CN106051110B - 摆动段 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于分段的支承环的摆动段(24)，其中摆动段包括一个用于平放在滚动支承的滚动体(23)上的滚动支承面和具有一个与滚动支承面(30)相对的，带有齿支承面(28)的侧面，齿(7)可铰接地支承在该摆动段上，其中齿支承面(28)包括至少一个圆的，用于各至少一个齿(7)的面段，其中该圆的面段的半径的中心点至少基本上与滚动支承面(28)重合。

Description

摆动段

技术领域

本发明涉及一种传动机构，一种摆动段和一种用于运行传动机构的方法。

背景技术

在现有技术中，包括可径向滑移地支承在一个齿架内的齿的传动机构是众所周知的。为了对齿进行驱动，使用具有一个造型的驱动件诸如凸轮盘。齿啮合在一个齿部内，因而在具有齿的齿架与齿部之间产生相对运动。其中齿部与齿之间的相对运动比具有造型的驱动件的运动小至少一个数量级。通过这种方式可以实现高传动比，在DE 10 2007 011175 A1中公开了一个这样的传动机构的实例。

这个传动机构的问题点是齿在凸轮盘上的支承。众所周知将滚动支承与摆动段组合使用，这些摆动段支承在滚动支承上和承载或沿着径向支撑着齿并且如果凸轮盘的一个隆起沿着径向方向推动滚动支承和摆动段的话将齿挤向齿部方向。其中在滚动支承上产生热量。所产生的热量提高传动机构的损耗和必须排出。两者在运行中都会是不希望有的。

发明内容

本发明的目的是提供传动机构，这些传动机构相对现有技术的众所周知的传动机构得到改进，其中应该实现滚动支承内的放热的减少。此外，本发明的目的是提供一种用于运行这样的传动机构的方法。

这个目的利用本申请的传动机构，根据本申请的一种摆动段和一种用于运行传动机构的方法得以实现。有益的发展设计和实施方式出自说明书。

本发明的观点涉及一种传动机构，特别是同轴传动机构或线性传动机构，其包括：一个齿部；一个齿架，多个用于与齿部啮合的齿收纳在该齿架内，其中齿可相对齿架径向滑移地支承；一个驱动件，其具有用于径向驱动可径向滑移地支承的齿的造型；一个滚动支承，该滚动支承环绕地设置在造型上；和摆动段，这些摆动段分别利用滚动支承面一方面平放在滚动支承上和在与滚动支承面相对的侧面上分别具有齿支承面，齿铰接地支承在这些齿支承面上，其中由齿支承面构成的齿支承的旋转轴分别至少基本上与滚动支承面重合。

本发明的另一个观点涉及一种用于分段的支承环的摆动段，其中摆动段包括一个用于平放在滚动支承的滚动体上的滚动支承面和具有一个与滚动支承面相对的，带有一个齿支承面的侧面，齿可铰接地支承在该摆动段上，其中齿支承面包括至少一个圆的，用于各至少一个齿的面段，其中该圆的面段的半径的中心点或旋转轴至少基本上与滚动支承面重合。

本发明的另一个观点涉及典型的实施方式之一的传动机构的应用。

通过为摆动段设计一个齿支承-该齿支承的旋转点位于滚动支承面之后或之上-避免了摆动段在滚动支承上的不必要的向前和向后运动，这些运动可能在摆动段围绕凸轮盘运转时由于齿相对摆动段旋转而出现并且与本来的环绕运动重叠。因此可以降低损耗。

本发明的实施方式特别是涉及同轴传动机构。通常本发明的传动机构包括一个位于内部的，具有作为驱动件的造型的凸轮盘和一个具有位于内部的齿部的内齿轮或一个位于外部的，具有内部造型的驱动件和一个位于内部的齿轮或一个位于内部的齿条，该齿条在位于外部的驱动件的情况中调节齿部。实施方式的配置涉及用于将旋转转换为线性运动的线性传动机构。

齿部典型地是一个环绕的齿部。齿或齿的齿顶与齿部啮合，其中齿典型地相对齿架可线性径向滑移地支承。其中“线性径向”通常意味着：存在沿着径向方向的导向，该导向只允许齿沿着径向方向的运动。典型地通过导向齿弧能够沿着准确地一个方向线性地移动，这一点例如可以通过如下方式得以实现，即齿在一个一定的距离长度上具有沿着移动方向不变的横截面，其中齿架同样具有一个用于齿弧的，横截面不变的的开口。通常齿分别沿着准确地一个方向可滑移地支承在齿架内，典型地沿着齿的纵轴的方向。此外，在典型的实施方式中，齿相对齿架围绕传动机构的纵轴的旋转自由度被锁定。这一点例如可以利用齿在齿架内沿着径向方向的线性导向得以实现。通过这种方式齿连同齿架围绕传动机构的纵轴旋转，然而不是相对齿架。

在本发明传动机构的典型的实施方式中，齿的至少一部分设计成抗弯的。其中，概念“抗弯的”应该典型地在技术上理解，就是说，由于齿的原料的刚度的原因齿的弯曲如下之小，即它们对于传动机构的运动学来说至少基本上并不重要。抗弯的齿包括特别是由金属合金，特别是钢或钛合金，镍合金或其他的合金制成的齿。此外，也可以设置由塑料制成的抗弯的齿，特别是在其内至少下列部件之一也同样由塑料制成的传动机构中：内齿轮或齿轮上的齿部，齿架和驱动件。在本发明的典型的实施方式中，齿架和齿由金属合金制成或者附加地还有齿部或进一步附加地驱动件由一种金属合金制成。这样的传动机构具有优点：它们非常抗扭并且承载能力高。由塑料制成的传动机构具有优点：它们具有小的重量。术语“抗弯的”特别是指围绕齿弧的横轴的抗弯刚度。这一点特别是意味着：在齿弧的视图中作为从齿根到齿顶的柱(Balken)存在一个抗弯刚度，该抗弯刚度至少基本上排除了齿顶与齿根之间的弯曲变形。通过所述抗弯刚度实现了传动机构的极高的承载能力和抗扭刚度。

在典型的实施方式中，在齿与造型之间设置有一个摆动段，该摆动段支承的一个滚动支承上，该滚动支承又平放在所述造型上。有益的实施方式包括一个设置在具有造型的驱动件与各至少一个齿之间的摆动段。该摆动段使得齿相对造型或相对摆动段的倾斜成为可能。典型地至少两个齿支承在一个摆动段上。多个支承在摆动段上的齿典型地沿着轴向方向并排地设置成一列。

齿弧典型地与摆动段松动地连接。其中“松动的连接”优选意味着：齿弧仅仅放置，通常是直接放置在摆动段上。优选的摆动段包括一个轮廓，该轮廓防止齿从摆动段上滑脱或摆动段至少沿着一个方向滑动。应该考虑到：通过这种方式摆动段由径向和线性导向的齿沿着循环方向相对齿架保持在它们的位置中。这样的轮廓例如可以是一个嵌接在一个凹坑内的隆起。通过这种方式保障了齿弧不在摆动段上滑动。因此实现了将摆动段固定在齿的位置上并且排除了沿着圆周方向在齿弧与摆动段之间的相对运动。其中，优选如下地设置轮廓，即阻止沿着圆周方向的可滑移性，因而避免了沿着圆周方向的滑脱。然而在另外的实施方式中也可以设置球冠状的，球状的或其他的隆起，这些隆起防止摆动段相对齿滑动。

典型的摆动段使分段的支承成为可能。在典型的实施方式中，摆动段或其他的支承段(Lagersegment)如平板构成分段的支承。分段的支承具有优点：它可以与驱动件的造型相匹配和另一方面使力沿着径向方向的可靠传递成为可能。

优选摆动段具有彼此相对的，带有隆起和凹坑的边缘，例如波形或锯齿形状。这一点具有优点：设置在摆动段下方的滚针即使在摆动段之间保持较大的间距的情况下也可靠地保持在摆动段与驱动件之间的空间内。

齿弧与摆动段之间的松动的连接具有结构简单的优点。其中“松动的连接”特别是意味着：齿并没有受到保护防止从摆动段上抬起。在这种类型的传动机构中通常通过如下方式防止齿从摆动段上抬起，即齿在齿顶上由齿部引导。

本发明的典型的实施方式包括一个具有造型的驱动件。造型优选具有一个非圆形的或一个非椭圆的弧形或曲线。非圆形的或非椭圆的弧形具有优点：为了例如调节不同的传动比，可以使用任意造型。在这个申请的意义中，偏心轮同样归入圆形的或椭圆的形状，因为在偏心轮中只有旋转轴与圆形的中轴线不相符，然而依然存在一个圆形。在典型的实施方式中，齿架或齿部构造成圆形的。这一点具有用于齿架和齿部的几何形状简单的优点。典型地在传动机构的低速侧上进行齿部与齿架之间的力的传递。这一点具有优点：用于力的传递的距离极其短，因而可以实现极高的刚性。满足这些条件的实施方式在一个非最后的设计中：具有作为驱动位于内部的凸轮盘和位于外部的，具有齿部的内齿轮的传动机构，其中齿架设置在内齿轮与凸轮盘之间；位于外部的凸轮盘，其具有在内齿轮上用于向内克服一个齿部-该齿部设置在一个齿轮或一个齿条上-驱动可径向运动的齿的，位于内部的造型。

齿部和齿典型地具有弯曲的齿面。齿面弯曲的实例是圆柱体状的弯曲或形式为对数螺线的弯曲。为了形式为对数螺线的弯曲的可能的实施方式引用DE 10 2007 011 175A1。弯曲的表面具有优点：啮合的齿面平面地而不仅仅是线状地或点状地贴靠。通过这种方式实现了在齿部与齿之间的力的传递时的极限刚性。

在实施方式中摆动段典型地能够沿着圆周方向彼此相对运动。这一点使对齿以及摆动段的非强制性导向成为可能。通过这种方式可以避免与预紧力相关联的过高的强制力。为了实现这个可运动性，摆动段例如可以在彼此之间具有一个一定的间距。

典型的摆动段包括一个滚动支承面和具有一个与滚动支承面相对的，带有齿支承面的侧面，每个摆动段的齿支承面上铰接地支承有一个，两个，三个或四个或更多齿。如果多个齿支承在一个齿支承面上的话，这些齿典型地沿着传动机构的轴向方向并排地支承或者特别是鉴于同一个旋转轴能够针对摆动段旋转。齿支承面可以构成一个隆起，该隆起与支承的齿的齿根内的一个相应的槽共同作用。摆动段典型地包括精确地一个隆起或精确地一个齿支承面。由该齿支承面典型地构成一个旋转轴，例如由齿支承面的圆的面段。由齿支承面构成的齿支承的旋转轴在每个摆动段上至少基本上与滚动支承面重合。

实施方式的齿支承包括齿支承面，这些齿支承面为了产生用于齿相对摆动段旋转的旋转轴包括一个用于各至少一个齿，典型地最多两个齿的圆的面段。在典型的实施方式中，齿支承面如下地构造，即旋转轴至少基本上与滚动支承面重合。其中“基本上”例如意味着：旋转轴以滚动体的直径的最大50％或最大30％或最大20％或最大10％位于滚动支承面之上或之下。在另外的实施方式中，旋转轴以摆动段的最大拉伸的最大20％，10％或5％沿着径向方向远离滚动支承面。通过这种方式避免了摆动段在环绕运动以外的向前和向后移动。当旋转轴远离滚动支承面时，可能发生这样的移位。利用所述措施也可以限制摆动段沿着循环方向彼此相对的移位，因而可以减小摆动段之间的间距。这一点可以提高滚动体的运转平稳性。

摆动段的典型的齿支承面分别包括一个用于各至少一个齿的圆的面段，其中该圆的面段的半径的中心点至少基本上与滚动支承面重合。通过这种方式可以为齿在滚动支承面的区域内产生一个旋转轴。摆动段中的每一个典型地分别包括一个或精确地一个齿支承面或构成精确地一个旋转轴。这一点可以将传动机构的损耗降低到最小程度。本发明的摆动段的典型地齿支承面至少部分是圆柱体状的。

附图说明

下面借助附图进一步详细地阐述本发明，其中附图示出：

图1示意性地示出本发明的第一实施方式的一半的示意性剖视图；

图2为图1所示出的实施方式的摆动段的示意性侧视图；

图3为图1所示出的实施方式的，图2所示出的摆动段的示意性顶视图。

具体实施方式

下面借助附图对本发明的典型的实施方式加以说明，其中本发明并不局限于实施例，更确切地说由权利要求确定本发明的范围。在对实施方式的说明中，为了使说明更加一目了然，在某些情况下在不同的附图中和为不同的实施方式相同的或类似的部件使用相同的附图标记。然而这并不意味着：本发明的相应的部分局限在实施方式示出的变型上。

在图1中示出的是第一实施例的一半的示意性剖视图。图1示意性地示出传动机构1的一半的剖视图，该传动机构具有一个带有位于内部的，环绕的齿部5的内齿轮3。传动机构1的第二半部在剖面中构造得与所示出的剖面相似。齿7与齿部5啮合。为了更加清楚起见，并不是图1的每个齿7都标注了附图标记7。典型地设置有两个轴向并行的，具有单齿7的齿环。齿7可径向滑移地支承在一个齿架11内。为此齿架11具有径向对准的，通道状的，圆的或槽状的开口，这些开口保障齿7在齿架11内的径向导向。由于在开口内的径向导向，对于齿7来说只能沿着径向方向顺着它们的纵轴运动，特别是排除了相对齿架11围绕传动机构1的纵轴的旋转。

齿的纵轴典型地表示从齿根到齿顶延伸的轴，而传动机构的纵轴则指向传动机构的旋转轴的方向。这例如可以是可用作输出端的齿架的旋转轴或者也可以是凸轮盘的旋转轴。

齿7由一个凸轮盘20驱动，该凸轮盘设计成中空的凸轮盘20。凸轮盘20具有用于沿着径向方向驱动齿7的造型22。造型22具有一个带有两个超出外周的隆起的形状，因而分别相对的齿7最远地进入齿部5的齿槽内。

齿7在图1示出的传动机构1中利用一个滚动支承设置在驱动件的造型上。滚动支承包括滚动体23，这些滚动体在这个实施例中设计成滚针。

在图1的实施例中凸轮盘设置在内侧和齿部设置在外侧。在这样的配置中，输出端分接在具有齿部的内齿轮上或齿架上，其中将分别另外的元件固定。在另外的实施方式中，驱动件设置在外侧，就是说在齿架之外而齿部则设置在内侧。另一方面可以将输出端分接在内侧齿部上或齿架上。齿架也可以连同它的开口称为齿笼(Zahnkaefig)，齿径向线性导向地，可滑移地收纳在该齿笼中。

传动机构1包括一个用于齿7的分段支承。分段支承包括摆动段24，这些摆动段分别在朝向齿7的侧面上具有一个圆的，特别是局部圆柱体状的齿支承面(参见图2)，该齿支承面构成一个隆起，一个齿7的或者在典型的实施方式中两个，三个或四个齿的根可以沿着传动机构1的轴向方向并排地设置在该隆起上。隆起与各个齿7的齿根内的相应的凹处共同防止齿7在摆动段24上滑动。

利用隆起分别构成用于齿7的踝关节，使得齿7为了保障非强制性的导向而能够相对摆动段24倾斜。摆动段24能够彼此相对地沿着循环方向滑移，因而摆动段24之间的间距能够变动。通过这种方式沿着摆动段24的循环方向的游离度也没有被锁定。这一点使得摆动段24的通过凸轮盘20的造型22的尽可能非强制性的导向和尽可能非强制性的径向驱动成为可能。为了将造型22与摆动段24之间的摩擦阻力降低到最小程度，滚动体23设置成滚针。在其他的实施方式中设置有用于支承摆动段的球体或其他的滚动支承。

对图1、2和3彼此相关联地进行说明，其中不再重复阐述所有的细节和相同的部件使用同样的附图标记。

在图2中示出的是图1示出的传动机构1的摆动段24。该摆动段24包括在该摆动段24的在传动机构1内朝向齿7的侧面上的一个齿支承。摆动段24的齿支承包括一个齿支承面28，该齿支承面包括一个用于各至少一个齿7的圆的面段。其中齿支承面28的圆的面段构造成圆形的。圆的中心点与摆动段24的滚动支承面30重合。因此为支承在摆动段24上的齿7分别产生一个旋转轴32，该旋转轴与滚动支承面30重合。通过这种方式齿7分别铰接地支承在摆动段上。

其中滚动支承面30是摆动段24的背向齿的侧面，即朝向滚动体23或凸轮盘20的侧面。滚动支承面30相当于滚动体23在上面滚动的面。

摆动段24包括一个沿着循环方向位于前部的段边34和一个沿着循环方向位于后部的段边36。其中表述“前部”和“后部”不是指运动的意义，而是这些表述表明的是摆动段24的两个相对的侧面。典型的传动机构可以沿着两个方向运行，因而在一种运行中前部的段边也可能沿着运转中的运动方向位于后面而与此相应地后部的段边则位于前面。

在从滚动支承面30到前部段边34和到后部段边36的过渡上分别设置有倒圆的后缩(Ruecknahme)或斜边38。这些斜边使滚动体23的进入更加容易，由此能够提高各摆动段24的运转平稳性。

在其他的实施方式中，在段边的区域内在滚动支承面与段边的侧面之间设置有经过倒角的过渡。这些过渡也可以称为倒圆的后缩。典型地至少或只在凸起的区域内设置斜边或倒圆的后缩。

在典型的实施方式中构造有无轴向导向的摆动段。由于边缘承担滚针的导向，所以摆动段上的轴向导向并不是强制性必要的。在典型的实施方式中，凸起设计成点对称的。其他的实施方式设计有轴对称设置的凸起。

图2的摆动段24具有一个中间地带40，该中间地带在图2中位于两条虚线之间。这个中间地带40位于齿支承面28之下。沿着循环方向在中间地带40之前和之后分别具有凸起，将结合图3和结合其他的实施方式进一步详细地对这些凸起进行阐述。

在图3中示出的是图2所示出的实施方式的摆动段24的顶视图，其中还附加地示出传动机构1的细节。结合图1和2对图3进行说明，因为分别示出相同的部件，尽管在图3中还示出了在图1和在图2中未示出的细节。

图3的示意图是顶视图，在该顶视图中从上部，即从齿支承面28的一侧看向摆动段24。摆动段24平放在右侧边缘42和左侧边缘44上，这些边缘是凸轮盘的组成部分。边缘42和44限定一个位于其间的滚动面46。为了清楚起见，在图3中未示出滚动体。在本实施例中设计成滚针的滚动体位于两个边缘42和44之间并且在滚动面46上移动。

边缘42和44构造得相对滚动面46足够高，使得它们大约达到与滚动体相同的高度或者仅仅略微小的高度，即例如小于滚动体直径的至少0.1％和/或最多1％，最多5％或最多10％的高度。

滚动支承面30在图3的视图中位于摆动段24之下和分别在边缘42和44之间。摆动段24的朝向边缘42和44的，设置在位于下部的边缘42和44的区域内的面称为边缘支承面52和54，其中面52和54之一分别位于边缘42和44中的每一个上。边缘支承面52和54分别至少部分地平放在边缘42和44上并且由此提高摆动段24的运转平稳性。

摆动段24具有一个中间地带40，该中间地带由虚线概略地示出。凸起61、63、65和67相对这个中间地带40伸出，齿支承面28也位于该中间地带的区域内。中间的凸起63和65完全位于滚动支承面30的区域内并且在它们的端部分别具有倒圆的后缩或斜边38，它们使滚动体进入摆动段24下面更加容易。

侧面的凸起61和67至少部分地位于边缘支承面52与54的区域内。因此侧面的凸起61和67适合于防止摆动段24由于支撑在边缘42或44之一上而倾斜。

图3的实施例的侧面的边缘61和67关于摆动段24的循环方向向着不同的方向伸出。因此有效地防止向两个方向的倾斜。

侧面凸起61和67在边缘支承面的区域内伸出的长度或范围与中间凸起63和65的伸出的长度或范围大小完全一样。通过这种方式保障了稳定的导向。

本发明并不局限于前述实施方式，更确切地说，本发明的范围由附加的权利要求确定。

Claims (9)

1.传动机构(1)，是同轴传动机构或线性传动机构，其包括：

-齿部(5)，

-齿架(11)，多个用于与齿部啮合的齿(7)收纳在该齿架内，其中齿(7)能够相对齿架(11)径向滑移地支承，

-驱动件，其具有用于径向驱动能够径向滑移地支承的齿(7)的造型(22)，

-滚动支承，该滚动支承环绕地设置在造型(22)上，和

-摆动段(24)，这些摆动段分别利用滚动支承面(30)一方面平放在滚动支承上和在与滚动支承面(30)相对的侧面上分别具有齿支承面(28)，齿(7)铰接地支承在这些齿支承面上，

-其中由齿支承面(28)构成的齿支承的旋转轴(32)分别与滚动支承面(30)重合。

2.根据权利要求1所述的传动机构(1)，其中齿支承面(28)分别包括用于各至少一个齿(7)的圆的面段，其中圆的面段的半径的中心点与滚动支承面(30)重合。

3.根据前述权利要求中任意一项所述的传动机构(1)，其中摆动段(24)中的每一个分别包括齿支承面(28)。

4.根据权利要求1所述的传动机构(1)，其中齿(7)在齿架(11)内分别径向和线性地引导和/或齿相对齿架(11)围绕传动机构(1)的纵轴的旋转自由度被锁定。

5.根据权利要求1所述的传动机构(1)，其中驱动件包括凸轮盘(20)。

6.根据权利要求1所述的传动机构(1)，其中滚动支承包括滚动体(23)，这些滚动体构造成滚针。

7.根据权利要求1所述的传动机构(1)，其中齿支承面(28)至少部分是圆柱体状的。

8.用于分段的支承环的摆动段(24)，其中摆动段包括用于平放在滚动支承的滚动体(23)上的滚动支承面和具有与滚动支承面(30)相对的、带有齿支承面(28)的侧面，齿(7)能够铰接地支承在该摆动段上，其中齿支承面(28)包括至少一个圆的、用于各至少一个齿(7)的面段，其中该面段的半径的中心点与滚动支承面(30)重合。

9.根据权利要求1至7中任意一项所述的传动机构(1)的应用。

Images