DE10133230A1 - Wellengetriebeeinheit - Google Patents

Abstract

Eine Wellengetriebeeinheit (1) besitzt ein Gehäuse (2), einen Wellengetriebe-Untersetzungsmechanismus (3) im Inneren des Gehäuses (2), eine Eingangswelle (4) und eine Ausgangswelle (5). Die Ausgangswelle (5) ist einstückig an einer Nabe (323) eines becherförmigen, flexiblen Außenzahnrades (32) des Untersetzungsmechanismus (3) ausgebildet und erstreckt sich durch eine Endplatte (22) nach außen. Die Nabe (323) ist in diese Endplatte (22) eingeschraubt. Ein Schrägwälzlager (6) wird durch eine äußere Umfangsfläche der Endplatte (22) und die innere Umfangsfläche des Gehäuses (2) gebildet, wodurch die zweite Endplatte (22) drehbar im Gehäuse (2) gelagert ist. Die Wellengetriebeeinheit (1) besitzt einfachen Aufbau bei geringem Anfall von einfach zusammenzusetzenden Teilen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wellengetriebeeinheit mit einem Gehäuse und einem Wellengetriebe-Untersetzungsmechanismus, der in dem Gehäuse un­ tergebracht ist, und von dem eine Ausgangswelle aus einem Ende des Gehäuses vorsteht. Insbesondere geht es bei der Erfindung um eine Wellengetriebeeinheit, die klein und kompakt baut und sich einfach zusammensetzen lässt.

Eine typische Wellengetriebeeinheit besitzt ein Gehäuse, einen Wellengetriebe- Untersetzungsmechanismus, der in dem Gehäuse aufgenommen ist, eine Ein­ gangswelle hoher Drehzahl und eine Ausgangswelle verringerter Drehzahl. Das Gehäuse besitzt einen ringförmigen Gehäusekörper sowie eine erste und eine zweite End- oder Stirnplatte, die an den beiden offenen Enden des Gehäusekör­ pers befestigt sind. Die Eingangswelle durchsetzt die erste Endplatte und ist mit einem Wellengenerator verbunden, der das Eingangselement des Wellengetriebe- Untersetzungsmechanismus darstellt, während die Ausgangswelle an ihrem Aus­ gangsende mit einem becherförmigen, flexiblen Außenzahnradelement gekoppelt ist, welches das Ausgangselement des Wellengetriebe-Untersetzungsmechanis­ mus darstellt, wobei die Ausgangswelle die zweite Endplatte durchsetzt und nach außen wegsteht.

Der Wellengetriebe-Untersetzungsmechanismus besitzt im Allgemeinen ein kreis­ förmiges starres Innenzahnrad, ein becherförmiges, flexibles Außenzahnrad im In­ neren des starren Innenzahnrads, und einen elliptisch geformten Wellengenerator, der im Inneren des flexiblen Außenzahnrads fixiert ist. Das flexible Außenzahnrad wird von dem Wellengenerator einer elliptischen Biegebewegung unterzogen, so dass es mit dem starren Innenzahnrad an den beiden Endbereichen der Hauptachse der Ellipse kämmt. Wird der Wellengenerator von einem Motor oder dergleichen gedreht, so bewegen sich die miteinander in kämmendem Eingriff ste­ henden Zahnräder in Umfangsrichtung, und zwar drehen sich die beiden Zahnrä­ der relativ zueinander mit stark untersetzter Drehzahl, entsprechend der Differenz der Anzahl von Zähnen zwischen den beiden Zahnrädern. Das starre Innenzahn­ rad ist fest an dem Gehäuse angebracht, und von dem flexiblen Außenzahnrad wird ein Ausgangsdrehmoment bei stark reduzierter Drehzahl abgenommen.

Das becherförmige flexible Außenzahnrad besitzt einen ringförmigen Körper, eine sich von einem Ende des Körpers radial nach innen erstreckende kreisförmige Membranplatte und eine Nabe, die einstückig an dem inneren Umfangsrand der Membranplatte angeformt ist, wobei an einem äußeren Umfangsoberflächenab­ schnitt des Körpers an der der Membranplatte abgewandten Seite eine Außenver­ zahnung ausgebildet ist. Die Ausgangswelle ist koaxial mit der kreisförmigen Stirnfläche der Nabe über Befestigungsbolzen oder dergleichen befestigt.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer kleinen und kompakten Wellenge­ triebeeinheit.

Außerdem soll durch die Erfindung eine Wellengetriebeeinheit geschaffen werden, die sich einfach zusammenbauen lässt.

Schließlich soll durch die Erfindung eine Wellengetriebeeinheit angegeben werden, deren Ausgangswellen-Verbindungsbereich kompakt ausgebildet ist und sich ein­ fach zusammenbauen lässt.

Zu diesem Zweck schafft die vorliegende Erfindung eine Wellengetriebeeinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1.

Vorzugsweise ist die Nabe in die zweite Stirnplatte eingeschraubt, wodurch die Verbindung zwischen dem flexiblen Außenzahnrad und der zweiten Endplatte klein und kompakt ausgebildet werden kann, verglichen mit dem Fall, dass zu diesem Zweck Befestigungsbolzen oder dergleichen verwendet werden.

Außerdem wird bevorzugt, ein Schrägwälzlager, insbesondere ein Zylinderrollen- Schräglager einzusetzen, um die zweite Endplatte drehbar an dem Gehäusekörper zu lagern. In diesem Fall besitzt das Schrägwälzlager vorzugsweise eine äußere Laufringfläche, die an einer inneren Umfangsfläche des Gehäusekörpers ausge­ bildet ist, eine innere Laufringfläche, die an einer äußeren Umfangsfläche der zweiten Endplatte ausgebildet ist, und mehrere Wälzkörper oder Rollen, die zwi­ schen diesen Laufringflächen aufgenommen sind. Da bei dieser Struktur keine ge­ trennten äußeren und inneren Laufringe zusammengebaut werden müssen, lässt sich die Wellengetriebeeinheit kompakt gestalten und einfach zusammenbauen. Außerdem ist bevorzugt, dass der Wellengenerator einstückig mit der Eingangs­ welle ausgebildet ist.

Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung di näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1A eine Schnittansicht eines Beispiels für eine erfindungsgemäße Wellenge­ triebeeinheit; und

Fig. 1B eine stirnseitige Ansicht der Wellengetriebeeinheit nach Fig. 1A.

Fig. 1A und 1B zeigen eine Längsschnittansicht bzw. eine stirnseitige Ansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Wellengetriebeeinheit. Wie dar­ gestellt, besitzt die Wellengetriebeeinheit 1 ein Gehäuse 2 und einen Wellenge­ triebe-Untersetzungsmechanismus 3, der in dem Gehäuse 2 aufgenommen ist, weiterhin eine Eingangswelle 4 und eine Ausgangswelle 5, die koaxial auf einer Achse 1a bezüglich des Untersetzungsmechanismus 3 gelagert sind.

Das Gehäuse 2 besitzt einen ringförmigen Gehäusekörper 20, eine erste Stirn- oder Endplatte 21, die an einem Ende des Gehäusekörpers 20 befestigt ist, und eine zweite Stirn- oder Endplatte 22, die drehbar an dem anderen Ende des Ge­ häusekörpers 20 gelagert ist. Der Wellengetriebe-Untersetzungsmechanismus 3 besitzt ein kreisförmiges starres Innenzahnrad 31, ein becherförmiger, flexibles Außenzahnrad 32 und einen Wellengenerator 33 zum radialen Durchbiegen des flexiblen Außenzahnrads, damit dieses teilweise mit dem starren Innenzahnrad 31 kämmt und die miteinander in kämmendem Eingriff stehenden Bereiche dieser beiden Zahnräder 31, 32 relativ zueinander in Umfangsrichtung dreht.

Der Wellengenerator 33 hat hier elliptische Form, welche das flexible Außenzahn­ rad elliptisch durchbiegt, damit es teilweise mit dem starren Innenzahnrad 31 an beiden Enden der Hauptachse der Ellipse kämmt. Das becherförmige, flexible Au­ ßenzahnrad 32 besitzt einen Ringkörper 321, eine kreisförmige Membranplatte 322, die sich von einem Ende des Körpers 321 aus radial nach innen erstreckt, ei­ ne einstückig an einem inneren Umfangsrand der Membranplatte 322 angeformte, scheibenförmige Nabe 323, und eine Außenverzahnung 324, die an einem äuße­ ren Umfangs-Oberflächenabschnitt des Körpers 321 an dessen offener Endseite ausgebildet ist.

Der Wellengenerator 33 besitzt hier eine elliptische starre Steuerkurvenplatte 331 und ein an deren äußerer Umfangsfläche fixiertes Wellenlager (Wellenerzeu­ gungslager) 332. Die starre Steuerkurvenplatte 331 ist an ihrer Stirnfläche ein­ stückig mit der Eingangswelle 4 verbunden. Die starre Steuerkurvenplatte 331 und die Eingangswelle 4 sind als zusammenhängendes einheitliches Bauteil ausgebil­ det. Die Eingangswelle 4 erstreckt sich von dem Ende der starren Steuerkurven­ platte 331 ausgehend durch die Mitte der ersten Endplatte 21 derart, dass sie von einem Lager 212 drehbar belagert ist, und sie steht aus dem Gehäuse vor. Das freie Ende der Eingangswelle 4 ist mit einem Motor oder dergleichen (nicht darge­ stellt) gekoppelt. Die erste Endplatte 21 ist an dem Ende des Gehäusekörpers 20 mit Montageschrauben 213 befestigt.

Die starre Steuerkurvenplatte 331 trägt außerdem an der anderen Stirnfläche koa­ xial eine Welle 333. Der Endbereich dieser Welle 333 ist drehbar von einem Lager 336 gelagert, welches an einer kreisförmigen Ausnehmung 335 gehaltert ist, die an dem Ende der Nabe 323 gebildet ist.

Die Ausgangswelle 5 bei dieser Ausführungsform ist einstückig an der Nabe 323 des flexiblen Außenzahnrads 32 angeformt. Anders ausgedrückt: Das flexible Au­ ßenzahnrad 32 und die Ausgangswelle 5 sind als einteiliges Bauelement gefertigt. Die Ausgangswelle 5 durchdringt ein Durchgangsloch 221 in der Mitte der zweiten Endplatte 22, wobei das freie Ende der Ausgangswelle aus der zweiten Endplatte 22 nach außen vorsteht. Im Vergleich zu der Ausgestaltung, bei der die Aus­ gangswelle 5 mit der äußeren Stirnfläche der zweiten Endplatte 22 mittels Befesti­ gungsbolzen oder dergleichen verbunden ist, ist hier der Verbindungsbereich zwi­ schen Ausgangswelle und Nabe einfach, die Anzahl der benötigten Teile ist gering, das Zusammenbauen gestaltet sich einfach.

Die Nabe 323 besitzt einen Außendurchmesser, der um eine Größe größer ist als die der Ausgangswelle 5, und an der äußeren Umfangsfläche der Nabe befindet sich ein Außengewindeabschnitt 325. Das Durchgangsloch 221 der zweiten End­ platte 22 besitzt einen Abschnitt mit relativ großem Durchmesser, an welchem ein Innengewindeabschnitt 221 an der inneren Umfangsfläche ausgebildet ist. Be­ nachbart zu diesem Abschnitt ist eine kreisförmige abgestufte Fläche 223 ausge­ bildet.

Durch Einschrauben der Nabe 323 in die zweite Endplatte 5 lässt sich also das flexible Außenzahnrad 32 an der zweiten Endplatte 22 fixieren. Verglichen mit dem Fall, dass diese Teile mittels Befestigungsbolzen oder dergleichen verbunden werden, ist die Verbindungsstruktur hier sehr einfach bei geringer Anzahl von Tei­ len und einfachem Zusammenbau. Gegenüber der Lösung, die Ausgangswelle getrennt von dem flexiblen Außenzahnrad auszubilden und die Ausgangswelle mit Letzterem durch Befestigungsbolzen oder dergleichen zu koppeln, kommt hier zu keinerlei Schlupf zwischen dem flexiblen Außenzahnrad und der zweiten Endplat­ te, es ist eine hohe Drehmomentübertragung gewährleistet.

Bei diesem Beispiel ist die zweite Endplatte 22 auf ihrer äußeren Stirnfläche mit Bolzenlöchern 224 ausgestattet, um ein (nicht gezeigtes) lastseitiges Element an dieser Endplatte zu befestigen. Außerdem ist ein Paar Löcher 225 an der äußeren Stirnfläche der zweiten Endplatte 22 vorgesehen, wobei diese Löcher 225 als Ver­ rastungsmittel dienen, so dass der Antriebsvorgang dieser Teile einfach ausge­ führt werden kann.

Sodann ist die zweite Endplatte 22 drehbar an der inneren Umfangsfläche des Gehäusekörpers 20 über ein Zylinderrollen-Schräglager 6 gelagert. Das Schräg­ wälzlager 6 besitzt eine V-förmige äußere Laufringfläche 61, die an der inneren Umfangsfläche des Gehäusekörpers 20 ausgeformt ist, eine V-förmige Innen­ laufringfläche 62, die an der äußeren Umfangsfläche der zweiten Endplatte 22 ausgebildet ist, und Wälzkörper oder Rollen 63, die drehbar zwischen diesen Laufringflächen 61 und 62 aufgenommen sind. Es müssen also keine anderen Teile von Außenlaufring und Innenlaufring zusammengebaut werden, sondern der Gehäusekörper 20 und die zweite Endplatte 22 fungieren als Außenlaufring bzw. Innenlaufring. Hierdurch lässt sich das Schrägwälzlager einfach ausgestalten bei geringerer Anzahl von zusammenzusetzenden Teilen, wodurch sich die Montage vereinfacht.

Wie oben ausgeführt, ist bei der erfindungsgemäßen Wellengetriebeeinheit die Ausgangswelle einstückig an der Nabe des becherförmigen flexiblen Außenzahn­ rads angeformt. Im Vergleich zum Stand der Technik, wo die Ausgangswelle mit der zweiten Endplatte über Befestigungsbolzen oder dergleichen verbunden ist, vereinfacht sich also der Aufbau der Wellengetriebeeinheit, die Anzahl der Teile verringert sich, der Zusammenbau ist einfach.

Die Nabe des flexiblen Außenzahnrads ist direkt in die zweite Endplatte einge­ schraubt, so dass der Kopplungsbereich dieser Teile vereinfacht ist, die Anzahl der Teile verringert ist und außerdem der Vorgang des Zusammenbauens erleichtert ist.

Darüber hinaus wird das Schrägwälzlager zur drehbaren Lagerung der zweiten Endplatte durch die äußere Laufringfläche des Gehäuses und die innere Laufring­ fläche der zweiten Endplatte gebildet, so dass das Rollenlager bei geringer Teile­ zahl und einfachem Zusammenbau insgesamt vereinfacht ist.

Schließlich ist die Eingangswelle einstückig an dem Wellengenerator angeformt, so dass die Verbindung von Eingangswelle und Wellengenerator baulich verein­ facht ist, wiederum unter Verzicht auf spezielle Befestigungselemente, was den Zusammenbau dieser Teile erübrigt.

Claims (4)

1. Wellengetriebeeinheit, umfassend:
ein Gehäuse (2);
einen Wellengetriebe-Untersetzungsmechanismus (3), der im Inneren des Gehäuses (2) aufgenommen ist;
eine Eingangswelle (4);
eine Ausgangswelle (5);
wobei das Gehäuse einen ringförmigen Gehäusekörper (20), eine erste, an ei­ nem Ende des Gehäusekörpers (20) befestigte Endplatte (21) und eine zweite, drehbar an dem anderen Ende des Gehäusekörpers (20) gelagerte Endplatte (22) aufweist;
wobei der Wellengetriebe-Untersetzungsmechanismus ein kreisförmiges star­ res Innenzahnrad (31), ein becherförmiges, flexibles Außenzahnrad (32), das im Inneren des starren Innenzahnrads (31) angeordnet ist, einen Wellengene­ rator (33) zum flexiblen Durchbiegen des flexiblen Außenzahnrads in radialer Richtung, damit das Außenzahnrad teilweise mit dem starren Innenzahnrad kämmt und sich die kämmenden Bereiche dieser Zahnräder in Umfangsrich­ tung bewegen, aufweist;
wobei die Eingangswelle (4) koaxial mit dem Wellengenerator (33) verbunden ist und die erste Endplatte (21) drehend durchsetzt;
wobei das flexible Außenzahnrad (32) einen Ringkörper (321), eine sich aus­ gehend von einem Ende des Ringkörpers radial nach innen erstreckende kreisförmige Membranplatte (322) und eine einstückig an einem inneren Um­ fangsrand der Membranplatte angeformte, scheibenförmige Nabe (323) auf­ weist, und
wobei die Ausgangswelle (5) einstückig an der Nabe (323) angeformt ist und die zweite Endplatte (22) durchsetzt.

2. Getriebeeinheit nach Anspruch 1, bei der die Nabe (323) in die zweite End­ platte (22) eingeschraubt ist.

3. Getriebeeinheit nach Anspruch 1 oder 2, mit einem Schrägwälzlager (6) zum drehbaren Lagern der zweiten Endplatte (22) an dem Gehäusekörper (20); wobei das Schrägwälzlager eine Außenlaufringfläche (61), die an einer inne­ ren Umfangsfläche des Gehäusekörpers (20) ausgebildet ist, eine Innen­ laufringfläche (62), die an einer äußeren Umfangsfläche der zweiten Endplatte (22) ausgebildet ist, und mehrere Wälzkörper (63), die zwischen den Laufflä­ chen aufgenommen sind, aufweist.

4. Getriebeeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der der Wellengenerator (33) einstückig mit der Eingangswelle (4) ausge­ bildet ist.