DD231960A3 - TRANSFORMER FOR VOLTAGE SHAFT GEAR - Google Patents

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DD231960A3 DD24438682A DD24438682A DD231960A3 DD 231960 A3 DD231960 A3 DD 231960A3 DD 24438682 A DD24438682 A DD 24438682A DD 24438682 A DD24438682 A DD 24438682A DD 231960 A3 DD231960 A3 DD 231960A3
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Wolfgang Friedrich
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Verformer fuer Spannungswellengetriebe, die in den verschiedensten Gebieten des Maschinenbaus, z. B. als Regelantrieb, als Antrieb der Funktionsachsen fuer Industrieroboter, als Verstellgetriebe o. ae. Verwendung finden. Die Aufgabe der Erfindung, einen Verformer zu schaffen, mit dem eine elliptische Verformung des elastischen Rades moeglich ist, ohne dass der Verformer selbst eine elliptische Gestalt aufweist, wird dadurch geloest, dass auf einem zylindrischen Grundkoerper eine Ringscheibe mit einer stirnseitig eingearbeiteten und mit Kugeln versehenen Rollbahn formschluessig befestigt ist. Hierbei entspricht der aeussere Rollbahndurchmesser der Kugeln dem inneren Durchmesser des elastischen Rades an den Zahneingriffsstellen. Die parallel zueinander verlaufenden Stirnflaechen des Grundkoerpers sind um einen auf die Mittelsenkrechte desselben bezogenen Winkel von 90-a geneigt. Der Winkel akann hierbei einen Bereich von 5 bis 30 umfassen. Senkrecht zur antriebsseitigen Stirnflaeche ist eine Bohrung im Grundkoerper zur Aufnahme der Antriebswelle angeordnet. Fig. 1The invention relates to a deformer for stress wave transmission, which in the various fields of mechanical engineering, z. B. as a variable speed drive, as a drive of the functional axes for industrial robots, as adjusting o. Ae. Find use. The object of the invention to provide a deformer with which an elliptical deformation of the elastic wheel is possible without the deformer itself has an elliptical shape is achieved by having on a cylindrical base an annular disc with a frontally incorporated and provided with balls Runway is fastened formschlüssig. Here, the outer raceway diameter of the balls corresponds to the inner diameter of the elastic wheel at the tooth engagement points. The mutually parallel Stirnflaechen the Grundkoerpers are inclined to a related to the perpendicular bisector thereof angle of 90-a. The angle hereby may comprise a range of 5 to 30. Perpendicular to the drive-side end face a hole in the main body for receiving the drive shaft is arranged. Fig. 1

Description

Ausführungsbeispielembodiment

Der erfindungsgemäße Verformer für Spannungswellengetriebe wird an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Hierbei zeigenThe deformer according to the invention for stress wave transmission will be explained in more detail using an exemplary embodiment. Show here

Fig. 1: einen Längsschnitt durch ein Spannungswellengetriebe mit Verformer Fig.2: eine Draufsicht des Spannungswellengetriebes.Fig. 1: a longitudinal section through a stress wave transmission with deformer Fig.2: a plan view of the stress wave transmission.

Das Spannungswellengetriebe besteht aus einem innerverzahnten starren Rad 1, in dessen Verzahnung ein außerverzahntes elastisches Rao 2 eingreift, wobei zwischen beiden Rädern eine Zähnezahldifferenz von mindestens einem Zahn besteht.The stress wave transmission consists of an internally toothed rigid wheel 1, in the toothing of which an externally toothed elastic Rao 2 engages, wherein there is a tooth number difference of at least one tooth between the two wheels.

Innerhalb des elastischen Rades 2 befindet sich ein Grundkörper 4, der in einer Bohrung 7 mittels einer Paßfeder 8 und einer Endscheibe 9 eine Antriebswelle 3 aufnimmt. Auf dem Grundkörper 4 ist eine Ringscheibe 10 mit einer stirnseitig eingearbeiteten und mit Kugeln 11 versehenen Rollbahn formschlüssig befestigt. Hierbei entspricht der äußere Rollbahndurchmesser der Kugeln 11 dem inneren Durchmesser des elastischen Rades 2 an den jeweiligen gegenüberliegenden Zahneingriffsstellen des starren Rades 1. Anstelle der Ringscheibe 10 kann auch ein Radialschrägkugellager ohne Außenring zur Anwendung gelangen.Within the elastic wheel 2 is a base body 4, which receives a drive shaft 3 in a bore 7 by means of a key 8 and an end plate 9. On the base body 4, an annular disc 10 is positively secured with a frontally incorporated and provided with balls 11 runway. Here, the outer raceway diameter of the balls 11 corresponds to the inner diameter of the elastic wheel 2 at the respective opposite tooth engagement points of the rigid wheel 1. Instead of the annular disc 10 can also be a radial angular contact ball bearing without outer ring used.

Der Grundkörper 4 ist nun so gestaltet, daß die parallel zueinander verlaufenden Stirnflächen 5; 6 um einen auf die Mittelsenkrechte des Grundkörpers 4 bezogenen Winkel von 90° — α geneigt sind, wobei der Winkel α gleich 12° beträgt.The main body 4 is now designed so that the mutually parallel end faces 5; 6 are inclined to a relative to the perpendicular bisector of the base body 4 angle of 90 ° - α, wherein the angle α is equal to 12 °.

Senkrecht zur antriebsseitigen Stirnfläche 5 ist eine Bohrung 7 im Grundkörper 4 zur Aufnahme der Antriebswelle 3 angeordnet.Perpendicular to the drive-side end face 5, a bore 7 in the base body 4 for receiving the drive shaft 3 is arranged.

Durch die Neigung der Stirnfläche 5 wird das Radialschrägkugellager soweit schräg gestellt, daß bei Drehung der Antriebswelle 3 das Radialschrägkugellager eine elliptische Form beschreibt und so das elastische Rad 2 an zwei gegenüberliegenden Stellen an seinem Umfang in Eingriff mit dem starren Rad 1 bringt und durch den fortschreitenden Zahneingriff eine Drehung einer Abtriebswelle hervorruft.Due to the inclination of the end face 5, the radial angular contact ball bearing is tilted so far that upon rotation of the drive shaft 3, the radial angular contact ball bearing describes an elliptical shape and so brings the elastic wheel 2 at two opposite points at its periphery in engagement with the rigid wheel 1 and by the progressive Tooth engagement causes a rotation of an output shaft.

Die Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß der Verformer aus einem kompakten Teil besteht, der einfach zu fertigen ist.The advantages of the invention are that the deformer consists of a compact part which is easy to manufacture.

Außerdem steht der Verformer nicht still, sondern rotiert mit der Antriebsdrehzahl, wodurch trotz der punktförmigen Kraftübertragung der Kugeln auf das elastische Rad eine flächenhafte Verformung desselben herbeigeführt wird, die sich auf die Lebensdauer des elastischen Rades positiv auswirkt.In addition, the deformer is not quiet, but rotates with the drive speed, which despite the point-like power transmission of the balls on the elastic wheel a planar deformation of the same is brought about, which has a positive effect on the life of the elastic wheel.

Claims (1)

- I - 4Tt JOU- I - 4T JOU Erfindungsanspruch:Invention claim: Verformerfür Spannungswellengetriebe zum Antrieb eines elastischen Rades, das mit einem starren Rad im Eingriff steht, gekennzeichnet dadurch, daß auf einem zylindrischen Grundkörper (4) eine Ringscheibe (10) mit einer stirnseitig eingearbeiteten und mit Kugeln (11) versehenen Rollbahn formschlüssig befestigt ist, wobei der äußere Rollbahndurchmesser der Kugeln (11) dem inneren Durchmesser des elastischen Rades (2) an den jeweiligen gegenüberliegenden Zahneingriffsstellen des starren Rades (1) entspricht, daß die parallel zueinander verlaufenden Stirnflächen (5; 6) des Grundkörpers (4) um einen auf die Mittelsenkrechte des Grundkörpers (4) bezogenen Winkel von 90°—a, wobei der Winkel α einen Bereich von 5° bis 30° umfassen kann, geeignet sind und daß senkrecht zur Stirnfläche (5) eine konzentrische Bohrung (7) im Grundkörper (4) zur Aufnahme der Antriebswelle (3) angeordnet ist.Deformator for tension wave gear for driving an elastic wheel, which is in engagement with a rigid wheel, characterized in that on a cylindrical base body (4) an annular disc (10) with a frontally incorporated and provided with balls (11) roller track is positively secured, said the outer raceway diameter of the balls (11) corresponds to the inner diameter of the elastic wheel (2) at the respective opposite tooth engagement points of the rigid wheel (1) that the mutually parallel end faces (5; 6) of the base body (4) around one on the Perpendicular to the base body (4) related angle of 90 ° - a, wherein the angle α may include a range of 5 ° to 30 °, are suitable and that perpendicular to the end face (5) has a concentric bore (7) in the base body (4) for receiving the drive shaft (3) is arranged. Hierzu 1 Seite ZeichnungenFor this 1 page drawings Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention Die Erfindung betrifft einen Verformerfür Spannungswellengetriebe. Dieser Verformer ist in allen denkbaren Bauformen von Spannungswellengetrieben einsetzbar, die wiederum in den verschiedensten Gebieten des Maschinenbaus, z. B. als Regelantrieb, als Antrieb der Funktionsachsen für Industrieroboter, als Verstellgetriebe usw. Verwendung finden.The invention relates to a deformer for stress wave transmission. This deformer can be used in all conceivable designs of voltage wave gears, which in turn in the various fields of mechanical engineering, eg. B. as a variable speed drive, as a drive of the functional axes for industrial robots, as adjusting, etc. find use. Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions Spannungswellengetriebe bestehen prinzipiell aus einem starren Rad, einem elastischen Rad, einem Verformer sowie einer An- und Abtriebswelle. Innerhalb des antriebsseitig fest angeordneten innerverzahnten starren Rades befindet sich ein elastisches außenverzahntes Rad. Das starre Rad weist gegenüber dem elastischen Rad mindestens einen Zahn mehr auf. Das elastische Rad wird durch den Verformer so verformt, daß es ständig an zwei gegenüberliegenden Stellen im Zahneingriff mit dem starren Rad steht.In principle, stress wave gears consist of a rigid wheel, an elastic wheel, a deformer and a drive and output shaft. Within the drive-side fixedly arranged internally toothed rigid wheel is an elastic externally toothed wheel. The rigid wheel has opposite the elastic wheel at least one more tooth. The elastic wheel is deformed by the deformer so that it is constantly in two opposite positions in mesh with the rigid wheel. Bei einer Umdrehung des Verformers dreht sich die Abtriebswelle in entgegengesetzter Richtung um mindestens einen Zahn weiter. Es sind die unterschiedlichsten Verformer bekannt, die zu einer elliptischen Verformung des elastischen Rades eingesetzt werden.In one revolution of the deformer, the output shaft rotates in the opposite direction by at least one tooth on. There are a variety of deformers known that are used to an elliptical deformation of the elastic wheel. So sind Verformer beschrieben, die eine elliptische Verformung des elastischen Rades durch elliptische Scheiben, durch exzentrisch rotierende Scheiben, durch elastische Kugellager auf einem elliptischen Kern oder durch unterschiedlich große Kugeln in einem runden Grundkörper erzeugen. (Informationsquelle: DE-PS 1135259; 47h, 20) Nachteilig hierbei ist, daß bei den Scheibenwellenverformern unterschiedliche Krafteinflüsse entstehen, die zusätzliche Verformungsmomente bewirken, die zu einer ungleichmäßigen Beaufschlagung und damit zu einerfrühzeitigen Zerstörung des elastischen Rades führen.Thus deformers are described which produce an elliptical deformation of the elastic wheel by elliptical disks, by eccentrically rotating disks, by elastic ball bearings on an elliptical core or by differently sized balls in a round base body. The disadvantage here is that different force influences arise in the disk wave deformers, which cause additional deformation moments, which lead to an uneven loading and thus premature destruction of the elastic wheel. Die Verformer mit elliptischer Gestalt weisen den Nachteil einer kostenungünstigen Herstellung auf und das sowohl beim Schleifen des elliptischen Kerns als auch der elastischen Lagerringe.The deformers with elliptical shape have the disadvantage of a cost-effective production and that both during grinding of the elliptical core and the elastic bearing rings. Weiterhin ist ein Spannungswellengetriebe bekannt, das einen elastischen verformbaren, mit dem Getriebegehäuse drehfest verbundenen, innenverzahnten Kranz beinhaltet, der über der Verzahnung eine Außenrollbahn für zwei gegenüberliegende Rollen oder Rollenpaare zur elastischen Ringverformung aufweist, wobei die gegenüberliegenden Rollen von einem mit der Antriebswelle verbundenen scheibenförmigen Verformer aufgenommen werden.Furthermore, a voltage wave transmission is known, which includes an elastically deformable, rotatably connected to the gear housing, internally toothed ring having over the teeth an outer roller for two opposing rollers or roller pairs for elastic ring deformation, wherein the opposite rollers of a connected to the drive shaft disc-shaped deformers be recorded. Durch Drehung des Verformers werden die mit ihm verbundenen Rollen gegen die Rollbahn des elastisch verformbaren innenverzahnten Kranzes gedrückt, so daß es wegen der Zähnezahldifferenz von mindestens einem Zahn zu einer Drehung der mit dem außenverzahnten Rad verbundenen Abtriebswelle kommt. (Informationsquelle: WP 149694; F 16 H 1/32) Der Nachteil dieser Lösung besteht darin, daß durch die Rollen bzw. Rollenpaare des Verformers eine Linienberührung an den Eingriffsstellen der Verzahnung zustande kommt, die die Gefahr einer erhöhten Bruchgefahr in sich birgt. Bekannt ist auch ein Verformer für ein Spannungswellengetriebe, bei dem gleichmäßig am Umfang in radialer Richtung angeordnete Stößel das elastische Rad verformen. Diese Stößel werden über Stößelstangen betätigt, welche an beiden Enden in einer Kugelpfanne allseitig drehbar gelagert sind, wobei alle Stößelstangen zentral an einer Scheibe befestigt sind, die ihrerseits zentrisch ein Kugellageraufnimmt, über das der Antrieb erfolgt. Dabei besitzt die Antriebswelle eine Schrägstellung, wodurch die Scheibe mit den Stößelstangen bei einer Rotation der Antriebswelle eine taumelnde Bewegung ausführt und die Stößel so in radialer Richtung bewegt, daß eine elliptische Verformung des elastischen Rades entsteht.By rotation of the deformer associated with him rollers are pressed against the raceway of the elastically deformable internally toothed ring, so that it comes to a rotation of the output shaft connected to the externally toothed wheel because of the number of teeth difference of at least one tooth. (Information source: WP 149694, F 16 H 1/32) The disadvantage of this solution is that the rollers or roller pairs of the deformer line contact at the points of engagement of the toothing comes about, which involves the risk of increased risk of breakage in itself. Also known is a deformer for a stress wave transmission in which evenly arranged on the circumference in the radial direction ram deform the elastic wheel. These plungers are actuated by push rods, which are rotatably supported on all sides in a ball socket on all sides, wherein all push rods are mounted centrally on a disc, which in turn centrally receives a ball bearing, via which the drive takes place. In this case, the drive shaft has an inclined position, whereby the disc with the push rods on a rotation of the drive shaft performs a tumbling motion and moves the plunger in the radial direction, that an elliptical deformation of the elastic wheel is formed. (Informationsquelle: SU 270421; F 16 H 1/00)(Information Source: SU 270421; F 16 H 1/00) Nachteilig hierbei ist, daß der Verformer sehr viele Lagerstellen aufweist, die sich negativ auf die Funktion und Lebensdauer auswirken. Außerdem üben die Stößel eine punktförmige Krafteinleitung auf das elastische Rad aus, was sich negativ auf die Festigkeit des elastischen Rades auswirkt. Auf Grund der konstruktiven Lösung mit Stößeln wird die radiale Steifigkeit des Verformers verringert.The disadvantage here is that the deformer has very many bearings, which have a negative effect on the function and life. In addition, the rams exert a point-like force on the elastic wheel, which has a negative effect on the strength of the elastic wheel. Due to the constructive solution with plungers, the radial stiffness of the deformer is reduced. Ziel de·1 ErfindungTarget de · 1 invention Ziel der Erfindung ist es, einen Verformerfür Spannungswellengetriebe zu schaffen, der einfach in der Herstellung ist. Darstellung des Wesens der ErfindungThe object of the invention is to provide a deformer for stress wave transmission that is easy to manufacture. Presentation of the essence of the invention Aufgabe der Erfindung ist es, einen Verformerfür Spannungswellengetriebe zu entwickeln, mit dem eine elliptische.Verformung des elastischen Rades möglich ist, ohne daß der Verformer selbst eine elliptische Gestalt aufweist.The object of the invention is to develop a deformer for stress wave transmission, with which an elliptical deformation of the elastic wheel is possible, without the deformer itself having an elliptical shape. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß auf einem zylindrischen Grundkörper eine Ringscheibe mit einer stirnseitig eingearbeiteten und mit Kugeln versehenen Rollbahn formschlüssig befestigt ist, wobei der äußere Rollbahndurchmesser der Kugeln dem inneren Durchmesser des elastischen Rades an den jeweiligen gegenüberliegenden Zahneingriffsstellen des starren Rades entspricht.According to the invention the object is achieved in that on a cylindrical base body an annular disc with a frontally incorporated and provided with balls runway is positively secured, wherein the outer raceway diameter of the balls corresponds to the inner diameter of the elastic wheel at the respective opposite tooth engagement points of the rigid wheel. Die parallel zueinander verlaufenden Stirnflächen des Grundkörpers sind um einen auf die Mittelsenkrechte desselben bezogenen Winkel von 90° — α geneigt. Der Winkel α kann hierbei einen Bereich von 5° bis 30° umfassen. Senkrecht zur antriebsseitigen Stirnfläche ist eine konzentrische Bohrung im Grundkörper zur Aufnahme der Antriebswelle angeordnet.The mutually parallel end faces of the base body are inclined by a perpendicular to the same perpendicular angle of 90 ° - α. The angle α may in this case comprise a range of 5 ° to 30 °. Perpendicular to the drive-side end face a concentric bore in the main body for receiving the drive shaft is arranged.
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