auf, die entgegengesetzte Schrägungswinkel haben. Da die Drehmomente der beiden hier nicht näher dargestellten Hohlräder in entgegengesetzte Richtungen wirken, wird auf die Abrollbuchse 50 eine Kraft in Axialrichtung ausgeübt.
-
Um die Kraft in Axialrichtung möglichst bis auf Null zu reduzieren, sind bei einer Abrollbuchse 60 (siehe 6) zwei schräge Verzahnungen 61 und 62 mit gleichem Schrägungswinkel vorgesehen.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- Abrollbuchse
- 11
- Außenverzahnung
- 12
- Wellengenerator
- 13
- Wandungen
- 14
- verzahnter Bereich
- 15
- unverzahnter Bereich
- 20
- Außenverzahnung
- 21
- Außenverzahnung
- 22
- Wellengenerator
- 23
- Bombierung
- 24
- Abrollbuchse
- 30
- Abrollbuchse
- 31
- Außenverzahnung
- 40
- Wellgetriebe
- 41
- Wellengenerator
- 42
- Abrollbuchse
- 43
- Hohlrad
- 44
- Hohlrad
- 45
- Drehmoment
- 46
- Drehmoment
- 50
- Abrollbuchse
- 51
- Außenverzahnung
- 52
- Außenverzahnung
- 60
- Abrollbuchse
- 61
- Außenverzahnung
- 62
- Außenverzahnung
