DD251596A1

DD251596A1 - DEVICE FOR GENERATING WAVY FORMAL MOVEMENTS

Info

Publication number: DD251596A1
Application number: DD29319586A
Authority: DD
Inventors: Dieter Hofmann
Original assignee: Robotron Bueromasch
Priority date: 1986-07-31
Filing date: 1986-07-31
Publication date: 1987-11-18

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Erzeugung einer wellenfoermigen Bewegung in hochuntersetzenden Wellgetrieben (Harmonic-drive-Getriebe) unter Realisierung einer radialen Verformung eines duennen flexiblen, vorzugsweise mit einer Aussenverzahnung versehenen Zahnrades. Ziel der Erfindung ist die Senkung des technologischen Aufwandes und die Erzielung eines hohen Wirkungsgrades. Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass sich auf einem Nocken oder einer Kurvenscheibe zylindrische Waelzkoerper befinden, die die Kurvenform auf ein flexibles Element radial nach aussen uebertragen. Bei einer Relativbewegung der Kurvenscheibe zum elastischen Element wird eine Wellbewegung im elastischen Element erzeugt. Da die Waelzkoerper ohne aeusseren Waelzlagering auf dem elastischen Element abrollen, treten keine Energieverluste auf. Fig. 2The invention relates to a device for generating a wave-like motion in high-gain corrugations (harmonic drive gear) with the realization of a radial deformation of a thin flexible, preferably provided with an external toothed gear. The aim of the invention is to reduce the technological effort and achieve a high efficiency. The essence of the invention is that there are cylindrical rolling elements on a cam or a cam, which transmit the curve shape to a flexible element radially outward. In a relative movement of the cam to the elastic element, a wave motion is generated in the elastic element. As the rolling elements roll on the elastic element without an external rolling bearing ring, no energy losses occur. Fig. 2

Description

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Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Erzeugung einer wellenförmigen Bewegung in hochuntersetzenden Wellgetrieben (Harmonic-drive-Getriebe) unter Realisierung einer radialen Verformung eines dünnen flexiblen, vorzugsweise mit einer Außenverzahnung versehenen Zahnrades bzw. eines dünnen flexiblen Reibringes.The invention relates to a device for generating a wave-like motion in high-gain corrugations (harmonic-drive gearbox) with the realization of a radial deformation of a thin flexible, preferably provided with an external toothed gear or a thin flexible friction ring.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Zur Realisierung von wellenförmigen Bewegungen, z.B. in Bewegungsgetrieben sind folgende technische Lösungen bekannt: 1.' Wellengenerator, bestehend aus zwei bzw. drei exzentrisch gelagerten Scheiben (Scheibengenerator).To realize wavelike movements, e.g. in motion transmissions the following technical solutions are known: 1. ' Wave generator, consisting of two or three eccentrically mounted discs (disc generator).

2. Nockengenerator mit Radial-Rillenkugellager, das aufgrund der dünnwandigen Innen- und Außenringe flexibel gestaltet ist. Die Ausführungen von Scheibengeneratoren zur Erzeugung von Spannungswellen zur Verformung von flexiblen Elementen bzw. zur Erzeugung eines Reib- oder Formschlusses in Bewegungsübertragungseinrichtungen wird z. B. in DD-PS 2947088 für ein Reibradgetriebe beschrieben. Dabei wird ein flexibler unverzahnter Ring vom Wellengenerator gegen die unverzahnte Innenfläche im Gehäuse angedrückt.2. Cam generator with radial deep groove ball bearing, which is designed flexible due to the thin-walled inner and outer rings. The embodiments of disc generators for generating stress waves for the deformation of flexible elements or for generating a frictional or positive connection in motion transmission devices is z. B. described in DD-PS 2947088 for a friction gear. In this case, a flexible untoothed ring is pressed by the wave generator against the untoothed inner surface in the housing.

So wird in der DE-OS 2533965 ein Dreischeibengenerator dargestellt, der die flexible Außenverzahnung mit der starren Innenverzahnung durch Erzeugung einer wellenförmigen Bewegung an zwei Stellen miteinander in Eingriff bringt. Ähnliche Lösungen mit Scheibengeneratoren werden in der DE-OS 2503908, DE-OS 2112631,DE-PS 1916805 beschrieben. Die Ausführung eines Nockengenerators, bestehend aus einem Nocken und einem flexiblen Rillenkugellager mit dünnen verformbaren Innen- und Außenringen, zur Erzeugung von Spannungswellen wird in der DE-OS 3037758 beschrieben. Dabei behält der Innenring die geometrische Form des eingesetzten Nockens. Der Außenring des flexiblen Lagers dagegen verformt sich kontinuierlich bei Rotation des Nockens.Thus, a three-disc generator is shown in DE-OS 2533965, which brings the flexible external teeth with the rigid internal teeth by generating a wave-like movement in two places with each other. Similar solutions with disk generators are described in DE-OS 2503908, DE-OS 2112631, DE-PS 1916805. The design of a cam generator, consisting of a cam and a flexible deep groove ball bearing with thin deformable inner and outer rings, for the generation of stress waves is described in DE-OS 3037758. The inner ring retains the geometric shape of the cam used. The outer ring of the flexible bearing, however, deforms continuously during rotation of the cam.

Eine Abwandlung dieser Ausführung ist in der DE-PS 3006787 und DE-PS 2944123 beschrieben. Die dort dargestellte Lösung verzichtet auf den Innenring des flexiblen Radial-Rillenkugellagers, d.h. die innere Kugellaufbahn befindet sich auf dem Nocken, Die äußere Kugellaufbahn befindet sich in einem zum Wälzlager gehörigen dünnen Außenring.A modification of this embodiment is described in DE-PS 3006787 and DE-PS 2944123. The solution presented there dispenses with the inner ring of the flexible radial deep groove ball bearing, i. the inner ball track is located on the cam, the outer ball track is located in a belonging to the rolling bearing thin outer ring.

Nachteilig bei Einrichtungen mit Wellengeneratoren ist der relativ hohe Aufwand aufgrund einer Vielzahl von Bauteilen. Im allgemeinen besteht jede Scheibe eines aus 2 oder 3 Scheiben bestehenden Wellengenerators aus Exenter, Radial-Rillenkugellager und einem äußeren Laufring. Alle Teile sind toleranzbehaftet. Der technologische Aufwand zur Fertigung ist daher hoch und eine lange Toleranzkette mit ihren Nachteilen ist nicht zu vermeiden.A disadvantage of facilities with wave generators is the relatively high cost due to a variety of components. In general, each disc of a shaft generator consisting of 2 or 3 discs consists of eccentric, radial deep groove ball bearings and an outer race. All parts are subject to tolerances. The technological effort to manufacture is therefore high and a long tolerance chain with its disadvantages is unavoidable.

Die beschriebenen Ausführungen mit Nockengenerator haben den Nachteil, daß bei Relativbewegung des Nockens zum elastischen Element, das auf dem Außenring des flexiblen Radial-Rillenkugellagers angeordnet ist, eine Verformung des Außenringes des flexiblen Lagers eintritt. Die aufzuwendende Energie verringert den Wirkungsgrad der Einrichtung.The embodiments described with cam generator have the disadvantage that during relative movement of the cam to the elastic element which is arranged on the outer ring of the flexible radial deep groove ball bearing, a deformation of the outer ring of the flexible bearing occurs. The energy consumed reduces the efficiency of the device.

Das Ziel der Erfindung besteht in der Entwicklung einer Einrichtung zur Erzeugung wellenförmiger Bewegungen mit einem Nockengenerator unter Beseitigung der dem Stand der Technik anhaftenden Nachteile mit geringem Aufwand und einem hohen Wirkungsgrad.The object of the invention is the development of a device for generating wave-like movements with a cam generator with elimination of the disadvantages of the prior art with little effort and high efficiency.

Explanation of the essence of the invention

DerErfindung liegt dieAufgabe zugrunde, optimale Wellenbewegungen mit geringsten technischem Aufwandzu erzeugen und bei geringer Verformbarkeit einen hohen Wirkungsgrad zu erzielen.The invention is based on the task to produce optimal wave movements with the least technical effort and to achieve high efficiency with low deformability.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe so gelöst, daß sich auf einem Nocken oder einer Kurvenscheibe zylindrische Wälzkörper befinden, die die Kurvenform auf ein flexibles Element radial nach außen übertragen. Bei einer Relativbewegung der Kurve zum elastischen Element wird entsprechend der Radienänderung der Kurve eine Wellbewegung im elastischen Element erzeugt. Da die Wälzkörper ohne äußeren Wälzlagerring auf dem elastischen Element abrollen, treten keine Energieverluste durch zusätzliche Verformung eines äußeren Wälzlagerringes auf. Der Vorteil der Anordnung beruht auf der freien radialen Verschiebbarkeit der Wälzkörper entsprechend der maximalen Radienänderung der Kurve im Wälzkörperkäfig, ohne daß dieser mit verformt werden muß. Durch Wegfall des äußeren Wälzlagerringes verringert sich der technische Aufwand des Wellgetriebes. Der Aufwand kann weiter minimiert werden bei einer käfiglosen Nadellagerung.According to the invention the object is achieved so that there are cylindrical rolling elements on a cam or a cam, which transmit the waveform to a flexible element radially outward. In a relative movement of the curve to the elastic element, a wave movement in the elastic element is generated according to the change in radius of the curve. Since the rolling elements roll without outer rolling bearing ring on the elastic element, no energy losses occur by additional deformation of an outer rolling bearing ring. The advantage of the arrangement is based on the free radial displacement of the rolling elements corresponding to the maximum change in radius of the curve in the rolling element cage, without this having to be deformed. By eliminating the outer bearing ring reduces the technical complexity of the wave gear. The effort can be further minimized in a cageless needle bearing.

embodiment

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Dabei zeigt:The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment. Showing:

Fig. 1: eine Darstellung eines bekannten Wellgetriebes mit Nockengenerator, Fig. 2: eine Darstellung des erfindungsgemäßen Wellgetriebes.Fig. 1: an illustration of a known wave gear with cam generator, Fig. 2: an illustration of the wave gear according to the invention.

Die wellenerzeugende Einrichtung besteht aus einem Nocken bzw. einer Kurvenscheibe 1, die mit wenigstens einer kontinuierlichen Radienänderung (R 2 R1) am Umfang versehen ist. Auf dieser Kurvenscheibe 1 befindet sich ein Nadelkäfig 3 mit den Wälzkörpern 4. Auf den Wälzkörpern 4 sitzt ei η elastisches Element, beispielsweise in Form eines flexiblen Zahnrades 2. Bei einer Relativbewegung der Kurvenscheibe 1 zum flexiblen Zahnrad 2 mit der Winkelgeschwindigkeit um den Punkt M ergibt sich eine radiale Verschiebung des Punktes P entsprechend der Radienänderung der Kurvenscheibe 1. Bei Darstellung dieser radialen Verschiebung des Punktes P über dem Drehwinkel ergibt sich eine harmonische Kurve, die Wellenbewegung. Durch das vorhandene radiale Spiel der Wälzkörper 4 im Nadelkäfig 3 können sich die Wälzkörper 4 im Nadelkäfig 3 ungehindert radial bewegen, d. h. der Nadelkäfig 3 wird nicht mechanisch deformiert. Die durch die Rotation der Kurvenscheibe 1 erzeugte Wellbewegung wird über die Wälzkörper 4 ohne Zwischenelement direkt auf das flexible Zahnrad 2 übertragen.The wave-generating device consists of a cam or cam 1, which is provided with at least one continuous change in radius (R 2 R1) on the periphery. On the rolling elements 4 is located ei η elastic member, for example in the form of a flexible gear 2. In a relative movement of the cam 1 to the flexible gear 2 with the angular velocity around the point M results a radial displacement of the point P corresponding to the change in radius of the cam disc 1. When this radial displacement of the point P over the rotation angle is shown, a harmonic curve, the wave motion results. Due to the existing radial play of the rolling elements 4 in the needle cage 3, the rolling elements 4 in the needle cage 3 can move freely unhindered, d. H. the needle cage 3 is not mechanically deformed. The wave motion generated by the rotation of the cam 1 is transmitted via the rolling elements 4 without intermediate element directly to the flexible gear 2.

Claims

1. A device for generating undulating movements using a cam generator or a cam with at least one continuous change in radius and a Wälzkörperringes, characterized in that the rolling element (4) and needle cage (3) existing Wälzkörperring (3; 4} directly on the cam (1) and an elastic element (2) is arranged directly above the rolling element (4) and the inner wall of the elastic element (2) serves as an outer running surface of the rolling elements.

2? Device according to Claim 1, characterized in that the needle cage (3) of the rolling bodies (4) is rigid, and the needle cage (3) is larger than the maximum diameter of the cam disc (1) and smaller than the minimum diameter of the deformed elastic element (2 ).

32 Device according to claims 1 and 2, characterized in that the elastic element (2) is a flexible gear.

4. Device according to claims 1 to 3, characterized in that the inner surface of the elastic element (2) has a high surface hardness.

5. Device according to claims 1 to 4, characterized by a cageless needle bearing between the cam (1) and the elastic element (2).